專利名稱：雙電機(jī)三離合器混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種汽車技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，特別是一種串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
面對汽車工業(yè)發(fā)展面臨的能源與環(huán)保壓力，發(fā)展節(jié)能環(huán)保的混合動力汽車成為全球汽車工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一?；旌蟿恿ζ噭恿ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式有串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)式，具體的結(jié)構(gòu)型式有多種變型。串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，目的是集成了串聯(lián)混合動力系統(tǒng)和并聯(lián)混合動力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、克服了各自的缺點(diǎn)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN1420034，
公開日為2003.05.28，專利名稱為雙電機(jī)混合動力汽車動力系統(tǒng)，該專利自述為“雙電機(jī)混合動力汽車動力系統(tǒng)屬于以燃油和電力兩種能源為動力源的汽車混合動力裝置。它包括內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)、離合器、變速箱、動力電池、制動系統(tǒng)及整車自動控制系統(tǒng)，其特征在于具有主、副兩個電機(jī)，其主電機(jī)25的轉(zhuǎn)子軸與變速箱24的輸出軸相連接，副電機(jī)22的轉(zhuǎn)子軸與內(nèi)燃機(jī)1的曲軸相連接；主、副電機(jī)25、22與電池28電聯(lián)接。”其不足之處同樣是如果不采用發(fā)動機(jī)電動附件系統(tǒng)(如電動空調(diào)壓縮機(jī)、電動轉(zhuǎn)向泵等)，由于使用該裝置發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)(如空調(diào)壓縮機(jī)、動力轉(zhuǎn)向泵等)只能由發(fā)動機(jī)帶動，不能全面實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)功能，影響了燃油經(jīng)濟(jì)性的提高和尾氣有害排放的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，使其克服目前混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、體積大，或不具備純電動模式、或能量回饋效率低、或必須采用發(fā)動機(jī)電動附件系統(tǒng)、或不能全面實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)功能的缺點(diǎn)，具有良好的與現(xiàn)有車輛的技術(shù)繼承性以及整車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放的特點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括發(fā)動機(jī)、輔助離合器、主電機(jī)、主離合器、變速箱、皮帶輪離合器、皮帶輪電機(jī)、發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)、動力電池、輔助電池、電機(jī)驅(qū)動控制器、高壓電安全控制器、動力電池管理器、直流變換器、整車控制器、發(fā)動機(jī)控制器、第一半軸、第二半軸。其連接關(guān)系為發(fā)動機(jī)的前端輸出軸通過皮帶輪離合器與發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系的主動皮帶輪相連，該主動皮帶輪通過發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系與皮帶輪電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，也與發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)相連；發(fā)動機(jī)的輸出端通過輔助離合器與主電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，主電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過主離合器與變速箱的輸入軸相連，變速箱的輸出通過第一半軸、第二半軸分別與第一車輪、第二車輪相連；動力電池通過動力電池管理器和高壓電安全控制器通過電機(jī)驅(qū)動控制器與皮帶輪電機(jī)和主電機(jī)相連，動力電池還通過電池管理器、高壓電安全控制器、直流變換器與輔助電池相連，整車控制器通過通訊系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動控制器、動力電池管理器、高壓電安全控制器、直流變換器相連。
