一种P1电机模块、汽油微混P1动力总成及轻型商用车

技术领域

本发明涉及汽车发动机设备技术领域，具体涉及一种P1电机模块、汽油微混P1动力总成及轻型商用车。

背景技术

随着越来越严格的油耗法规，油耗是否满足法规要求将决定车辆是否可以继续销售，所以降低整车油耗成为了各主机厂的重点工作任务。目前市面上轻型商用车产品基本只能满足三阶段重型油耗法规。未来四阶段相比于三阶段油耗限值加严在12％-15％左右，通过传统的发动机优化已无潜力能够满足，开发适合的混动将是其中的必由路径。目前商用车企在混动上已有所涉及，比如350V的P2混动架构，550V的行星齿轮架构，以及较多厂家在开发的550V的串联混动架构。但这些高压系统均因涉及到高功率电机，以及高压防护设计普遍成本较高。

微混即微混合动力(MILD HYBRID)也称轻度混合动力、软混合动力、弱混合动力等，微混常用BSG皮带传送启动/发电技术，电机不直接参与驱动，主要用于启动和回收制动能量。微混合动力技术一般都用在乘用车上，但是现在用在乘用车上的微混合动力系统功率太小，功率扭矩太小，能量回收及助力能力有限，降油比例非常有限。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种P1电机模块，通过将电机设置在飞轮和变速器箱之间：使得汽车在低功率区域采用纯电驱动，发动机在这个区域，不再需要油耗优化，相比于传统汽油机优化泵气损失的措施可以不再采用；在低速高负荷区域采用电机辅助，不再需要强调低速高扭矩效应；在高速高功率区域也可以通过电机弥补，可以降低发动机的最高功率与转速，从而优化成本。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种P1电机模块，包括电机和电机控制器，所述电机包括定子、转子、外壳，所述外壳内设置有定子，所述定子内设置有转子，所述转子设置在离合器上，所述离合器的一侧与转子相连接，所述离合器的另一侧与变速箱相连接，所述电机控制器分别与控制系统和电机电连接，所述电机与电源系统相连接。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述电机控制器设置在外壳的上方。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述离合器内设置有扭转减震器。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述离合器为电子离合器。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述外壳包括第一连接板、第二连接板和本体，所述第一连接板和第二连接板上分别设置有多个安装螺孔，所述多个安装螺孔用于将外壳设置在发动机和变速箱之间。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述电源系统为48V电源系统。

本发明还提供了一种汽油微混P1动力总成，相比于轻型商用柴油车；成本优于传统柴油车，油耗具备满足未来四阶段限值要求，动力性略优于传统柴油车，节油比例13％以上。

为实现上述目的，采用的技术方案：一种汽油微混P1动力总成，包括发动机和上述技术方案中所述的P1电机模块，所述发动机为汽油发动机，所述发动机包括机体组、曲柄连杆机构、冷却系，所述曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴、飞轮，所述P1电机模块设置在发动机和变速箱之间。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述机体组上设置有进气口、后处理接口、燃油接口，入水接口。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述P1电机模块的电机与48V电源系统电连接。

作为本发明的一个优选的技术方案：所述所述离合器为电子离合器，所述电子离合器设置在电机与变速箱之间。

本发明还提供了一种轻型商用车，包括上述技术方案所述的汽油微混P1动力总成。

本发明具有以下有益效果：

1、通过将电机设置在飞轮和变速器箱之间，使得汽车在低功率区域采用纯电驱动，使得发动机在这个常用区域，不再需要油耗优化，相比于传统汽油机优化泵气损失的措施可以不再采用；在低速高负荷区域采用电机辅助，不再需要强调低速高扭矩效应；在高速高功率区域也可以通过电机弥补，可以降低发动机的最高功率与转速，从而优化成本。

2、集成模块化设计，装配简单，可以匹配不同的汽油发动机及变速箱。

3、电子离合器通过扭转减震器的设置，可以有效隔离发动机传给变速箱的激励，并可以适时与发动机断开连接。

4、汽油微混P1动力总成，相比于轻型商用柴油车；成本优于传统柴油车，油耗具备满足未来四阶段限值要求，动力性略优于传统柴油车，节油比例13％以上；电机通过与48V电源系统连接，相比目前传统柴油成本降低。

附图说明

图1为P1电机模块的整体结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为汽油微混P1动力总成的整体结构的正视图；

