CN104742717A - 采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种采用双转子电机的混合动力系统，包括：双转子电机，其中具有一个内转子电机和一个外转子电机。内转子电机通过内转子电机减速齿轮组与动力输出轴或四挡齿轮组接合。外转子电机通过外转子电机减速齿轮组连接动力输出轴。双电机控制器，分别对内转子电机和外转子电机进行独立控制，还连接着动力电池。发动机，其输出轴通过离合器与一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一接合或均不接合。一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组均连接着动力输出轴。四挡齿轮组与动力输出轴或内转子电机减速齿轮组接合。本申请具有结构紧凑、系统高度集成、整车工作效率高、燃油经济性好、发动机低温冷起动平顺、低速爬坡能力好的特点。

Description

采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法

技术领域

本申请涉及一种混合动力汽车的动力系统。

背景技术

混合动力汽车是指使用两种以上能量来源的车辆。最常见的油电混合动力汽车（Hybrid electric vehicle，简称HEV）具有发动机和电动机，发动机消耗燃油，电动机消耗动力电池的电能。

HEV主要有串联式（Series Hybrid）、并联式（Parallel Hybrid）和混联式（CombinedHybrid或Series-Parallel Hybrid或Parallel-Series Hybrid）三种混合动力系统。

串联式混合动力系统仅以电动机作为驱动装置，发动机仅作为发电机为动力电池充电及为电动机供电。由于发动机不直接参与车辆驱动，受到电动机功率大小的限制，整车动力性能普遍较差。

并联式混合动力系统采用发动机和/或电动机共同驱动车辆。与串联式混合动力系统相比，整车动力性能有所提高，但发动机不能始终工作在最佳工况点，燃油经济性较差。

混联式混合动力系统采用发动机和/或电动机共同驱动车辆，另增一台集成式起动/发电机（integrated starter/generator，简称ISG）。该ISG既作为发动机的起动电机，又作为发动机运转后的发电机。混联式混合动力系统兼具串联式和并联式的功能及特性，但结构较为复杂，体积较大，且成本较高。

在混联式混合动力系统中，普遍取消传统发动机起动电机，改用ISG电机起动，动力电池通常为锂电池。由于低温下锂电池材料的化学特性，锂电池的动力输出较差，使发动机低温冷起动的平顺性较差。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种混联式混合动力系统，采用双转子电机实现混联式混合动力系统的各种功能。为此，本申请还要提供所述混联式混合动力系统的实现方法。

为解决上述技术问题，本申请采用双转子电机的混合动力系统包括：

——双转子电机，其中具有一个内转子电机和一个外转子电机；内转子电机输出轴连接内转子电机减速齿轮组，内转子电机减速齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与四挡齿轮组接合；外转子电机输出轴连接外转子电机减速齿轮组，外转子电机减速齿轮组连接动力输出轴；

——双电机控制器，分别连接着内转子电机的定子和外转子电机的定子，对内转子电机和外转子电机进行相互独立的控制；双电机控制器还连接着动力电池；

——发动机，其输出轴连接离合器的一端，离合器的另一端受到同步器一和同步器二的控制而与一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一接合或均不接合；一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组均连接着动力输出轴；四挡齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与内转子电机减速齿轮组接合。

本申请采用双转子电机的混合动力系统的实现方法是：

单电机纯电驱动模式下，双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机再通过外转子电机减速齿轮组驱动车辆行驶；

双电机纯电驱动模式下，双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

单电机制动能量回收模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器给动力电池充电；

双电机制动能量回收模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器给动力电池充电；内转子电机通过内转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，也通过双电机控制器给动力电池充电；

发动机起动模式下，双电机控制器驱动内转子电机运转，内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组、四挡齿轮组、离合器使发动机起动；

发动机单独驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴，驱动车辆以相应挡位行驶；

发动机和外转子电机共同驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴；双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于发动机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

发动机和内转子电机和外转子电机共同驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴；双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

