本发明专利技术公开一种车辆工程技术领域的一种含有驱动电机工作模式切换装置的混合动力轿车驱动系统，其中：发动机和集成起动发电机同轴连接，集成起动发电机和第一自动离合器主动盘连接，第一自动离合器从动盘通过驱动电机和行星齿轮机构连接，行星齿轮机构一侧通过第二自动离合器与驱动电机连接，另一侧与主减速器－差速器连接，主减速器－差速器通过驱动桥和车轮相连，动力电池组通过电缆分别与电机控制器和外接电源插头连接，电机控制器通过电缆分别与集成起动发电机和驱动电机连接。行星齿轮机构外齿圈与车架固定连接。本发明专利技术最大保持了传统车辆结构，利用双电机对发动机的工作点进行优化，使发动机在高效率低排放区域稳定运行，同时优化了驱动电机的工作状况，延长了电机的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种车辆工程
的轿车驱动系统，具体是一种含有驱动电 机工作模式切换装置的混合动力轿车驱动系统。
技术介绍
随着世界能源的紧张与人类环保意识的加强，安全、节能、环保成为当今汽 车发展的主题。作为新能源汽车之一的混合动力汽车能够较好的解决上述问题。 混合动力汽车是一种由发动机和电机系统共同驱动的车辆。其中发动机可以是使 用多种燃料的内燃机；电机既可以是永磁电机也可以是励磁电机，既可以是同步 电机也可以是异步电机。插电式混合动力汽车，即raEV(Plug-in Hybrid Vehicle) 在拥有普通混合动力车和纯电动车的优点的同时可以使用家用电源插座(例如 220V电源)对电池充电。长途行车使用以内燃机为主的混合动力模式，而在日 常短途行驶状态下可以使用全电动模式，做到零油耗和零排放。因此插电式混合 动力车有更高的燃油效率，降低了对石化燃料的依赖性，降低了车辆的使用成本。经对现有技术的文献检索发现，专利CN101161499公开了一种混合动力电机 工作模式控制方法，包括了混合动力整车控制单元HCU包括电机管理模块，电机 控制单元MCU，输入模式管理模块的模式信号有快速起停的请求、辅助驱动的请 求、再生制动及发电请求、怠速请求，以及当前的电机状态；故障检测模块进行 故障管理时接受的信号有系统保护的要求信号、系统故障信号及当前电机的状 态；输出的信号主要有请求的模式、扭矩及速度。该专利技术中混合动力整车控制单 元HCU监测和管理发动机和电机的工作模式，在一定程度上较传统车更优化的 能量管理，实现了电机工作模式的平稳切换，但只是一种控制方法，与本专利技术的 内容有很大的不同。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种含有驱动电机工作模式切换 装置的混合动力轿车驱动系统，以电机驱动为主，配备有其他补充能源，能够通过发电机组扩大混合动力汽车的续驶里程，在最大限度节约制造和改造成本的基 础上实现节约燃油和保证整车动力性能的目的，克服了混合动力汽车驱动装置在 辅助传动，换挡和行星齿轮传动中旋转离合器等方面的不足。 本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术所涉及的含有驱动电机工作模式切换装置的混合动力轿车驱动系统， 包括车轮、主减速器-差速器、行星齿轮机构、第二自动离合器、驱动电机、 第一自动离合器、集成起动发电机(简称ISG)、发动机、电机控制器、动力电池 组及外接电源插头，其中发动机和集成起动发电机同轴连接，集成起动发电机 和第一 自动离合器主动盘连接，第一 自动离合器从动盘通过驱动电机和行星齿轮 机构连接，行星齿轮机构一侧通过第二自动离合器与驱动电机连接，另一侧与主 减速器-差速器连接，主减速器-差速器通过驱动桥和车轮相连，动力电池组通过 电缆分别与电机控制器和外接电源插头连接，电机控制器通过电缆分别与集成起 动发电机和驱动电机连接。行星齿轮机构外齿圈与车架固定连接。其中电机控制 器包括驱动电机控制器和集成起动发电机电机控制器，动力电池组含有电池管理 系统。本专利技术在行星齿轮机构和驱动电机之间增加了一个自动离合器，实现了驱动 电机可以在必要的情况下停止工作。如在车速大于100km/h时停止工作，在车速 较小于100km/h时接入动力传动。该方案具备串联混合动力的优点，同时减小了 发电机和驱动电机的功率；降低了油耗和排放；系统结构简单，回避了复杂的变 速系统，自动离合器相对成熟，且控制要求低。本专利技术结构上的创新之处在于应用了自动离合器作为驱动电机工作模式切 换的装置，即作为驱动电机和行星齿轮之间的接合分离部件。降低了驱动电机需 求的最高转速，便于电机的工程化实施，同时减少了电机的弱磁损耗，优化了电 机的工作状况，有利于延长电机的寿命，并由此带来了制造成本的降低，能产生 显著的经济效果。结合行星齿轮机构具有的结构紧凑、传动比大、承载能力大、 传动平稳及传动效率高等优点，驱动电机、自动离合器及行星齿轮联合使用，实 现了功率分流和变速的目的，进而能够实现混合动力汽车发动机、电动机、动力 电池组三者之间的良好匹配和最优控制。