基于汽车尾气热电转换的B-ISG弱混合动力系统

摘要

本实用新型涉及一种基于汽车尾气热电转换的B-ISG弱混合动力系统，该系统包括热电转换单元、输出储能单元、动力总成单元和整车能量管理单元，其特点是：热电转换单元中热电器件的热端吸收高温尾气携带的热量，其冷端在冷却水的冷却作用下构建冷热端温度差产生直流电能；输出储能单元利用热电转单元或B-ISG电机的发电能量给蓄电池充电进行储存，或给车载+36V、+12V车载电器和B-ISG供电；动力总成单元控制汽车发动机、B-ISG电机和传动系统的运行状态；整车能量管理单元对系统多种工作模式下的能量进行综合管理与控制。本实用新型有效地回收并利用了汽车尾气排出的废热，提高了汽车发动机的燃油经济性，有助于降低汽车尾气排放。

主权项

一种基于汽车尾气热电转换的B‑ISG弱混合动力系统，所述系统包括热电转换单元、输出储能单元、动力总成单元以及整车能量管理单元，其中：热电转换单元：包括热交换器，热交换器与所述动力总成单元中发动机排气管出口相连，吸收其高温尾气热量构成多个热电器件的热源，汽车发动机自身冷却系统中的冷却水或由水箱、水泵和风扇构成的独立冷却系统中的冷却水进入冷却水箱构成热电器件的冷源，热电器件在热源与冷源的热传输条件下形成温差产生直流电能，多个热电器件之间进行串并联构成热电器件组，热电器件组的输出端与所述输出储能单元相连为其供电；输出储能单元：包括蓄电池，该单元根据蓄电池的SOC，通过第一DC/DC转换器对所述热电转换单元中热电器件组的输出直流电能进行电压或电流变换对所述蓄电池进行充电实现回收电能储存，或当所述动力总成单元中B‑ISG电机处于发电状态时通过第三DC/DC转换器进行电压或电流变换对所述蓄电池进行充电，当B‑ISG电机处于电动状态时，所述蓄电池通过第三DC/DC转换器对所述动力总成单元中电机控制器进行供电，所述蓄电池还通过第二DC/DC转换器给输出储能单元中+12V的车载电器供电；动力总成单元：汽车发动机运行时产生的高温尾气通过排气管道连接到所述热电转换单元中热交换器为热电器件组提供热端温度，冷却系统的冷却水进入冷却水箱为所述热电转换单元中热电器件组提 供冷端温度；启动时，由B‑ISG电机通过皮带快速带动汽车发电机到怠速状态进行点火；怠速时，汽车发动机关闭，B‑ISG电机低速运转；制动时，汽车发动机通过皮带带动B‑ISG电机进行发电；正常运行时，汽车发动机通过离合器和驱动器驱动车轮，当所述输出储能单元中蓄电池SOC不足时，汽车发动机通过皮带带动B‑ISG电机进行发电通过所述输出储能单元中第三DC/DC转换器给所述蓄电池充电；停机时，汽车发动机关闭，B‑ISG电机停止运转；整车能量管理单元：包括整车控制器，所述整车控制器通过CAN总线与所述热电转换单元的主控制器，与所述输出储能单元的第一DC/DC转换器、电池管理单元、第二DC/DC转换器，与所述动力总成单元的汽车发动机ECU、第三DC/DC转换器、B‑ISG电机控制器以及传动系统控制单元相连进行通信实现多能量的综合分配和控制，通过对整车控制器输入的点火钥匙信号、离合踏板信号、制动踏板信号、加速踏板信号来控制弱混合动力系统的能量流。