增程驱动模式下，发动机的动力通过离合器、四挡齿轮组、内转子电机减速齿轮组驱动内转子电机；内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器为动力电池充电并为外转子电机提供能量；所提供给外转子电机的能量通过双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机再通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴以驱动车辆行驶；

驻车充电模式下，发动机的动力通过离合器、四挡齿轮组、内转子电机减速齿轮组驱动内转子电机；内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器为动力电池充电；

内转子电机以挡位控制和外转子电机共同驱动模式下，双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组、四挡齿轮组、一挡齿轮组或二挡齿轮组传递给动力输出轴；来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。

本申请采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法具有结构紧凑、系统高度集成、整车工作效率高、燃油经济性好、发动机低温起动平顺、低速爬坡能力好的特点。

附图说明

图1是本申请采用的双转子电机的结构示意图；

图2是本申请采用双转子电机的混合动力系统的结构示意图；

图3～图23是本申请采用双转子电机的混合动力系统的各种工作模式的能量传递路径示意图。

图中附图标记说明：

1为双转子电机；10为壳体；101为轴承一；102为轴承二；11为内转子电机输出轴；12为内转子；13为内定子；135为固定螺栓；14为外定子；145为冷却水道；15为外转子；155为外转子位置传感器；16为外转子电机输出轴；2为双电机控制器；3为动力电池；31为充电接口；4为发动机；41为发动机输出轴；42为离合器；51为一挡齿轮组；52为二挡齿轮组；53为三挡齿轮组；54为四挡齿轮组；61为同步器一；62为同步器二；63为同步器三；7为内转子电机减速齿轮组；8为外转子电机减速齿轮组；9为动力输出轴。

具体实施方式

请参阅图1，本申请所采用的双转子电机包括：

——壳体10，包围其余各部件，其中，内转子电机输出轴11和外转子电机输出轴16伸出壳体10之外。

——内转子电机输出轴11，与壳体10之间由轴承一101加以密封。

——内转子12，包围且固定于内转子电机轴11，两者保持同步转动。

——内定子13，包围着内转子12，两者之间具有间隙。

——外定子14，包围着内定子13。内定子13和外定子14共用一个定子支架，且通过固定螺栓135固定于壳体10。在内定子13和外定子14之间具有冷却水道145。

——外转子15，包围着外定子14，两者之间具有间隙。在外转子15上设置有用于检测其转动角度的外转子位置传感器155，例如为霍尔传感器。

——外转子电机输出轴16，包围着内转子电机轴11。外转子电机输出轴16通过传动机构与外转子15保持同步转动。外转子电机输出轴16与壳体10之间由轴承二102加以密封。

所述双转子电机中，内转子电机输出轴11、内转子12和内定子13共同构成了内转子电机，外定子14、外转子15和外转子电机输出轴16共同构成了外转子电机。内转子电机是电励磁同步电机，转子上没有永磁体。外转子电机是永磁同步电机，转子上设有永磁体。内转子电机和外转子电机之间具有冷却水道145，通过对冷却水道145的高度设计，可以降低乃至消除内转子电机和外转子电机之间的磁通泄露所造成的相互影响。

请参阅图2，这是本申请采用双转子电机的混合动力系统的一个实施例。双电机控制器2通过三相线分别连接着双转子电机1的内定子13和外定子14，从而可单独控制内转子电机和外转子电机工作。双电机控制器2还连接着动力电池3。双电机控制器2中可选地集成有逆变器。动力电池3可选地具有充电接口31，用于由外接电源进行充电。发动机4的输出轴41通过离合器42与一挡齿轮组51、二挡齿轮组52、三挡齿轮组53、四挡齿轮组54之一接合或均不接合，接合关系受到同步器一61和同步器二62的控制。双转子电机1的内转子电机输出轴11连接内转子电机减速齿轮组7。双转子电机1的外转子电机输出轴16连接外转子电机减速齿轮组8。一挡齿轮组51、二挡齿轮组52、三挡齿轮组53、外转子电机减速齿轮组8均连接动力输出轴9。受到同步器三63的控制，四挡齿轮组54与动力输出轴9接合同时内转子电机减速齿轮组7与动力输出轴9接合、或四挡齿轮组54与内转子电机减速齿轮组7接合。