本發(fā)明的工作過程與工作原理為變速箱通過第一半軸和第二半軸與第一車輪和第二車輪進(jìn)行動力傳遞。發(fā)動機(jī)可由皮帶輪電機(jī)起動，亦可由主電機(jī)起動。發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系、皮帶輪離合器與皮帶輪電機(jī)進(jìn)行動力傳遞，亦可通過輔助離合器、主電機(jī)、主離合器與變速箱進(jìn)行動力傳遞。主電機(jī)通過主離合器與變速箱進(jìn)行動力傳遞，亦可通過輔助離合器與發(fā)動機(jī)進(jìn)行動力傳遞。發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系驅(qū)動，可由皮帶輪電機(jī)通過發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系驅(qū)動，亦可由發(fā)動機(jī)通過皮帶輪離合器、發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系驅(qū)動。
主電機(jī)、皮帶輪電機(jī)按電動方式工作時需要的電能通過電機(jī)驅(qū)動控制器由動力電池提供，按發(fā)電方式工作時發(fā)出的電能亦通過電機(jī)驅(qū)動控制器返回大動力電池。主電機(jī)和皮帶輪電機(jī)還可通過電機(jī)驅(qū)動控制器、動力電池進(jìn)行電能傳遞，此時其中一個電機(jī)按電動方式工作，另一電機(jī)按發(fā)電方式工作。按發(fā)電方式工作的電機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動控制器、直流變換器可向輔助電池充電，動力電池亦可通過直流變換器向輔助電池充電。
發(fā)動機(jī)由發(fā)動機(jī)控制器實(shí)施控制，皮帶輪電機(jī)、主電機(jī)由電機(jī)驅(qū)動控制器實(shí)時控制，動力電池的狀態(tài)監(jiān)測和控制由動力電池管理器實(shí)施，動力電池與電機(jī)驅(qū)動控制器的通斷控制由高壓電安全控制器實(shí)施，輔助電池的監(jiān)控與向輔助電池的充電由直流變換器實(shí)施。
整車控制器采集車輛行駛和駕駛員操控信息，向電機(jī)驅(qū)動控制器、高壓電安全控制器、動力電池管理器、直流變換器、發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送控制指令并接收各控制器的反饋信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對所述各部件的實(shí)時控制，可以實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)/發(fā)動機(jī)快速起動、單電機(jī)純電驅(qū)動、雙電機(jī)純電驅(qū)動、純發(fā)動機(jī)驅(qū)動、單電機(jī)混合驅(qū)動、雙電機(jī)混合驅(qū)動、無電混合驅(qū)動、再生制動能量回饋、串聯(lián)驅(qū)動、單電機(jī)混合式行車充電、雙電機(jī)行車充電、單電機(jī)停車充電、雙電機(jī)停車充電等混合動力運(yùn)行模式，亦可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、皮帶輪電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、主電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)停機(jī)等發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)的驅(qū)動模式。
