CN106314126B - 机电集成混合动力系统及混合动力汽车 - Google Patents

机电集成混合动力系统及混合动力汽车 Download PDF

Info

Publication number
CN106314126B
CN106314126B CN201610756675.8A CN201610756675A CN106314126B CN 106314126 B CN106314126 B CN 106314126B CN 201610756675 A CN201610756675 A CN 201610756675A CN 106314126 B CN106314126 B CN 106314126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
engine
power
driving motor
differential mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610756675.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106314126A (zh
Inventor
王川
林济余
陆瑞轮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Automobile Group Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Automobile Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Automobile Group Co Ltd filed Critical Guangzhou Automobile Group Co Ltd
Priority to CN201610756675.8A priority Critical patent/CN106314126B/zh
Publication of CN106314126A publication Critical patent/CN106314126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106314126B publication Critical patent/CN106314126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/442Series-parallel switching type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

一种机电集成混合动力系统,包括发动机、发动机输出轴、发电机、行星齿轮系、制动器、离合器、驱动电机和差速器;行星齿轮系包括齿圈、行星架和太阳轮;差速器通过传动装置与驱动电机相连;传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间轴和驱动电机输出轴;第一齿轮与行星齿轮系的行星架固定相连;第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上,第二齿轮与第一齿轮相互啮合;第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮合;差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合;差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二驱动轮。本发明还提供一种混合动力汽车。

Description

机电集成混合动力系统及混合动力汽车
技术领域
[0001] 本发明涉及混合动力汽车的动力系统技术领域,更具体的是涉及一种机电集成混 合动力系统及具有该机电集成混合动力系统的混合动力汽车。
背景技术
[0002] 随着石油资源的缺乏和人们环保意识的提高,以及越来越严格的环境保护法规的 要求,迫切需要可节省能源和低排放甚至是零排放的绿色环保汽车产品。为此,世界各国政 府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型的新能源汽车。混合动力汽车是新 能源汽车的一种,与传统内燃机相比,混合动力汽车是指使用两种以上能量来源的车辆。
[0003] 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,牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来,用于混合动力汽车的 混合动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。
[0004] 由于混合动力驱动系统涉及传统发动机驱动以及电动机驱动,结构往往比较复 杂,占用空间较大,影响车辆其他部件的布置。一方面目前比较主流的电机并联式混合动力 系统中,普遍是电机采用盘式结构,安装在发动机与变速器之间,占用一定的轴向尺寸,造 成动力总成轴向长度大,在整车上布置困难。由于受尺寸限制,电机的功率一般不大,纯电 动下动力性能较差。另一方面,目前混合动力变速箱集成电机的方案中普遍采用一挡齿轮 结构,一般很少采用多挡齿轮结构,要获得动力性和经济都满意往往比较困难。
[0005] 申请号为CN201420395631.3的中国专利揭示了一种电动汽车动力耦合系统,该电 动汽车动力親合系统包括:发动机,与发动机同轴相连的发电机,设置在发动机与发电机之 间的离合器,通过传动装置分别与离合器和差速器相连的驱动电机。该电动汽车动力耦合 系统,虽然各部件布局比较合理,结构紧凑,有利于装配且节省空间,提高了车内空间利用 率。但是,该电动汽车动力耦合系统在发动机参与驱动时,只有一个固定传动比的挡位,会 导致整个动力耦合系统的动力性受限,不利于发动机工作的效率,经济性也还有进一步提 升的空间。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种机电集成混合动力系统,其各部件布局合理,结构紧 凑,解决目前的混合动力系统占用空间大、在整车上布置困难的问题,且在发动机参与驱动 时有两个挡位可以选择,解决了目前的混合动力系统在发动机参与驱动时只有一个固定传 动比的挡位的问题,优化了发动机的工作范围,动力性和经济性能好。
