新型混合动力耦合机构及混合动力控制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及汽车技术领域，公开了一种新型混合动力耦合机构及混合动力控制方法、装置，该耦合机构包括发动机、增程模块和纯电驱动模块，增程模块包括发电机和第一传动装置，发动机输出轴通过第一传动装置与发电机输入轴连接，发动机与发电机并排布置；纯电驱动模块包括驱动电机、差速器和第二传动装置，驱动电机通过第二传动装置与差速器连接，差速器通过汽车的驱动桥将动力传递至车轮，该耦合机构合理优化了结构布局，且通过纯电驱动模块和增程模块分别进行配置，使得成本低，安装维修方便，特别适合于A级车的混动化；该控制方法及装置通过判断电池的剩余电量值以及车速，并根据判断的结果，切换所述汽车的工作模式，以适应不同的工况需求。

【技术实现步骤摘要】
新型混合动力耦合机构及混合动力控制方法、装置
本专利技术涉及汽车
，特别是涉及一种新型混合动力耦合机构及混合动力控制方法、装置。
技术介绍
现有的动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。如附图1中所示的一种现有的电动汽车动力耦合系统，包括：发动机10；发电机11，与所述发动机10同轴相连；离合器20，设置在所述发动机10与所述发电机11之间；驱动电机12，通过传动装置分别与所述离合器20和差速器30相连。该种电动汽车动力耦合系统，各部件布局紧凑，有利于整体装配；但是，在本专利技术中，专利技术人发现该系统中包含离合器、液压系统等结构，系统模块化程度不高，安装拆卸维修不方便，使得成本比较高，不适合A级别车(紧凑型车)的混动化。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种结构布局合理且模块化程度较高的新型混合动力耦合机构；本专利技术的目的之二是提供基于该新型混合动力耦合机构的混合动力控制方法；本专利技术的目的之三是提供基于该新型混合动力耦合机构的混合动力控制装置。为了实现上述目的之一，本专利技术实施例提供一种新型混合动力耦合机构，包括发动机、增程模块和纯电驱动模块，所述增程模块包括发电机和第一传动装置，所述发动机的输出轴通过所述第一传动装置与所述发电机的输入轴连接，所述发动机与所述发电机呈并排布置；所述纯电驱动模块包括驱动电机、差速器和第二传动装置，所述驱动电机通过所述第二传动装置与所述差速器连接，所述差速器通过汽车的驱动桥将动力传递至汽车车轮。作为优选方案，所述第一传动装置包括齿轮副，所述齿轮副的第一齿轮固设于所述发动机的输出轴上，所述齿轮副的第二齿轮固设于所述发电机的输入轴上。作为优选方案，所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径。作为优选方案，所述驱动电机与所述差速器同轴设置于所述驱动桥上。作为优选方案，所述驱动电机上连接有与所述驱动电机的转子同步绕所述驱动桥转动的第三齿轮，所述第三齿轮通过所述第二传动装置与所述差速器连接。作为优选方案，所述第二传动装置包括齿轮轴，所述齿轮轴包括中间轴以及固设于所述中间轴两端的第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮的直径大于所述第五齿轮的直径，所述第四齿轮与所述第三齿轮外啮合传动，所述第五齿轮与所述差速器上的主齿轮外啮合传动。此外，为了实现上述目的之二，本专利技术实施例提供一种基于上述的新型混合动力耦合机构的混合动力控制方法，该混合动力控制方法包括以下步骤：判断电池的剩余电量值以及车速，并根据判断的结果，切换所述汽车的工作模式：当电池的剩余电量值高于第一阈值时，控制所述发动机和发电机均不工作，所述驱动电机经所述第二传动装置将动力传递给所述差速器，所述汽车进入纯电动模式；当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时，控制所述发电机启动所述发动机工作，所述发动机通过所述第一传动装置带动所述发电机发电，所述驱动电机的动力经所述第二传动装置传递给所述差速器，所述汽车进入增程模式。作为优选方案，所述控制方法还包括：在刹车制动时，控制所述驱动电机产生制动力矩并且在所述驱动电机的线圈绕组中产生感应电流以向电池充电。此外，为了实现上述目的之三，本专利技术实施例提供一种基于上述的新型混合动力耦合机构的混合动力控制装置，该混合动力控制装置包括第一控制单元，其用于判断电池的剩余电量值以及车速，并根据判断的结果，切换所述汽车的工作模式：当电池的剩余电量值高于第一阈值时，控制所述发动机和发电机均不工作，所述驱动电机经所述第二传动装置将动力传递给所述差速器，所述汽车进入纯电动模式；当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时，控制所述发电机启动所述发动机工作，所述发动机通过所述第一传动装置带动所述发电机发电，所述驱动电机的动力经所述第二传动装置传递给所述差速器，所述汽车进入增程模式。