與現(xiàn)有混合動力系統(tǒng)相比，本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了目前的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的全部功能，且功能更強(qiáng)，可方便地將動力電池的剩余電量控制在優(yōu)化范圍內(nèi)，避免了前述行星齒輪動力耦合形式中，在純發(fā)動機(jī)驅(qū)動、混合驅(qū)動等發(fā)動機(jī)有動力輸出情況下總有一部分發(fā)動機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并在需要時再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量損失，進(jìn)一步提高了整車經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括發(fā)動機(jī)1、輔助離合器2、主電機(jī)3、主離合器4、變速箱5、皮帶輪離合器6、皮帶輪電機(jī)7、發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系8、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9、動力電池10、輔助電池11、電機(jī)驅(qū)動控制器12、高壓電安全控制器13、動力電池管理器14、直流變換器15、整車控制器16、發(fā)動機(jī)控制器17、第一半軸18、第二半軸19。
所述發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系8，包括主動皮帶輪22、皮帶23、皮帶輪電機(jī)皮帶輪24、皮帶輪組25。
所述主電機(jī)3，包括主電機(jī)3的轉(zhuǎn)子26、主電機(jī)3的定子27。
所述皮帶輪電機(jī)7，包括皮帶輪電機(jī)7的轉(zhuǎn)子28、皮帶輪電機(jī)7的定子29。
所述各部件的連接關(guān)系為發(fā)動機(jī)1的前端輸出軸通過皮帶輪離合器6與發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系8的主動皮帶輪22相連，主動皮帶輪22通過發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系8的皮帶23、皮帶輪電機(jī)皮帶輪24與皮帶輪電機(jī)14的轉(zhuǎn)子28相連，主動皮帶輪22還通過皮帶23、皮帶輪組25與發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9相連。發(fā)動機(jī)1的輸出端通過輔助離合器2與主電機(jī)3的轉(zhuǎn)子26相連，主電機(jī)3的轉(zhuǎn)子26通過主離合器4與變速箱5的輸入軸相連，變速箱5的輸出通過第一半軸18、第二半軸19分別與第一車輪20、第二車輪21相連。動力電池10通過動力電池管理器14和高壓電安全控制器13通過電機(jī)驅(qū)動控制器12與皮帶輪電機(jī)7和主電機(jī)3相連，動力電池10還通過電池管理器8、高壓電安全控制器13、直流變換器15與輔助電池11相連，整車控制器16通過通訊系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)控制器17、電機(jī)驅(qū)動控制器12、動力電池管理器14、高壓電安全控制器13、直流變換器15相連。
其中所述發(fā)動機(jī)1提供車輛行駛的大部分動力。
所述輔助離合器2為單向超越離合器，傳遞發(fā)動機(jī)1端動力到主電機(jī)3端。
所述主電機(jī)3提供車輛行駛過程中的部分動力，也用于發(fā)電以回收車輛行駛中的再生制動能量以及提供部分電能。
所述主離合器4傳遞動力，便于換檔防止換檔困難。
所述變速箱5手動變速箱，或自動變速箱，將動力傳遞到變速箱5輸出軸。
所述皮帶輪離合器6為電磁離合器，受所述整車控制器16的控制，傳遞皮帶輪電機(jī)7和發(fā)動機(jī)1的動力并同時進(jìn)行動力傳遞接通與斷開的切換。
所述皮帶輪電機(jī)7用于快速起動發(fā)動機(jī)1，并用于提供車輛行駛過程中的部分動力，也用于發(fā)電提供部分電能。
所述發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系8，為皮帶輪電機(jī)7和發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9的動力傳動裝置。
所述發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9，包括空調(diào)壓縮機(jī)、動力轉(zhuǎn)向泵等由發(fā)動機(jī)皮帶輪系統(tǒng)驅(qū)動的裝置。
所述動力電池10提供車輛行駛需要的部分動力，并將多余動力進(jìn)行存儲。
所述輔助電池11為傳統(tǒng)低壓電路電源。
所述電機(jī)驅(qū)動控制器12對主電機(jī)3與皮帶輪電機(jī)14進(jìn)行驅(qū)動控制，具有主電機(jī)逆變器、皮帶輪電機(jī)逆變器以及對這兩個逆變器實(shí)施控制的電機(jī)控制器等的功能。其中，主電機(jī)逆變器是將直流變?yōu)榻涣鞴┲麟姍C(jī)的一種電源變換器，皮帶輪電機(jī)逆變器是直流變?yōu)榻涣鞴┢л嗠姍C(jī)的一種電源變換器。
所述高壓電安全控制器13對高壓電系統(tǒng)的安全進(jìn)行控制。
所述動力電池管理器14對動力電池10進(jìn)行管理。
所述直流變換器15用于直流變換。
所述整車控制器16用于整車控制與多能源系統(tǒng)管理。
所述發(fā)動機(jī)控制器17對發(fā)動機(jī)1進(jìn)行控制管理。
