CN101927691A - 并联式混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种并联式混合动力驱动系统，属于汽车技术领域。它解决了现有的并联式混合动力系统整体结构复杂、布局不合理的问题。本并联式混合动力驱动系统，包括发动机、蓄电池、以及能够进行电能和机械能转换的电机，电机动力输出端与汽车桥相联接，电机与发动机机械联接且能被发动机带动，该发动机与能够控制发动机工作的发动机控制器相联接，电机还与联接在蓄电池上且能控制电机工作的电机控制器电气联接，电机控制器能够使电机处于机械能转换为电能工作状态并向蓄电池充电，电机在电机控制器的控制下处于电能转换为机械能时能够独立地驱动汽车桥工作或者与发动机同时带动汽车桥工作。本发明具有布局合理、能量损耗少、节能环保等优点。

Description

并联式混合动力驱动系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及汽车动力系统，尤其是涉及一种并联式混合动力驱动系统。

背景技术

随着环境保护的呼声日益升高，石油等不可再生资源的日益短缺，众多汽车制造商也越来越关注节能减排车型的研发，各类混合动力汽车逐渐面世。在现有技术背景下，四驱混合动力汽车能够最大程度地满足能源环保的需要，因此更具市场化前景。目前所开发出来的混合动力汽车动力系统的构型有串联式、并联式和混联式。

针对并联式混合动力系统，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的改进方案。例如，中国专利文献公开了一种并联式混合动力系统主要包括发动机驱动装置和电力驱动装置[申请号：CN200510046014.8]，由于发动机驱动装置至少有二台发动机进行组合，可以使发动机接合或分离，让发动机输出的负荷与外界负载相适应。电力驱动装置采用复式激磁直流电机，只要由ECU控制单元改变激磁方式，复式激磁直流电机既可当发电机使用，也可当电动机使用。还有人发明了一种并联式混合动力系统驱动方式及装置[申请号：CN200810143404.0]，以燃油动力汽车的动力驱动为基础，其特征在于：将发动机所产生的动力通过离合器传递给一由主变速器与副变速器串联组合而成的组合式变速传动机构，再由组合式变速传动机构传递给车辆的传动轴，由传动轴带动驱动桥，再由驱动桥带动车轮行走；同时，组合式变速传动机构上并联有一套电机驱动系统，由电机通过电机传动轴将电机的动力传递给组合式变速传动机构，再由组合式变速传动机构传递给车辆的传动轴，由传动轴带动驱动桥，再由驱动桥带动车轮行走；两套驱动机构通过组合式变速传动机构并联在一起，使用时根据工况的需要分别使用。

上述方案在一定程度上改进了并联式混合动力系统，但是仍然存在着动力不够强劲，整体结构较为复杂，不够紧凑，布局不够合理，能源损耗较多，工作稳定性不高等技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单紧凑，整体布局合理，能量损耗少，节能环保且动力强劲的并联式混合动力驱动系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本并联式混合动力驱动系统，联接在汽车桥上，本驱动系统包括发动机、蓄电池、以及能够进行电能和机械能转换的电机，其特征在于，所述的电机动力输出端与汽车桥相联接，所述的电机与发动机机械联接且能被发动机带动，该发动机与能够控制发动机工作的发动机控制器相联接，所述的电机还与联接在蓄电池上且能控制电机工作的电机控制器电气联接，当发动机处于工作状态时能够通过电机带动汽车桥工作，所述的电机控制器能够使电机处于机械能转换为电能工作状态并向蓄电池充电，所述的电机在电机控制器的控制下处于电能转换为机械能时能够独立地驱动汽车桥工作或者与发动机同时带动汽车桥工作。

本发明中的发动机和电机，可以分别单独驱动或同时驱动汽车，适合于各种行驶状况，续驶里程与传统内燃机相当，大大降低燃油消耗和减少排放，是一种理想的混合动力驱动方案。同时，能够通过电机回收发动机富余功率或制动能量，从而大大提高整车的燃油经济性及降低排放。电机控制器能够控制电机工作，并且能够控制电机正转或反转，以满足整车各种不同驱动模式的需求。这里的发动机通过电机间接带动汽车桥工作，电机也能够独立驱动汽车桥或者与发动机配合驱动汽车桥。也就是说，电机既是动力机构，也是传动机构，还是能量回收机构。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的发动机控制器和电机控制器均与整车控制器相联接。整车控制器根据不同的工况和路面状况，控制发动机控制器和电机控制器工作，从而调整驱动模式。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的电机包括固定在车身上的壳体，在壳体内固定有定子和能够转动的转子，该转子包括一根转子轴，转子轴的两端分别穿出壳体的两端，转子轴的一端与汽车桥相联接，另一端与发动机相联接。

这种结构的电机能够实现发动机的机械驱动，也能够实现蓄电池的电能驱动。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的转子轴通过减速差速机构与汽车桥相联接。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的转子轴通过自动变速器与发动机相联接。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的汽车桥为汽车前桥或汽车后桥。

在上述的并联式混合动力驱动系统中，所述的蓄电池为电池组。

与现有的技术相比，本并联式混合动力驱动系统的优点在于：1、结构简单紧凑，布局合理，能量损耗少。2、大大简化了整个驱动系统的机械传动结构，从而可以实现成本的降低和整车的轻量化。3、动力强劲，适合于各种行驶状况，续驶里程与传统内燃机相当，提高汽车的燃油经济性，实现降低运行费用和节能环保的目的。

