CN109080443A - 混合动力系统及控制方法 - Google Patents

混合动力系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109080443A
CN109080443A CN201810945386.1A CN201810945386A CN109080443A CN 109080443 A CN109080443 A CN 109080443A CN 201810945386 A CN201810945386 A CN 201810945386A CN 109080443 A CN109080443 A CN 109080443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solenoid valve
fluid port
hydraulic fluid
motor
hydraulic
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.)
Granted
Application number
CN201810945386.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109080443B (zh
Inventor
仁宗丹
姚志伟
张恒先
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.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
SAIC Chery Automobile 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 SAIC Chery Automobile Co Ltd filed Critical SAIC Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN201810945386.1A priority Critical patent/CN109080443B/zh
Publication of CN109080443A publication Critical patent/CN109080443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109080443B publication Critical patent/CN109080443B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT 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
    • B60K6/00—Arrangement 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
    • B60K6/20—Arrangement 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
    • B60K6/42—Arrangement 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
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT 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
    • B60K6/00—Arrangement 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
    • B60K6/20—Arrangement 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
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种混合动力系统，包括：发动机、行星轮系、离合器、主轴、电机、用于为电机供电的供电组件、液压泵、液压马达、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、油箱和蓄能器；发动机的输出轴与行星轮系的齿圈同轴连接，电机的输出轴与行星轮系的中心轮同轴连接，行星轮系的行星架与主轴同轴连接，主轴与第一车轮传动连接；液压泵的转轴与主轴传动连接，液压泵用于驱动液压马达的转轴转动，液压马达的转轴与第二车轮传动连接；第三电磁阀与蓄能器连接。本发明能控制发动机、电机或液压马达的工作实现混合动力系统的多种工作模式，提升具有该混合动力动力系统的车辆的动力性和经济性。

Description

混合动力系统及控制方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种混合动力系统及控制方法。
背景技术