所述第一半軸18用于變速箱5輸出動力傳遞到第一車輪20。
所述第二半軸19用于變速箱5輸出動力傳遞到第二車輪21。
本發(fā)明工作時，包括以下運(yùn)動模式減速斷油/怠速停機(jī)/發(fā)動機(jī)快速起動模式，單電機(jī)純電驅(qū)動模式，雙電機(jī)純電驅(qū)動模式，純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，單電機(jī)混合驅(qū)動模式，雙電機(jī)混合驅(qū)動模式，無電混合驅(qū)動模式，再生制動能量回饋模式，串聯(lián)驅(qū)動模式，單電機(jī)混合式行車充電模式，雙電機(jī)行車充電模式，單電機(jī)停車充電模式，雙電機(jī)停車充電模式。
1)減速斷油/怠速停機(jī)/發(fā)動機(jī)快速起動模式在車輛減速過程中、或遇紅燈或堵車或其它情況而停車時，通過本發(fā)明所述整車控制器16使發(fā)動機(jī)1斷油、停機(jī)，避免了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車此時減速、怠速運(yùn)行的油耗和尾氣排放，是提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣有害排放的重要策略之一。在停機(jī)、斷油過程中，在本發(fā)明所述整車控制器16檢測到需要使所述發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9工作時，整車控制器16指令本發(fā)明所述皮帶輪離合器6分離、所述皮帶輪電機(jī)7按電動模式工作提供所述發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9工作需要的動力。同樣，在本發(fā)明所述整車控制器16檢測檢測到需起步車輛時，本發(fā)明所述皮帶輪離合器6結(jié)合、或者所述輔助離合器2結(jié)合但所述主離合器4分離，通過所述整車控制器16使皮帶輪電機(jī)7或主電機(jī)3快速拖動所述發(fā)動機(jī)1到某一較高轉(zhuǎn)速后，通過所述整車控制器16使發(fā)動機(jī)1噴油運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了現(xiàn)有車輛發(fā)動機(jī)起動過程造成的燃油消耗與尾氣有害排放，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣有害排放。
2)單電機(jī)純電驅(qū)動模式在車輛起步階段或所述發(fā)動機(jī)處于低負(fù)荷工況，發(fā)動機(jī)熱效率低且尾氣排放不佳。因此在車輛起步或低速運(yùn)行可能使發(fā)動機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時，所述發(fā)動機(jī)1不工作，在所述整車控制器16的指令下，由所述主電機(jī)3提供全部整車驅(qū)動扭矩。此時，輔助離合器2分離，主離合器4結(jié)合，避免了倒拖所述發(fā)動機(jī)1的能量消耗。另外，所述皮帶輪離合器6分離，在所述整車控制器16的指令下，由所述皮帶輪電機(jī)7提供所述發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9運(yùn)行需要的動力。
3)雙電機(jī)純電驅(qū)動模式在如同前述的單電機(jī)純電驅(qū)動模式的情況下，如果車輛需要更大的驅(qū)動力(如車輛按動力模式運(yùn)行、或處于坡道等)，所述皮帶輪離合器6、所述輔助離合器2、所述主離合器4均被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，所述發(fā)動機(jī)1不工作，由所述皮帶輪電機(jī)7與所述主電機(jī)3共同驅(qū)動車輛、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9由皮帶輪電機(jī)7驅(qū)動，達(dá)到與前述的單電機(jī)純電驅(qū)動模式下的降低油耗和尾氣排放的效果，且可獲得更好的動力性。
4)純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式在車輛的驅(qū)動扭矩達(dá)到設(shè)定范圍時，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，起動所述發(fā)動機(jī)1進(jìn)入純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式。在所述純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，皮帶輪電機(jī)7與主電機(jī)3都停止工作而空轉(zhuǎn)，所述皮帶輪離合器6、輔助離合器2、主離合器4均被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)。