專利名稱：一種混合動力汽車的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車部件結構，尤其是指一種混聯(lián)式動力汽車動力系統(tǒng)的排布結構， 它涉及混聯(lián)式動力系統(tǒng)串聯(lián)構型與并聯(lián)構型的綜合。主要用于混合動力汽車。
背景技術：
二十世紀九十年代以來，能源危機和環(huán)境污染兩大問題，日益受到各國政府的重視。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保有量的增加，對能源和環(huán)境壓力閂益加劇，研究丌發(fā)低排 放、低油耗的汽車新技術勢在必行。混合動力車輛作為一條近期切實可行的技術發(fā)展路 線，已經(jīng)成為世界各國研究的焦點之一。
混合動力汽車根據(jù)動力系統(tǒng)的結構可以分為串聯(lián)構型、并聯(lián)構型、混聯(lián)構型幾種形 式。不同構型的混合動力系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點，其方案的選擇取決于多種因素，例如應 用環(huán)境、駕駛工況、成本考慮等。
混聯(lián)構型則不再是簡單的串聯(lián)式結構或并聯(lián)式結構，它是由多個簡單串聯(lián)式結構和 并聯(lián)式結構復合組成的串并聯(lián)綜合式結構。通過電機與傳動裝置間的配合，使系統(tǒng)既可 以按串聯(lián)方式進行工作也可按并聯(lián)方式工作?；炻?lián)式驅動系統(tǒng)兼具串聯(lián)'式和并聯(lián)式的優(yōu) 點，具有更全面的混合動力工作模式，系統(tǒng)能量分配靈活度更高，能更好的適應車輛復 雜的行駛工況。對于頻繁起停和蠕行的城市工況，系統(tǒng)可以充分利用串聯(lián)混和動力的優(yōu) 勢，讓發(fā)動機運行在穩(wěn)定工況。而對于持續(xù)中高負荷的高速路工況，系統(tǒng)的發(fā)動機為車 輛行駛提供主要能量，具有并聯(lián)構型特征和優(yōu)勢。系統(tǒng)可通過行星齒輪的變速特性和電 機的輔助作用，對發(fā)動機工況進行優(yōu)化，使系統(tǒng)在高速路工況下仍然能夠得到較高系統(tǒng) 效率。
混聯(lián)構型往往系統(tǒng)比較復雜，需要動力分配裝置(行星齒輪)和多個電機，目前所 有混合動力車輛的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)都是采用各自獨立的結構，即是由多個簡單串 聯(lián)式結構和并聯(lián)式結構復合組成的串并聯(lián)結構，這樣就顯得整個機構十分龐大，使得系 統(tǒng)結構和復雜度大大提高，且成本也很高，安裝和拆卸也不方便。因此十分有必要對此 加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有混合動力車輛的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)的不足，提出了一種系統(tǒng)結構更簡單，成本更低且安裝和拆卸方便的混合動力車輛的混聯(lián)構型混合動力系 統(tǒng)。本發(fā)明的技術實施方案如下 一種混合動力車輛的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，整個系 統(tǒng)采取集成化布置結構，整個傳動系統(tǒng)同軸，在一個傳動鏈上有兩套機電一體化結構的 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)能拆分成一套并聯(lián)系統(tǒng)與一套串聯(lián)系統(tǒng)，整個結構集中體 現(xiàn)了集成化的三大趨勢l.發(fā)動機與發(fā)電機集成；2.電機與變速箱集成；3.整車電氣控 制系統(tǒng)綜合集成。整個系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機、離合器、電機、變速箱、驅動橋、儲能系統(tǒng)、電機控 制器、發(fā)電機機控制器、整車控制器、儲能系統(tǒng)管理系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的主要特征如下1、 發(fā)動機與發(fā)電機集成；2、電機與變速箱集成；3、整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成。其中， 發(fā)動機與發(fā)電機集成是指發(fā)動機與發(fā)電機同軸一體，且發(fā)電機轉子線圈繞在曲軸上， 定子則做在飛輪殼上；自動變速箱和自動離合器以及電機驅動系統(tǒng)整合在一起。為了減 小電機體積，減輕電機重量，電機采用永磁電機，且電機為盤形結構，將電機集成在變 速箱離合器鐘形罩內(nèi)。發(fā)動機與電機同軸，它們的力矩耦合在一起經(jīng)變速箱輸出到驅動 橋主減速器，傳遞到車輪。電氣系統(tǒng)的集成包括兩個部分l)變流裝置的集成，變流裝 置的集成就是將整流裝置與逆變裝置集成在一起做成一套結構高度緊湊的AC-DC-AC裝 置。發(fā)電機三相輸出到電氣總成柜，經(jīng)整流器整流為直流，直流母排后端掛著儲能系統(tǒng) 與逆變器，逆變器將直流逆變成交流輸入到電機，使電機旋轉產(chǎn)生動力。