汽车作为一种生活中快节奏、高效率的代步工具，近年来其数量是逐年增多的，然而传统汽车大多使用化石燃料(如汽油、柴油等)为发动机提供动力，其排出的尾气会对环境造成污染，不符合节能、环保的要求。因此，使用无污染的新能源(如电能)来替代化石燃料为汽车提供动力是刻不容缓的。
现有技术提供了一种混合动力系统，包括：发动机、离合器、变速组件、电机。其中，发动机和电机作为动力源驱动车轮转动，变速组件则用于改变车轮的转速，离合器则与发动机的输出轴连接。当离合器断开时，为纯电动模式，此时仅由电池为电机提供动力，电机将动力传递给变速组件和车轮，以驱动车轮转动。当离合器闭合时，为混合动力模式，此时发动机和电机同时提供动力，通过变速组件将动力传递给车轮，以驱动车轮转动。这种混合动力系统工作模式单一，难以满足人们的需要。
发明内容
本发明实施例提供了一种混合动力系统，能控制发动机、电机或液压马达的工作实现混合动力系统的多种工作模式，提升具有该混合动力动力系统的车辆的动力性和经济性。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种混合动力系统，所述系统包括：发动机、行星轮系、离合器、主轴、电机、用于为所述电机供电的供电组件、液压泵、液压马达、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、油箱和蓄能器；所述行星轮系包括：齿圈、中心轮、行星轮和行星架，所述中心轮设于所述齿圈内，所述行星轮可转动地设置在所述行星架上，且所述行星轮位于所述中心轮和所述齿圈之间并与所述中心轮和所述齿圈啮合；所述发动机的输出轴通过所述离合器与所述行星轮系的齿圈连接，所述电机的输出轴与所述行星轮系的中心轮同轴连接，所述行星轮系的行星架与所述主轴同轴连接，所述主轴与第一车轮传动连接；所述液压泵的转轴与所述主轴传动连接，所述第一电磁阀的第一油口与所述油箱连通，所述第一电磁阀的第二油口与所述液压泵的入油口连通，所述液压泵的出油口与所述第二电磁阀的第一油口连通，所述第二电磁阀的第二油口与所述液压马达的第一油口连通，所述液压马达的第二油口与所述第二电磁阀的第三油口，所述第二电磁阀的第四油口与所述油箱连通，所述液压马达的转轴与第二车轮传动连接；所述液压泵的出油口还与所述第一电磁阀的第三油口连通，所述第一电磁阀的第四油口与所述蓄能器连通，所述蓄能器还与所述第三电磁阀的第一油口连通，所述第三电磁阀的第二油口与所述第二电磁阀的第一油口连通；所述第一电磁阀为三位四通阀，所述第一电磁阀处于第一状态时，所述第一电磁阀的各油口均关闭，所述第一电磁阀处于第二状态时，所述第一电磁阀的第一油口和所述第一电磁阀的第二油口连通，所述第一电磁阀的第三油口和所述第一电磁阀的第四油口连通，所述第一电磁阀处于第三状态时，所述第一电磁阀的第一油口和所述第一电磁阀的第三油口连通，所述第一电磁阀的第二油口和所述第一电磁阀的第四油口连通；所述第二电磁阀为三位四通阀，所述第二电磁阀处于第一状态时，所述第二电磁阀的各油口均关闭，所述第二电磁阀处于第二状态时，所述第二电磁阀的第一油口和所述第二电磁阀的第二油口连通，所述第二电磁阀的第三油口和第二电磁阀的第四油口连通，所述第二电磁阀处于第三状态时，所述第二电磁阀的第一油口和所述第二电磁阀的第三油口连通，所述第二电磁阀的第二油口和所述第二电磁阀的第四油口连通；所述第三电磁阀为二位二通阀，所述第三电磁阀处于第一状态时，所述第三电磁阀的各油口均关闭，所述第三电磁阀处于第二状态时，所述第三电磁阀的第一油口和所述第三电磁阀的第二油口连通。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述系统还包括安全阀，所述安全阀的入油口和先导油口均与所述液压泵的出油口连通，所述安全阀的出油口与所述油箱连通。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述系统还包括联动离合器，所述联动离合器包括：第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述行星轮系的齿圈同轴连接，所述第二转动部与所述行星轮系的行星架同轴连接。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述系统还包括第一制动器和第二制动器，所述第一制动器用于制动所述电机，所述第二制动器用于制动所述齿圈。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述供电组件包括：电池和逆变器，所述逆变器连接在所述电池和所述电机之间。
另一方面，本发明实施例提供了一种混合动力系统的控制方法，所述控制方法用于控制如前文所述的混合动力系统切换为纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式或能量回收模式，所述混合驱动模式包括：混合二驱动模式和混合四驱模式。
进一步地，所述控制所述混合动力系统切换为所述纯电动模式时，所述方法包括：控制所述发动机、所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器断开，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述电机工作。
进一步地，所述控制所述混合动力系统切换为所述纯发动机模式时，所述方法包括：控制所述电机、所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述发动机工作。
进一步地，所述控制所述混合动力系统切换为所述混合驱动模式时，所述方法包括：在所述混合二驱模式中，控制所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述发动机、所述电机工作；在所述混合四驱模式中，控制所述发动机、所述电机工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀处于所述第二状态，控制所述第二电磁阀处于所述第二状态，控制所述第三电磁阀处于所述第一状态，控制所述液压泵、所述液压马达工作。
进一步地，所述控制所述混合动力系统切换为所述能量回收模式时，所述方法包括：控制所述发动机、所述电机、所述液压泵不工作，控制所述离合器断开，控制所述第一电磁阀处于所述第一状态，控制所述第二电磁阀处于所述第三状态，控制所述第三电磁阀处于所述第二状态。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供了具有发动机、行星轮系、离合器、主轴、电机、供电组件、液压泵、液压马达、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、油箱和蓄能器的混合动力系统。通过控制发动机或电机的其中之一工作实现混合动力系统的纯发动机模式或纯电动模式；同时控制发动机与电机工作，并控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的油口均关闭，使液压泵和液压马达不工作，实现混合动力系统中的的混合二驱模式；并且还通过控制发动机与电机工作，同时使第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀中各自的油口相应连接，控制液压泵和液压马达工作，从而实现了混合动力系统中的混合四驱模式；并且为了提高能量利用率，本发明还通过控制第一车轮驱动电机转动的方式发电，以及控制第二车轮驱动液压马达将油箱中的油液压至蓄能器，存储能量以待用，实现了能量回收模式以节省能源。本发明提供的混合动力系统实现了多种工作模式，充分发挥了发动机、电机、液压泵和液压马达的作用，提高了混合动力系统的工作效率。另外，本发明中设置的蓄能器还可以在液压泵和液压马达之间传递油液压力过大时，进行泄压蓄能，提高混合动力系统的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种混合动力系统的纯电动模式下的能量传递示意图；
图3是本发明实施例提供的一种混合动力系统的纯发动机模式下的能量传递示意图；
图4是本发明实施例提供的一种混合动力系统的混合二驱模式下的能量传递示意图；
图5是本发明实施例提供的一种混合动力系统的混合四驱模式下的能量传递示意图；
图6是本发明实施例提供的一种混合动力系统的能量回收模式下的能量传递示意图。
图中各符号表示含义如下：
1-发动机，21-齿圈，22-行星轮，23-行星架，24-中心轮，3-离合器，4-主轴，5-电机，61-电池，62-逆变器，7-液压泵，8-液压马达，9-第一电磁阀，91-第一电磁阀的第一油口，92-第一电磁阀的第二油口，93-第一电磁阀的第三油口，94-第一电磁阀的第四油口，10-第二电磁阀，101-第二电磁阀的第一油口，102-第二电磁阀的第二油口，103-第二电磁阀的第三油口，104-第二电磁阀的第四油口，11-第三电磁阀，111-第三电磁阀的第一油口，112-第三电磁阀的第二油口，12-油箱，14-蓄能器，151-第一齿轮，152-第二齿轮，153-第三齿轮，161-第一车轮，162-第二车轮，171-第一转动部，172-第二转动部，18-第一制动器，19-第二制动器，201-第一单向阀，202-第二单向阀，203-安全阀。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：发动机1、行星轮系、离合器3、主轴4、电机5、用于为电机5供电的供电组件、液压泵7、液压马达8、第一电磁阀9、第二电磁阀10、第三电磁阀、油箱12和蓄能器14。
在本发明实施例中，行星轮系包括：齿圈21、中心轮24、行星轮22和行星架23，中心轮24设于齿圈21内，行星轮22可转动地设置在行星架23上，且行星轮22位于中心轮24和齿圈21之间并与中心轮24和齿圈21啮合。
其中，发动机1的输出轴通过离合器3与行星轮系的齿圈21同轴连接。电机5的输出轴与行星轮系的中心轮24同轴连接，行星轮系的行星架23与主轴4同轴连接，主轴4与第一车轮161传动连接。本发明中发动机1的输出轴可以驱动齿圈21转动，并带动行星轮22、行星架23转动，从而驱动主轴4转动。而电机5的输出轴则可以驱动中心轮24转动，带动行星轮22、行星架23转动，从而驱动主轴4转动。
可选地，第一车轮161可以是前车轮，第二车轮162可以是后车轮，或者第一车轮161是后车轮，第二车轮162是前车轮。
本发明实施例中，主轴4可以通过传动齿轮系与第一车轮161传动连接。其中传动齿轮系可以包括：第一齿轮151、第二齿轮152和第三齿轮153。如图1所示，第二齿轮152设置在第一齿轮151和第三齿轮153之间。第一齿轮151与第一车轮161同轴连接，第二齿轮152与主轴4同轴连接，第三齿轮153与液压泵7的转轴同轴连接。
本发明实施例中，液压泵7的转轴与主轴4传动连接。第一电磁阀9的第一油口91与油箱12连通，第一电磁阀9的第二油口92与液压泵7的入油口连通，液压泵7的出油口与第二电磁阀10的第一油口101连通。第二电磁阀10的第二油口102与液压马达8的第一油口连通，液压马达8的第二油口与油箱12连通，液压马达8的转轴与第二车轮162传动连接。
并且，液压泵7的出油口还与第一电磁阀9的第三油口93连通，第一电磁阀9的第四油口94与蓄能器14连通，蓄能器14还与第三电磁阀11的第一油口111连通，第三电磁阀11的第二油口112与第二电磁阀10的第一油口101连通。
如图1所示，第一电磁阀9为三位四通阀，第一电磁阀9处于第一状态时，第一电磁阀9的各油口均关闭，第一电磁阀9处于第二状态时，第一电磁阀9的第一油口91和第一电磁阀9的第二油口92连通，第一电磁阀9的第三油口93和第一电磁阀9的第四油口94连通，第一电磁阀9处于第三状态时，第一电磁阀9的第一油口91和第一电磁阀9的第三油口93连通，第一电磁阀9的第二油口92和第一电磁阀9的第四油口94连通。
如图1所示，第二电磁阀10为三位四通阀，第二电磁阀10处于第一状态时，第二电磁阀10的各油口均关闭，第二电磁阀10处于第二状态时，第二电磁阀10的第一油口101和第二电磁阀10的第二油口102连通，第二电磁阀10的第三油口103和第二电磁阀10的第四油口104连通，第二电磁阀10处于第三状态时，第二电磁阀10的第一油口101和第二电磁阀10的第三油口103连通，第二电磁阀10的第二油口102和第二电磁阀10的第四油口104连通。
其中，第一电磁阀9和第二电磁阀10均具有三个状态，分别为阀芯处于左位、阀芯处于中位和阀芯处于右位。当第一电磁阀9处于第一状态时，第一电磁阀9的阀芯处于中位(参见图1)，当第一电磁阀9处于第二状态时，第一电磁阀9的阀芯处于左位(参见图5)，当第一电磁阀9处于第三状态时，第一电磁阀9的阀芯处于右位(参见图6中第二电磁阀)。
当第二电磁阀10处于第一状态时，第二电磁阀10的阀芯处于中位(参见图1)，当第二电磁阀10处于第二状态时，第二电磁阀10的阀芯处于左位(参见图5)，当第二电磁阀10处于第三状态时，第二电磁阀10的阀芯处于右位(参见图6)。
如图1所示，第三电磁阀11为二位二通阀，第三电磁阀11处于第一状态时，第三电磁阀11的各油口均关闭，第三电磁阀11处于第二状态时，第三电磁阀11的第一油口111和第三电磁阀11的第二油口112连通。其中，第三电磁阀11具有两个状态，分别为左位和右位。当第三电磁阀11处于第一状态时，第三电磁阀11的阀芯处于右位(参见图1)；当第三电磁阀11处于第二状态时，第三电磁阀11的阀芯处于左位(参见图6)。
本发明实施例提供了具有发动机、行星轮系、离合器、主轴、电机、供电组件、液压泵、液压马达、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、油箱和蓄能器的混合动力系统。通过控制发动机或电机的其中之一工作实现混合动力系统的纯发动机模式或纯电动模式；同时控制发动机与电机工作，并控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的油口均关闭，使液压泵和液压马达不工作，实现混合动力系统中的的混合二驱模式；并且还通过控制发动机与电机工作，同时使第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀中各自的油口相应连接，控制液压泵和液压马达工作，从而实现了混合动力系统中的混合四驱模式；并且为了提高能量利用率，本发明还通过控制第一车轮驱动电机转动的方式发电，以及控制第二车轮驱动液压马达将油箱中的油液压至蓄能器，存储能量以待用，实现了能量回收模式以节省能源。本发明提供的混合动力系统实现了多种工作模式，充分发挥了发动机、电机、液压泵和液压马达的作用，提高了混合动力系统的工作效率。另外，本发明中设置的蓄能器还可以在液压泵和液压马达之间传递油液压力过大时，进行泄压蓄能，提高混合动力系统的安全性。
如图1所示，混合动力系统还包括安全阀203，液压泵7的出油口与安全阀203的入油口连通，液压泵7的出油口还与安全阀203的先导油口连通，安全阀203的出油口与油箱12连通。本发明实施例通过设置安全阀203防止液压泵7和液压马达8形成的油路内油液压力超过规定数值，提高了混合动力系统的安全性。其中安全阀203可以选用先导式溢流阀，先导式溢流阀灵敏度较高，且安装位置不受限制，因此较为适用于车辆狭小的内部空间。
