双电机三离合器混联式混合动力系统技术方案

一种汽车技术领域的串并联混联式混合动力系统。本发明专利技术包括：发动机、辅助离合器、主电机、主离合器、变速箱、皮带轮离合器、皮带轮电机、发动机前端皮带轮系、发动机附件系统、动力电池、辅助电池、电机驱动控制器、高压电安全控制器、动力电池管理器、直流变换器、整车控制器、发动机控制器、第一半轴、第二半轴。皮带轮电机带动皮带轮通过一个离合器与发动机相连，并独立驱动发动机附件系统。主电机通过一个辅助离合器与发动机相连、并通过一个主离合器与变速箱的输入轴相连。本发明专利技术结构简单、布置紧凑、制造成本低，优化了发动机、主电机、皮带轮电机运行效率和再生制动能量回馈效率，整车油耗和有害排放，并保持良好的动力性与驾驶平顺性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种汽车
的系统，特别是一种串并联混联式混合动力系统。
技术介绍
面对汽车工业发展面临的能源与环保压力，发展节能环保的混合动力汽车成为全球汽车工业发展的重点之一。混合动力汽车动力系统的结构型式有串联式、并联式和串并联式，具体的结构型式有多种变型。串并联混联式混合动力系统，目的是集成了串联混合动力系统和并联混合动力系统优点、克服了各自的缺点。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1420034，公开日为2003.05.28，专利名称为双电机混合动力汽车动力系统，该专利自述为“双电机混合动力汽车动力系统属于以燃油和电力两种能源为动力源的汽车混合动力装置。它包括内燃机、电机、离合器、变速箱、动力电池、制动系统及整车自动控制系统，其特征在于具有主、副两个电机，其主电机25的转子轴与变速箱24的输出轴相连接，副电机22的转子轴与内燃机1的曲轴相连接；主、副电机25、22与电池28电联接。”其不足之处同样是如果不采用发动机电动附件系统(如电动空调压缩机、电动转向泵等)，由于使用该装置发动机附件系统(如空调压缩机、动力转向泵等)只能由发动机带动，不能全面实现怠速停机功能，影响了燃油经济性的提高和尾气有害排放的降低。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术的不足，提供一种串并联混联式混合动力系统，使其克服目前混合动力系统结构复杂、制造成本高、体积大，或不具备纯电动模式、或能量回馈效率低、或必须采用发动机电动附件系统、或不能全面实现怠速停机功能的缺点，具有良好的与现有车辆的技术继承性以及整车动力性、燃油经济性和低排放的特点。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括发动机、辅助离合器、主电机、主离合器、变速箱、皮带轮离合器、皮带轮电机、发动机前端皮带轮系、发动机附件系统、动力电池、辅助电池、电机驱动控制器、高压电安全控制器、动力电池管理器、直流变换器、整车控制器、发动机控制器、第一半轴、第二半轴。其连接关系为发动机的前端输出轴通过皮带轮离合器与发动机前端皮带轮系的主动皮带轮相连，该主动皮带轮通过发动机前端皮带轮系与皮带轮电机的转子相连，也与发动机附件系统相连；发动机的输出端通过辅助离合器与主电机的转子相连，主电机的转子通过主离合器与变速箱的输入轴相连，变速箱的输出通过第一半轴、第二半轴分别与第一车轮、第二车轮相连；动力电池通过动力电池管理器和高压电安全控制器通过电机驱动控制器与皮带轮电机和主电机相连，动力电池还通过电池管理器、高压电安全控制器、直流变换器与辅助电池相连，整车控制器通过通讯系统与发动机控制器、电机驱动控制器、动力电池管理器、高压电安全控制器、直流变换器相连。本专利技术的工作过程与工作原理为变速箱通过第一半轴和第二半轴与第一车轮和第二车轮进行动力传递。