所述双转子电机1中的内转子电机为电励磁同步电机，具有驱动和发电两种工作模式。驱动模式下，内转子电机通过内转子电机减速齿轮组7和四挡齿轮组54起动发动机4，或通过内转子电机减速齿轮组7将动力传递给动力输出轴9以驱动车辆行驶。发电模式下，内转子电机通过四挡齿轮组54和内转子电机减速齿轮组7将发动机4的输出动力转化为电能，给外转子电机提供能源并通过双电机控制器2为动力电池3充电。

所述双转子电机1中的外转子电机为内置式永磁同步电机，也具有驱动和发电两种工作模式。驱动模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组8将动力传递给动力输出轴9以驱动车辆行驶。发电模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组8回收车辆制动能量并转化为电能，再通过双电机控制器2为动力电池3充电。

所述同步器一61位于一挡齿轮组51和二挡齿轮组52之间，在同步器一61中具有一个可以左右移动的接合套一。当该接合套一向左移动时，发动机4的输出轴41通过离合器42与二挡齿轮组52接合。当该接合套一向右移动时，发动机4的输出轴41通过离合器42与一挡齿轮组51接合。当该接合套一置于中间位置时，发动机4的输出轴41通过离合器42与一挡齿轮组51和二挡齿轮组52均不接合。

所述同步器二62位于三挡齿轮组53和四挡齿轮组54之间，在同步器二62中具有一个可以左右移动的接合套二。当该接合套二向左移动时，发动机4的输出轴41通过离合器42与三挡齿轮组53接合。当该接合套二向右移动时，发动机4的输出轴41通过离合器42与四挡齿轮组54接合。当该接合套二置于中间位置时，发动机4的输出轴41通过离合器42与三挡齿轮组53和四挡齿轮组54均不接合。

所述同步器三63中具有一个可以左右移动的接合套三。当该接合套三向右移动时，四挡齿轮组54与动力输出轴9接合，内转子电机减速齿轮组7也与动力输出轴9接合。当该接合套三向左移动时，四挡齿轮组54不与动力输出轴9接合，内转子电机减速齿轮组7也不与动力输出轴9接合，四挡齿轮组54与内转子电机减速齿轮组7接合。

本申请采用双转子电机的混合动力系统可以实现混联式混合动力系统的多种工作模式，包括纯电驱动、制动能量回收、发动机起动、发动机单独驱动、发动机和外转子电机共同驱动、发动机和内转子电机和外转子电机共同驱动、增程驱动、驻车充电、内转子电机挡位控制和外转子电机共同驱动（纯电驱动爬坡）模式。

单电机纯电驱动模式如图3所示，双电机控制器2为双转子电机1中的外定子14的三相绕组供电，驱动外转子电机运转。外转子电机再通过外转子电机减速齿轮组8驱动车辆行驶。此时，发动机4、内转子电机均不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套也置于中间位置，同步器三63中的接合套向左移动。

双电机纯电驱动模式如图4所示，双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7传递给动力输出轴9。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，发动机4不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套也置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

单电机制动能量回收模式如图5所示，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组8将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器2给动力电池3充电。此时，发动机4、内转子电机均不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套也置于中间位置，同步器三63中的接合套向左移动。