如图1所示，混合动力系统还包括联动离合器，联动离合器包括：第一转动部171和第二转动部172，第一转动部171与行星轮系的齿圈21同轴连接，第二转动部172与行星轮系的行星架23同轴连接。在本发明实施例中，第一转动部171和第二转动部172均可以是环状结构。
在上述实现方式中，联动离合器中的第一转动部171和第二转动部172可以选择性地结合或分离。即当第一转动部171与第二转动部172结合时，第一转动部171和第二转动部172一同转动，此时齿圈21和行星架23同步转动。而当第一转动部171和第二转动部172分离时，第一转动部171和第二转动部172可以相对转动，齿圈21和行星架23不同步转动。当需要使用发动机1直接驱动车轮时，可以使发动机1输出的动力不经过行星轮系的行星轮22或中心轮24，而通过联动离合器就可以将第一转动部171和第二转动部172结合，使发动机1的动力直接输出至行星架23，并传递至主轴4。从而减少动力传递过程中能量的损失，提高车辆的动力性能。
如图1所示，混合动力系统还包括第一制动器18和第二制动器19，第一制动器18用于制动电机5，第二制动器19用于制动齿圈21。本发明实施例中，通过设置第一制动器18控制电机5是否与中心轮24连接，实现电机5与发动机1或第一车轮161的解耦，即使得电机5不受发动机1或第一车轮161转动的影响。还通过设置第二制动器19控制齿圈21能否转动，使得行星轮系中的齿圈21可以操控地转动或制动。控制齿圈21的制动或转动可以调节电机和主轴的传动比，从而完成电机驱动模式下的变速要求。
可选地，供电组件包括：电池61和逆变器62，逆变器62连接在电池61和电机5之间。其中，电池61为可充电电池61，逆变器62设置在电池61的输出电路上，用于将电池61输出的直流电转换成三相交流电后驱动电机5。另外本发明实施例中逆变器62和变压器集成在一起，便于安装，并节省安装空间。
可选地，混合动力系统中还设置有差速器，差速器设置在车辆第二车轮162的车轮轴上与液压马达8的转轴连接，其用于使第二车轮162中的左、右车轮实现不同的转速转动。
在本发明实施例中，混合动力系统中还设置有第一单向阀201和第二单向阀202，其中第一单向阀201设置在液压泵7的输出口与第一电磁阀的第三油口93间的油路上，用于防止油液逆流回液压泵7的输出口。另一个第二单向阀202则设置在第二电磁阀的第一油口101和第一电磁阀的第三油口93间的油路上，且第二单向阀202与第二电磁阀的第一油口101之间的油路与第三电磁阀的第二油口112连通。可以防止油液逆流至第一电磁阀9或液压泵7，且保证当液压马达8在进行能量回收模式中驱使的逆流油液完全通过第三电磁阀11进入蓄能器14，得以储存。
本发明实施例提供了一种混合动力系统的控制方法，该控制方法用于控制如前文的混合动力系统切换为纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式或能量回收模式，混合驱动模式包括：混合二驱模式和混合四驱模式。
在本发明的一些实施例中，控制混合动力系统切换为纯电动模式时，该方法包括：控制发动机1、液压泵7、液压马达8不工作，控制离合器断开，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均处于第一状态，控制电机5工作。纯电动模式适用于发动机1燃油不足或低速行驶的工况，该模式下的能量传递方式如图2中的箭头所示，此时，发动机1不工作、液压泵7、液压马达8不工作且第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀的油口均关闭，离合器断开，第二制动器19制动齿圈21，联动离合器的第一转动部171和第二转动部172分离，第一制动器18不制动，供电组件中电池61放电，经过逆变器62将电池61放出的直流电转换为三相交流电后驱动电机5工作。电机5则将电池61的电能转换成机械能驱动中心轮24，并带动行星架23转动，并将机械能传递至主轴4，从而通过传动齿轮系驱动前车轮行驶。
在本发明的一些实施例中，控制混合动力系统切换为纯发动机模式时，该方法包括：控制电机5、液压泵7、液压马达8不工作，控制离合器闭合，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均处于第一状态，控制发动机1工作。纯发动机1模式适用于发动机1燃油充足或高速行驶的工况，该模式下的能量传递方式如图3中的箭头所示，此时，电机5、液压泵7、液压马达8不工作且第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀的油口均关闭，离合器闭合，第二制动器19不制动齿圈21，第一制动器18制动电机5的输出轴，联动离合器的第一转动部171和第二转动部172结合。发动机1将机械能输出至齿圈21和行星架23，行星架23将机械能传递至主轴4，从而通过传动齿轮系将机械能传递至前车轮，驱动车辆行驶。
另外，在发动机1驱动车轮行驶的过程中，如果联动离合器的第一转动部171和第二转动部172分离且第一制动器18不制动，则可以通过发动机1去驱动电机5进行发电，为供电组件充电，该种工作模式适用于车辆需求的动力输出不大的工况。
在本发明实施例的一些实现方式中，控制混合动力系统切换为混合驱动模式时，方法包括：