[0007] 本发明实施例提供的一种机电集成混合动力系统,包括:
[0008] 发动机;
[0009] 发电机,通过发动机输出轴与发动机同轴相连;
[0010] 行星齿轮系,包括齿圈、行星架和太阳轮,太阳轮通过发动机输出轴与发动机同轴 相连;
[0011] 制动器,与行星齿轮系的齿圈相连;
[0012] 离合器,设置在发动机输出轴与行星齿轮系的行星架之间;
[0013] 驱动电机,通过传动装置与差速器相连;
[00M] 其中,传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间 轴和驱动电机输出轴;
[0015] 第一齿轮与行星齿轮系的行星架固定相连;
[0016] 第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上,第二齿轮与第一齿轮相互啮合;
[0017] 驱动电机输出轴与驱动电机相连,第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮 相互啮合;
[0018] 差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合;
[0019] 差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二 驱动轮。
[0020] 进一步地,机电集成混合动力系统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式。
[0021] 进一步地,在纯电动模式下,发动机和发电机均不工作,制动器解除制动,离合器 断开,驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差 速器,差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。
[0022] 进一步地,在增程模式下,制动器解除制动,离合器断开,发动机启动,发动机带动 发电机发电以向动力电池或给驱动电机供电,驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经 第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差速器,差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将 动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。
[0023] 进一步地,在混合驱动模式下,制动器制动,离合器断开,发动机的动力经发动机 输出轴到行星齿轮系的太阳轮、再经行星齿轮系的行星架、第一齿轮、第二齿轮传递到中间 轴与驱动电机的动力耦合,驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器 齿轮减速后传递给差速器,差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱 动轮和第二驱动轮。
[0024] 进一步地,在混合驱动模式下,制动器解除制动,离合器结合,行星齿轮系的太阳 轮与行星架固定相连,发动机的动力经发动机输出轴到第一齿轮,再经第二齿轮传递到中 间轴与驱动电机的动力耦合,驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速 器齿轮减速后传递给差速器,差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一 驱动轮和第二驱动轮。
[0025] 进一步地,发电机位于发动机与行星齿轮系之间;第一齿轮空套于发动机输出轴 上并位于发电机与行星齿轮系之间。
[0026] 进一步地,离合器包括相互配合的主动部分和从动部分,离合器的主动部分与发 动机输出轴相连,离合器的从动部分与行星齿轮系的行星架相连。
[0027] 进一步地,机电集成混合动力系统还包括减震器,减震器设置在发动机与发电机 之间。
[0028] 本发明实施例还提供一种混合动力汽车,该混合动力汽车包括上述的机电集成混 合动力系统。
[0029] 本发明实施例提供的机电集成混合动力系统,包括发动机、发动机输出轴、发电 机、行星齿轮系、制动器、离合器、驱动电机和差速器;发动机、发电机以及行星齿轮系通过 发动机输出轴同轴相连;行星齿轮系包括齿圈、行星架和太阳轮;差速器通过传动装置与驱 动电机相连;传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间轴 和驱动电机输出轴;第一齿轮空套于发动机输出轴上并位于发电机和行星齿轮系之间与行 星齿轮系的行星架固定相连;第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上,第二齿轮与第一齿轮相 互啮合;第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮合;差速器齿轮与差速器相 连接并与第三齿轮相互啮合;差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到 第一驱动轮和第二驱动轮。机电集成混合动力系统的各部件布局合理,结构紧凑,有利于装 配且节省空间,提高了车内空间利用率,克服现有并联式混合动力汽车及其动力总成尺寸 空间大,结构复杂等缺点。机电集成混合动力系统通过对制动器制动或解除制动、以及控制 离合器的结合或断开,可以实现纯电动模式、増程模式、混合驱动模式等多种工作模式。其 中,在混合驱动模式下发动机参与驱动时具有两个挡位可选择,解决了目前的混合动力系 统在发动机参与驱动时只有一个固定传动比的挡位的问题,优化了发动机的工作范围,动 力性和经济性能好;机电集成混合动力系统即使在驱动电机失效的时候,依靠发动机驱动 也可以继续行驶,汽车的可靠性增加。