发动机可由皮带轮电机起动，亦可由主电机起动。发动机通过发动机前端皮带轮系、皮带轮离合器与皮带轮电机进行动力传递，亦可通过辅助离合器、主电机、主离合器与变速箱进行动力传递。主电机通过主离合器与变速箱进行动力传递，亦可通过辅助离合器与发动机进行动力传递。发动机附件系统由发动机前端皮带轮系驱动，可由皮带轮电机通过发动机前端皮带轮系驱动，亦可由发动机通过皮带轮离合器、发动机前端皮带轮系驱动。主电机、皮带轮电机按电动方式工作时需要的电能通过电机驱动控制器由动力电池提供，按发电方式工作时发出的电能亦通过电机驱动控制器返回大动力电池。主电机和皮带轮电机还可通过电机驱动控制器、动力电池进行电能传递，此时其中一个电机按电动方式工作，另一电机按发电方式工作。按发电方式工作的电机通过电机驱动控制器、直流变换器可向辅助电池充电，动力电池亦可通过直流变换器向辅助电池充电。发动机由发动机控制器实施控制，皮带轮电机、主电机由电机驱动控制器实时控制，动力电池的状态监测和控制由动力电池管理器实施，动力电池与电机驱动控制器的通断控制由高压电安全控制器实施，辅助电池的监控与向辅助电池的充电由直流变换器实施。整车控制器采集车辆行驶和驾驶员操控信息，向电机驱动控制器、高压电安全控制器、动力电池管理器、直流变换器、发动机控制器发送控制指令并接收各控制器的反馈信息，进而实现了对所述各部件的实时控制，可以实现怠速停机/发动机快速起动、单电机纯电驱动、双电机纯电驱动、纯发动机驱动、单电机混合驱动、双电机混合驱动、无电混合驱动、再生制动能量回馈、串联驱动、单电机混合式行车充电、双电机行车充电、单电机停车充电、双电机停车充电等混合动力运行模式，亦可实现发动机附件系统的发动机单独驱动、皮带轮电机单独驱动、主电机单独驱动、发动机附件系统停机等发动机附件系统的驱动模式。与现有混合动力系统相比，本专利技术不仅实现了目前的串并联混联式混合动力系统的全部功能，且功能更强，可方便地将动力电池的剩余电量控制在优化范围内，避免了前述行星齿轮动力耦合形式中，在纯发动机驱动、混合驱动等发动机有动力输出情况下总有一部分发动机机械能转化为电能并在需要时再转化为机械能的能量损失，进一步提高了整车经济性。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术包括发动机1、辅助离合器2、主电机3、主离合器4、变速箱5、皮带轮离合器6、皮带轮电机7、发动机前端皮带轮系8、发动机附件系统9、动力电池10、辅助电池11、电机驱动控制器12、高压电安全控制器13、动力电池管理器14、直流变换器15、整车控制器16、发动机控制器17、第一半轴18、第二半轴19。所述发动机前端皮带轮系8，包括主动皮带轮22、皮带23、皮带轮电机皮带轮24、皮带轮组25。所述主电机3，包括主电机3的转子26、主电机3的定子27。所述皮带轮电机7，包括皮带轮电机7的转子28、皮带轮电机7的定子29。所述各部件的连接关系为发动机1的前端输出轴通过皮带轮离合器6与发动机前端皮带轮系8的主动皮带轮22相连，主动皮带轮22通过发动机前端皮带轮系8的皮带23、皮带轮电机皮带轮24与皮带轮电机14的转子28相连，主动皮带轮22还通过皮带23、皮带轮组25与发动机附件系统9相连。发动机1的输出端通过辅助离合器2与主电机3的转子26相连，主电机3的转子26通过主离合器4与变速箱5的输入轴相连，变速箱5的输出通过第一半轴18、第二半轴19分别与第一车轮20、第二车轮21相连。动力电池10通过动力电池管理器14和高压电安全控制器13通过电机驱动控制器12与皮带轮电机7和主电机3相连，动力电池10还通过电池管理器8、高压电安全控制器13、直流变换器15与辅助电池11相连，整车控制器16通过通讯系统与发动机控制器17、电机驱动控制器12、动力电池管理器14、高压电安全控制器13、直流变换器15相连。