混合动力驱动系统技术方案

本发明专利技术提供一种混合动力驱动系统，该系统包括发动机，与电池组电连接的第一电机和第二电机，变速器，第一离合器和第二离合器以及传动轴，其中：所述发动机、变速器、第一电机、第一离合器、第二离合器和第二电机依次连接，并且传动轴连接到第一离合器和第二离合器之间。由于在发动机和第一电机之间设置了变速器，因此能够解决发动机与电机之间的转速匹配问题。当整车高速运行时，发动机可以通过变速器与第一电机和／或第二电机进行较好的转速匹配，使三者并联或混联运行，从而使整车在高速下仍能具有较好的加速性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合动力驱动系统。
技术介绍
混合动力车辆同时采用两种不同的动力源，根据动力系统的连接方式不同，主要可以分为三种结构形式，即串联、并联和混联。串联结构的特征是以电力形式进行复合，发动机直接驱动发电机对储能装置和电动机供电，电动机用来驱动车轮；并联结构的特征是以机械形式进行复合，发动机与传动轴相连，电机可同时用作电动机和发电机以平衡发动机所受的载荷。实践中出现的混联模式有一种是通过行星齿轮机构来实现各动力单元的动力分配。在这种结构中，发动机与行星架相连，发动机的一部分功率通过第一电机转换为电能对第二电机供电或对储能装置进行充电，另一部分机械能直接作用于齿圈上，同时第二电机与齿圈相连，提供部分功率和转矩。在这种模式中，发动机输出动力中总有一部分能量供第一电机发电给蓄电池组充电或供第二电机电动使用。实践中还有通过离合器来实现各动力单元的动力分配的混联模式，如CN1857941A公开了一种用于驱动车辆的混合动力驱动系统，该系统公开了使用双离合器、双电机以及电池组的驱动系统，其次电机与发动机输出端连接，次电机与主电机之间设置了次离合器，变速箱与主电机之间设置了主离合器。在这种结构中，发动机与电机同轴设置，这样就存在一个发动机与电机的转速匹配问题。如果发动机与电机始终保持同转速，不利于最大限度地使发动机处于高效区工作。此外，电机的转速调节范围可能受到限制。一般-->而言，电机的运行转速范围宽，可在0～9000转(甚至更大的转速)范围内可调，而发动机的转速范围比电机窄(一般最高转速在5000～6000转)。当发动机与电机同轴连接并输出动力时，由于发动机的转速限制，电机的转速只能工作在一段范围内。另一方面，根据其说明书的公开可知该驱动系统的次电机具有如下三种功能：一、发动机的启动电机；二、输出电功率的发电机；三、辅助发动机输出动力。由此可知：该次电机相当于将传统汽车中的发动机的启动电机(功率较小)与电池组电连接，通过控制，使其具有以上除发动机启动电机之外的功能，还可以作为电动机，此时仅能作为辅助动力，不能作为电动机单独驱动车轮使用，也不存在其单独与主电机共同驱动车轮的驱动状态。这将使得整个驱动系统可实现的驱动模式及功能单一，对于实现最佳的功率输出不利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混合动力驱动系统，该系统能够解决电机和发动机在连接时的转速匹配问题，使整车能够达到更高的转速，同时，可以实现多种驱动模式以提高效率并降低油耗。本专利技术提供一种混合动力驱动系统，该系统包括发动机，与电池组电连接的第一电机和第二电机，变速器，第一离合器和第二离合器以及传动轴，其中：所述发动机、变速器、第一电机、第一离合器、第二离合器和第二电机依次连接，并且传动轴连接到第一离合器和第二离合器之间。由于在发动机和第一电机之间设置了变速器，因此能够解决发动机与电机之间的转速匹配问题。通过变换变速器的档位，可以使发动机最大限度地工作在高效区，有利于提高整车效率并降低油耗。同时，当整车高速运行时，发动机可以通过变速器与第一电机和/或第二电机进行较好的转速匹配，使整-->车在高速下仍能具有较好的加速性能。此外，当处于发动机单独驱动模式时，断开与第二电机相连的第二离合器，即断开第二电机与传动轴之间的连接。此时，发动机可以将能量全部传递到车轮，而不用将一部分能量浪费在第二电机的空转上，从而提高了能源的利用率。此外，第一电机和第二电机均可作为电动机使用，可以单独驱动车轮，也可以共同驱动车轮。在第一电机驱动车轮时，可以将变速器置于空档状态，避免对发动机造成反拖。对于车辆的各种不同行驶工况，可充分发挥第一电机和第二电机的最佳输出性能，使整个驱动系统实现多种驱动模式，从而优化传动效率，降低油耗。根据本专利技术的一种优选实施方式，第一电机可以设计为在高转速下实现的效率优于其低转速下实现的效率；第二电机设计为在低转速下实现的效率优于其高转速下实现的效率。这样不仅可以使这两个电机能以其最佳输出效率协作驱动车轮，而且可以降低两个电机的设计难度(通常，要求电机在低、中、高转速下都能实现高效率输出的设计难度较大)。