CN101462483A - 新型双电机混联混合动力总成及系统 - Google Patents

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CN101462483A CNA2007101935800A CN200710193580A CN101462483A CN 101462483 A CN101462483 A CN 101462483A CN A2007101935800 A CNA2007101935800 A CN A2007101935800A CN 200710193580 A CN200710193580 A CN 200710193580A CN 101462483 A CN101462483 A CN 101462483A
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李骏
赵子亮
刘明辉
杨钫
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Abstract

本发明涉及一种新型双电机混联混合动力总成及系统，由发动机、ISG电机、离合器、变速器、主驱动电机、驱动桥主减速器组成；其特征在于：发动机和ISG电机集成一起，其中ISG电机固定在发动机曲轴上；电机—变速器集成耦合，驱动电机和变速器集成一起，驱动电机通过耦合方式将扭矩输出到变速器输出轴上，动力最终通过驱动桥主减速器，传递到车轮。具有构型新颖、结构紧凑、可系列化，易于实现不同程度混合度，可以布置在前置前驱动和前置后驱动轿车上，改善混合动力汽车的使用性能、提高其燃油经济性、实现低排放。

Description

新型双电机混联混合动力总成及系统
技术领域：
本发明涉及一种新型双电机混联混合动力总成及系统，是一种用于以燃油和电为能源的混合动力汽车动力总成。
背景技术：
目前，混合动力汽车动力总成构型有串联、并联和混联三种型式。串联型式具有结构简单、控制容易等优点，但同时具有效率低和成本高等缺点，制约了其应用推广；对于乘用车，并联形式一般用于轻度混合的A级或A级以下乘用车；对于B级及其以上车型常采用混联型式，它结构复杂，控制困难，但节油效果最好。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种新型双电机混联混合动力总成及系统，将驱动电机和变速箱集成一体，整体结构紧凑，形成模块化；将发动机与ISG电机集成一起，形成轻度混合动力总成，两者结合形成双电机强混合动力总成；由于采用双电机，在驱动电机满足不了整车功率需求时，ISG电机可以参与工作，这样驱动电机的功率可以减小，相应的尺寸变小，易于整车的总布置；同时，双电机结构，提升了整车的各项性能、燃油经济性能够得到最大的改善、排放性显著降低。
本发明的技术方案是这样实现的：新型双电机混联混合动力总成及系统，，由发动机、ISG电机、离合器、变速器、主驱动电机、驱动桥主减速器组成；其特征在于：发动机和ISG电机集成一起，其中ISG电机固定在发动机曲轴上；驱动电机和变速器集成一起，驱动电机通过耦合方式将扭矩输出到变速器输出轴上，动力最终通过驱动桥主减速器，传递到车轮；驱动电机与变速箱的输出轴可通过不同的方式实现扭矩合成：驱动电机直接连接在变速器的输出轴后端，驱动电机做成扁平电机；驱动电机通过变速器的输出轴的3档齿轮和输入轴的滑动齿轮与新增的惰轮相联接，实现力矩耦合；驱动电机也可以直接通过惰轮与变速器的输出轴的3档齿相联接；驱动电机还可以通过惰轮与驱动桥主减速器相连接。
系统包括整车控制器、动力电池及控制单元、电机控制单元、变速器、发动机，其特征在于：整车控制器根据驾驶员的需求，向电机控制单元即ISG电机或驱动电机发出指令，电机控制单元控制驱动电机工作在电动状态，实现电机启动整车，并实现纯电动驱动；通过控制算法确定各个部件的工作状态和功率输出，并将控制指令通过CAN通信方式输入到各个部件的控制单元；实现混合动力汽车的各种工作模式，同时，通过传感器采集各个部件的状态信号并反馈到整车控制器。
本发明的积极效果在于构型新颖、结构紧凑、可系列化，易于实现不同程度混合度，可以布置在前置前驱动和前置后驱动轿车上，改善混合动力汽车的使用性能、提高其燃油经济性、实现低排放。
附图说明：
附图说明：
图1为本发明动力总成前置前驱动结构示意图。
图2为混合动力结构控制原理图。
图3为本发明驱动电机的另一种结构示意图。
图4为本发明驱动电机的另一种结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，如图1所示，新型双电机混联混合动力总成，由发动机1、ISG电机2、离合器3、变速器5、驱动电机6、驱动桥主减速器4组成；其特征在于：发动机1和ISG电机2集成一起，其中ISG电机2固定在发动机曲轴11上；驱动电机6和变速器5集成一起，驱动电机6与变速器输出轴的齿轮耦合将扭矩输出到变速器输出轴51上，动力最终通过驱动桥主减速器4，传递到车轮。
如图1-4所示，驱动电机6与变速箱5的输出轴51可通过不同的方式实现扭矩合成。图1所示为驱动电机6直接连接在变速器5的输出轴51后端，驱动电机6做成扁平电机；也可以如图2所示，驱动电机6通过变速器5的输出轴51的3档齿轮和输入轴52的滑动齿轮与新增的惰轮相联接，实现力矩耦合；驱动电机6也可以直接通过惰轮与变速器5的输出轴51的3档齿相联接，如图4所示，上述两方案驱动电机可以做成细长的形式；驱动电机6也可以通过惰轮与驱动桥主减速器4相连接，如图3所示。上述不同的连接形式可根据所开发车的不同结构进行选择。
图2所示整车控制器根据驾驶员的需求和各个部件反馈的状态，通过控制算法确定各个部件的工作状态和功率输出，并将控制指令通过CAN通信方式输入到各个部件的控制单元；实现混合动力汽车的各种工作模式，同时，通过传感器采集各个部件的状态信号并反馈到整车控制器。
当需要工作时首先将钥匙开关打开，整车控制器开启，根据加速踏板的开度，整车控制器向电机控制单元(分别控制ISG电机和驱动电机)发出指令，电机控制单元控制驱动电机6工作在电动状态，实现电机启动整车，并实现纯电动驱动。当加速踏板的开度继续增大时，整车控制器通过控制算法，确定发动机1参与工作，控制指令通过电机控制单元控制ISG电机2启动发动机，实现发动机1的启动，发动机1开始参与工作；随着加速踏板深度的增加，发动机1驱动力矩增多，驱动电机6的驱动力矩减少，在某时刻实现发动机单独驱动；当加速踏板深度的继续增加，驱动电机6又开始工作，如果此时发动机1和驱动电机6提供的驱动力矩仍未满足整车需求时，ISG电机2参与工作，实现双电机助力模式；当滑行或制动时，整车控制器根据车速、电池的电量状态(SOC)以及驾驶平顺性，确定驱动电机的发电力矩，通过电机控制单元控制驱动电机发电，实现能量再生。ISG电机2的主要功能是启动发动机1、维持电量平衡和助力作用，同时，由于该系统采用双电机构型，驱动电机的功率和尺寸可相应减小，利用整车总布置。
该系统通过仿真分析，在欧洲循环工况(NEDC)实现节油40％，排放降低30％。