2)控制器的集 成，集成的控制器包括發(fā)電機控制器、電機控制器、整車控制舉、儲能管理系統(tǒng)。每個 小控制盒都是一個ECU，所有控制盒共用各種傳感器所采集得到各路信號，每個控制盒 之間通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳遞。布置時，它們因為體積小，線路少，布置在電氣總成 柜中。本發(fā)明的優(yōu)點在于大大簡化了現(xiàn)有混聯(lián)式混合動力結構復雜的問題，通過試驗發(fā) 現(xiàn)解決混聯(lián)式混合動力結構復雜的正解就是集成化，只有將復雜的系統(tǒng)以更高的集成度 組合在一起，盡量地減少系統(tǒng)構件個數(shù)，整個系統(tǒng)的可靠性才能得到提高。作為一個高 度機電一體化的產(chǎn)品，混合動力車必然要求集中體現(xiàn)機電一體化水平的高低。高度集成 的混聯(lián)式混合動力，正是在高度機電一體化發(fā)展下的產(chǎn)物。說明書附l為系統(tǒng)結構原理圖；圖2為發(fā)動機集成發(fā)電機的結構示意圖；圖3為變速箱集成電機的結構示意圖； 圖4為電氣總成柜的結構示意圖。圖中l(wèi)-發(fā)動機發(fā)電機一體化裝置；2-集成電機的自動變速箱；3-電氣總成柜；4-整流器；5-逆變器；6-勵磁控制板；7-儲能管理控制板；8_整車控制器；9-逆變控制板。
具體實施方式
下面將結合附圖
和實施例對本發(fā)明做進一歩的描述。 一種混合動力車輛的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，整個系統(tǒng)采取集成化布置結構，整個 傳動系統(tǒng)同軸，在一個傳動鏈上有兩套機電一體化結構的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)能拆分成一套并聯(lián)系統(tǒng)與一套串聯(lián)系統(tǒng)，整個結構集中體現(xiàn)了集成化的三大趨勢l.發(fā)動機與發(fā)電機集成；2.電機與變速箱集成；3.整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成。整個系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機、離合器、電機、變速箱、驅動橋、儲能系統(tǒng)、電機控制器、發(fā)電機機控制器、整車控制器、儲能系統(tǒng)管理系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的主要特征如下1、 發(fā)動機與發(fā)電機集成在一起；2、電機與變速箱集成在一起；3、整車電氣控制系統(tǒng)綜合 集成在一起。其中，發(fā)動機與發(fā)電機集成在一起是指發(fā)動機與發(fā)電機同軸一體，且發(fā) 電機轉子線圈繞在曲軸上，定子則做在飛輪殼上；電機與變速箱集成在-一起是指自動變速箱和自動離合器以及電機驅動系統(tǒng)整合在一起。為了減小電機體積，減輕電機重量， 電機采用永磁電機，且電機為盤形結構，將電機集成在變速箱離合器鐘形罩內(nèi)。發(fā)動機 與電機同軸，它們的力矩耦合在一起經(jīng)變速箱輸出到驅動橋主減速器，傳遞到車輪。整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成在一起整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成在一起包括兩個部分l)變 流裝置的集成，變流裝置的集成就是將整流裝置與逆變裝置集成在一起做成一套結構高度緊湊的AC-DC-AC裝置。發(fā)電機三相輸出到電氣總成柜，經(jīng)整流器整流為直流，直流母排后端掛著儲能系統(tǒng)與逆變器，逆變器將直流逆變成交流輸入到電機，使電機旋轉產(chǎn)生動力。2)控制器的集成，集成的控制器包括發(fā)電機控制器、電機控制器、整車控制器、 儲能管理系統(tǒng)。每個小控制盒都是一個ECU，所有控制盒共用各種傳感器所采集得到各 路信號，每個控制盒之間通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳遞。布置時，它們因為體積小，線路 少，布置在電氣總成柜中。具體結構如圖l所示，從圖中可以看出本系統(tǒng)由三大部分組成發(fā)動機發(fā)電機一體 化裝置l;集成電機的自動變速箱2;電氣總成柜3。這三大部分中，發(fā)動機發(fā)電機一體 化裝置1包括發(fā)動機4和發(fā)電機5兩部分，且發(fā)動機發(fā)電機一體化裝置1與集成電機的 自動變速箱2通過離合器6同軸連接，其結構形式與傳統(tǒng)車基本一致，只是電機與自動 變速箱集成在一起。電氣總成柜3是電氣部分的總成，它不與發(fā)動機發(fā)電機一體化裝置 1和集成電機的自動變速箱2發(fā)生機械聯(lián)結，它與發(fā)動機發(fā)電機一體化裝置1和集成電 機的自動變速箱2只是產(chǎn)生電氣連接，在布置上電氣總成柜3可以頂置也可以置于車后 部，電氣線路走線可以走在車底，也可以將線布置在通風管道中。其中，發(fā)動機發(fā)電機一體化裝置1的結構如圖2，發(fā)動機4和發(fā)電機5兩部分，發(fā) 電機轉子線圈繞在曲軸上，定子則與飛輪殼集成為一體，這樣實際上將整個飛輪結構延 伸，擴展構成了一個發(fā)電機。集成電機的自動變速箱2結構如圖3，其中電機8采用永磁電機，電機8為盤形結 構，電機8集成在變速箱7離合器鐘形罩9內(nèi)。