附图说明

图1是本发明提供的结构框图。

图中，汽车桥1、发动机2、蓄电池3、电机4、壳体41、转子42、转子轴421、发动机控制器5、车身6、电机控制器8、整车控制器9、减速差速机构10、自动变速器11。

具体实施方式

如图1所示，本并联式混合动力驱动系统联接在汽车桥1上。这里的汽车桥1为汽车前桥或汽车后桥，本实施例中汽车桥1为汽车前桥。

本驱动系统包括发动机2、蓄电池3、以及能够进行电能和机械能转换的电机4，其中蓄电池3为电池组。电机4动力输出端与汽车桥1相联接，电机4与发动机2机械联接且能被发动机2带动，该发动机2与能够控制发动机2工作的发动机控制器5相联接。电机4还与联接在蓄电池3上且能控制电机4工作的电机控制器8电气联接，当发动机2处于工作状态时能够通过电机4带动汽车桥1工作。电机控制器8能够使电机4处于机械能转换为电能工作状态并向蓄电池3充电，电机4在电机控制器8的控制下处于电能转换为机械能时能够独立地驱动汽车桥1工作或者与发动机2同时带动汽车桥1工作。这里的发动机控制器5和电机控制器8均与整车控制器9相联接。

更具体地说，电机4包括固定在车身6上的壳体41，在壳体41内固定有定子和能够转动的转子42，该转子42包括一根转子轴421，转子轴421的两端分别穿出壳体41的两端，转子轴421的一端与汽车桥1相联接，另一端与发动机2相联接。转子轴421通过减速差速机构10与汽车桥1相联接。转子轴421通过自动变速器11与发动机2相联接。

本发明中的发动机2和电机4，可以分别单独驱动或同时驱动汽车，适合于各种行驶状况，续驶里程与传统内燃机相当，大大降低燃油消耗和减少排放，是一种理想的混合动力驱动方案。同时，能够通过电机4回收发动机2富余功率或制动能量，从而大大提高整车的燃油经济性及降低排放。电机控制器8能够控制电机4工作，并且能够控制电机4正转或反转，以满足整车各种不同驱动模式的需求。这里的发动机2通过电机4间接带动汽车桥1工作，电机4也能够独立驱动汽车桥1或者与发动机2配合驱动汽车桥1。也就是说，电机4既是动力机构，也是传动机构，还是能量回收机构。

本并联式混合动力驱动系统的详细工作过程如下：

①起步

当蓄电池3的SOC值较高时，电机4利用其低速大转矩的特性单独驱动汽车；当蓄电池3的SOC值低于其设定的极限低值时，发动机2启动由发动机2起步并向电池充电。

②加速

当蓄电池3的SOC值较高时，发动机2和电动机4联合驱动提供峰值功率，满足加速所需的驱动功率；蓄电池3的SOC值较低时，由发动机2提供驱动功率。

③匀速

当蓄电池3的SOC值较高并且行驶车速在设定的纯电动最高行驶车速范围内时，由蓄电池3驱动汽车，发动机2不工作；当蓄电池3的SOC值较低时，由发动机2驱动汽车，在发动机2功率有富余的情况下向电池充电，始终保持发动机2在高效区工作。

④制动或减速

制动踏板轻度踏下时，发动机2关闭，若蓄电池3的SOC允许，电机4工作于发电状态，回收制动能量给蓄电池3充电；制动踏板重度踏下时，电机4提供制动转矩，并且机械制动器也参与制动。

⑤倒车

蓄电池3的SOC值较高时，电机4反转，由电机4提供驱动功率；蓄电池3的SOC值较低时，由发动机2经由自动变速器11提供驱动功率，实现倒退行驶。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了汽车桥1、发动机2、蓄电池3、电机4、壳体41、转子42、转子轴421、发动机控制器5、车身6、电机控制器8、整车控制器9、减速差速机构10、自动变速器11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种并联式混合动力驱动系统，联接在汽车桥(1)上，本驱动系统包括发动机(2)、蓄电池(3)、以及能够进行电能和机械能转换的电机(4)，其特征在于，所述的电机(4)动力输出端与汽车桥(1)相联接，所述的电机(4)与发动机(2)机械联接且能被发动机(2)带动，该发动机(2)与能够控制发动机(2)工作的发动机控制器(5)相联接，所述的电机(4)还与联接在蓄电池(3)上且能控制电机(4)工作的电机控制器(8)电气联接，当发动机(2)处于工作状态时能够通过电机(4)带动汽车桥(1)工作，所述的电机控制器(8)能够使电机(4)处于机械能转换为电能工作状态并向蓄电池(3)充电，所述的电机(4)在电机控制器(8)的控制下处于电能转换为机械能时能够独立地驱动汽车桥(1)工作或者与发动机(2)同时带动汽车桥(1)工作。

2.根据权利要求1所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的发动机控制器(5)和电机控制器(8)均与整车控制器(9)相联接。

3.根据权利要求2所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的电机(4)包括固定在车身(6)上的壳体(41)，在壳体(41)内固定有定子和能够转动的转子(42)，该转子(42)包括一根转子轴(421)，转子轴(421)的两端分别穿出壳体(41)的两端，转子轴(421)的一端与汽车桥(1)相联接，另一端与发动机(2)相联接。

4.根据权利要求3所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的转子轴(421)通过减速差速机构(10)与汽车桥(1)相联接。

5.根据权利要求3所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的转子轴(421)通过自动变速器(11)与发动机(2)相联接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的汽车桥(1)为汽车前桥或汽车后桥。

7.根据权利要求6所述的并联式混合动力驱动系统，其特征在于，所述的蓄电池(3)为电池组。

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