[0030] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段, 而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
[0031] 图1是本发明实施例的机电集成混合动力系统的结构示意图。
[0032] 图2是本发明实施例的机电集成混合动力系统的控制流程示意图。
[0033] 图3是本发明实施例的机电集成混合动力系统工作在纯电动模式下的动力传递示 意图。
[0034] 图4是本发明实施例的机电集成混合动力系统工作在增程模式下的动力传递示意 图。
[0035] 图5是本发明实施例的机电集成混合动力系统工作在混合驱动模式一挡下的动力 传递示意图。
[0036] 图6是本发明实施例的机电集成混合动力系统工作在混合驱动模式二挡下的动力 传递示意图。
[0037] 图7是本发明实施例的机电集成混合动力系统工作在制动能量回收模式下的动力 传递示意图。
具体实施方式
[0038] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合 附图及较佳实施例,对本发明进行详细说明如下。
[0039] 本发明实施例提供一种机电集成混合动力系统,其结构如图1所示,机电集成混合 动力系统包括发动机11、发电机13、行星齿轮系14、制动器16、离合器17、驱动电机18和差速 器19〇
[0040] 发动机11例如为汽油发动机或柴油发动机。
[0041] 发动机输出轴12,与发动机11相连,用于传递发动机11输出的动力。
[0042] 发电机13,通过发动机输出轴12与发动机11同轴相连;发电机例如为外绕组内永 磁体的永磁同步电机。
[0043] 行星齿轮系14,包括齿圈141、行星架142和太阳轮143。行星齿轮系14的太阳轮143 通过发动机输出轴12与发动机11同轴相连,S卩发动机11、发电机13和行星齿轮系14同轴相 连,本实施例中,发电机13位于发动机11与行星齿轮系14之间。
[0044] 制动器16,与行星齿轮系14的齿圈141相连,用于对行星齿轮系14的齿圈141进行 制动;本实施例中,制动器16固定在变速器壳体15上,但并不以此为限。制动器16例如可以 为钳盘式制动器、液压摩擦片式制动器或电磁制动器等。
[0045] 离合器17,设置在发动机输出轴12与行星齿轮系14的行星架142之间;离合器17包 括相互配合的主动部分和从动部分,离合器17的主动部分与发动机输出轴12相连,离合器 17的从动部分与行星齿轮系14的行星架142相连。离合器17例如可以为空心轴式多片离合 器。
[0046] 驱动电机18,通过传动装置与差速器19相连。
[0047] 其中,传动装置包括第一齿轮21、第二齿轮22、第三齿轮23、第四齿轮24、差速器齿 轮25、中间轴26和驱动电机输出轴27。
[0048] 第一齿轮21空套于发动机输出轴12上并位于发动机11与行星齿轮系14之间。具体 地,第一齿轮21位于发电机13与行星齿轮系14之间,第一齿轮21与行星齿轮系14的行星架 142固定相连。
[0049] 第二齿轮22和第三齿轮23位于中间轴26上,第二齿轮22与第一齿轮21相互啮合。
[0050] 驱动电机输出轴27与驱动电机18相连,第四齿轮24位于驱动电机输出轴27上并与 第二齿轮22相互啮合。
[0051] 差速器齿轮25与差速器19相连接并与第三齿轮23相互啮合。
[0052] 差速器19通过第一驱动半轴31和第二驱动半轴32将动力分别传递到第一驱动轮 41和第二驱动轮42。
[0053] 为对发动机11的输出进行缓冲和减震,本发明实施例还包括减震器20。减震器20 设置在发动机11与发电机13之间。减震器20例如为扭转减震器或液力耦合器。
[0054] 为了便于对本发明提供的机电集成混合动力系统进行控制,本发明提供的机电集 成混合动力系统还包括混合动力驱动系统总控制器(图未示)、制动控制器(图未示)及离合 控制器(图未示),混合动力驱动系统总控制器用于控制发动机11、发电机13的启动与停止, 制动控制器用于控制制动器16制动与解除制动,离合控制器用于控制离合器17的结合与断 开。
[0055] 本实施例的机电集成混合动力系统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式, 可根据电池SOC值、车速以及油门深度的需求自动实现三种模式的切换,由此,本实施例的 控制流程,请参照图2所示,包括:
[0056] 步骤Sll,判断电池SOC值与第一阈值的大小关系,或同时判断电池SOC值与第一阈 值的大小关系以及汽车车速与第二阈值的大小关系,或同时判断电池SOC值与第一阈值的 大小关系、汽车车速与第二阈值的大小关系以及油门深度与第三阈值的关系;
[0057] 步骤S12,根据判断结果,切换机电集成混合动力系统的工作模式;在进入混合驱 动模式时根据电池SOC值、油门深度信号及车速信号进行判断进入一档或二档。
[0058] 第一阈值用于判断电池SOC值的高低,第二阈值用于判断车速的高低,第三阈值用 于判断油门深度的大小,本实施例不对第一阈值、第二阈值和第三阈值的取值范围做限定, 通常可以根据具体的控制策略自由设定,不同的控制策略下,第一阈值、第二阈值和第三阈 值的取值都不尽相同。设定好第一阈值、第二阈值和第三阈值后,则自动判断并根据判断结 果在三种模式间自动切换。
[0059] 具体地,如图3所示,当系统判断进入纯电动模式时,步骤S12包括:控制发动机11、 发电机13均不工作,控制制动器16解除制动,控制离合器17断开,驱动电机18的动力经第四 齿轮24到第二齿轮22再经第三齿轮23到差速器齿轮25减速后传递给差速器19,差速器19通 过第一驱动半轴31、第二驱动半轴32将动力传递到第一驱动轮41、第二驱动轮42,此时车辆 以纯电动模式行驶在全车速区域,动力传递路线如图3中箭头所示。
