一种低成本的平行轴式混合动力系统及其控制方法技术方案

技术编号:22558132 阅读:30 留言:0更新日期:2019-11-16 01:32
本发明专利技术涉及串并联构型的混合动力系统,具体公开了一种低成本的平行轴式混合动力系统及其控制方法,该混合动力系统包括发动机(1)、第一离合器(2)、第一齿轮组(3)、附件传动齿轮组(4)、附件传动装置(5)、第二离合器(6)、低压机械附件(7)、第二齿轮组(8)、后桥主减速器(7)、第一电机(12)、第二电机(10)、动力电池(13)和逆变器(14)。本发明专利技术的平行轴式混合动力系统应用于纵置后驱混合动力汽车,具有结构紧凑、控制简单,能够使用传统燃油车辆的低压机械附件,降低混合动力车辆整车成本以及整车油耗,并且在发动机不工作时分离离合器C1,防止发动机倒拖等优点。

A low cost parallel axis hybrid system and its control method

The invention relates to a series parallel hybrid power system, in particular to a low-cost parallel shaft hybrid power system and a control method thereof. The hybrid power system comprises an engine (1), a first clutch (2), a first gear group (3), an accessory drive gear group (4), an accessory drive device (5), a second clutch (6), a low-pressure mechanical accessory (7), and a second clutch (6) The second gear set (8), the rear axle main reducer (7), the first motor (12), the second motor (10), the power battery (13) and the inverter (14). The parallel shaft hybrid power system of the invention is applied to a longitudinal rear drive hybrid vehicle, which has the advantages of compact structure, simple control, the use of low-pressure mechanical accessories of a traditional fuel vehicle, the reduction of the cost of the whole hybrid vehicle and the fuel consumption of the whole vehicle, and the separation of clutch C1 when the engine is not working, and the prevention of engine backdrag.

【技术实现步骤摘要】
一种低成本的平行轴式混合动力系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车动力系统
,特别涉及一种串并联构型的混合动力系统。
技术介绍
为了克服纯电动汽车续驶里程较短、长途行驶受限等问题,混合动力技术已成为各大整车企业应对日益严苛的油耗限值和排放法规的必然选择。混合动力系统有三种构型:串联式、并联式、混联式,混联式又分为串并联式和功率分流混联式。串联式构型结构简单,但在高速工况下能量转化效率低、动力性较差。并联式构型动力强劲,但由于只有一台电机,无法在充电的同时驱动车辆。功率分流混联式构型节油效果好,但结构和控制复杂,且核心技术被国外企业所垄断。相对而言,串并联构型综合了串联式构型结构简单和并联式构型动力强劲的优点。目前市场上的串并联构型混合动力系统中,发动机与电机直接刚性连接,导致发动机即使不工作时也处于倒拖状态;与发动机相连的电机,仅作为发电机,不能辅助动力,不能充分发挥电机的驱动能力,有限的驱动模式也不能完全满足驾驶员的需求。而且,混合动力汽车相比传统燃油车辆,需要增加电机、电控系统、动力电池等,另外,由于发动机经常停机,因此需要将传统的低压附件更换为电附件,这显著提高了整车的生产成本。因此,专利技术人开发了一种低成本的平行轴式混合动力系统,解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以解决混合动力汽车成本过高、发动机不工作时处于倒拖状态等问题,充分发挥各动力源的能力、具备多种驱动模式、实现降低油耗和排放的串并联构型混合动力系统。为了达到上述目的,本专利技术的第一方面是提供一种低成本的平行轴式混合动力系统,包括发动机、第一离合器、第一齿轮组、附件传动齿轮组、附件传动装置、第二离合器、低压机械附件、第二齿轮组、后桥主减速器、第一电机、第二电机、动力电池和逆变器;其中:所述发动机通过所述第一离合器与所述第一齿轮组联接,所述第一齿轮组通过所述第二离合器与所述第二齿轮组联接,所述第二齿轮组与所述后桥主减速器联接;所述附件传动装置通过所述附件传动齿轮组与所述第一电机连接,所述附件传动装置与所述低压机械附件连接;所述第一电机与所述第一齿轮组联接,所述第二电机与所述第二齿轮组联接;所述第一电机及所述第二电机通过电路并联后与所述逆变器电性连接,所述逆变器与所述动力电池电性连接。在本专利技术的一些实施例中,所述第一离合器和所述第二离合器同轴排列。采用这种同轴排列方式,使得本系统结构紧凑,减少了动力传递方向的转换,降低了能量损失,适合应用于纵置后驱混合动力汽车。在本专利技术的一些实施例中,所述第一齿轮组为增速齿轮组,其包括相啮合的第一大齿轮和第一小齿轮;所述第二齿轮组为减速齿轮组,其包括相啮合的第二大齿轮和第二小齿轮;所述第一离合器联接所述发动机和所述第一大齿轮,所述附件传动齿轮组的输入端与所述第一大齿轮啮合;所述第二离合器联接所述第一大齿轮的轮轴和所述第二小齿轮的轮轴;所述第一电机联接所述第一小齿轮的轮轴,所述第二电机联接所述第二大齿轮的轮轴;所述第二小齿轮的轮轴通过传动轴输出动力至所述后桥主减速器。其中,附件传动齿轮组合第一齿轮组共用一个大齿轮,简化了结构,而且第一电机通过第一大齿轮即可驱动附件传动齿轮组。进一步地,所述平行轴式混合动力系统还包括变速箱箱体,所述第一离合器、第一齿轮组、附件传动齿轮组、第二离合器、第二齿轮组、第一电机和第二电机都集成在所述变速箱箱体内。集成方式的设计可方便整个系统的安装和布置。附件传动装置和低压机械附件都设置在变速箱箱体的外侧,且位于同一侧,两者通过皮带传动连接。更进一步地,所述变速箱箱体的输出轴通过传动轴与所述后桥主减速器联接,所述后桥主减速器将动力传递至车轮上。在本专利技术的一些实施例中,所述第一电机和所述第二电机之间、所述逆变器与所述动力电池之间均通过高压线束连接。本专利技术的第二方面是提供上述低成本的平行轴式混合动力系统的控制方法,其特征在于,包括以下工作模式:单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联混合动力驱动模式和并联混合动力驱动模式;其中:单电机纯电驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器和所述第二离合器都处于打开状态,所述发动机不工作,第一电机驱动低压机械附件,汽车由所述第二电机单独驱动,两个电机的驱动力均由动力电池提供,这种工作模式为纯电动模式,适合于汽车在动力电池电量充足且需求扭矩较小(起步、倒车或者低速行驶)的行驶工况时运行;双电机纯电驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器处于打开状态,所述第二离合器处于闭合状态,所述发动机不工作,汽车由所述第一电机和所述第二电机驱动,同时第一电机通过附件传动齿轮组和附件传动装置驱动低压机械附件,两个电机由所述动力电池提供动力,这种工作模式为纯电动模式,两个电机同时驱动,适合于汽车在大扭矩需求的行驶工况时运行;串联混合动力驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器处于闭合状态,所述第二离合器处于打开状态,所述发动机首先由第一电机启动,然后一部分动力经过所述第一齿轮组提供动力给第一电机发电,另一部分动力精附件传动齿轮组和附件传动装置驱动低压机械附件工作;第一电机所发出的电能提供给第二电机,汽车由第二电机驱动,多余电能通过所述逆变器给所述动力电池充电,这种工作模式适合电池SOC(StateofCharge,荷电状态)较低、中低功率需求工况时以增程模式运行;并联混合动力驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器和所述第二离合器都处于闭合状态,所述发动机、第一电机和第二电机同时工作,所述发动机的动力除了需要驱动低压机械附件外,发动机动力一部分经过所述第一离合器和所述第二离合器,以机械路径传递至车轮,另一部分经过所述第一离合器和所述第一齿轮组传递至所述第一电机,通过第一电机将机械能转化为电能,驱动所述第二电机和所述发动机共同驱动车辆行驶,这种工作模式适合汽车高功率需求工况时运行。进一步地,上述控制方法还包括发动机驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器和第二离合器都处于闭合状态,所述发动机工作,所述第一电机和第二电机空转,发动机带动低压机械附件,剩余动力全部经过上述第一离合器和第二离合器,以机械路径传递到车轮,驱动车辆行驶。此模式适合汽车高速工况和动力电池SOC较高工况。进一步地,上述控制方法还包括制动回馈模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器和第二离合器都处于打开状态,所述发动机不工作,第一电机通过第一齿轮组、附件传动齿轮组、附件传动装置驱动低压机械附件,所述第二电机将机械能转化为电能,再经过所述逆变器储存在所述动力电池内,这种工作模式适合汽车刹车制动工况时运行。进一步地,上述控制方法还包括停车发电模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器处于闭合状态,所述第二离合器处于打开状态,所述发动机和第一电机工作,所述第二电机不工作,所述发动机首先由所述第一电机启动,然后经过所述第一齿轮组提供动力给所述第一电机发电,电能经过所述逆变器储存在所述动力电池内,还有一部分发动机动力用于驱动低压机械附件运转,这种工作模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,包括发动机(1)、第一离合器(2)、第一齿轮组(3)、附件传动齿轮组(4)、附件传动装置(5)、第二离合器(6)、低压机械附件(7)、第二齿轮组(8)、后桥主减速器(7)、第一电机(12)、第二电机(10)、动力电池(13)和逆变器(14);其中:/n所述发动机(1)通过所述第一离合器(2)与所述第一齿轮组(3)联接,所述第一齿轮组(3)通过所述第二离合器(6)与所述第二齿轮组(8)联接,所述第二齿轮组(8)与所述后桥主减速器(9)联接;/n所述第一电机(12)与所述第一齿轮组(3)联接,所述第二电机(10)与所述第二齿轮组(8)联接;所述附件传动装置(5)通过所述附件传动齿轮组(4)与所述第一电机(12)连接,所述附件传动装置(5)与所述低压机械附件(7)连接;/n所述第一电机(12)及所述第二电机(10)通过电路并联后与所述逆变器(14)电性连接,所述逆变器(14)与所述动力电池(13)电性连接。/n

【技术特征摘要】
20190620 CN 20192093014301.一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,包括发动机(1)、第一离合器(2)、第一齿轮组(3)、附件传动齿轮组(4)、附件传动装置(5)、第二离合器(6)、低压机械附件(7)、第二齿轮组(8)、后桥主减速器(7)、第一电机(12)、第二电机(10)、动力电池(13)和逆变器(14);其中:
所述发动机(1)通过所述第一离合器(2)与所述第一齿轮组(3)联接,所述第一齿轮组(3)通过所述第二离合器(6)与所述第二齿轮组(8)联接,所述第二齿轮组(8)与所述后桥主减速器(9)联接;
所述第一电机(12)与所述第一齿轮组(3)联接,所述第二电机(10)与所述第二齿轮组(8)联接;所述附件传动装置(5)通过所述附件传动齿轮组(4)与所述第一电机(12)连接,所述附件传动装置(5)与所述低压机械附件(7)连接;
所述第一电机(12)及所述第二电机(10)通过电路并联后与所述逆变器(14)电性连接,所述逆变器(14)与所述动力电池(13)电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,所述第一离合器(2)和所述第二离合器(6)同轴排列。


3.根据权利要求1或2所述的一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于:
所述第一齿轮组(3)为增速齿轮组,其包括相啮合的第一大齿轮和第一小齿轮;
所述第二齿轮组(8)为减速齿轮组,其包括相啮合的第二大齿轮和第二小齿轮;
所述第一离合器(2)联接所述发动机(1)和所述第一大齿轮,所述附件传动齿轮组(4)的输入端与所述第一大齿轮啮合;所述第二离合器(6)联接所述第一大齿轮的轮轴和所述第二小齿轮的轮轴;所述第一电机(12)联接所述第一小齿轮的轮轴,所述第二电机(10)联接所述第二大齿轮的轮轴;所述第二小齿轮的轮轴通过传动轴输出动力至所述后桥主减速器(9)。


4.根据权利要求1或2所述的一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,所述平行轴式混合动力系统还包括变速箱箱体(11),所述第一离合器(2)、第一齿轮组(3)、第二离合器(6)、第二齿轮组(8)、附件传动齿轮组(4)、所述第一电机(12)和所述第二电机(10)都集成在所述变速箱箱体(11)内,所述附件传动装置(5)和所述低压机械附件(7)固定在所述变速箱箱体(11)的外侧。


5.根据权利要求4所述的一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,所述附件传动装置(5)与所述低压机械附件(7)位于同一侧且通过皮带传动连接。


6.根据权利要求1所述的一种低成本的平行轴式混合动力系统,其特征在于,所述第一电机(12)和所述第二电机(10)之间、所述逆变器(14)与所述动力电池(13)之间均通过高压线束连接。


7.根据权利要求1-6任一所述的低成本的平行轴式混合动力系统的控制方法,其特征在于,包括以下工作模式:单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联混合动力驱动模式和并联混合动力驱动模式;其中:
单电机纯电驱动模式:汽车在此模式运行时,所述第一离合器(2)和所述第二离合器(6)都处于打开状态,所述发动机(1)不工作,所述低压机械附件(7)由所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:程帅洪波昌
申请(专利权)人:无锡明恒混合动力技术有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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