將變速箱7的軸外延部分上加工出爪形 凹槽IO，永磁體11就裝入凹槽10內(nèi)。定子繞組則在鐘形罩內(nèi)鑲嵌一個繞組圓盤，中間 做成水路。電氣總成柜3的電氣結構如圖4，其中兩套變流器件整流器與逆變器共用同一個散 熱器，整流模塊與逆變模塊裝配在同一個散熱器基座上，它們的連接采用直流母排，而 三相交流則用端子排外接電機。勵磁控制板與儲能管理系統(tǒng)、整車控制器、逆變控制板 之間采用CAN總線連接。它們統(tǒng)一布置在變流模塊上面的隔板間，所有信號線、采樣 線都布置在這一層。對此系統(tǒng)的控制描述為l)當車速較低，起停比較多，即鬧市繁華公交工況時，車 輛工作在串聯(lián)模式下，即發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，離合器分離，發(fā)動機力矩不傳輸?shù)絺?動軸，只有電機驅動整車；2)當車輛處于高速、巡航狀態(tài)時，離合器結合，發(fā)動機直聯(lián) 工作，發(fā)動機既帶動發(fā)電機發(fā)電，也輸出力矩到傳動軸，而電機則在電量充足時出力助 力。
權利要求
1、一種混合動力汽車的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于整個系統(tǒng)采取集成化布置結構，整個傳動系統(tǒng)同軸，在一個傳動鏈上有兩套機電一體化結構的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)；該系統(tǒng)能拆分成一套并聯(lián)系統(tǒng)與一套串聯(lián)系統(tǒng)。
2、 如權利要求1所述的混合動力汽車的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，其特征在于整個系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機、離合器、電機、變速箱、驅動橋、儲能系統(tǒng)、電機控制器、發(fā)電機機控制器、整車控制器、儲能系統(tǒng)管理系統(tǒng)組成；系統(tǒng)的主要特征如下發(fā)動機與發(fā)電機集成；電機與變速箱集成；整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成；
3、 如權利要求1或2所述的混合動力汽車的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)動機與發(fā)電機集成是指發(fā)動機與發(fā)電機同軸一體，且發(fā)電機轉子線圈繞在曲軸上，定子則做在飛輪殼上；自動變速箱和自動離合器以及電機驅動系統(tǒng)整合在一起。
4、 如權利要求3所述的混合動力汽車的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)動機與電機同軸，它們的力矩耦合在一起經(jīng)變速箱輸出到驅動橋主減速器，傳遞到車輪。
5、 如權利要求1或2所述的混合動力汽車的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，其特征在于所述的電氣系統(tǒng)的集成包括兩個部分l)變流裝置的集成，變流裝置的集成就是將整流裝置與逆變裝置集成在一起做成一套結構高度緊湊的AC-DC-AC裝置；發(fā)電機三相輸出到電氣總成柜，經(jīng)整流器整流為直流，直流母排后端掛著儲能系統(tǒng)與逆變器，逆變器將直流逆變成交流輸入到電機，使電機旋轉產(chǎn)生動力；2)控制器的集成，集成的控制器包括發(fā)電機控制器、電機控制器、整車控制器、儲能管理系統(tǒng)；每個小控制盒都是一個ECU，所有控制盒共用各種傳感器所采集得到各路信號，每個控制盒之間通過CAN總線進行數(shù)據(jù)傳遞。
6、 如權利要求1或2所述的混合動力汽車的混聯(lián)構型混合動力系統(tǒng)，其特征在于所述的電機與變速箱集成為了減小電機體積，減輕電機重量，電機采用永磁電機，且電機為盤形結構，將電機集成在變速箱離合器鐘形罩內(nèi)。
全文摘要
一種混合動力汽車的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機、離合器、電機、變速箱、驅動橋、儲能系統(tǒng)、電機控制器、發(fā)電機機控制器、整車控制器、儲能系統(tǒng)管理系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的主要特征如下發(fā)動機與發(fā)電機集成；電機與變速箱集成；整車電氣控制系統(tǒng)綜合集成。其中，發(fā)動機與發(fā)電機集成是指發(fā)動機與發(fā)電機同軸一體，且發(fā)電機轉子線圈繞在曲軸上，定子則做在飛輪殼上；自動變速箱和自動離合器以及電機驅動系統(tǒng)整合在一起。電氣系統(tǒng)的集成包括變流裝置的集成和控制器的集成兩個部分。本發(fā)明的優(yōu)點在于大大簡化了現(xiàn)有混聯(lián)式混合動力結構復雜的問題。
文檔編號B60K6/44GK101654062SQ20091004433
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權日2009年9月14日
發(fā)明者凌 劉, 劉文洲, 唐廣笛, 李雪峰, 偉 汪, 王文明, 蔣時軍, 俊 郭 申請人:湖南南車時代電動汽車股份有限公司