通过这种实施方式，在车辆起步或低速行驶过程中，可以使用工作效率高的第二电机单独驱动车轮；在车速达到较高时，即达到第一电机可工作在较高效率输出时，则由第一电机单独驱动车轮；而当需要牵引力较大时，第一和第二电机可以共同驱动车轮，实现较大转矩的输出。由此，本专利技术的驱动系统在纯电力输出方式下也具备较好的动力输出能力，可以在不启动发动机的情况下，满足传动轴的需求。这样在车辆的燃料消耗以及有害物排放方面也有很大的改善。根据本专利技术的另一种优选实施方式，驱动系统还可以包括设置在第一离合器和第二离合器之间的定速比减速机构，该机构的输出动力通过所述传动轴输出给车轮。定速比减速机构可以是常啮合的齿轮传动减速机构、链条传-->动减速机构或摩擦传动减速机构。这种实施方式在保证驱动系统能够达到高功率输出的同时，不存在因换档引起动力中断，增加舒适感，减小整个驱动系统的体积，从而降低成本。本专利技术的其它特征和优点将在下面的具体实施方式中进行描述。附图说明图1是根据本专利技术的一种混合动力驱动系统的结构示意图；图2至图16是表示图1中混合动力驱动系统的各种不同工作模式的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式进行详细说明。如图1所示，根据本专利技术的一种混合动力驱动系统，包括发动机1，与电池组6电连接的第一电机(图中所示为MG1)2和第二电机(图中所示为MG2)3，变速器4，第一离合器5和第二离合器11以及传动轴8，其中：所述发动机1、变速器4、第一电机2、第一离合器5、第二离合器11和第二电机3依次连接，并且传动轴8连接到第一离合器5和第二离合器11之间。该驱动系统还可以包括设置在第一离合器5和第二离合器11之间的定速比减速机构7，该机构7的输出动力通过所述传动轴8输出给车轮。所述第一电机2和第二电机3可以分别通过第一功率变换器9和第二功率变换器10电连接到电池组6。所述电池组6可以具有外接充电接口，用于通过充电站或者市电对电池组6进行充电。发动机1可以采用汽油或柴油等作为燃料，通过第一电机2为电池组6充电，以及通过传动轴8向车轮输出动力。-->本专利技术的定速比减速机构7可以是常啮合的齿轮传动减速机构、链条传动减速机构及摩擦传动减速机构等，只要在满足减速的同时减速比恒定即可。发动机1、变速器4、第一电机2、第一离合器5、第二离合器11、第二电机3依次顺序连接，其中第一电机2和第二电机3的转轴可以同轴设置。发动机1的输出轴与第一电机2的转轴通过变速器4连接，第一电机2的转轴与第二电机3的转轴通过第一离合器5和第二离合器11连接，在第一离合器5与第二离合器11之间连接传动轴8。上述第一电机2和第二电机3均可工作于电动和发电模式，电池组6是可控的能量存储单元，可以是蓄电池组、燃料电池组等，在此不作限定。第一电机2和第二电机3可以分别通过第一功率变换器9和第二功率变换器10与电池组6连接，第一功率变换器9和第二功率变换器10可进行双向的功率变换，由此两个电机可以将电池组6中储存的电能转化为动力输出，也可将动力转化为电能存储在电池组6中。第一电机2与发动机1、传动轴8和电池组6均相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力驱动系统，该系统包括发动机（１），与电池组（６）电连接的第一电机（２）和第二电机（３），变速器（４），第一离合器（５）和第二离合器（１１）以及传动轴（８），其中：　所述发动机（１）、变速器（４）、第一电机（２）、第一离合器（５）、第二离合器（１１）和第二电机（３）依次连接，并且传动轴（８）连接到第一离合器（５）和第二离合器（１１）之间。

【技术特征摘要】
1、一种混合动力驱动系统，该系统包括发动机(1)，与电池组(6)电连接的第一电机(2)和第二电机(3)，变速器(4)，第一离合器(5)和第二离合器(11)以及传动轴(8)，其中：所述发动机(1)、变速器(4)、第一电机(2)、第一离合器(5)、第二离合器(11)和第二电机(3)依次连接，并且传动轴(8)连接到第一离合器(5)和第二离合器(11)之间。2、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中该系统还包括设置在第一离合器(5)和第二离合器(11)之间的定速比减速机构(7)，该机构(7)的输出动力通过所述传动轴(8)输出。3、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述第一电机(2)和第二电机(3)分别通过第一功率变换器(9)和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗红斌，廖云浩，杨科，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]