双电机制动能量回收模式如图6所示，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组8将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器2给动力电池3充电。内转子电机通过内转子电机减速齿轮组7将制动时的动能转化为电能，也通过双电机控制器2给动力电池3充电。此时，发动机4不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套也置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机起动模式如图7所示，双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组供电，驱动内转子电机运转。内转子电机通过内转子电机减速齿轮组7、四挡齿轮组54、离合器42将动力传递给发动机4的输出轴41，使发动机4起动。此时，外转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向左移动。由于内转子电机经过两级齿轮减速后起动发动机4，不仅可以提高发动机4起动的平顺性，同时降低了内转子电机的峰值扭矩需求，进一步优化电机设计和提高内转子电机的功率。

发动机以一挡单独驱动模式如图8所示，发动机4的动力通过离合器42和一挡齿轮组51传递给动力输出轴9，驱动车辆以一挡行驶。此时，内转子电机、外转子电机均不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套向右移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以二挡单独驱动模式如图9所示，发动机4的动力通过离合器42和二挡齿轮组52传递给动力输出轴9，驱动车辆以二挡行驶。此时，内转子电机、外转子电机均不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套向左移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以三挡单独驱动模式如图10所示，发动机4的动力通过离合器42和三挡齿轮组53传递给动力输出轴9，驱动车辆以三挡行驶。此时，内转子电机、外转子电机均不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向左移动，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以四挡单独驱动模式如图11所示，发动机4的动力通过离合器42和四挡齿轮组54传递给动力输出轴9，驱动车辆以四挡行驶。此时，内转子电机、外转子电机均不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以一挡挡位和外转子电机共同驱动模式如图12所示，发动机4的动力通过离合器42和一挡齿轮组51传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的外定子14的三相绕组供电，驱动外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机4和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，内转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套向右移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以二挡挡位和外转子电机共同驱动模式如图13所示，发动机4的动力通过离合器42和二挡齿轮组52传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的外定子14的三相绕组供电，驱动外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机4和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，内转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套向左移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以三挡挡位和外转子电机共同驱动模式如图14所示，发动机4的动力通过离合器42和三挡齿轮组53传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的外定子14的三相绕组供电，驱动外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机4和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，内转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向左移动，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以四挡挡位和外转子电机共同驱动模式如图15所示，发动机4的动力通过离合器42和四挡齿轮组54传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的外定子14的三相绕组供电，驱动外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机4和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，内转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以一挡挡位和内转子电机和外转子电机共同驱动模式如图16所示，发动机4的动力通过离合器42和一挡齿轮组51传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7传递给动力输出轴9。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，离合器42接合，同步器一61中的接合套向右移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以二挡挡位和内转子电机和外转子电机共同驱动模式如图17所示，发动机4的动力通过离合器42和二挡齿轮组52传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7传递给动力输出轴9。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，离合器42接合，同步器一61中的接合套向左移动，同步器二62中的接合套置于中间位置，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以三挡挡位和内转子电机和外转子电机共同驱动模式如图18所示，发动机4的动力通过离合器42和三挡齿轮组53传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7传递给动力输出轴9。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向左移动，同步器三63中的接合套向右移动。

发动机以四挡挡位和内转子电机和外转子电机共同驱动模式如图19所示，发动机4的动力通过离合器42和四挡齿轮组54传递给动力输出轴9。双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7传递给动力输出轴9。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。此时，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向右移动。

增程驱动模式如图20所示，发动机4的动力通过离合器42、四挡齿轮组54、内转子电机减速齿轮组7驱动内转子电机。内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器2为动力电池3充电并为外转子电机提供能量。所述为外转子电机提供的能量通过双电机控制器2驱动外转子电机运转，外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9以驱动车辆行驶。此时，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向右移动。

驻车充电模式如图21所示，发动机4的动力通过离合器42、四挡齿轮组54、内转子电机减速齿轮组7驱动内转子电机。内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器2为动力电池3充电。此时，外转子电机不工作，离合器42接合，同步器一61中的接合套置于中间位置，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向左移动。

内转子电机以一挡和外转子电机共同驱动模式如图22所示，双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7、四挡齿轮组54、一挡齿轮组51传递给动力输出轴9。来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶，提高车辆低速纯电动爬坡能力。此时，发动机4不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套向右移动，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向左移动。