[0060] 如图4所示,当系统判断进入增程模式时,步骤S12包括:控制制动器16解除制动, 控制离合器17断开,发动机11带动发电机13发电,以向动力电池充电或给驱动电机18供电, 驱动电机18的动力经第四齿轮24到第二齿轮22再经第三齿轮23到差速器齿轮25减速后传 递给差速器19,差速器19通过第一驱动半轴31、第二驱动半轴32将动力传递到第一驱动轮 41、第二驱动轮42,此时车辆以增程模式行驶在低速区域,动力传递路线如图4中箭头所示。
[0061] 如图5所示,当系统判断进入混合驱动模式时,步骤S12包括:进一步判断进入混合 驱动模式一挡时,控制制动器16制动,控制离合器17断开,发动机11的动力经发动机输出轴 12到行星齿轮系14的太阳轮143、再经行星齿轮系14的行星架142到第一齿轮21、再第二齿 轮22传递到中间轴26与驱动电机18的动力耦合,驱动电机18的动力经第四齿轮24到第二齿 轮22再经第三齿轮23到差速器齿轮25减速后传递给差速器19,差速器19通过第一驱动半轴 31、第二驱动半轴32将动力传递到第一驱动轮41、第二驱动轮42,此时车辆以混合驱动模式 一挡行驶在中高速区域,动力传递路线如图5中箭头所示。
[0062] 如图6所示,当系统判断进入混合驱动模式时,步骤S12包括:进一步判断进入混合 驱动模式二挡时,控制制动器16解除制动,控制离合器17结合,此时行星齿轮系14的太阳轮 143与行星架142固定相连,发动机11的动力经发动机输出轴12直接到第一齿轮21,再经第 二齿轮22传递到中间轴26与驱动电机18的动力耦合,驱动电机18的动力经第四齿轮24到第 二齿轮22再经第三齿轮23到差速器齿轮25减速后传递给差速器19,差速器19通过第一驱动 半轴31、第二驱动半轴32将动力传递到第一驱动轮41、第二驱动轮42,此时车辆以混合驱动 模式二挡行驶在高速区域,动力传递路线如图6中箭头所示。
[0063] 在上述增程模式中,当电池SOC值较低需要启动发动机时,发电机13作为启动电机 使用,用于启动发动机11,使发动机11带动发电机13向动力电池充电或者给驱动电机18供 电;当汽车需要高速行驶时,发电机13同样将作为启动电机使用,用于启动发动机11,发动 机11输出驱动力矩,驱动电机18则辅助驱动,进入混合驱动模式。
[0064] 上述三种模式以表格体现如下:
Figure CN106314126BD00091
[0066] 此外,汽车制动时,驱动电机18产生制动力矩制动车轮,同时其电机绕组中将产生 感应电流向动力电池充电,实现制动能量的回收。由此,本实施例的控制方法还包括:
[0067] 步骤S13,在制动时,控制驱动电机产生制动力矩并且在电机绕组中产生感应电流 以向动力电池充电。
[0068] 具体地,如图7所示,步骤S13包括:在汽车制动时,第一驱动轮41、第二驱动轮42分 别经第一驱动半轴31、第二驱动半轴32输出力矩,产生的动力经差速器19到差速器齿轮25, 再经第三齿轮23、第二齿轮22到第四齿轮24传递给驱动电机18,驱动电机18转为发电机再 生发电,其电机绕组将产生的感应电流向动力电池充电。此时车辆运行在制动能量回收模 式下,动力传递路线如图7中箭头所示。
[0069] 上述实施例中,提供了一种适用于混合动力汽车的机电集成混合动力系统,包括 发动机、发动机输出轴、发电机、行星齿轮系、制动器、离合器、驱动电机和差速器;发动机、 发电机以及行星齿轮系通过发动机输出轴同轴相连;行星齿轮系包括齿圈、行星架和太阳 轮;差速器通过传动装置与驱动电机相连;传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第 四齿轮、差速器齿轮、中间轴和驱动电机输出轴;第一齿轮空套于发动机输出轴上并位于发 电机和行星齿轮系之间与行星齿轮系的行星架固定相连;第二齿轮和第三齿轮位于中间轴 上,第二齿轮与第一齿轮相互啮合;第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮 合;差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合;差速器通过第一驱动半轴和第二 驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二驱动轮。机电集成混合动力系统的各部件布 局合理,结构紧凑,有利于装配且节省空间,提高了车内空间利用率,克服现有并联式混合 动力汽车及其动力总成尺寸空间大,结构复杂等缺点。
[0070] 机电集成混合动力系统通过对制动器制动或解除制动、以及控制离合器的结合或 断开,可以实现纯电动模式、増程模式、混合驱动模式等多种工作模式。其中,在混合驱动模 式下发动机参与驱动时具有两个挡位可选择,解决了目前的混合动力系统在发动机参与驱 动时只有一个固定传动比的挡位的问题,优化了发动机的工作范围,动力性和经济性能好; 机电集成混合动力系统即使在驱动电机失效的时候,依靠发动机驱动也可以继续行驶,汽 车的可靠性增加。
[0071] 本发明实施例还提供一种混合动力汽车,该混合动力汽车包括如上所述的机电集 成混合动力系统,关于该混合动力汽车的其他结构可以参见现有技术,在此不赘述。
[0072] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人 员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1. 