在混合前车轮161驱动模式中，控制液压泵7、液压马达8不工作，控制离合器闭合，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均处于第一状态，控制发动机1、电机5工作。该驱动模式适用于汽车需输出较大功率的工况，其能量传递方向如图4中的箭头所示，此时，液压泵7、液压马达8不工作且第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀的油口均不连通。离合器闭合，第一制动器18和第二制动器19不制动，联动离合器的第一转动部171和第二转动部172不结合。发动机1将机械能通过行星轮系传递至主轴4，电机5则将电能转换成机械能并通过行星轮系传递至主轴4，最后经过传动齿轮系，带动前车轮161转动，驱动车轮行驶。
如图5所示，在混合四驱模式中，控制发动机1、电机5工作，控制离合器闭合，控制第一电磁阀处于第二状态，控制第二电磁阀处于第二状态，控制第三电磁阀处于第一状态，控制液压泵7、液压马达8工作。该驱动模式适用于汽车需输出较大功率的工况，其能量传递方向如图5中的箭头所示，此时，离合器闭合，第一制动器18和第二制动器19不制动，联动离合器的第一转动部171和第二转动部172不结合。发动机1将机械能通过行星轮系传递至主轴4，电机5则将电能转换成机械能并通过行星轮系传递至主轴4，最后经过传动齿轮系，带动第一车轮161转动，驱动车辆行驶。同时传动齿轮系还会将动力传递至液压泵7的转轴。此时，第一电磁阀的第一油口91与第一电磁阀的第二油口92连通，第一电磁阀的第三油口93与第一电磁阀的第四油口94连通。因此驱使液压泵7从油箱12中抽出油液依次经过第一电磁阀的第一油口91、液压泵的入油口、液压泵的出油口，然后传递至第二电磁阀的第一油口101。而第二电磁阀的第一油口101与第二电磁阀的第二油口102连通，第二电磁阀的第三油口103与第二电磁阀的第四油口104连通。因此，油液经过第二电磁阀又会驱动液压马达8的转轴转动，最终将发动机1的机械能通过液压传递的方式转递至车辆的第二车轮162，从而驱动车辆行驶。
另外，在本发明实施例中，若第二电磁阀10处于第三状态，即第二电磁阀的第一油口101和第二电磁阀的第三油口103连通，第二电磁阀的第二油口102和第二电磁阀的第四油口104连通，可以实现液压马达8的反转动作，从而驱动第二车轮162反转，实现车辆倒车行驶。
如图6所示，控制混合动力系统切换为能量回收模式时，方法包括：控制发动机1、电机5、液压泵7不工作，控制离合器断开，控制第一电磁阀处于第一状态，控制第二电磁阀处于第三状态，控制第三电磁阀处于第二状态。能量回收模式适用于车辆燃油或供电组件存储的电量不充足的工况。该工作模式下车辆为滑行或者制动，且能量回收模式下的能量传递方向如图6中的箭头所示，此时，发动机1、电机5、液压泵7不工作，离合器断开，第一制动器18不制动，第二制动器19制动齿圈21，联动离合器的第一转动部171和第二转动部172分离。一方面，车辆前车轮161的机械能通过齿轮系传递至主轴4，并以此经过行星架23、行星轮22和中心轮24传递至电机5，驱动电机5的输出轴转动，从而使电机5发电。另一方面，第一电磁阀的油口不连通，可以避免车辆第一车轮161的机械能传递至液压泵7，使第一车轮161的机械能完全用于驱动电机5发电。同时，第二电磁阀的第二油口102与第二电磁阀的第四油口104连通，第二电磁阀的第一油口101与第二电磁阀的第三油口103连通，当车辆后车轮162驱动液压马达8的转轴转动时，液压马达8将第二油箱13中的油液从第四油口中抽出，并从第一油口中输送出去。第三电磁阀的第一油口111和第三电磁阀的第二油口112连通，第三电磁阀11的油口连通后接收来自第二电磁阀的第一油口101的油液，并传至蓄能器14，储存能量以待使用，从而实现能量回收。
在本发明实施例中，蓄能器14中储存的能量还可以用于驱动发动机1完成快速启动。其中，第一电磁阀的第一油口91与第一电磁阀的第三油口93连通，第一电磁阀的第二油口92与第一电磁阀的第四油口94连通(即第一电磁阀9处于第三状态)。蓄能器14主动输送油液至液压泵7，从而驱动液压泵7的转轴转动。并带动传动齿轮系、主轴4、行星轮系相继转动，从而实现拖动发动机1的输出轴转动的目的，完成发动机1的快速启动。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，所述系统包括：发动机(1)、行星轮系、离合器(3)、主轴(4)、电机(5)、用于为所述电机(5)供电的供电组件、液压泵(7)、液压马达(8)、第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(11)、油箱(12)和蓄能器(14)；
所述行星轮系包括：齿圈(21)、中心轮(24)、行星轮(22)和行星架(23)，所述中心轮(24)设于所述齿圈(21)内，所述行星轮(22)可转动地设置在所述行星架(23)上，且所述行星轮(22)位于所述中心轮(24)和所述齿圈(21)之间并与所述中心轮(24)和所述齿圈(21)啮合；