内转子电机以二挡和外转子电机共同驱动模式如图22所示，双电机控制器2为双转子电机1中的内定子13的三相绕组、外定子14的三相绕组供电，驱动内转子电机和外转子电机运转。外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组8传递给动力输出轴9。内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组7、四挡齿轮组54、二挡齿轮组52传递给动力输出轴9。来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶，提高车辆低速纯电动爬坡能力。此时，发动机4不工作，离合器42分离，同步器一61中的接合套向左移动，同步器二62中的接合套向右移动，同步器三63中的接合套向左移动。

本申请采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法具有如下优点：

其一，采用双转子电机来实现混联式混合动力系统，因而结构紧凑、便于整车布置；系统高度集成、降低了成本。

其二，提供了总共21种工作模式，进一步优化整车工作效率，提高燃油经济性。

其三，内转子电机和外转子电机可以同时驱动车辆和回收制动能量，提高了纯电动行驶的动力性能和制动时的能量回收率。

其四，内转子电机可以通过两级减速齿轮起动发动机，不仅可以提高发动机低温冷起动的平顺性，同时降低内转子电机的峰值扭矩需求，进一步优化电机设计提高内转子电机的功率。

其五，由于内转子电机可以通过不同的减速齿轮传动比和外转子电机共同驱动，提高车辆低速纯电动爬坡能力。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，包括：

——双转子电机，其中具有一个内转子电机和一个外转子电机；内转子电机输出轴连接内转子电机减速齿轮组，内转子电机减速齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与四挡齿轮组接合；外转子电机输出轴连接外转子电机减速齿轮组，外转子电机减速齿轮组连接动力输出轴；

——双电机控制器，分别连接着内转子电机的定子和外转子电机的定子，对内转子电机和外转子电机进行相互独立的控制；双电机控制器还连接着动力电池；

——发动机，其输出轴连接离合器的一端，离合器的另一端受到同步器一和同步器二的控制而与一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一接合或均不接合；一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组均连接着动力输出轴；四挡齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与内转子电机减速齿轮组接合。

2.根据权利要求1所述的采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，内转子电机是电励磁同步电机，或者通过内转子电机减速齿轮组和四挡齿轮组起动发动机；或者通过内转子电机减速齿轮组将动力传递给动力输出轴以驱动车辆行驶；或者通过四挡齿轮组和内转子电机减速齿轮组将发动机的动力转化为电能，给外转子电机提供能源并通过双电机控制器为动力电池充电。

3.根据权利要求1所述的采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，外转子电机是永磁同步电机，或者通过外转子电机减速齿轮组将动力传递给动力输出轴以驱动车辆行驶；或者通过外转子电机减速齿轮组回收车辆制动能量转化为电能，并通过双电机控制器为动力电池充电。

4.根据权利要求1所述的采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，所述同步器一位于一挡齿轮组和二挡齿轮组之间，在同步器一中具有一个可移动的接合套一；

当该接合套一位于第一位置，发动机的输出轴通过离合器与一挡齿轮组接合；

当该接合套一位于第二位置，发动机的输出轴通过离合器与二挡齿轮组接合；

当该接合套一位于第三位置，发动机的输出轴通过离合器与一挡齿轮组和二挡齿轮组均不接合。

5.根据权利要求1所述的采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，所述同步器二位于三挡齿轮组和四挡齿轮组之间，在同步器二中具有一个可移动的接合套二；

