CN108162742A - 一种基于单电机的混合动力系统 - Google Patents

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郭建春
黄伟
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Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
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Abstract

本发明公开了一种基于单电机的混合动力系统，包括发动机、离合器和电池，电池连接电机，所述电机连接传动机构，所述发动机通过离合器连接第一输出轴，所述第一输出轴与传动机构连接，所述第一输出轴上设置有P2同步器，所述第一输出轴连接第二输出轴，所述第二输出轴上设置有P3同步器，所述第二输出轴连接主减速器、差速器和车轮。通过单电机系统实现P2和P3模式，可以大大提高空间利用率，降低整车油耗和排放。系统成本低，方便实现。

Description

一种基于单电机的混合动力系统
技术领域
本发明涉及一种混合动力系统，具体地涉及一种基于单电机的混合动力系统。
背景技术
当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统车辆日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为车辆行业的发展主题。混合动力车辆因其在节能和环保方面的优异表现成为当前车辆行业发展的主题。混合动力系统的结构决定了能够实现的工作模式的种类，因此，为了能够实现多种工作模式，混合动力系统通常具有相对复杂的结构。这种复杂的结构导致混合动力系统占用相对较大的空间，大大降低了车辆内部的空间利用率。
中国专利文献CN 101879857 A公开了一种混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、离合器、具有传动轴的传动机构和电池，所述第一电机和第二电机分别连接到所述电池，所述第二电机的电机轴与所述传动机构连接，所述发动机的输出轴与所述第一电机的电机轴连接，所述第一电机的电机轴为空心轴，所述离合器设置在所述第一电机的电机轴内，所述离合器的主动部分与所述第一电机的电机轴的内壁连接，所述离合器的从动部分与所述传动轴连接。该混合动力系统通过2个电机设置在不同的机构中，以实现不同的工作模式，因此无法大大提高空间利用率。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于单电机的混合动力系统，通过单电机系统实现P2和P3模式，可以大大提高空间利用率，降低整车油耗和排放。
本发明的技术方案是：
一种基于单电机的混合动力系统，包括发动机、离合器和电池，电池连接电机，所述电机连接传动机构，所述发动机通过离合器连接第一输出轴，所述第一输出轴与传动机构连接，所述第一输出轴上设置有P2同步器，所述第一输出轴连接第二输出轴，所述第二输出轴上设置有P3同步器，所述第二输出轴连接主减速器、差速器和车轮。
优选的，所述第一输出轴设置有换挡机构，所述换挡机构连接控制系统。
优选的，所述第一输出轴与第二输出轴间设置有混动系统执行机构，用于切换P2模式和P3模式。
与现有技术相比，本发明的优点是：
通过单电机系统实现P2和P3模式，可以大大提高空间利用率，降低整车油耗和排放。系统成本低，方便实现。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明基于单电机的混合动力系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步说明。
一种基于单电机的混合动力系统，通过单电机系统实现P2和P3模式，包括发动机及其控制系统、混合动力系统控制器HCU、1台驱动电机、驱动电机控制器MCU、变速器、变速器控制器TCU、离合器及其执行机构、换挡机构、混动系统执行机构及其控制系统、电池及电池管理系统BMS。
系统的具体结构如图1所示，电池3连接电机4，电池3连接电池管理系统，电机4连接传动机构，传动机构包括电机主动齿轮5和惰轮6，发动机13通过离合器14连接第一输出轴1，第一输出轴1与传动机构连接，第一输出轴1上设置有档/P2同步器7，第一输出轴1连接第二输出轴2，第二输出轴2上设置有P3同步器8，第二输出轴2连接主减速器，主减速器包括主减速器主动齿轮12和主减速器从动齿轮10，主减速器连接差速器和车轮11。
第一输出轴1设置有换挡机构，换挡机构连接控制系统，换挡机构包括各档主动齿轮15，档/档同步器9，档/档同步器16和倒挡惰轮17。
第一输出轴1与第二输出轴间2设置有混动系统执行机构，用于切换P2模式和P3模式。P2模式是电机位于发动机与变速箱间靠变速箱侧，电机与发动机间有离合器，即混动。
P3模式是将电动机挪到了变速箱的输出轴进行耦合，即纯电动。
P3模式动力传输过程：电池3→电机4→齿轮5→第二输出轴2\P3同步器8→10主减速器→12差速器→11轮胎。
混合动力系统控制器HCU(Hybrid Control Unit)用于混合动力汽车的混合动力总成控制。驱动电机控制器MCU（MotorControl Unit）用于混合动力电机的驱动控制。电池用于为驱动电机的提供能量和其他工况的能量回收储能、发电储能。电池管理系统（Battery Managment System）主要用于对电池进行动态检测、保护等。发动机及其控制系统为整车行驶提供动力、以及为电池充电提供能量，离合器执行机构、混动系统执行机构、换挡机构用于实现P2模式和P3模式的机械切换。换挡机构控制系统用于换档机构的控制。离合器用于发动机与变速器的结合，混动系统执行机构用于切换P2/3系统。
混动系统执行机构，通过变速器换挡机构的切换、混动系统执行机构、离合器机构的动作，切换P2和P3模式。实现纯电行驶、燃油行驶、燃料和电驱动混合模式行驶等功能。
该系统P2混动和P3纯电动模式可实现多档位运行。
该系统在变速器各个挡位均能实现功率分流，可怠速充电、行驶充电、制动能量回收。
该系统可实现车辆纯电模式启动。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (3)

1.一种基于单电机的混合动力系统，包括发动机、离合器和电池，其特征在于，电池连接电机，所述电机连接传动机构，所述发动机通过离合器连接第一输出轴，所述第一输出轴与传动机构连接，所述第一输出轴上设置有P2同步器，所述第一输出轴连接第二输出轴，所述第二输出轴上设置有P3同步器，所述第二输出轴连接主减速器、差速器和车轮。
2.根据权利要求1所述的基于单电机的混合动力系统，其特征在于，所述第一输出轴设置有换挡机构，所述换挡机构连接控制系统。
3.根据权利要求1所述的基于单电机的混合动力系统，其特征在于，所述第一输出轴与第二输出轴间设置有混动系统执行机构，用于切换P2模式和P3模式。
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