所述发动机(1)的输出轴通过所述离合器(3)与所述行星轮系的齿圈(21)连接，所述电机(5)的输出轴与所述行星轮系的中心轮(24)同轴连接，所述行星轮系的行星架(23)与所述主轴(4)同轴连接，所述主轴(4)与第一车轮(161)传动连接；
所述液压泵(7)的转轴与所述主轴(4)传动连接，所述第一电磁阀(9)的第一油口(91)与所述油箱(12)连通，所述第一电磁阀(9)的第二油口(92)与所述液压泵(7)的入油口连通，所述液压泵(7)的出油口与所述第二电磁阀(10)的第一油口(101)连通，所述第二电磁阀(10)的第二油口(102)与所述液压马达(8)的第一油口连通，所述液压马达(8)的第二油口与所述第二电磁阀(10)的第三油口(103)，所述第二电磁阀(10)的第四油口(104)与所述油箱(12)连通，所述液压马达(8)的转轴与第二车轮(162)传动连接；
所述液压泵(7)的出油口还与所述第一电磁阀(9)的第三油口(93)连通，所述第一电磁阀(9)的第四油口(94)与所述蓄能器(14)连通，所述蓄能器(14)还与所述第三电磁阀(11)的第一油口(111)连通，所述第三电磁阀(11)的第二油口(112)与所述第二电磁阀(10)的第一油口(101)连通；
所述第一电磁阀(9)为三位四通阀，所述第一电磁阀(9)处于第一状态时，所述第一电磁阀(9)的各油口均关闭，所述第一电磁阀(9)处于第二状态时，所述第一电磁阀(9)的第一油口(91)和所述第一电磁阀(9)的第二油口(92)连通，所述第一电磁阀(9)的第三油口(93)和所述第一电磁阀(9)的第四油口(94)连通，所述第一电磁阀(9)处于第三状态时，所述第一电磁阀(9)的第一油口(91)和所述第一电磁阀(9)的第三油口(93)连通，所述第一电磁阀(9)的第二油口(92)和所述第一电磁阀(9)的第四油口(94)连通；
所述第二电磁阀(10)为三位四通阀，所述第二电磁阀(10)处于第一状态时，所述第二电磁阀(10)的各油口均关闭，所述第二电磁阀(10)处于第二状态时，所述第二电磁阀(10)的第一油口(101)和所述第二电磁阀(10)的第二油口(102)连通，所述第二电磁阀(10)的第三油口(103)和第二电磁阀(10)的第四油口(104)连通，所述第二电磁阀(10)处于第三状态时，所述第二电磁阀(10)的第一油口(101)和所述第二电磁阀(10)的第三油口(103)连通，所述第二电磁阀(10)的第二油口(102)和所述第二电磁阀(10)的第四油口(104)连通；
所述第三电磁阀(11)为二位二通阀，所述第三电磁阀(11)处于第一状态时，所述第三电磁阀(11)的各油口均关闭，所述第三电磁阀(11)处于第二状态时，所述第三电磁阀(11)的第一油口(111)和所述第三电磁阀(11)的第二油口(112)连通。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括安全阀(203)，所述安全阀(203)的入油口和先导油口均与所述液压泵(7)的出油口连通，所述安全阀(203)的出油口与所述油箱(12)连通。
3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括联动离合器，所述联动离合器包括：第一转动部(171)和第二转动部(172)，所述第一转动部(171)与所述行星轮系的齿圈(21)同轴连接，所述第二转动部(172)与所述行星轮系的行星架(23)同轴连接。
4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括第一制动器(18)和第二制动器(19)，所述第一制动器(18)用于制动所述电机(5)，所述第二制动器(19)用于制动所述齿圈(21)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述供电组件包括：电池(61)和逆变器(62)，所述逆变器(62)连接在所述电池(61)和所述电机(5)之间。
6.一种混合动力系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如权利要求1-5任一项所述的混合动力系统切换为纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式或能量回收模式，所述混合驱动模式包括：混合二驱动模式和混合四驱模式。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述混合动力系统切换为所述纯电动模式时，所述方法包括：
控制所述发动机、所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器断开，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述电机工作。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述混合动力系统切换为所述纯发动机模式时，所述方法包括：
控制所述电机、所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述发动机工作。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述混合动力系统切换为所述混合驱动模式时，所述方法包括：