当该接合套二位于第一位置，发动机的输出轴通过离合器与三挡齿轮组接合；

当该接合套二位于第二位置，发动机的输出轴通过离合器与四挡齿轮组接合；

当该接合套二位于第三位置，发动机的输出轴通过离合器与三挡齿轮组和四挡齿轮组均不接合。

6.根据权利要求1所述的采用双转子电机的混合动力系统，其特征是，所述同步器三中具有一个可移动的接合套三；

当该接合套三位于第一位置，四挡齿轮组与动力输出轴接合，内转子电机减速齿轮组也与动力输出轴接合；

当该接合套三位于第二位置，四挡齿轮组不与动力输出轴接合，内转子电机减速齿轮组也不与动力输出轴接合，四挡齿轮组与内转子电机减速齿轮组接合。

7.一种采用双转子电机的混合动力系统的实现方法，其特征是：

单电机纯电驱动模式下，双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机再通过外转子电机减速齿轮组驱动车辆行驶；

双电机纯电驱动模式下，双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

单电机制动能量回收模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器给动力电池充电；

双电机制动能量回收模式下，外转子电机通过外转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，并通过双电机控制器给动力电池充电；内转子电机通过内转子电机减速齿轮组将制动时的动能转化为电能，也通过双电机控制器给动力电池充电；

发动机起动模式下，双电机控制器驱动内转子电机运转，内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组、四挡齿轮组、离合器使发动机起动；

发动机单独驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴，驱动车辆以相应挡位行驶；

发动机和外转子电机共同驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴；双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于发动机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

发动机和内转子电机和外转子电机共同驱动模式下，发动机的动力通过离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴；双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；来自于发动机、内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶；

增程驱动模式下，发动机的动力通过离合器、四挡齿轮组、内转子电机减速齿轮组驱动内转子电机；内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器为动力电池充电并为外转子电机提供能量；所提供给外转子电机的能量通过双电机控制器驱动外转子电机运转，外转子电机再通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴以驱动车辆行驶；

驻车充电模式下，发动机的动力通过离合器、四挡齿轮组、内转子电机减速齿轮组驱动内转子电机；内转子电机作为发电机将动能转换为电能，再通过双电机控制器为动力电池充电；

内转子电机以挡位控制和外转子电机共同驱动模式下，双电机控制器驱动内转子电机和外转子电机运转；外转子电机的动力通过外转子电机减速齿轮组传递给动力输出轴；内转子电机的动力通过内转子电机减速齿轮组、四挡齿轮组、一挡齿轮组或二挡齿轮组传递给动力输出轴；来自于内转子电机和外转子电机的动力共同驱动车辆行驶。

8.根据权利要求7所述的采用双转子电机的混合动力系统的实现方法，其特征是：

单电机纯电驱动模式下，发动机、内转子电机均不工作，离合器分离，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套也位于第三位置，同步器三中的接合套位于第二位置；

双电机纯电驱动模式下，发动机不工作，离合器分离，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套也位于第三位置，同步器三中的接合套位于第一位置；

单电机制动能量回收模式下，发动机、内转子电机均不工作，离合器分离，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套也位于第三位置，同步器三中的接合套位于第二位置；

双电机制动能量回收模式下，发动机不工作，离合器分离，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套也位于第三位置，同步器三中的接合套位于第一位置；

发动机起动模式下，外转子电机不工作，离合器接合，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套位于第二位置，同步器三中的接合套位于第二位置；

发动机单独驱动模式下，内转子电机、外转子电机均不工作，离合器接合，同步器三中的接合套位于第一位置；

发动机和外转子电机共同驱动模式下，内转子电机不工作，离合器接合，同步器三中的接合套位于第一位置；

发动机和内转子电机和外转子电机共同驱动模式下，离合器接合，同步器三中的接合套位于第一位置；

增程驱动模式下，离合器接合，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套位于第二位置，同步器三中的接合套位于第一位置；

驻车充电模式下，外转子电机不工作，离合器接合，同步器一中的接合套位于第三位置，同步器二中的接合套位于第二位置，同步器三中的接合套位于第二位置；

内转子电机和外转子电机共同驱动模式下，发动机不工作，离合器分离，同步器二中的接合套位于第二位置，同步器三中的接合套位于第一位置。