本专利技术上述的插电式混合动力轿车驱动系统，包括以下多种驱动模式(所有 工作模式都可以在车速大于100km/h时，断开第二自动离合器，使驱动电机停止 工作)(1) 纯电驱动模式在车辆起步或车辆低负荷工作、电池SOC值不低时，驱动电机单独工作，电池为驱动电机提供电能。利用电池的电能驱动汽车，发动机和ISG不参与工作，仅靠驱动电机驱动；(2) 串联工作模式在车辆起步或车辆低负荷工作、电池SOC值低时，ISG 先起动发动机，第一自动离合器断开，发动机发电，驱动电机驱动车辆。串联工作模式一般在以下几种情况下工作a、 低速区间，大功率驱动工况，如连续爬坡等；b、 电池电能低于预设值，需要为电池及时补充电能(3) 并联驱动模式在车辆需求功率大于发动机效率优化功率、电池SOC值不低时，第一自动离合器和II结合后发动机、驱动电机和集成起动发电机共同驱动车辆。这种模式通常工作于中低速加速和高速区；(4) 发动机单独驱动模式在车辆功率需求在发动机效率优化区域或电池没有足够的电能提供给电机工作时，第二自动离合器断开，发动机单独驱动车辆，驱动电机、集成起动发电机不工作；(5) 发动机驱动行车发电模式在车辆运行时，如果车辆需求功率小于发动机效率优化功率、电池soc值低，则发动机驱动车辆，驱动电机作发电机工作吸收能量至电池，以此调节发动机的工作效率和电池补充电能，这种模式一般工作中速区(发动机动力负荷偏低，效率低)；(6) 制动发电模式在减速或滑行时，驱动电机作发电机用吸收车辆动能 至电池；(7) 停车充电模式利用外界电网充电桩给电池充电。 本专利技术与现有混联式混合动力汽车相比，具有以下显著效果可以实现发动机自动起停，电动助力和高效大功率电能输出等功能，同时发动机和集成起动发 电机构成一个高效的车载式发电机组，在车辆低速跟车工况(如城市公交工况) 让发动机始终工作在一个低油耗低排放的优化工作点或者停机，整车的驱动动力 由大功率的驱动电机提供。在高速行驶工况，发动机、驱动电机和车轮之间机械 联接，二者动力可以通过传动系统传递到车轮，可由整车控制器根据驾驶员行为和电池S0C(State Of Charge)值确定整车的能量分配，以实现除纯电和串联驱 动外的其它驱动模式，同时应用了自动离合器作为驱动电机工作模式切换的装 置，即作为驱动电机和行星齿轮之间的接合分离部件，降低了驱动电机的转速， 便于电机的工程化实施，同时减少了电机的弱磁损耗，优化了电机的工作状况， 有利于延长电机的寿命。该方案沿用了大量传统汽车的动力系统，这样可以大幅 度降低制造成本。本专利技术相对有变速系统的混合动力系统的控制简单，基本控制策略可以分成 四个速度区间，不同的区间，驱动电机和发动机驱动负荷有所变化。本专利技术工作模式切换装置实现了驱动电机在车速大于100km/h时可以停止 工作，在车速较小于100km/h时接入动力传动，优化了驱动电机的工作状况，从 而实现了发动机、电动机、动力电池组三者之间的良好匹配和最优控制，降低了 车辆的使用成本低，节省了电能，减少了燃料费用，降低了对石化燃料的依赖， 减少的温室气体和各种有害气体的排放，同时改善了电网的发电机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种插电式集成起动发电机混合动力轿车驱动系统，包括：车轮、主减速器－差速器、行星齿轮机构、驱动电机、自动离合器、集成起动发电机、发动机、电机控制器、动力电池组，其特征在于：发动机和集成起动发电机同轴连接，集成起动发电机和第一自动离合器主动盘连接，第一自动离合器从动盘通过驱动电机和行星齿轮机构连接，行星齿轮机构一侧通过第二自动离合器与驱动电机连接，另一侧与主减速器－差速器连接，主减速器－差速器通过驱动桥和车轮相连，动力电池组通过电缆分别与电机控制器和外接电源插头连接，电机控制器通过电缆分别与集成起动发电机和驱动电机连接，行星齿轮机构外齿圈与车架固定连接，其中电机控制器包括驱动电机控制器和集成起动发电机电机控制器，动力电池组含有电池管理系统。
【技术特征摘要】
1. 一种插电式集成起动发电机混合动力轿车驱动系统，包括车轮、主减速器-差速器、行星齿轮机构、驱动电机、自动离合器、集成起动发电机、发动机、电机控制器、动力电池组，其特征在于发动机和集成起动发电机同轴连接，集成起动发电机和第一自动离合器主动盘连接，第一自动离合器从动盘通过驱动电机和行星齿轮机构连接，行星齿轮机构一侧通过第二自动离合器与驱动电机连接，另一侧与主减速器-差速器连接，主减速器-差速器通过驱动桥和车轮相连，动力电池组通过电缆分别与电机控制器和外接电源插头连接，电机控制器通过电缆分别与集成起动发电机和驱动电机连接，行星...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷承良，张勇，陈燕平，王磊，朱福堂，
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]
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