CN101434193A - 一种混联式混合动力驱动系统及具有该驱动系统的客车 - Google Patents

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许烨
吴伟岸
姚军龙
曾祥斌
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Abstract

本发明公开一种混联式混合动力驱动系统及具有该驱动系统的客车，该系统连接汽车驱动桥，包括：机械动力系统、电气动力系统，所述机械动力系统包括发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机，所述电气动力系统包括动力电池及控制电缆，其特征在于，所述发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机为依次同轴联接，所述动力电池通过所述控制电缆连接于所述辅动力电机与所述主动力电机。本发明混联式混合动力系统结构简单紧凑、易于控制，产品化易于实现。在实际运行工况中，此动力系统兼顾了低速、高速，使发动机始终处于高效区并具有节油降污的特点。

Description

一种混联式混合动力驱动系统及具有该驱动系统的客车
技术领域
本发明涉及一种汽车驱动系统，尤其涉及一种混联式混合动力驱动系统。
背景技术
混合动力驱动系统综合了内燃机和电机驱动系统的优点，极具市场化前景。目前，混合动力汽车驱动系统主要分为串联、并联和混联三种模式。现有的混联系统采用齿轮耦合方式传动结构，装有变速系统，系统结构复杂。因而部件较多，导致内燃机和电机控制困难，产业化难度比较大，所以目前混合动力车辆多采用串联或者并联动力驱动系统。
现有技术存在以下缺点：
1、现有混联模式动力系统结构比较复杂、动力系统间的协调匹配难度大、内燃机和电机控制困难、控制策略复杂、部件较多易导致系统故障率增加、动力系统的重量导致了整车的整备质量增加、产品化难于实现；
2、串联和并联只能工作在其特定工作区域内，不能覆盖车辆系统全程工作范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用同轴直联方式的混联式混合动力驱动系统，不需要使用结构、工艺都比较复杂的动力传递系统，简化动力系统结构，降低控制难度，增加可靠性并降低整车动力系统成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种混联式混合动力驱动系统，连接汽车驱动桥，该动力系统包括：机械动力系统、电气动力系统，所述机械动力系统包括发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机，所述电气动力系统包括动力电池及控制电缆，其特征在于，所述发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机为依次同轴联接，所述动力电池通过所述控制电缆连接于所述辅动力电机与所述主动力电机。
上述的混联式混合动力驱动系统，其中，所述发动机的飞轮通过法兰盘与所述辅动力电机的输入轴连接，所述发动机的壳体与所述辅动力电机的壳体相连，所述辅动力电机的输出轴通过所述电控离合器与所述主动力电机的输入轴连接，所述辅动力电机的壳体通过所述电控离合器的壳体与所述主动力电机的壳体连接，所述主动力电机的输出轴通过凸缘法兰连接一传动轴的一端，所述传动轴的另一端连接所述汽车驱动桥。
上述的混联式混合动力驱动系统，其中，所述电控离合器上还连接有控制电控离合器分离与接合的电控拨杆。
上述的混联式混合动力驱动系统，其中，所述动力电池与所述辅动力电机和所述主动力电机之间还分别连接有电机控制器，通过电机控制器实现辅动力电机及主动力电机的控制。
上述的混联式混合动力驱动系统，其中，所述辅动力电机为发电机，所述主动力电机为电动机。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供一种具有上述的混联式混合动力驱动系统的客车，包括车身、驱动桥、连接驱动桥的混联式混合动力驱动系统，所述混联式混合动力驱动系统包括：机械动力系统、电气动力系统，所述机械动力系统包括发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机，所述电气动力系统包括动力电池及控制电缆，其特征在于，所述发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机为依次同轴联接，所述动力电池通过所述控制电缆连接于所述辅动力电机与所述主动力电机。
