一種多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及汽車動(dòng)力系統(tǒng)，特別是一種多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]插電式混合動(dòng)力汽車(Plug-1n Hybrid Electric Vehicle, PHEV)作為新能源汽車的一種，已成為當(dāng)今世界解決環(huán)境污染問題的重要技術(shù)路線之一。國務(wù)院最新發(fā)布的《中國制造2025》及《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中，將節(jié)能汽車及新能源汽車作為未來的重點(diǎn)領(lǐng)域，確定了以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化，提升我國汽車產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平?，F(xiàn)今市面上PHEV多為單軸驅(qū)動(dòng)，如豐田普銳斯、通用沃蘭達(dá)、本田雅閣等，多基于典型混合動(dòng)力汽車串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)結(jié)構(gòu)而研發(fā)。與單軸驅(qū)動(dòng)構(gòu)型相比，雙軸四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車具有較好的動(dòng)力性、駕駛性和通過性的優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)性和排放性上也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明提出一種新型多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的適時(shí)四驅(qū)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)，前軸為發(fā)動(dòng)機(jī)-電動(dòng)機(jī)輕混驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過電動(dòng)機(jī)輔助，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化高效驅(qū)動(dòng)，在一定程度上提升整車經(jīng)濟(jì)性;后軸為多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)不同檔位、不同電機(jī)的自適應(yīng)控制，構(gòu)型簡(jiǎn)單，動(dòng)力強(qiáng)勁，有大幅提升輸出效率的潛力，代表了純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。較好的滿足了消費(fèi)者的高性能駕駛需求，迎合了我國高性能城市SUV、越野車乃至軍用新能源汽車研究的迫切需求，響應(yīng)國家節(jié)能減排的號(hào)召。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)，可進(jìn)一步提升插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，特別是其后軸搭載的多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)，有效提高了純電驅(qū)動(dòng)效率，延長(zhǎng)純電動(dòng)續(xù)駛里程。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)3、離合器、自動(dòng)變速器、前差速器、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)、后差速器、電池、逆變器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與電機(jī)3轉(zhuǎn)子同軸連接離合器，電機(jī)2輸出端通過齒輪與單排行星齒輪機(jī)構(gòu)齒圈相連，電機(jī)I輸出端與單排行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪相連，逆變器與電機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)3、電池相連。
[0005]本發(fā)明中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)(電機(jī)I和電機(jī)2)所具有的額定轉(zhuǎn)速、額定功率和峰值功率均不相同。需依據(jù)不同車型及性能要求選取合適的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，可有效提升整個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)工作效率。
[0006]本發(fā)明的工作過程與工作原理為:發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)I和電機(jī)2發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)軸、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)(或自動(dòng)變速器)、減速器、差速器傳遞到車輪。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端輸出驅(qū)動(dòng)扭矩通過電機(jī)3轉(zhuǎn)子經(jīng)離合器經(jīng)自動(dòng)變速器經(jīng)主減速器經(jīng)前差速器驅(qū)動(dòng)前橋；電機(jī)I或電機(jī)2輸出驅(qū)動(dòng)扭矩通過單排行星齒輪機(jī)構(gòu)行星架經(jīng)后差速器驅(qū)動(dòng)后橋。[0007 ]在驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)電機(jī)I或電機(jī)2從電池通過逆變器獲取電能，在制動(dòng)時(shí)電機(jī)I或電機(jī)2工作在發(fā)電模式，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艽鎯?chǔ)于電池。
[0008]發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)由電機(jī)3控制其快速啟停，同時(shí)電機(jī)3根據(jù)整車經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的控制策略調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)間。
[0009]通過以上插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明有效提升了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，功耗更小，延長(zhǎng)了純電動(dòng)續(xù)駛里程，降低了整車的使用成本。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的多模式驅(qū)動(dòng)及適時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)，根據(jù)不同驅(qū)動(dòng)模式的驅(qū)動(dòng)扭矩、行駛速度及整車效率進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)不同驅(qū)動(dòng)部件之間的能量分配，該系統(tǒng)構(gòu)型動(dòng)力強(qiáng)勁，有大幅提升輸出效率的潛力，效果非常理想。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]如圖1所示，本發(fā)明一種多電機(jī)-輕混雙軸驅(qū)動(dòng)耦合的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(I)、電機(jī)3(2)、離合器(3)、自動(dòng)變速器(4)、主減速器(5)、前差速器(6)、電機(jī)2(7)、電機(jī)1(8)、電池(9)、后差速器(10)、齒輪(11)、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)(12)、逆變器(13)。
[0012]其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的輸出軸與電機(jī)3(2)轉(zhuǎn)子同軸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)輸出端輸出驅(qū)動(dòng)扭矩通過電機(jī)3(2)轉(zhuǎn)子經(jīng)離合器(3)經(jīng)自動(dòng)變速器(4)經(jīng)主減速器(5)經(jīng)前差速器(6)驅(qū)動(dòng)前橋;所述電機(jī)2(7)輸出端通過齒輪(11)與單排行星齒輪機(jī)構(gòu)齒圈(12(a))相連，所述電機(jī)1(8)輸出端與單排行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪(12(c))相連，所述電機(jī)1(7)或電機(jī)2
(8)輸出驅(qū)動(dòng)扭矩通過單排行星齒輪機(jī)構(gòu)行星架(12(b))經(jīng)后差速器(10)驅(qū)動(dòng)后橋;所述逆變器(13)與電機(jī)1(7)、電機(jī)2(8)、電機(jī)3(2)、電池(9)相連。
[0013]本發(fā)明中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)(電機(jī)I和電機(jī)2)所具有的額定轉(zhuǎn)速、額定功率和峰值功率均不相同，需根據(jù)檔位設(shè)置及效率區(qū)間要求選擇合適的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。
[0014]汽車在工作過程中，根據(jù)不同的道路行駛條件，驅(qū)動(dòng)模式分為:純電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)模式、適時(shí)四驅(qū)模式、再生制動(dòng)能量回收、駐車充電模式。
[0015]在純電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)模式下根據(jù)不同行駛工況要求驅(qū)動(dòng)模式包括:電機(jī)I單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、電機(jī)2單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、電機(jī)I和電機(jī)2混合驅(qū)動(dòng)模式，不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式代表不同的檔位選擇，依據(jù)行駛路況、駕駛需求，可通過控制電機(jī)1、電機(jī)2的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同電機(jī)不同檔位的高效驅(qū)動(dòng);在發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)模式下，電機(jī)3(2)用于快速啟停發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)根據(jù)整車經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的控制策略調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)使其工作在高效工作區(qū)間；汽車行駛滿足四驅(qū)行駛條件時(shí)無條件進(jìn)入所述適時(shí)四驅(qū)模式。
[0016]為進(jìn)一步了解本發(fā)明實(shí)施方式及內(nèi)容，通過附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，具體如下:
1.純電動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)模式
在此模式下電池電量比較充足，當(dāng)汽車剛起步時(shí)，控制離合器分離，此時(shí)包括三種純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式:
I)電機(jī)I單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式此時(shí)電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)并提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車起步加速，電機(jī)2固定不動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力通過電機(jī)I輸出端輸出通過單排行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪經(jīng)行星輪輸出傳到后差速器經(jīng)半軸驅(qū)動(dòng)后車輪；
2)電機(jī)2單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式
根據(jù)控制當(dāng)汽車行駛達(dá)到某一設(shè)定目標(biāo)時(shí)，電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)并提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車行駛，電機(jī)I固定不動(dòng)，電機(jī)2輸出端輸出扭矩通過齒輪帶動(dòng)單排行星齒