在所述純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式中，發(fā)動機(jī)1工作在高效率區(qū)，發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9直接由發(fā)動機(jī)1驅(qū)動避免了能量轉(zhuǎn)換損失，可獲得較高的整車燃油經(jīng)濟(jì)性和較低的尾氣有害排放，避免了所述主電機(jī)3驅(qū)動車輛高速行駛引起的電池電量的快速損失，延長了電池使用壽命，且可確保將通過制動回饋能量和行車發(fā)電優(yōu)化發(fā)動機(jī)1效率而對動力電池10的充電電能充分高效的利用。在所述動力電池11電量太低或電驅(qū)動系統(tǒng)不能完成車輛驅(qū)動時，也將起動發(fā)動機(jī)進(jìn)入純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式。
5)單電機(jī)混合驅(qū)動模式當(dāng)車輛急加速或爬坡等需要較大車輛驅(qū)動扭矩或所需車輛驅(qū)動扭矩快速增大時，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，所述輔助離合器2、主離合器4均被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，由所述主電機(jī)3或皮帶輪電機(jī)7中一個電機(jī)提供助力扭矩與所述發(fā)動機(jī)1共同驅(qū)動車輛，避免發(fā)動機(jī)瞬態(tài)工況引起的燃油經(jīng)濟(jì)性損失與尾氣有害排放的增加，且提高整車加速動力性。在單電機(jī)混合驅(qū)動模式，除發(fā)動機(jī)驅(qū)動外，通過所述整車控制器16的控制，將根據(jù)使電機(jī)盡可能工作在高效率區(qū)的原則選擇所述皮帶輪電機(jī)7或所述主電機(jī)3混合驅(qū)動，通過高效地利用動力電池10的電能，進(jìn)一步提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。在此模式下，發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9是由所述發(fā)動機(jī)1驅(qū)動還是由皮帶輪電機(jī)7驅(qū)動，同樣可根據(jù)效率最佳的原則確定，如果由皮帶輪電機(jī)7驅(qū)動，則所述皮帶輪離合器6被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，這會進(jìn)一步提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。所述主電機(jī)3在車輛驅(qū)動扭矩超過設(shè)定值，所述發(fā)動機(jī)1不足以提供時，也將進(jìn)入該驅(qū)動模式。
6)雙電機(jī)混合驅(qū)動模式在如同前述的單電機(jī)混合驅(qū)動模式的條件下，如果車輛需要更大的驅(qū)動力，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，所述皮帶輪離合器6、所述輔助離合器2、所述主離合器4均被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，由所述發(fā)動機(jī)1、皮帶輪電機(jī)7、主電機(jī)3共同驅(qū)動車輛，驅(qū)動所述發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)9的動力同樣根據(jù)效率最佳的原則選擇由所述發(fā)動機(jī)1提供或者所述皮帶輪電機(jī)7提供，獲得前述的單電機(jī)混合驅(qū)動模式的降低油耗和尾氣排放的效果，且可獲得更好的動力性。
7)無電混合驅(qū)動模式在車輛需要本發(fā)明所述混合動力系統(tǒng)極限輸出時，如果動力蓄電池7的電能耗盡或損壞時，所述皮帶輪離合器6、輔助離合器2、主離合器4均被切換或保持結(jié)合狀態(tài)，所述皮帶輪電機(jī)7發(fā)電直接供所述主電機(jī)3，主電機(jī)3與發(fā)動機(jī)1共同驅(qū)動車輛，以滿足車輛動力需求。
8)再生制動能量回饋模式在車輛制動或減速過程中，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，所述發(fā)動機(jī)1停油且所述主電機(jī)3按發(fā)電機(jī)工作，進(jìn)入再生制動能量回饋模式。由于所述輔助離合器2被切換到或保持分離狀態(tài)，可避免對所述發(fā)動機(jī)1的倒拖引起的能量回饋效率損失。
