本實(shí)用新型涉及汽車制造領(lǐng)域，具體說是一種串聯(lián)式混合電動汽車的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段，高速增長的汽車工業(yè)與汽車保有量使我國能源與環(huán)境正面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，能源和環(huán)境已經(jīng)成為制約汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的兩大難題，面對能源安全、環(huán)境污染和全球氣候變暖的急迫形勢，發(fā)展節(jié)能與新能源汽車也已成為我國汽車工業(yè)的戰(zhàn)略方向和國家的重要戰(zhàn)略舉措。發(fā)展電動汽車已成為保障我國能源安全和轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑，但現(xiàn)階段電動汽車所用電池能量密度、壽命和成本因素限制了電動汽車產(chǎn)品的市場化進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種串聯(lián)式混合電動汽車的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)，從根本上解決了上述問題，其具有能量利用率高，純電動行駛里程長，動力性較好，安全可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：該串聯(lián)式混合電動汽車的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)包括動力電池通過逆變器并聯(lián)在動力電池電力輸出端的主電機(jī)控制器、輔電機(jī)控制器，其技術(shù)要點(diǎn)是：所述主電機(jī)控制器的電力輸出端與主驅(qū)動電機(jī)的電性輸入端電性連接，輔助電動控制器的電力輸出端與輔助電機(jī)的電力輸入端電性連接；主驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上設(shè)有雙離合器殼體，雙離合器殼體上配合有離合器I和離合器II；離合器I裝配在輸出軸I上，輸出軸I上設(shè)有齒輪I，齒輪I與齒輪II嚙合；離合器II裝配在齒輪IV的轉(zhuǎn)軸上，齒輪IV分別與齒輪III和動力輸出齒輪嚙合，動力輸出齒輪裝配在動力輸出軸上；齒輪III與齒輪II的轉(zhuǎn)軸同時與中間齒輪嚙合，中間齒輪通過離合器IV與輔助電機(jī)銜接，輔助電機(jī)通過離合器III與發(fā)動機(jī)銜接。

所述離合器III或離合器IV為電磁離合器。

本實(shí)用新型的有益效果：發(fā)動機(jī)與離合器III結(jié)合，發(fā)動機(jī)與輔助電機(jī)連接，在增程模式下通過輔助電機(jī)發(fā)電驅(qū)動整車并對電池充電，保證整車在行駛工況下的動力性能和提高整車的續(xù)駛里程。主電機(jī)與雙離合器殼體相連，離合器I結(jié)合，主驅(qū)動電機(jī)通過第一套齒輪傳動機(jī)構(gòu)齒輪I、齒輪II、中間齒輪、齒輪III、齒輪IV、動力輸出齒輪驅(qū)動整車；離合器II結(jié)合，主驅(qū)動電機(jī)通過第三套齒輪傳動機(jī)構(gòu)齒輪IV、動力輸出齒輪驅(qū)動整車。輔助電機(jī)在工況平均車速較高時通過結(jié)合離合器IV和主電機(jī)一起轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動整車。動力電池在純電動時保證整車的加速、爬坡、最高車速等動力性能需求。離合器III結(jié)合，發(fā)動機(jī)通過對輔助電機(jī)發(fā)電驅(qū)動整車或?qū)恿﹄姵爻潆?，離合器III斷開，發(fā)動機(jī)與輔助電機(jī)分離。離合器IV結(jié)合，輔助電機(jī)通過第二套齒輪傳動機(jī)構(gòu)中間齒輪、齒輪III、齒輪IV、動力輸出齒輪驅(qū)動整車，離合器IV分離，輔助電機(jī)與中間齒輪分離。

增程模式，離合器IV處于分開狀態(tài)，離合器III和雙離合器結(jié)合，發(fā)動機(jī)驅(qū)動輔助電機(jī)發(fā)電，所發(fā)出的電能提供給主電機(jī)驅(qū)動整車，多余電能還可以通過逆變器給電池充電。主驅(qū)動電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動時，可通過兩套齒輪傳遞路線驅(qū)動整車，相當(dāng)于主電機(jī)驅(qū)動時有兩個擋位可以選擇，輔助電機(jī)驅(qū)動時只通過一套齒輪傳遞路線驅(qū)動整車。雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動時，扭矩耦合。當(dāng)工況的平均車速較高時，雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動，降低單個電機(jī)的負(fù)荷，工作可靠性好。

串聯(lián)式混合電動汽車的動力系統(tǒng)，具有純電動模式、增程行駛模式、行車發(fā)電模式、停車充電模式和制動能量回收模式等多種工作模式，主電機(jī)驅(qū)動時，可通過控制多片離合器傳動裝置兩個離合器結(jié)合或者分離，控制變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出動力，可以實(shí)現(xiàn)兩個擋位在無動力中斷情況下進(jìn)行模式切換，可滿足不同運(yùn)行工況下的驅(qū)動需求，并增加續(xù)駛里程。可根據(jù)實(shí)際工況需求讓兩電機(jī)合理驅(qū)動整車，減小單電機(jī)的負(fù)荷，增加純電動的續(xù)駛里程，滿足整車動力性能需求，兩電機(jī)都可單獨(dú)或聯(lián)合驅(qū)動整車。可通過輔助電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)并對發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，使發(fā)動機(jī)工作在最佳工作區(qū)間內(nèi)，并根據(jù)需要對動力電池充電。綜上所述，通過三種不同的制動能量回收模式，最大程度地回收能量，提高整車的能量利用率。可通過輔助電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，取消發(fā)動機(jī)怠速過程，提高整車的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1動力電池、2逆變器、3主電機(jī)控制器、4輔電機(jī)控制器、5輸出軸I、6齒輪I、7離合器I、8雙離合器殼體、9齒輪II、10主驅(qū)動電機(jī)、11齒輪III、12離合器II、13齒輪IV、14動力輸出軸、15動力輸出齒輪、16中間齒輪、17離合器IV、18輔助電機(jī)、19離合器III、20發(fā)動機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合圖1，通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的內(nèi)容。該串聯(lián)式混合電動汽車的驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)包括動力電池1通過逆變器2并聯(lián)在動力電池電力輸出端的主電機(jī)控制器3、輔電機(jī)控制器4等部分。其中，主電機(jī)控制器的電力輸出端與主驅(qū)動電機(jī)10的電性輸入端電性連接，輔助電動控制器的電力輸出端與輔助電機(jī)18的電力輸入端電性連接。主驅(qū)動電機(jī)10的輸出軸上設(shè)有雙離合器殼體8，雙離合器殼體上配合有離合器I 7和離合器II 12。離合器I裝配在輸出軸I 5上，輸出軸I上設(shè)有齒輪I 6，齒輪I 6與齒輪II 9嚙合。離合器II 12裝配在齒輪IV 13的轉(zhuǎn)軸上，齒輪IV 13分別與齒輪III 11和動力輸出齒輪15嚙合，動力輸出齒輪15裝配在動力輸出軸14上。齒輪III 11與齒輪II的轉(zhuǎn)軸同時與中間齒輪16嚙合，中間齒輪16通過離合器IV 17與輔助電機(jī)18銜接，輔助電機(jī)18通過離合器III 19與發(fā)動機(jī)20銜接。其中，離合器III和離合器IV 17為電磁離合器。

工作原理：

純電動模式下，主驅(qū)動電機(jī)可單獨(dú)驅(qū)動，輔助電機(jī)可單獨(dú)驅(qū)動，兩電機(jī)可聯(lián)合驅(qū)動。當(dāng)電池的電量達(dá)到一定下限門限值時，則采用增程模式。

主驅(qū)動電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動模式：離合器III和離合器IV都處于分開狀態(tài)，雙離合器結(jié)合，發(fā)動機(jī)和輔助電機(jī)關(guān)閉，汽車由主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動，所有驅(qū)動力由電池提供；輔助電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動模式：離合器III和雙離合器處于分開狀態(tài)，離合器IV結(jié)合，發(fā)動機(jī)和主驅(qū)動電機(jī)關(guān)閉，汽車由輔助電機(jī)驅(qū)動，所有驅(qū)動力由電池提供；雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動模式：離合器III處于分開狀態(tài)，離合器IV與雙離合器結(jié)合，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，汽車由主驅(qū)動電機(jī)和輔助電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動，所有驅(qū)動力由電池提供。

整車根據(jù)SOC狀態(tài)，可以分為電量消耗階段和電量保持階段。當(dāng)動力電池電量達(dá)到SOC下限時，系統(tǒng)進(jìn)入電量保持階段。在電量消耗階段，動力系統(tǒng)具有如下幾種工作模式：低速主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動模式，低速輔助電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動模式，高速主驅(qū)動電機(jī)與輔助電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動模式；在電量維持階段，動力系統(tǒng)具有如下幾種模式：發(fā)動機(jī)發(fā)電驅(qū)動模式，發(fā)動機(jī)發(fā)電對電池充電模式。

純電動運(yùn)行模式，第一種工作形式，主驅(qū)動電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動。當(dāng)車輛起步或整車在較低的速度下行駛時，離合器I結(jié)合，兩個電磁離合器、分離，離合器II分離，發(fā)動機(jī)、輔助電機(jī)停止工作，動力電池輸出能量，主電機(jī)控制器通過控制主驅(qū)動電機(jī)工作在電動模式下，主驅(qū)動電機(jī)輸出動力依次經(jīng)過離合器I、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、中間齒輪、第三傳動齒輪、第四傳動齒輪、動力輸出齒輪、動力輸出軸輸出給驅(qū)動輪驅(qū)動車輛行駛。離合器II結(jié)合，離合器I分離，主驅(qū)動電機(jī)輸出動力依次經(jīng)過離合器II、第四傳動齒輪、動力輸出齒輪、動力輸出軸輸出給驅(qū)動輪驅(qū)動整車。

純電動第二種工作形式，輔助電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動模式，離合器I、II分離，離合器IV結(jié)合，離合器III分離，輔助電機(jī)動力通過離合器II、中間齒輪、齒輪III、齒輪IV、動力輸出齒輪、動力輸出軸輸出給驅(qū)動輪驅(qū)動車輛行駛。

純電動第三種工作形式，雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動模式，離合器III分離，離合器IV結(jié)合，離合器I結(jié)合，離合器II分離，主驅(qū)動電機(jī)動力通過第一套齒輪機(jī)構(gòu)輸出，主驅(qū)動電機(jī)與輔助電機(jī)輸出動力在中間齒輪處耦合，聯(lián)合驅(qū)動整車；離合器III分離，離合器IV結(jié)合，離合器I分離，離合器II結(jié)合，主驅(qū)動電機(jī)輸出動力通過第二套齒輪機(jī)構(gòu)輸出，主驅(qū)動電機(jī)與輔助電機(jī)輸出動力在齒輪IV出耦合，聯(lián)合驅(qū)動整車。

增程運(yùn)行模式，主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)帶動輔助電機(jī)發(fā)電，離合器III結(jié)合，離合器I結(jié)合，發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電，主驅(qū)動電機(jī)的動力由發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電提供，主驅(qū)動電機(jī)10通過第一套齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動整車；離合器III結(jié)合，離合器II結(jié)合，主驅(qū)動電機(jī)通過第三套齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動整車。發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電的多余電量用來給電池充電。

整車在具體行駛工況下，工作模式切換具體如下：起車時，離合器I分離，斷開輔助電機(jī)與發(fā)動機(jī)的連接，離合器II結(jié)合，由輔助電機(jī)單獨(dú)啟動整車；起車時，離合器II分離，雙離合器結(jié)合，由主驅(qū)動電機(jī)啟動整車。

1）模式I切換至模式II，雙離合器分離，離合器IV結(jié)合，輔電機(jī)控制器控制輔助電機(jī)工作，進(jìn)入模式II；

2）模式I切換模式III，離合器IV結(jié)合，輔電機(jī)控制器控制輔助電機(jī)參與整車驅(qū)動，進(jìn)入模式III；

3）模式I切換至增程模式，雙離合器結(jié)合，離合器III結(jié)合，通過輔助電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電提供動力，動力源由動力電池轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)，主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動形式不變，進(jìn)入增程模式；

4）模式II切換至模式I，離合器IV分開，雙離合器結(jié)合，主電機(jī)控制器控制主電機(jī)參與驅(qū)動，進(jìn)入模式I；

5）模式II切換至模式III，雙離合器結(jié)合，主驅(qū)動電機(jī)控制器控制主電機(jī)參與整車驅(qū)動，進(jìn)入模式III；

6）模式II切換至增程模式，離合器IV分開，離合器III閉合，輔助電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電，雙離合器結(jié)合，輔助電機(jī)驅(qū)動整車，進(jìn)入增程模式；

7）模式III切換至模式I，離合器IV分開，斷開輔助電機(jī)與中間齒輪的連接，進(jìn)入模式I；

8）模式III切換至模式II，雙離合器分開，斷開主驅(qū)動電機(jī)與輸出軸齒輪的連接，進(jìn)入模式II；

9）模式III切換至增程模式，離合器IV分開，離合器III結(jié)合，輔助電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)通過輔助電機(jī)發(fā)電，供給主電機(jī)的電能需求，進(jìn)入增程模式；

10）增程模式切換至模式I，離合器III分開，動力源由動力電池提供，發(fā)動機(jī)停止工作，進(jìn)入模式I；

11）增程模式切換至模式II，雙離合器分開，離合器III分開，離合器IV結(jié)合，動力源由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)換到動力電池，發(fā)動機(jī)和主驅(qū)動電機(jī)停止工作，輔助電機(jī)驅(qū)動整車，進(jìn)入模式II；

12）增程模式切換至模式III轉(zhuǎn)換過程中，離合器III分開，離合器IV結(jié)合，動力源由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)換為動力電池，輔助電機(jī)參與整車驅(qū)動，進(jìn)入模式III。

制動能量回收模式：

第一種工作形式，主電機(jī)單獨(dú)發(fā)電，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，輔助電機(jī)停止運(yùn)行，離合器III和離合器IV處于分開狀態(tài)，主電機(jī)控制器控制主電機(jī)發(fā)電。離合器II結(jié)合，制動力產(chǎn)生的慣性力經(jīng)驅(qū)動輪、動力輸出軸、動力輸出齒輪、齒輪IV、離合器II拖動主電機(jī)發(fā)電，主電機(jī)發(fā)出的電能輸入動力電池儲存。

第二種工作形式，輔助電機(jī)單獨(dú)發(fā)電，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，主電機(jī)停止運(yùn)行，離合器III與雙離合器處于分開狀態(tài)，輔電機(jī)控制器控制輔助電機(jī)發(fā)電。離合器IV結(jié)合，制動力產(chǎn)生的慣性力經(jīng)驅(qū)動輪、動力輸出軸、動力輸出齒輪、齒輪IV、齒輪III、中間齒輪拖動輔助電機(jī)發(fā)電，輔助電機(jī)發(fā)出的電能輸入動力電池儲存。

第三種工作形式，主驅(qū)動電機(jī)和輔助電機(jī)聯(lián)合發(fā)電，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，離合器III分開，離合器IV與離合器II結(jié)合，主電機(jī)控制器和輔電機(jī)控制器控制主電機(jī)與輔助電機(jī)發(fā)電。制動力產(chǎn)生的慣性力一部分經(jīng)動力輸出軸、動力輸出齒輪、齒輪IV拖動主電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電能儲存在動力電池中。另一部分慣性力經(jīng)動力輸出軸、動力輸出齒輪、中間齒輪拖動輔助電機(jī)發(fā)電，輸出的電能儲存在動力電池中。