一种机电集成混合动力系统,其特征在于,包括: 发动机(11); 发电机(13),通过发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连; 行星齿轮系(14),包括齿圈(141)、行星架(142)和太阳轮(143),所述太阳轮(143)通过 所述发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连; 制动器(16),与所述行星齿轮系(14)的齿圈(141)相连; 离合器(17),设置在所述发动机输出轴(12)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)之 间; 驱动电机(18),通过传动装置与差速器(19)相连; 其中,所述传动装置包括第一齿轮(21)、第二齿轮(22)、第三齿轮(23)、第四齿轮(24)、 差速器齿轮(25)、中间轴(26)和驱动电机输出轴(27); 所述第一齿轮(21)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)固定相连; 所述第二齿轮(22)和所述第三齿轮(23)位于所述中间轴(26)上,所述第二齿轮(22)与 所述第一齿轮(21)相互啮合; 所述驱动电机输出轴(27)与所述驱动电机(18)相连,所述第四齿轮(24)位于所述驱动 电机输出轴(27)上并与所述第二齿轮(22)相互啮合; 所述差速器齿轮(25)与所述差速器(19)相连接并与所述第三齿轮(23)相互啮合; 所述差速器(19)通过第一驱动半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力分别传递到第一 驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。
2. 如权利要求1所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,所述机电集成混合动力系 统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式。
3. 如权利要求2所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,在所述纯电动模式下,所 述发动机(11)和发电机(13)均不工作,所述制动器(16)解除制动、所述离合器(17)断开,所 述驱动电机(18)的动力经所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮(23) 到所述差速器齿轮(25)减速后传递给所述差速器(19),所述差速器(19)通过所述第一驱动 半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力传递到所述第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。
4. 如权利要求2所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,在所述增程模式下,所述 制动器(16)解除制动、所述离合器(17)断开,所述发动机(11)启动,所述发动机(11)带动所 述发电机(13)发电以向动力电池或给所述驱动电机(18)供电,所述驱动电机(18)的动力经 所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮(23)到所述差速器齿轮(25)减 速后传递给所述差速器(19),所述差速器(19)通过所述第一驱动半轴(31)和第二驱动半轴 (32)将动力传递到所述第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。
5. 如权利要求2所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,在所述混合驱动模式下, 所述制动器(16)制动,所述离合器(17)断开,所述发动机(11)的动力经所述发动机输出轴 (12)到所述行星齿轮系(14)的太阳轮(143)、再经所述行星齿轮系(14)的行星架(142)、所 述第一齿轮(21)、所述第二齿轮(22)传递到所述中间轴(26)与所述驱动电机(18)的动力耦 合,所述驱动电机(18)的动力经所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮 (23)到所述差速器齿轮(25)减速后传递给所述差速器(19),所述差速器(19)通过所述第一 驱动半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力传递到所述第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。
6. 如权利要求2所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,在所述混合驱动模式下, 所述制动器(16)解除制动,所述离合器(17)结合,所述行星齿轮系(14)的太阳轮(143)与行 星架(142)固定相连,所述发动机(11)的动力经所述发动机输出轴(12)到所述第一齿轮 (21),再经所述第二齿轮(22)传递到所述中间轴(26)与所述驱动电机(18)的动力耦合,所 述驱动电机(18)的动力经所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮(23) 到所述差速器齿轮(25)减速后传递给所述差速器(19),所述差速器(19)通过所述第一驱动 半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力传递到所述第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。
7. 如权利要求1所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,所述发电机(13)位于所述 发动机(11)与所述行星齿轮系(14)之间;所述第一齿轮(21)空套于所述发动机输出轴(12) 上并位于所述发电机(13)与所述行星齿轮系(14)之间。
8. 如权利要求1所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,所述离合器(17)包括相互 配合的主动部分和从动部分,所述离合器(17)的主动部分与所述发动机输出轴(12)相连, 所述离合器(17)的从动部分与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)相连。
9. 如权利要求1所述的机电集成混合动力系统,其特征在于,所述机电集成混合动力系 统还包括减震器(20),所述减震器(20)设置在所述发动机(11)与所述发电机(13)之间。
10. —种混合动力汽车,其特征在于,所述混合动力汽车包括如权利要求1至9任一项所 述的机电集成混合动力系统。
