一种汽车混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种汽车混合动力系统，其包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、行星排和传动系统，离合器设置在发动机与发电机之间，发动机通过行星排与离合器的主动部分传动连接，发电机通过传动装置与离合器的从动部分传动连接；行星排的齿圈与发动机相连接，太阳轮与离合器的从动部分传动连接；传动系统的第一输入端与驱动电机传动连接，离合器的主动部分、行星架分别与传动系统的第二输入端传动连接，传动系统的输出端用于连接汽车的轮端。该汽车混合动力系统的结构紧凑，整体布局合理，能够有效提高车内结构布置的空间利用率，且其具备多种工作模式，能够根据实际需要自动切换，有效的改善混合动力系统的动力性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车混合动力系统
本技术涉及混合动力汽车的动力系统领域，尤其涉及一种汽车混合动力系统。
技术介绍
混合动力汽车最常见的有油电混合动力汽车(Hybridelectricvehicle，简称HEV)及插电式混合动力汽车(Pluginhybridelectricvehicle，简称PHEV)，通常包含有发动机和电动机，发动机为消耗燃油，而电动机则为消耗电能或者为动力电池提供电能。混合动力系统保留内燃发动机及变速机构，增加电机驱动装置及电机发电装置，通过电机对发动机工况调节保证发动机在较理想的动力输出状态工作，并且能够保证低排放，同时又可以获得符合实际工况需求的动力输出。除此之外，混合动力系统还可以实现对普通汽车的换挡品质以及操控性能的改善，回收制动能量。但是，由于混合动力系统需要涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，故而系统的结构设计往往比较复杂，且占用空间较大，会对车辆其他部件的布置造成影响。目前，在比较主流的混合动力系统中，电机普遍采用的是盘式结构，并安装在发动机与变速器之间，从而占用一定的轴向尺寸，使得整机结构的布置较为困难。另外，现有的混合动力系统大多只有一个固定档位，较难同时兼顾动力性和经济性的要求。
技术实现思路
基于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种汽车混合动力系统，该汽车混合动力系统的结构紧凑，整体布局合理，能够有效提高车内结构布置的空间利用率，且其具备多种工作模式，能够根据实际需要自动切换，有效的改善混合动力系统的动力性和经济性。基于此，本技术的技术方案为：一种汽车混合动力系统，其包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、行星排和传动系统，所述离合器设置在所述发动机与所述发电机之间，所述发动机通过所述行星排与所述离合器的主动部分传动连接，所述发电机通过传动装置与所述离合器的从动部分传动连接；所述行星排包括三个旋转元件，所述三个旋转元件分别是太阳轮、行星架和齿圈；所述齿圈与所述发动机相连接，所述太阳轮与所述离合器的从动部分传动连接；所述传动系统具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述驱动电机传动连接，所述离合器的主动部分、所述行星架分别与所述第二输入端传动连接，所述传动系统的输出端用于连接汽车的轮端。可选的，所述传动系统包括传动比可调的第一减速机构，所述第一减速机构通过差速器连接汽车的轮端，所述驱动电机、所述发动机分别通过所述第一减速机构与所述差速器相连接以实现速比可调。可选的，所述第一减速机构包括第一齿轮和分别与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮安装于所述第一输入端，所述第三齿轮安装于所述第二输入端；所述第一齿轮与所述差速器传动连接，所述驱动电机通过第一连接轴与所述第二齿轮相连接，所述离合器的主动部分、所述行星架分别与所述第三齿轮相连接。可选的，所述传动系统还包括第二减速机构，所述第一齿轮通过所述第二减速机构与所述差速器相连接；所述第二减速机构包括相互啮合的第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮通过第二连接轴与所述第一齿轮相连接，所述第五齿轮与所述差速器相连接。可选的，所述传动装置包括第三连接轴和相互啮合的第六齿轮、第七齿轮，所述第六齿轮、所述离合器的从动部分、所述太阳轮依次连接在所述第三连接轴上，所述第七齿轮与所述发电机传动连接。可选的，所述汽车混合动力系统还包括减振器，所述减振器的输入端与所述发动机相连接，所述减振器的输出端与所述齿圈相连接。本技术还提供了一种基于上述汽车混合动力系统的控制方法，其包括以下步骤：判断电池的剩余电量与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系，根据判断结果，切换所述汽车混合动力系统的工作模式：当电池剩余电量高于第一阈值时，控制所述发动机、所述发电机均不工作，断开所述离合器，所述驱动电机的动力经所述传动系统传递至汽车的轮端，使得所述汽车混合动力系统进入纯电动模式；当电池的剩余电量低于第一阈值且车速低于第二阈值时，控制所述发电机工作，断开所述离合器，所述发电机拖动所述发动机启动，所述发动机带动所述发电机发电，所述发动机和所述驱动电机的动力均经过所述传动系统传递至汽车的轮端，使得所述汽车混合动力系统进入无级变速模式；当电池的剩余电量低于第一阈值且车速高于第二阈值时，控制所述发电机工作，结合所述离合器，所述发电机启动所述发动机进行工作，所述发动机的动力经所述传动系统传递至汽车的轮端，使得所述汽车混合动力系统进入发动机直驱模式。可选的，所述汽车混合动力系统的控制方法还包括：在汽车制动时，控制所述驱动电机产生制动力矩，能够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。实施本技术实施例，具有如下有益效果：本技术的汽车混合动力系统通过控制发动机、发电机、驱动电机三者的工作与离合器的结合和断开相配合，使得车辆在行驶过程中根据电池的剩余电量值以及车速自动实现纯电动模式、无级变速模式和发动机直驱模式之间的自由切换，而行星排和传动系统对动力的传动则能够使驱动电机和发动机工作在高效的工作区。在无级变速模式下，发动机、发电机和驱动电机能够共同驱动，以实现最佳的加速性能，提高汽车在驾驶过程中的舒适性能，并最大效率的利用发动机的能量，提高动力性；发动机直驱模式下，能够有效的避免驱动电机在低工作效率区的工作，提升整体系统的经济性，由此，使得整个汽车混合动力系统能够兼顾动力性和经济性的要求。另外，该汽车混合动力系统在控制模式的切换过程中，驱动电机参与驱动，故而动力不存在中断，能够确保汽车在行驶过程中动力的持续输出。且整个汽车混合动力系统的结构设计非常简单，各部件之间的布局合理，结构紧凑，方便布置，能够有效的克服现有的并联式混合动力总成的尺寸空间大，结构复杂的缺陷，有利于装配且节省空间，极大的节省汽车内部的空间利用率。附图说明图1是本技术的实施例所述的汽车混合动力系统的结构示意图；图2是本技术的实施例所述的汽车混合动力系统在纯电动模式下工作的动力传递结构示意图；图3是本技术的实施例所述的汽车混合动力系统在无级变速模式下工作的动力传递结构示意图；图4是本技术的实施例所述的汽车混合动力系统在发动机直驱模式下工作的动力传递结构示意图；图5是本技术的实施例所述的汽车混合动力系统的控制方法的步骤流程图。附图标记说明：1、发动机，2、发电机，3、驱动电机，4、离合器，5、行星排，51、太阳轮，52、行星架，53、齿圈，6、第一齿轮，7、第二齿轮，8、第三齿轮，9、差速器，10、第一连接轴，11、第四齿轮，12、第五齿轮，13、第二连接轴，14、第六齿轮，15、第七齿轮，16、第三连接轴，17、减振器，18、汽车的轮端，19、第四连接轴。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车混合动力系统，其特征在于，包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、行星排和传动系统，所述离合器设置在所述发动机与所述发电机之间，所述发动机通过所述行星排与所述离合器的主动部分传动连接，所述发电机通过传动装置与所述离合器的从动部分传动连接；所述行星排包括三个旋转元件，所述三个旋转元件分别是太阳轮、行星架和齿圈；所述齿圈与所述发动机相连接，所述太阳轮与所述离合器的从动部分传动连接；所述传动系统具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述驱动电机传动连接，所述离合器的主动部分、所述行星架分别与所述第二输入端传动连接，所述传动系统的输出端用于连接汽车的轮端。

【技术特征摘要】
1.一种汽车混合动力系统，其特征在于，包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、行星排和传动系统，所述离合器设置在所述发动机与所述发电机之间，所述发动机通过所述行星排与所述离合器的主动部分传动连接，所述发电机通过传动装置与所述离合器的从动部分传动连接；所述行星排包括三个旋转元件，所述三个旋转元件分别是太阳轮、行星架和齿圈；所述齿圈与所述发动机相连接，所述太阳轮与所述离合器的从动部分传动连接；所述传动系统具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述驱动电机传动连接，所述离合器的主动部分、所述行星架分别与所述第二输入端传动连接，所述传动系统的输出端用于连接汽车的轮端。2.如权利要求1所述的汽车混合动力系统，其特征在于，所述传动系统包括传动比可调的第一减速机构，所述第一减速机构通过差速器连接汽车的轮端，所述驱动电机、所述发动机分别通过所述第一减速机构与所述差速器相连接以实现速比可调。3.如权利要求2所述的汽车混合动力系统，其特征在于，所述第一减速机构包括第一齿轮和分别与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁宏钟，张安伟，王川，张维明，赵江灵，何国新，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44