上述的混联式混合动力驱动系统的客车，其中，所述发动机的飞轮通过法兰盘与所述辅动力电机的输入轴连接，所述发动机的壳体与所述辅动力电机的壳体相连，所述辅动力电机的输出轴通过所述电控离合器与所述主动力电机的输入轴连接，所述辅动力电机的壳体通过所述电控离合器的壳体与所述主动力电机的壳体连接，所述主动力电机的输出轴通过凸缘法兰连接一传动轴的一端，所述传动轴的另一端连接所述汽车驱动桥。
上述的混联式混合动力驱动系统的客车，其中，所述电控离合器上还连接有控制电控离合器分离与接合的电控拨杆。
上述的混联式混合动力驱动系统的客车，其中，所述动力电池与所述辅动力电机和所述主动力电机之间还分别连接有电机控制器。
上述的混联式混合动力驱动系统的客车，其中，所述辅动力电机为发电机，所述主动力电机为电动机。
本发明的功效在于，本发明混联式混合动力系统结构简单紧凑、易于控制，产品化易于实现。在实际运行工况中，此动力系统兼顾了低速、高速，使发动机始终处于高效区并具有节油降污的特点。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明动力系统控制配置图；
图2为本发明机械动力系统结构示意图。
其中，附图标记
1         发动机                      2       法兰盘
3         辅动力电机                  4       电控离合器
5         分离叉                      6       电控拔杆
7         主动力电机                  8       凸缘法兰
9         辅动力电机控制器            10      动力电池
11        主动力电机控制器            12      电缆
13        飞轮毂                      14      飞轮
15        分离轴承座
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参阅图1本发明动力系统控制配置图；图2本发明机械动力系统结构示意图。
本发明混联式混合动力驱动系统，连接汽车驱动桥，包括：机械动力系统、电气动力系统，机械动力系统包括发动机1、辅动力电机2、电控离合器4、主动力电机7依次同轴联接，电气动力系统包括动力电池10分别通过辅动力电机控制器9连接辅动力电机3和通过主动力电机控制器11连接主动力电机7，电气动力系统通过电缆12实现上述电连接。
如图2所示本发明机械动力系统具体连接为：发动机1的飞轮通过法兰盘2与辅动力电机3的输入轴连接，发动机1的壳体与辅动力电机3的壳体相连，辅动力电机3的输出轴通过电控离合器4与主动力电机7的输入轴连接，电控离合器的飞轮14通过飞轮毂13固定辅动力电机3的输出轴，辅动力电机3的壳体通过电控离合器4的壳体与主动力电机7的壳体连接，主动力电机的输出轴通过凸缘法兰8连接一传动轴的一端，传动轴的另一端连接汽车驱动桥。
电控离合器4的分离轴承座15上还连接有电控拨杆6和分离叉5。在电控拨杆6作用下，推动分离叉5，使电控离合器4分离或接合，这样可以控制动力系统在并联、串联和纯电动模式下切换。
本发明辅动力电机3为发电机，主动力电机7为电动机。
本发明的一具体实施方式为将本发明提供的混联式混合动力驱动系统应用于城市公交车中：
一款混合动力低地板城市公交车，前轴为转向桥，采用电助力转向；后桥为驱动桥，采用混联动力驱动系统，系统由一台发动机1、辅动力电机3、主动力电机7、辅动力电机控制器9、主动力电机控制器10、动力电池11、一套电控离合器4以及它们两两之间的连接附件等。该系统连接方式为：发动机1与辅动力电机3直连，辅动力电机3通过电控离合器4与主动力电机7连接，主动力电机7的输出轴通过传动轴与后桥主减速器相连。
本发明动力驱动系统在不同工况下的工作原理：
1.启动或低速运行工况：
该工况电控离合器4分离，该动力系统可以工作于纯电动或者串联模式。纯电动模式下，发动机1不工作，由动力电池11通过主动力电机控制器10向主电动机7驱动系统提供电力能源；串联模式下，发动机1作为辅动力电机3的原动机，驱动辅动力电机3通过辅动力电机控制器9发电，向动力电池11充电或者和动力电池11一起通过主动力电机控制器10向主电动机7驱动系统提供电力能源，在此模式下，由于发动机1与行驶工况无直接关系，使发动机1避开了低速时高油耗，整车效率较高。
2.制动工况：
该工况电控离合器4分离，主动力电机7通过主动力电机控制器10向动力电池11回馈电能。
3.加速或爬坡工况：
该工况整车需求扭矩大，此时电控离合器4结合，发动机1通过辅动力电机3的轴、电控离合器4与主电动机7直联，同时动力电池11通过主动力电机控制器10向主电动机7驱动系统提供电力能源，主动力电机7通过传动轴向后桥提供动力，动力驱动系统工作于同轴并联模式，满足整车动力性要求。
