本發(fā)明屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是涉及一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

面對節(jié)能與環(huán)保的雙重壓力，汽車工業(yè)要想可持續(xù)發(fā)展就必須大力發(fā)展新能源汽車。新能源汽車中純電動汽車是最理想的車型，但由于動力電池存在能量密度小、功率密度低的技術(shù)瓶頸以及汽車充電設(shè)施的缺乏，所以目前還難以普及。混合動力汽車在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的基礎(chǔ)上加裝了電機(jī)，不僅具有純電動汽車的經(jīng)濟(jì)性高與污染小，又具有內(nèi)燃機(jī)汽車的動力性強(qiáng)。因此是目前階段最適合發(fā)展的新能源車型。

并聯(lián)式插電混合動力汽車兼?zhèn)淞思冸妱悠嚭统Ｒ?guī)動力汽車的優(yōu)點(diǎn)，相對常規(guī)動力汽車具有優(yōu)良的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，是目前國內(nèi)外新型汽車動力傳動系統(tǒng)研發(fā)的重點(diǎn)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種易于工程實(shí)現(xiàn)，同時可使得發(fā)動機(jī)在高效率工作點(diǎn)工作，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性的并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法。

為了達(dá)到本發(fā)明的目的，技術(shù)方案如下：

一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)、電機(jī)動力傳動系統(tǒng)、二檔自動變速器、自動變速器控制器、自動離合器、整車控制器、整車信息顯示器和換擋手柄控制器，所述二檔自動變速器置于汽車前輪輪軸上，所述電機(jī)動力傳動系統(tǒng)連接二檔自動變速器驅(qū)動汽車前輪旋轉(zhuǎn)，所述發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)通過自動離合器連接二檔自動變速器驅(qū)動汽車前輪旋轉(zhuǎn)，所述二檔自動變速器和自動離合器分別與自動變速器控制器連接，所述自動變速器控制器通過局域網(wǎng)分別與發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和整車控制器連接，所述整車信息顯示器、換擋手柄控制器、電機(jī)動力傳動系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)通過局域網(wǎng)分別與整車控制器連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)控制器和油箱，所述發(fā)動機(jī)分別與發(fā)動機(jī)控制器和油箱連接，所述發(fā)動機(jī)通過自動離合器連接二檔自動變速器的輸入端驅(qū)動汽車前輪旋轉(zhuǎn)；所述電機(jī)動力傳動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、電池和電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)與電池連接，所述驅(qū)動電機(jī)分別與電池和電機(jī)控制器連接，所述驅(qū)動電機(jī)連接二檔自動變速器的輸入端驅(qū)動汽車前輪旋轉(zhuǎn)，所述電池管理系統(tǒng)和電機(jī)控制器通過局域網(wǎng)分別與整車控制器連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二檔自動變速器包括動力輸入軸、動力輸出軸、i檔主動齒輪、i檔從動齒輪、ii檔主動齒輪、ii檔從動齒輪、同步器和操縱機(jī)構(gòu)，所述操縱機(jī)構(gòu)由兩個平行設(shè)置的操縱軸構(gòu)成，所述操縱機(jī)構(gòu)搭設(shè)在動力輸入軸與動力輸出軸上，兩個平行設(shè)置的操縱軸之間通過同步器聯(lián)動，所述i檔主動齒輪、ii檔主動齒輪、i檔從動齒輪和ii檔從動齒輪分別平行且對稱設(shè)在兩個平行設(shè)置的操縱軸的兩側(cè)，所述動力輸入軸的兩端分別與驅(qū)動電機(jī)和自動離合器連接，所述動力輸出軸的兩端分別與汽車的兩個前輪連接。

一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動方法，其特征在于，該驅(qū)動方法包括以下步驟：

a）在機(jī)動車處于待啟動狀態(tài)下，當(dāng)機(jī)動車收到啟動指令后，整車控制器根據(jù)電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)判斷：在電池電量低的情況下，整車控制器通過控制發(fā)動機(jī)控制器使發(fā)動機(jī)啟動，發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車；在電池電量高的情況下，整車處于純電動模式，整車控制器控制自動離合器處于徹底斷開狀態(tài)，由驅(qū)動電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車。

b）在步驟a）機(jī)動車啟動后，若整車此時由驅(qū)動電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車：在電池電量高的情況下，整車控制器控制自動離合器逐漸接合二檔自動變速器的動力輸入軸，整車控制器通過控制發(fā)動機(jī)控制器使發(fā)動機(jī)啟動，驅(qū)動電機(jī)和發(fā)動機(jī)的動力通過扭矩耦合后，共同驅(qū)動整車；在電池電量低的情況下，整車控制器通過控制發(fā)動機(jī)控制器使發(fā)動機(jī)啟動，同時使驅(qū)動電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車。