CN201610756675.8A 2016-08-29 2016-08-29 机电集成混合动力系统及混合动力汽车 Active CN106314126B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610756675.8A CN106314126B (zh) 2016-08-29 2016-08-29 机电集成混合动力系统及混合动力汽车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610756675.8A CN106314126B (zh) 2016-08-29 2016-08-29 机电集成混合动力系统及混合动力汽车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106314126A CN106314126A (zh) 2017-01-11
CN106314126B true CN106314126B (zh) 2018-09-11

Family

ID=57788747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610756675.8A Active CN106314126B (zh) 2016-08-29 2016-08-29 机电集成混合动力系统及混合动力汽车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106314126B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108128135A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 东风汽车集团有限公司 一种混合动力汽车的动力总成布置结构
CN112193049B (zh) * 2020-10-23 2022-05-24 东风汽车集团有限公司 一种多档混合动力变速箱
CN113232501A (zh) * 2021-05-12 2021-08-10 东风汽车集团股份有限公司 一种混合动力驱动系统
CN113580915A (zh) * 2021-09-03 2021-11-02 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 一种混合动力车辆专用动力装置
CN113733881B (zh) * 2021-10-18 2022-10-18 东风德纳车桥有限公司 双电机机械耦合电驱桥及车辆

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201362167Y (zh) * 2009-03-04 2009-12-16 上海汽车集团股份有限公司 一种动力连续输出的简单混联混合动力系统
KR101427971B1 (ko) * 2013-10-14 2014-08-07 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치
CN203974527U (zh) * 2014-07-17 2014-12-03 广州汽车集团股份有限公司 一种电动汽车动力耦合系统
CN205970817U (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 广州汽车集团股份有限公司 机电集成混合动力系统及混合动力汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN106314126A (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106314126B (zh) 机电集成混合动力系统及混合动力汽车
CN102490588B (zh) 基于机械自动变速器的插电式混合动力驱动装置
CN102085795B (zh) 一种车用离合器动力藕合同步器换档混合动力驱动系统
CN102259584B (zh) 混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆
CN106585362B (zh) 一种混合动力汽车动力耦合系统及其控制方法
CN106004406B (zh) 混合动力耦合系统及混合动力汽车
CN204547733U (zh) 单驱动电机的插电式混合动力汽车的两挡变速驱动系统
CN202641356U (zh) 一种混联式混合动力四轮驱动系统
CN206201957U (zh) 一种新型混合动力耦合系统
CN205836512U (zh) 混合动力耦合系统及混合动力汽车
CN106427547B (zh) 车辆混合动力驱动系统及混合动力车辆
CN104648115A (zh) 集成式单驱动电机的插电式混合动力汽车的两挡变速驱动系统
CN205836514U (zh) 混合动力耦合系统及混合动力汽车
CN110978989B (zh) 一种新型混合动力变速器
CN208682599U (zh) 基于混合动力的变速器传动系统
CN201753013U (zh) 混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆
CN107599823A (zh) 差动多模混合动力车辆驱动系统
CN109278534A (zh) 混动汽车动力系统
CN111016618A (zh) 混合动力驱动系统及混合动力汽车
CN108895128A (zh) 具有双联齿轮结构的混合动力传动系统
CN205836511U (zh) 混合动力耦合系统及混合动力汽车
CN205970817U (zh) 机电集成混合动力系统及混合动力汽车
CN208867853U (zh) 两挡混合动力耦合系统及车辆
CN202827108U (zh) 基于双离合器自动变速器的重度混合动力驱动系统
CN107139712A (zh) 一种并联式混合动力驱动系统及汽车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant