混合动力驱动系统、控制方法及汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力驱动系统、控制方法及汽车，该混合动力驱动系统包括动力装置、机械控制装置、电机控制装置和动力传递装置；所述动力装置包括发动机、第一电机、第二电机，所述第二电机的主功能为驱动及制动能量回收；所述机械控制装置包括离合器、1/3档同步器、2/4档同步器；所述电机控制装置包括第一逆变器、第二逆变器；所述动力传递装置包括输入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输入轴三档齿轮、输入轴四档齿轮、动力输出轴和驻车制动齿轮。本发明专利技术能够解决现有技术结构复杂，对车辆燃油经济性提高有限的问题。

【技术实现步骤摘要】
混合动力驱动系统、控制方法及汽车
本专利技术涉及汽车
，特别是涉及一种混合动力驱动系统、控制方法及汽车。
技术介绍
当今世界面临能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统燃油车正受到石油危机和环境恶化的严重困扰，节能减排逐渐成为汽车行业的焦点。混合动力汽车的产生为缓解能源匮乏和环境恶化带来新的希望。其中，混合动力驱动系统是混合动力汽车的核心部件，是混合动力汽车的动力来源。在混合动力驱动系统当中，一般包括电机和发动机，电机采用纯电驱动，发动机采用燃油驱动，两者相互配合形成混合动力汽车的多样驱动方式。然而，现有技术当中，目前大多数混合动力驱动系统都是在传统多档位变速器基础上变形或改进而来，普遍存在结构复杂，对车辆燃油经济性提高有限等问题。
技术实现思路
为此，本专利技术的一个目的在于提出一种混合动力驱动系统，以解决现有技术结构复杂，对车辆燃油经济性提高有限的问题。一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括动力装置、机械控制装置、电机控制装置和动力传递装置；所述动力装置包括发动机、第一电机、第二电机，所述第二电机的主功能为驱动及制动能量回收；所述机械控制装置包括离合器、1/3档同步器、2/4档同步器；所述电机控制装置包括第一逆变器、第二逆变器；所述动力传递装置包括输入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输入轴三档齿轮、输入轴四档齿轮、动力输出轴和驻车制动齿轮；所述输入轴一档齿轮、所述1/3档同步器、所述输入轴三档齿轮、所述输入轴四档齿轮、所述2/4档同步器、所述输入轴二档齿轮、所述离合器的从动盘、所述离合器的主动盘、所述发动机依次连接；所述第一电机的驱动轴连接所述第一电机的驱动齿轮，所述第一电机的驱动齿轮通过所述第一电机的从动齿轮与所述离合器的主动盘连接；所述动力输出轴的输出轴一档齿轮与所述输入轴一档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴二档齿轮与所述输入轴二档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴三档齿轮与所述输入轴三档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴四档齿轮与所述输入轴四档齿轮连接，所述驻车制动齿轮连接在所述动力输出轴的末端；所述第二电机的驱动轴连接所述第二电机的驱动齿轮，所述第二电机的驱动齿轮通过第二电机惰轮总成与所述输出轴一档齿轮连接；所述第一电机、所述第一逆变器、电池、所述第二逆变器、所述第二电机依次连接。根据本专利技术提供的混合动力驱动系统，相比基于传统多档位变速器进行改进的技术方案，结构更加简单，上述混合动力驱动系统，通过双电机、离合器、1/3档同步器、2/4档同步器以及动力传递装置的配合，可以实现提高燃油经济性所需要的全部功能，例如低负载下的电机独立驱动、高负载下的内燃机单独驱动、混动驱动、制动能量回收、行进中发电等功能，此外，该系统中第二电机既能用于驱动，又能用于制动能量回收(发电)，所有档位都有第二电机直连，能够使所有减速工况均实现制动能量回收，回收过程中无换挡动作，能量回收效率高，有助于提升燃油经济性。该系统能够同时匹配HEV和PHEV车型，具有良好的拓展性。另外，根据本专利技术上述的混合动力驱动系统，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述混合动力驱动系统还包括减震器，所述减震器连接在所述发动机和所述离合器的主动盘之间。进一步地，所述混合动力驱动系统还包括差速器总成，所述动力输出轴的主动齿轮与所述差速器总成连接。进一步地，所述第一电机与所述第一逆变器通过第一电机高压线束连接，所述第一逆变器与所述电池通过第一逆变器电池线束连接，所述第二电机与所述第二逆变器通过第二电机高压线束连接，所述第二逆变器与所述电池通过第二逆变器电池线束连接，所述第一逆变器与所述第二逆变器通过逆变器间线束连接。本专利技术的另一个目的在于提出上述混合动力驱动系统的控制方法，包括：当车辆处于停车状态，且需要启动所述发动机时，进入停车冷启动模式，所述第一电机处于驱动状态，所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述发动机由关闭状态被启动，所述驻车制动齿轮处于空档位置；当车辆处于停车状态，且电池电量不足时，进入停车充电模式，所述发动机处于驱动状态，所述第二电机处于自由状态，所述第一电机处于发电状态，所述1/3档同步器处于空档位置，所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；在发电时，所述第一电机产生的交流电经所述第一逆变器转为直流电，然后传递给所述电池存储。进一步地，所述方法还包括：当需要倒车时，进入纯电驱动倒车模式，所述发动机处于关闭状态，所述第一电机处于自由状态，所述第二电机反转驱动车辆倒车，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；当车辆需要倒车的时间超过时间阈值，或者所述电池无法为倒车提供足够的电量时，进入串联驱动倒车模式，所述发动机由关闭切换到驱动状态，所述第一电机由自由状态切换到发电状态，所述第二电机仍然反转驱动，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置，所述第一电机产生的交流电不传递给所述第一逆变器和所述电池，直接给所述第二电机使用；当需要停车时，进入驻车P档模式，所述发动机关闭，所述第一电机、所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于P档位置。进一步地，所述方法还包括：当车速在预设的低速范围内时，进入纯电驱动模式，所述第二电机处于驱动状态，所述第一电机处于自由状态，所述发动机关闭，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；电量不足时，可以切换到串联驱动模式；当车辆处于纯电驱动，且电量低于电量阈值时，进入串联驱动模式，所述发动机处于驱动状态，所述第一电机处于发电状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置，所述第二电机处于驱动状态；所述第一电机产生的交流电不经过所述第一逆变器和所述电池，直接传递给所述第二电机，使所述第二电机驱动车辆行驶；当满足系统制动能量回收条件时，进入能量回收模式，所述发动机处于自由状态，所述第一电机处于自由状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置，所述第二电机处于发电状态；在发电时，所述第二电机产生的交流电经所述第二逆变器转为直流电，然后传递给所述电池存储。进一步地，所述方法还包括：当车速在预设的中速范围内时，进入发动机独立驱动模式，具体包括：发动机一档独立驱动模式，所述发动机处于驱动状态，所述第一电机、所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器处于一档位置，所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；发动机二档独立驱动模式，所述发动机处于驱动状态，所述第一电机、所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器处于空档位置，所述2/4档同步器处于二档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；发动机三档独立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括动力装置、机械控制装置、电机控制装置和动力传递装置；所述动力装置包括发动机、第一电机、第二电机，所述第二电机的主功能为驱动及制动能量回收；所述机械控制装置包括离合器、1/3档同步器、2/4档同步器；所述电机控制装置包括第一逆变器、第二逆变器；所述动力传递装置包括输入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输入轴三档齿轮、输入轴四档齿轮、动力输出轴和驻车制动齿轮；/n所述输入轴一档齿轮、所述1/3档同步器、所述输入轴三档齿轮、所述输入轴四档齿轮、所述2/4档同步器、所述输入轴二档齿轮、所述离合器的从动盘、所述离合器的主动盘、所述发动机依次连接；/n所述第一电机的驱动轴连接所述第一电机的驱动齿轮，所述第一电机的驱动齿轮通过所述第一电机的从动齿轮与所述离合器的主动盘连接；/n所述动力输出轴的输出轴一档齿轮与所述输入轴一档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴二档齿轮与所述输入轴二档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴三档齿轮与所述输入轴三档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴四档齿轮与所述输入轴四档齿轮连接，所述驻车制动齿轮连接在所述动力输出轴的末端；/n所述第二电机的驱动轴连接所述第二电机的驱动齿轮，所述第二电机的驱动齿轮通过第二电机惰轮总成与所述输出轴一档齿轮连接；/n所述第一电机、所述第一逆变器、电池、所述第二逆变器、所述第二电机依次连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括动力装置、机械控制装置、电机控制装置和动力传递装置；所述动力装置包括发动机、第一电机、第二电机，所述第二电机的主功能为驱动及制动能量回收；所述机械控制装置包括离合器、1/3档同步器、2/4档同步器；所述电机控制装置包括第一逆变器、第二逆变器；所述动力传递装置包括输入轴一档齿轮、输入轴二档齿轮、输入轴三档齿轮、输入轴四档齿轮、动力输出轴和驻车制动齿轮；
所述输入轴一档齿轮、所述1/3档同步器、所述输入轴三档齿轮、所述输入轴四档齿轮、所述2/4档同步器、所述输入轴二档齿轮、所述离合器的从动盘、所述离合器的主动盘、所述发动机依次连接；
所述第一电机的驱动轴连接所述第一电机的驱动齿轮，所述第一电机的驱动齿轮通过所述第一电机的从动齿轮与所述离合器的主动盘连接；
所述动力输出轴的输出轴一档齿轮与所述输入轴一档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴二档齿轮与所述输入轴二档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴三档齿轮与所述输入轴三档齿轮连接，所述动力输出轴的输出轴四档齿轮与所述输入轴四档齿轮连接，所述驻车制动齿轮连接在所述动力输出轴的末端；
所述第二电机的驱动轴连接所述第二电机的驱动齿轮，所述第二电机的驱动齿轮通过第二电机惰轮总成与所述输出轴一档齿轮连接；
所述第一电机、所述第一逆变器、电池、所述第二逆变器、所述第二电机依次连接。


2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括减震器，所述减震器连接在所述发动机和所述离合器的主动盘之间。


3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括差速器总成，所述动力输出轴的主动齿轮与所述差速器总成连接。


4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一电机与所述第一逆变器通过第一电机高压线束连接，所述第一逆变器与所述电池通过第一逆变器电池线束连接，所述第二电机与所述第二逆变器通过第二电机高压线束连接，所述第二逆变器与所述电池通过第二逆变器电池线束连接，所述第一逆变器与所述第二逆变器通过逆变器间线束连接。


5.权利要求1至4任一项所述的混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，包括：
当车辆处于停车状态，且需要启动所述发动机时，进入停车冷启动模式，所述第一电机处于驱动状态，所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述发动机由关闭状态被启动，所述驻车制动齿轮处于空档位置；
当车辆处于停车状态，且电池电量不足时，进入停车充电模式，所述发动机处于驱动状态，所述第二电机处于自由状态，所述第一电机处于发电状态，所述1/3档同步器处于空档位置，所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；在发电时，所述第一电机产生的交流电经所述第一逆变器转为直流电，然后传递给所述电池存储。


6.根据权利要求5所述的混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当需要倒车时，进入纯电驱动倒车模式，所述发动机处于关闭状态，所述第一电机处于自由状态，所述第二电机反转驱动车辆倒车，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；
当车辆需要倒车的时间超过时间阈值，或者所述电池无法为倒车提供足够的电量时，进入串联驱动倒车模式，所述发动机由关闭切换到驱动状态，所述第一电机由自由状态切换到发电状态，所述第二电机仍然反转驱动，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置，所述第一电机产生的交流电不传递给所述第一逆变器和所述电池，直接给所述第二电机使用；
当需要停车时，进入驻车P档模式，所述发动机关闭，所述第一电机、所述第二电机处于自由状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于P档位置。


7.根据权利要求5所述的混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当车速在预设的低速范围内时，进入纯电驱动模式，所述第二电机处于驱动状态，所述第一电机处于自由状态，所述发动机关闭，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置；电量不足时，可以切换到串联驱动模式；
当车辆处于纯电驱动，且电量低于电量阈值时，进入串联驱动模式，所述发动机处于驱动状态，所述第一电机处于发电状态，所述1/3档同步器、所述2/4档同步器处于空档位置，所述驻车制动齿轮处于空档位置，所述第二电机处于驱动状态；所述第一电机产生的交流电不经过所述第一逆变器和所述电池，直接传递给所述第二电机，使所述第二电机驱动车辆行驶；
当满足系统制动能量回收条件时，进入能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：田均，施伟，邹伟，钱学成，金辉辉，刘石生，
申请(专利权)人：格特拉克江西传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36