c）在步驟a）機(jī)動車啟動后，若整車此時由發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車：在電池電量高的情況下，整車控制器通過控制電機(jī)控制器使驅(qū)動電機(jī)啟動，驅(qū)動電機(jī)和發(fā)動機(jī)的動力通過扭矩耦合后，共同驅(qū)動整車；在電池電量低的情況下，整車?yán)^續(xù)由發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車。

d）在步驟b）或步驟c）車輛處于雙動力驅(qū)動模式下，當(dāng)整車控制器檢測到機(jī)動車車速高于設(shè)定車速時，整車控制器通過控制電機(jī)控制器使驅(qū)動電機(jī)停止驅(qū)動，由發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動整車。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟a）、b）或c）中電池soc的高電量和低電量的預(yù)設(shè)中間值為50%。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟d）中機(jī)動車可處于雙動力驅(qū)動模式的預(yù)設(shè)車速為小于120公里/小時。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟b）或步驟c）車輛處于雙動力驅(qū)動模式下，當(dāng)汽車進(jìn)行制動剎車或下坡時，驅(qū)動電機(jī)處于怠速發(fā)電狀態(tài)，給電池充電。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟b）或步驟c）機(jī)動車在電池soc低于50%的情況下，整車由發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動，同時，發(fā)動機(jī)帶動驅(qū)動電機(jī)處于怠速發(fā)電狀態(tài)，給電池充電。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明與已有的傳統(tǒng)混合動力方案相比，由于本發(fā)明是通過整車控制器中的能量管理策略對電驅(qū)系統(tǒng)與油驅(qū)系統(tǒng)的扭矩進(jìn)行耦合，不再使用扭矩耦合機(jī)構(gòu)，因此整車傳動方案相對簡單有效，而且成本較低，易于工程實(shí)現(xiàn)，同時可以使得發(fā)動機(jī)在高效率工作點(diǎn)工作，進(jìn)而提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性，另外，在雙動力模式下，可以提高車輛在起步和加速過程中的整車動力性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖中：1-整車控制器（簡稱vcu）、2-整車信息顯示器（簡稱dcu）、3-自動變速器控制器（簡稱tcu）、4-電池管理系統(tǒng)（簡稱bcm）、5-電池、6-驅(qū)動電機(jī)、7-電機(jī)控制器（簡稱mcu）、8-前輪、9-二檔自動變速器、10-自動離合器、11-發(fā)動機(jī)、12-油箱、13-換擋手柄控制器、14-發(fā)動機(jī)控制器（簡稱ecu）、15-ii檔主動齒輪、16-同步器、17-ii檔從動齒輪、18-i檔從動齒輪、19-動力輸出軸、20-i檔主動齒輪、21-動力輸入軸、22-操縱機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特性能易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參看圖1，一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)、電機(jī)動力傳動系統(tǒng)、二檔自動變速器9、自動變速器控制器3、自動離合器10、整車控制器1、整車信息顯示器2和換擋手柄控制器13，二檔自動變速器9置于汽車前輪8輪軸上，電機(jī)動力傳動系統(tǒng)連接二檔自動變速器9驅(qū)動汽車前輪8旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)通過自動離合器10連接二檔自動變速器9驅(qū)動汽車前輪8旋轉(zhuǎn)，二檔自動變速器9和自動離合器10分別與自動變速器控制器3連接，自動變速器控制器3通過局域網(wǎng)分別與發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和整車控制器1連接，整車信息顯示器2、換擋手柄控制器13、電機(jī)動力傳動系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)通過局域網(wǎng)分別與整車控制器1連接。

在本實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)11、發(fā)動機(jī)控制器14和油箱12，發(fā)動機(jī)11分別與發(fā)動機(jī)控制器14和油箱12連接，發(fā)動機(jī)11通過自動離合器10連接二檔自動變速器9的輸入端驅(qū)動汽車前輪8旋轉(zhuǎn)；電機(jī)動力傳動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)6、電機(jī)控制器7、電池5和電池管理系統(tǒng)4，電池管理系統(tǒng)4與電池5連接，驅(qū)動電機(jī)6分別與電池5和電機(jī)控制器7連接，驅(qū)動電機(jī)6連接二檔自動變速器9的輸入端驅(qū)動汽車前輪8旋轉(zhuǎn)，電池管理系統(tǒng)4和電機(jī)控制器7通過局域網(wǎng)分別與整車控制器1連接。

在本實(shí)施例中，二檔自動變速器9包括動力輸入軸21、動力輸出軸19、i檔主動齒輪20、i檔從動齒輪18、ii檔主動齒輪15、ii檔從動齒輪17、同步器16和操縱機(jī)構(gòu)22，操縱機(jī)構(gòu)22由兩個平行設(shè)置的操縱軸構(gòu)成，操縱機(jī)構(gòu)22搭設(shè)在動力輸入軸21與動力輸出軸19上，兩個平行設(shè)置的操縱軸之間通過同步器16聯(lián)動，i檔主動齒輪20、ii檔主動齒輪15、i檔從動齒輪18和ii檔從動齒輪17分別平行且對稱設(shè)在兩個平行設(shè)置的操縱軸的兩側(cè)，動力輸入軸21的兩端分別與驅(qū)動電機(jī)6和自動離合器10連接，動力輸出軸19的兩端分別與汽車的兩個前輪8連接。