其中所述发动机1提供车辆行驶的大部分动力。所述辅助离合器2为单向超越离合器，传递发动机1端动力到主电机3端。所述主电机3提供车辆行驶过程中的部分动力，也用于发电以回收车辆行驶中的再生制动能量以及提供部分电能。所述主离合器4传递动力，便于换档防止换档困难。所述变速箱5手动变速箱，或自动变速箱，将动力传递到变速箱5输出轴。所述皮带轮离合器6为电磁离合器，受所述整车控制器16的控制，传递皮带轮电机7和发动机1的动力并同时进行动力传递接通与断开的切换。所述皮带轮电机7用于快速起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串并联混联式混合动力系统，包括：发动机（１）、辅助离合器（２）、主电机（３）、主离合器（４）、变速箱（５）、皮带轮离合器（６）、皮带轮电机（７）、发动机前端皮带轮系（８）、发动机附件系统（９）、动力电池（１０）、辅助电池（１１）、电机驱动控制器（１２）、高压电安全控制器（１３）、动力电池管理器（１４）、直流变换器（１５）、整车控制器（１６）、发动机控制器（１７）、第一半轴（１８）、第二半轴（１９），其特征在于：发动机（１）的前端输出轴通过皮带轮离合器（６）与发动机前端皮带轮系（８）的主动皮带轮相连，该主动皮带轮通过发动机前端皮带轮系（８）的皮带、皮带轮组与电机（１４）的转子相连，也与发动机附件系统（９）相连，发动机（１）的输出端通过辅助离合器（２）与主电机（３）的转子相连，主电机（３）的转子通过主离合器（４）与变速箱（５）的输入轴相连，变速箱（５）的输出通过第一半轴（１８）、第二半轴（１９）分别与第一车轮（２０）、第二车轮（２１）相连，动力电池（１０）通过动力电池管理器（１４）和高压电安全控制器（１３）通过电机驱动控制器（１２）与皮带轮电机（７）和主电机（３）相连，动力电池（１０）还通过电池管理器（８）、高压电安全控制器（１３）、直流变换器（１５）与辅助电池（１１）相连，整车控制器（１６）通过通讯系统与发动机控制器（１７）、电机驱动控制器（１２）、动力电池管理器（１４）、高压电安全控制器（１３）、直流变换器（１５）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种串并联混联式混合动力系统，包括发动机(1)、辅助离合器(2)、主电机(3)、主离合器(4)、变速箱(5)、皮带轮离合器(6)、皮带轮电机(7)、发动机前端皮带轮系(8)、发动机附件系统(9)、动力电池(10)、辅助电池(11)、电机驱动控制器(12)、高压电安全控制器(13)、动力电池管理器(14)、直流变换器(15)、整车控制器(16)、发动机控制器(17)、第一半轴(18)、第二半轴(19)，其特征在于发动机(1)的前端输出轴通过皮带轮离合器(6)与发动机前端皮带轮系(8)的主动皮带轮相连，该主动皮带轮通过发动机前端皮带轮系(8)的皮带、皮带轮组与电机(14)的转子相连，也与发动机附件系统(9)相连，发动机(1)的输出端通过辅助离合器(2)与主电机(3)的转子相连，主电机(3)的转子通过主离合器(4)与变速箱(5)的输入轴相连，变速箱(5)的输出通过第一半轴(18)、第二半轴(19)分别与第一车轮(20)、第二车轮(21)相连，动力电池(10)通过动力电池管理器(14)和高压电安全控制器(13)通过电机驱动控制器(12)与皮带轮电机(7)和主电机(3)相连，动力电池(10)还通过电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：冒晓建，杨林，卓斌，唐航波，陈自强，王俊席，肖文雍，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]