9)串聯(lián)驅(qū)動模式在所述主電機(jī)3驅(qū)動能力滿足車輛驅(qū)動扭矩要求，且車輛運(yùn)行環(huán)境要求(如穿越鬧市區(qū))時，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，發(fā)動機(jī)1工作在高效率點(diǎn)或一個極高效率區(qū)間，所述皮帶輪離合器6、主離合器4被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，所述輔助離合器2被切換到或保持分離狀態(tài)，所述皮帶輪電機(jī)7按發(fā)電機(jī)工作，所述主電機(jī)3按電動機(jī)工作驅(qū)動車輛。在此模式，由于發(fā)動機(jī)1工作可被控制在最佳狀態(tài)，因此尾氣有害排放極低。
10)單電機(jī)混合式行車充電模式在車輛行駛過程中，如果所述動力電池10的電量低于某一設(shè)定值，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，根據(jù)動力蓄電池7對充電電流的要求，所述皮帶輪電機(jī)7或所述主電機(jī)3中的任何一個按發(fā)電機(jī)工作，另一個電機(jī)按電動機(jī)工作或空轉(zhuǎn)，使所述發(fā)動機(jī)1、所述皮帶輪電機(jī)7、所述主電機(jī)3、所述動力電池10等組成的多能源系統(tǒng)在此模式下的綜合效率最高，且可根據(jù)需要一邊行車充電一邊進(jìn)行混合驅(qū)動或純發(fā)動機(jī)驅(qū)動或同時進(jìn)行再生制動能量回饋，也這有利于保持整車動力性。
11)雙電機(jī)行車充電模式在車輛行駛過程中，如果所述動力電池10的電量太低且發(fā)動機(jī)富裕功率較大、動力電池10允許的情況下，所述皮帶輪離合器6、輔助離合器2、主離合器4均被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)，所述發(fā)動機(jī)1驅(qū)動車輛，皮帶輪電機(jī)7和主電機(jī)3均按發(fā)電機(jī)工作對動力蓄電池充電，這有利于保持整車動力性。
12)單電機(jī)停車充電模式在停車狀態(tài)，如所述動力電池10的電量太低，可以進(jìn)行停車充電模式。在停車充電模式，所述皮帶輪離合器6和輔助離合器2被切換到結(jié)合狀態(tài)，所述變速箱5被切換到空擋和將所述主離合器4切換到分離狀態(tài)，由本發(fā)明所述整車控制器16控制，由皮帶輪電機(jī)7或者主電機(jī)3中的一個按發(fā)電機(jī)工作給所述動力電池10充電。當(dāng)所述動力電池電量超過一個設(shè)定值后，該停車充電模式結(jié)束。
13)雙電機(jī)停車充電模式在停車狀態(tài)，如所述動力電池10的電量太低，且需要對所述動力電池10快速充電時，可以應(yīng)用該模式，所述皮帶輪離合器6和輔助離合器2被切換到結(jié)合狀態(tài)，所述變速箱5被切換到空擋或?qū)⑺鲋麟x合器4切換到分離狀態(tài)。
本發(fā)明沿用了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動機(jī)與變速箱技術(shù)及其機(jī)械結(jié)構(gòu)，不需要復(fù)雜的動力耦合結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的動力耦合控制裝置，布置緊湊，與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車具有良好技術(shù)繼承性，降低了系統(tǒng)成本。
本發(fā)明采用所述怠速停機(jī)/發(fā)動機(jī)快速起動模式，按所述驅(qū)動控制方法，所述皮帶輪電機(jī)可在任何時刻單獨(dú)快速起動發(fā)動機(jī)，可全面實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)功能，避免了發(fā)動機(jī)怠速、減速、起動過程中燃油消耗與尾氣有害排放，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性，且保證整車動力性與駕駛性。
本發(fā)明在混合驅(qū)動過程中、在制動能量回饋過程中，可以根據(jù)車輛行駛所需電助力要求、可回饋能量等，控制選擇所述皮帶輪電機(jī)、主電機(jī)等二個電機(jī)中的一個電機(jī)或二個電機(jī)單獨(dú)或共同運(yùn)行，提高電機(jī)運(yùn)行效率，優(yōu)化發(fā)動機(jī)運(yùn)行效率，且避免了能量回饋過程中倒拖發(fā)動機(jī)引起的能量回饋效率損失的問題，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣有害排放。
權(quán)利要求