在本實(shí)施例中，一種并聯(lián)式插電混合動力汽車驅(qū)動方法，該驅(qū)動方法包括以下步驟：

a）在機(jī)動車處于待啟動狀態(tài)下，當(dāng)機(jī)動車收到啟動指令后，整車控制器1根據(jù)電池管理系統(tǒng)4的狀態(tài)判斷：在電池電量低的情況下，整車控制器1通過控制發(fā)動機(jī)控制器14使發(fā)動機(jī)11啟動，發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動整車；在電池電量高的情況下，整車處于純電動模式，整車控制器1控制自動離合器10處于徹底斷開狀態(tài)，由驅(qū)動電機(jī)6單獨(dú)驅(qū)動整車。

b）在步驟a）機(jī)動車啟動后，若整車此時由驅(qū)動電機(jī)6單獨(dú)驅(qū)動整車：在電池電量高的情況下，整車控制器1控制自動離合器10逐漸接合二檔自動變速器9的動力輸入軸21，整車控制器1通過控制發(fā)動機(jī)控制器14使發(fā)動機(jī)11啟動，驅(qū)動電機(jī)6和發(fā)動機(jī)11的動力通過扭矩耦合后，共同驅(qū)動整車；在電池電量低的情況下，整車控制器1通過控制發(fā)動機(jī)控制器14使發(fā)動機(jī)11啟動，同時使驅(qū)動電機(jī)6停止運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動整車。

c）在步驟a）機(jī)動車啟動后，若整車此時由發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動整車：在電池電量高的情況下，整車控制器1通過控制電機(jī)控制器7使驅(qū)動電機(jī)6啟動，驅(qū)動電機(jī)6和發(fā)動機(jī)11的動力通過扭矩耦合后，共同驅(qū)動整車；在電池電量低的情況下，整車?yán)^續(xù)由發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動整車。

d）在步驟b）或步驟c）車輛處于雙動力驅(qū)動模式下，當(dāng)整車控制器1檢測到機(jī)動車車速高于設(shè)定車速時，整車控制器1通過控制電機(jī)控制器7使驅(qū)動電機(jī)6停止驅(qū)動，由發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動整車。

在本實(shí)施例中，在步驟a）、b）或c）中電池soc的高電量和低電量的預(yù)設(shè)中間值為50%。

在本實(shí)施例中，在步驟d）中機(jī)動車可處于雙動力驅(qū)動模式的預(yù)設(shè)車速為小于120公里/小時。

在本實(shí)施例中，在步驟b）或步驟c）車輛處于雙動力驅(qū)動模式下，當(dāng)汽車進(jìn)行制動剎車或下坡時，驅(qū)動電機(jī)6處于怠速發(fā)電狀態(tài)，給電池5充電。

在本實(shí)施例中，在步驟b）或步驟c）機(jī)動車在電池soc低于50%的情況下，整車由發(fā)動機(jī)11單獨(dú)驅(qū)動，同時，發(fā)動機(jī)11帶動驅(qū)動電機(jī)6處于怠速發(fā)電狀態(tài)，給電池5充電。

在本實(shí)施例中，使用本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)，無須改動后橋，只需改動現(xiàn)有小型乘用車輛的前驅(qū)動部分，去掉原有的變速器，將發(fā)動機(jī)11、自動離合器10、二擋自動變速器9、驅(qū)動電機(jī)6按圖1進(jìn)行布置，同時在車底鋪設(shè)電池5。這樣前驅(qū)部分同時布置了發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和電機(jī)動力傳動系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和電機(jī)動力傳動系統(tǒng)的動力都可以通過二擋自動變速器9傳遞到前輪8上，由整車控制器1協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和電機(jī)動力傳動系統(tǒng)的驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)車輛在電池5電量充足時由電機(jī)動力傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛；在電池5電量不足時由發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛；在大負(fù)荷以及急加速時由發(fā)動機(jī)動力傳動系統(tǒng)和電機(jī)動力傳動系統(tǒng)共同驅(qū)動車輛；在電池5需要充電時，發(fā)動機(jī)11驅(qū)動前輪，同時帶動驅(qū)動電機(jī)6發(fā)電給電池5充電。

在本實(shí)施例中，電機(jī)控制器7使用144v的電機(jī)控制器，驅(qū)動電機(jī)6使用144v交流異步電機(jī)，發(fā)動機(jī)11使用1.5t電噴發(fā)動機(jī)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。