图4为汽油微混P1动力总成的整体结构的左视图；

图5为汽油微混P1动力总成的整体结构的后视图；

图6为汽油微混P1动力总成的整体结构的俯视图；

图7为汽油微混P1动力总成的整体结构的右视图；

图8为汽油微混P1动力总成的整体结构的仰视图；

图1-图8中，1、电机，2、电机控制器，3、定子，4、转子，5、外壳，6、离合器，7、发动机，8、飞轮，9、法兰轴，10、离合器盖，11、扭转减震器，12、第一连接板，13、第二连接板，14、本体，15、安装块，16、低温散热器入水接口，17、发动机入水接口，18、低温散热器出水接口，19、碳罐本体，20、燃油接口,21、真空泵外接真空助力接口,22、转向泵接口，23、发动机入水接口，24、暖风回水接口，25、发动机进气接口，26、暖风进水接口，27、膨胀水壶出气接口，28、后处理接口，29、补水箱入口接口，30、机体组。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施案例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种P1电机模块，包括电机1和电机控制器2，电机1包括定子3、转子4、外壳5，外壳5内设置有定子3，定子3包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯固定在外壳5内，定子绕组缠绕在定子铁芯上，定子绕组与汽车的电源系统电联接；定子铁芯内设置有转子4，转子4设置在离合器6上，离合器6的一侧与转子4相连接，离合器6的另一侧通过一轴与变速箱相连接，电机控制器2分别与电机1和控制系统电连接。在控制系统的作用下，通过电机控制器2的作用使得电机1在发电机和电动机之间切换，使得汽车在低功率区域采用纯电驱动，使得发动机在这个常用区域，不再需要油耗优化，相比于传统汽油机优化泵气损失的措施可以不再采用；在低速高负荷区域采用电机辅助，不再需要强调低速高扭矩效应；在高速区域采用电机辅助实现最大车速，可以降低发动机最高转速，从而降低为保证机械强度的设计成本；集成模块化设计，装配简单，可以匹配不同的汽油发动机及变速箱。

离合器6包括摩擦片、压盘、法兰轴9、离合器盖10，并与外部的离合器执行机构相连接，执行机构用于控制压盘与摩擦片的分离和结合；摩擦片设置在电机的转子4上，离合器盖10与电机的转子4相连接，法兰轴9位于离合器6的中心，用于与变速箱的一轴相连接，其连接方式优选为键连接；转子4包括转子铁芯和转子绕组，转子铁芯设在离合器盖10上，为了隔离发动机传给变速箱的激励，使动力总成系统平稳工作，在离合器6内设置有扭转减震器11；作为优选的技术方案，离合器6采用电子离合器，电子离合器即离合器的本身结构不便，但与其相连接的外部操作机构作出改变，采用液压执行系统用于代替踏板，液压执行系统与控制系统电连接，控制系统通过根据油门踏板、变速器档位、变速器输入/输出轴转速、发动机转速、节气门开度等传感器反馈信息，计算出离合器6最佳的接合时间与速度，进而发出指令来使得液压执行系统来控制离合器6的分离或者结合；控制系统为电子控制单元(VCU)，电子离合器的设置可以使得变速箱适时与汽油微混P1动力总成断开与接合，使整个系统一直处于最优工作状态。

外壳5包括第一连接板12和第二连接板13，以及位于第一连接板12和第二连接板13之间的本体14，本体14的形状为圆柱形，本体14的上方设置有用于放置电机1控制模块的安装块15，第一连接板12的形状与与之连接的发动机输出端的形状匹配，第二连接板13的形状与变速箱输入端的形状匹配，第一连接板12和第二连接板13上分别设置有多个安装螺孔，多个安装螺孔用于将外壳5设置在发动机和变速箱之间；电机控制器2可以设置在汽车内的任何地方，但是为了结构紧凑可以将电机控制器2设置在P1电机1模块的上方，即设置在安装块15上。电源系统为48V电源系统，采用48V电源系统在节油比例相当的情况下，比高压的混动架构成本低1-3万元。通过对定、转子、离合器的不同选型设计，可设计出不同动力特性与不同承扭能力的P1电机模块，产品可以做到系列化匹配从微卡、皮卡以及更大吨位的轻卡。

如图3-图8所示，本申请还提供了一种汽油微混P1动力总成，包括发动机7和上述实施例中的P1电机模块，P1电机模块包括电机1和电机控制器2，发动机7为汽油发动机组，包括包括机体组30、曲柄连杆机构、冷却系等，机体组30包括气缸盖和气缸体，曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴、飞轮等，P1电机模块安装在发动机7和变速箱之间，通过外壳5与发动机7和变速箱相连接，离合器的一侧与电机转子4连接，离合器的另一侧与变速箱的一轴相连接，离合器优选为电子离合器；机体组30上设置有发动机进气接口25和后处理接口28，在机体组30的上方设置有用于与油箱相连接的燃油接口20，机体组30的中部上设置有发动机入水接口17，用于连接水泵和水箱，在发动机入水接口17处设置有暖风系统回水接口24，暖风回水接口24和设置在机体组30后部上方的暖风进水接口26，通过管路与暖风系统相连接，发动机7上设置有用于连接低温散热器的低温散热器出水接口18和低温散热器入水接口16；在机体组30的上方还分别设置有真空泵外接真空助力接口21、碳罐接口19；在机体组30后部上方设置有膨胀水壶除气接口27，用于与膨胀水壶相连接，在机体组30左侧上方设置有补水箱入水接口29，用于与膨胀水壶相连接；在机体组30的下方还设置转向泵接口22；P1电机模块的电机1与之相连的电源系统优选为48V电源系统，采用48V电源系统的汽油微混P1动力总成，相比于轻型商用柴油车；成本优于传统柴油车，油耗具备满足未来四阶段限值要求，动力性略优于传统柴油车，节油比例13％以上；采用48V电源系统的汽油微混P1动力总成，比目前传统柴油成本低3500元。

本申请还提供了一种轻型商用车，包括上述中的汽油动力总成，以及底盘、车身、电气设备、轮胎等其他部件，其成本低于传统柴油车，油耗具备满足未来四阶段限值要求，动力性略优于传统柴油车，同时降低了生产成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。