作为优选方案，该混合动力控制装置还包括第二控制单元，其用于在刹车制动时，控制所述驱动电机产生制动力矩并且在所述驱动电机的线圈绕组中产生感应电流以向电池充电。综上，本专利技术实施例所提供的一种新型混合动力耦合机构及混合动力控制方法、控制装置，与现有技术相比较，包括以下优点：1、本专利技术实施例提供的新型混合动力耦合机构取消了离合器、液压系统等结构，结构简单，布局更加合理，而且通过纯电驱动模块和增程模块分别进行配置，使得成本低，安装维修方便，特别适合于A级车的混动化。2、在工作模式切换过程中，驱动电机始终参与驱动，动力不存在动力中断。附图说明图1是现有技术方案的一种新型混合动力耦合机构；图2是本专利技术实施例提供的一种新型混合动力耦合机构的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种汽车混动动力耦合机构在纯电动模式下的示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种新型混合动力耦合机构在增程模式下的示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种新型混合动力耦合机构的控制方法的步骤流程图；其中，1、发动机；2、扭转减震器；3、发动机输出轴；4、第一齿轮；5、第二齿轮；6、发电机；7、发电机输入轴；8、驱动电机；9、第三齿轮；15、第四齿轮；16、中间轴；17、第五齿轮；13、主齿轮；14、差速器；18、驱动桥；19、车轮；101、增程模块；102、纯电驱动模块。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图2所示，本专利技术优选实施例提供一种新型混合动力耦合机构，包括发动机1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型混合动力耦合机构，其特征在于，包括发动机、增程模块和纯电驱动模块，所述增程模块包括发电机和第一传动装置，所述发动机的输出轴通过所述第一传动装置与所述发电机的输入轴连接，所述发动机和所述发电机呈并排布置；所述纯电驱动模块包括驱动电机、差速器和第二传动装置，所述驱动电机通过所述第二传动装置与所述差速器连接，所述差速器通过汽车的驱动桥将动力传递至汽车车轮。

【技术特征摘要】
1.一种新型混合动力耦合机构，其特征在于，包括发动机、增程模块和纯电驱动模块，所述增程模块包括发电机和第一传动装置，所述发动机的输出轴通过所述第一传动装置与所述发电机的输入轴连接，所述发动机和所述发电机呈并排布置；所述纯电驱动模块包括驱动电机、差速器和第二传动装置，所述驱动电机通过所述第二传动装置与所述差速器连接，所述差速器通过汽车的驱动桥将动力传递至汽车车轮。2.如权利要求1所述的新型混合动力耦合机构，其特征在于，所述第一传动装置包括齿轮副，所述齿轮副的第一齿轮固设于所述发动机的输出轴上，所述齿轮副的第二齿轮固设于所述发电机的输入轴上。3.如权利要求2所述的新型混合动力耦合机构，其特征在于，所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径。4.如权利要求1所述的新型混合动力耦合机构，其特征在于，所述驱动电机与所述差速器同轴设置于所述驱动桥上。5.如权利要求4所述的新型混合动力耦合机构，其特征在于，所述驱动电机上连接有与所述驱动电机的转子同步绕所述驱动桥转动的第三齿轮，所述第三齿轮通过所述第二传动装置与所述差速器连接。6.如权利要求5所述的新型混合动力耦合机构，其特征在于，所述第二传动装置包括齿轮轴，所述齿轮轴包括中间轴以及固设于所述中间轴两端的第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮的直径大于所述第五齿轮的直径，所述第四齿轮与所述第三齿轮外啮合传动，所述第五齿轮与所述差速器上的主齿轮外啮合传动。7.一种基于权利要求1-6任一项所述的新型混合动力耦合机构的混合动力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：判断电池的剩余电...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁宏钟，赵江灵，何国新，徐明艳，尹雪，王宝智，罗庆元，朱旭，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44