Claims (7)

1、新型双电机混联混合动力总成及系统，由发动机(1)、ISG电机(2)、离合器(3)、变速器(5)、主驱动电机(6)、驱动桥主减速器(4)组成，其特征在于：发动机(1)与ISG电机(2)集成一起，ISG电机(2)固定在发动机曲轴(11)上；驱动电机(6)通过耦合方式将扭矩输出到变速器输出轴(51)上，合成的动力最终通过驱动桥主减速器(4)，传递到车轮。
2、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于所述的驱动电机(6)直接连接在变速器(5)的输出轴(51)后端，驱动电机(6)做成扁平永磁同步电机。
3、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于所述的驱动电机(6)通过变速器(5)的输出轴(51)的3档齿轮和输入轴(52)的滑动齿轮与新增的惰轮相联接，实现力矩耦合。
4、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于所述的驱动电机(6)也可以直接通过惰轮与变速器(5)的输出轴(51)的3档齿相联接。
5、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于所述的驱动电机(6)也可以通过惰轮与驱动桥主减速器(4)相连接。
6、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于ISG电机(2)为扁平永磁同步电机。
7、根据权利要求1所述的新型双电机混联混合动力总成及系统，其特征在于所述的系统包括整车控制器、动力电池及控制单元、电机控制单元、变速器、发动机，其特征在于：整车控制器根据驾驶员的需求，向电机控制单元即ISG电机或驱动电机发出指令，电机控制单元控制驱动电机(6)工作在电动状态，实现电机启动整车，并实现纯电动驱动；通过控制算法确定各个部件的工作状态和功率输出，并将控制指令通过CAN通信方式输入到各个部件的控制单元；实现混合动力汽车的各种工作模式，同时，通过传感器采集各个部件的状态信号并反馈到整车控制器。
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