1.一種串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)(1)、輔助離合器(2)、主電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速箱(5)、皮帶輪離合器(6)、皮帶輪電機(jī)(7)、發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系(8)、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)(9)、動力電池(10)、輔助電池(11)、電機(jī)驅(qū)動控制器(12)、高壓電安全控制器(13)、動力電池管理器(14)、直流變換器(15)、整車控制器(16)、發(fā)動機(jī)控制器(17)、第一半軸(18)、第二半軸(19)，其特征在于發(fā)動機(jī)(1)的前端輸出軸通過皮帶輪離合器(6)與發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系(8)的主動皮帶輪相連，該主動皮帶輪通過發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系(8)的皮帶、皮帶輪組與電機(jī)(14)的轉(zhuǎn)子相連，也與發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)(9)相連，發(fā)動機(jī)(1)的輸出端通過輔助離合器(2)與主電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)子相連，主電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)子通過主離合器(4)與變速箱(5)的輸入軸相連，變速箱(5)的輸出通過第一半軸(18)、第二半軸(19)分別與第一車輪(20)、第二車輪(21)相連，動力電池(10)通過動力電池管理器(14)和高壓電安全控制器(13)通過電機(jī)驅(qū)動控制器(12)與皮帶輪電機(jī)(7)和主電機(jī)(3)相連，動力電池(10)還通過電池管理器(8)、高壓電安全控制器(13)、直流變換器(15)與輔助電池(11)相連，整車控制器(16)通過通訊系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)控制器(17)、電機(jī)驅(qū)動控制器(12)、動力電池管理器(14)、高壓電安全控制器(13)、直流變換器(15)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征是皮帶輪離合器(6)為電磁離合器，受所述整車控制器(16)的控制，傳遞皮帶輪電機(jī)(7)和發(fā)動機(jī)(1)的動力并同時進(jìn)行動力傳遞接通與斷開的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征是輔助離合器(2)為單向超越離合器，傳遞發(fā)動機(jī)(1)端動力到主電機(jī)(3)端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征是變速箱(5)為手動變速箱，或自動變速箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征是其運(yùn)動模式包括減速斷油/怠速停機(jī)/發(fā)動機(jī)快速起動模式，單電機(jī)純電驅(qū)動模式，雙電機(jī)純電驅(qū)動模式，純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，單電機(jī)混合驅(qū)動模式，雙電機(jī)混合驅(qū)動模式，無電混合驅(qū)動模式，再生制動能量回饋模式，串聯(lián)驅(qū)動模式，單電機(jī)混合式行車充電模式，雙電機(jī)行車充電模式，單電機(jī)停車充電模式，雙電機(jī)停車充電模式。
全文摘要
一種汽車技術(shù)領(lǐng)域的串并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。本發(fā)明包括發(fā)動機(jī)、輔助離合器、主電機(jī)、主離合器、變速箱、皮帶輪離合器、皮帶輪電機(jī)、發(fā)動機(jī)前端皮帶輪系、發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)、動力電池、輔助電池、電機(jī)驅(qū)動控制器、高壓電安全控制器、動力電池管理器、直流變換器、整車控制器、發(fā)動機(jī)控制器、第一半軸、第二半軸。皮帶輪電機(jī)帶動皮帶輪通過一個離合器與發(fā)動機(jī)相連，并獨(dú)立驅(qū)動發(fā)動機(jī)附件系統(tǒng)。主電機(jī)通過一個輔助離合器與發(fā)動機(jī)相連、并通過一個主離合器與變速箱的輸入軸相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、布置緊湊、制造成本低，優(yōu)化了發(fā)動機(jī)、主電機(jī)、皮帶輪電機(jī)運(yùn)行效率和再生制動能量回饋效率，整車油耗和有害排放，并保持良好的動力性與駕駛平順性。
文檔編號B60K6/02GK1911704SQ20061002987
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者冒曉建, 楊林, 卓斌, 唐航波, 陳自強(qiáng), 王俊席, 肖文雍 申請人:上海交通大學(xué)