4.高速或加速运行工况：
该工况整车需求功率较大，此时电控离合器4结合，发动机1通过辅动力电机3的轴、电控离合器4与主动力电机7直联，主动力电机7通过传动轴向后桥提供动力，动力系统工作于同轴并联模式，满足整车动力性要求，整车效率较高。
5.经济速度匀速运行工况：
该工况整车需求扭矩不大，此时电控离合器4结合，发动机1通过辅动力电机3、电控离合器3与主动力电机7直联，主动力电机7通过传动轴向驱动桥提供动力，此时主动力电机7不工作，由发动机1单独提供动力，满足整车动力性要求，整车效率高。此时，根据动力电池11的电荷状态，来控制决定辅动力电机3是否通过辅动力电机控制器9发电向动力电池11充电。
综上所述，本发明混联式混合动力系统与现有的采用齿轮耦合方式传动结构并装有变速系统的混联式动力系统相比，机械结构简单、部件减少、可靠性提高；系统紧凑、易于控制；易于实现产品化；兼顾车辆低速、高速区域，使发动机始终处于高效区，在系统应用于车辆的运行工况中，节油降污比较明显。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种混联式混合动力驱动系统，连接汽车驱动桥，包括：机械动力系统、电气动力系统，所述机械动力系统包括发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机，所述电气动力系统包括动力电池及控制电缆，其特征在于，所述发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机为依次同轴联接，所述动力电池通过所述控制电缆连接于所述辅动力电机与所述主动力电机。
2、根据权利要求1所述的混联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述发动机的飞轮通过法兰盘与所述辅动力电机的输入轴连接，所述发动机的壳体与所述辅动力电机的壳体相连，所述辅动力电机的输出轴通过所述电控离合器与所述主动力电机的输入轴连接，所述辅动力电机的壳体通过所述电控离合器的壳体与所述主动力电机的壳体连接，所述主动力电机的输出轴通过凸缘法兰连接一传动轴的一端，所述传动轴的另一端连接所述汽车驱动桥。
3、根据权利要求1或2所述的混联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述电控离合器上还连接有控制电控离合器分离与接合的电控拨杆。
4、根据权利要求1所述的混联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述动力电池与所述辅动力电机和所述主动力电机之间还分别连接有电机控制器。
5、根据权利要求1或2所述的混联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述辅动力电机为发电机，所述主动力电机为电动机。
6、一种具有权利要求1所述的混联式混合动力驱动系统的客车，包括车身、驱动桥、连接驱动桥的混联式混合动力驱动系统，所述混联式混合动力驱动系统包括：机械动力系统、电气动力系统，所述机械动力系统包括发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机，所述电气动力系统包括动力电池及控制电缆，其特征在于，所述发动机、辅动力电机、电控离合器、主动力电机为依次同轴联接，所述动力电池通过所述控制电缆连接于所述辅动力电机与所述主动力电机。
7、根据权利要求6所述的混联式混合动力驱动系统的客车，其特征在于，所述发动机的飞轮通过法兰盘与所述辅动力电机的输入轴连接，所述发动机的壳体与所述辅动力电机的壳体相连，所述辅动力电机的输出轴通过所述电控离合器与所述主动力电机的输入轴连接，所述辅动力电机的壳体通过所述电控离合器的壳体与所述主动力电机的壳体连接，所述主动力电机的输出轴通过凸缘法兰连接一传动轴的一端，所述传动轴的另一端连接所述汽车驱动桥。
8、根据权利要求6或7所述的混联式混合动力驱动系统的客车，其特征在于，所述电控离合器上还连接有控制电控离合器分离与接合的电控拨杆。
9、根据权利要求6所述的混联式混合动力驱动系统的客车，其特征在于，所述动力电池与所述辅动力电机和所述主动力电机之间还分别连接有电机控制器。
10、根据权利要求6或7所述的混联式混合动力驱动系统的客车，其特征在于，所述辅动力电机为发电机，所述主动力电机为电动机。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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