在所述混合二驱模式中，控制所述液压泵、所述液压马达不工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均处于所述第一状态，控制所述发动机、所述电机工作；
在所述混合四驱模式中，控制所述发动机、所述电机工作，控制所述离合器闭合，控制所述第一电磁阀处于所述第二状态，控制所述第二电磁阀处于所述第二状态，控制所述第三电磁阀处于所述第一状态，控制所述液压泵、所述液压马达工作。
10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述混合动力系统切换为所述能量回收模式时，所述方法包括：控制所述发动机、所述电机、所述液压泵不工作，控制所述离合器断开，控制所述第一电磁阀处于所述第一状态，控制所述第二电磁阀处于所述第三状态，控制所述第三电磁阀处于所述第二状态。
CN201810945386.1A 2018-08-17 2018-08-17 混合动力系统及控制方法 Active CN109080443B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810945386.1A CN109080443B (zh) 2018-08-17 2018-08-17 混合动力系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810945386.1A CN109080443B (zh) 2018-08-17 2018-08-17 混合动力系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109080443A true CN109080443A (zh) 2018-12-25
CN109080443B CN109080443B (zh) 2020-07-03

Family

ID=64793969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810945386.1A Active CN109080443B (zh) 2018-08-17 2018-08-17 混合动力系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109080443B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110001379A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 吉林大学 一种多轴混合动力车辆驱动系统
CN112298158A (zh) * 2020-10-19 2021-02-02 南京朗禾智能控制研究院有限公司 一种用于工程和农业机械的混合动力系统
CN113147377A (zh) * 2021-05-10 2021-07-23 上海中科深江电动车辆有限公司 单电机电液混合驱动的系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102887056A (zh) * 2011-07-20 2013-01-23 上海华普汽车有限公司 双模混合动力传动装置及混合动力传动系统
GB2530010A (en) * 2014-07-31 2016-03-16 Jaguar Land Rover Ltd Electric drive control
CN205439959U (zh) * 2016-01-05 2016-08-10 天津普正动力科技有限公司 一种混合动力汽车驱动系统
CN205553896U (zh) * 2016-03-14 2016-09-07 潍柴动力股份有限公司 一种动力总成
JP6132979B2 (ja) * 2014-04-18 2017-05-24 アムネクスト・テクノロジ株式会社 燃焼ガスを駆動力として噴出するエンジン
US9855856B2 (en) * 2016-01-28 2018-01-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic battery loading for electric vehicles
CN107696847A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力系统及应用
CN107757334A (zh) * 2017-10-18 2018-03-06 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102887056A (zh) * 2011-07-20 2013-01-23 上海华普汽车有限公司 双模混合动力传动装置及混合动力传动系统
JP6132979B2 (ja) * 2014-04-18 2017-05-24 アムネクスト・テクノロジ株式会社 燃焼ガスを駆動力として噴出するエンジン
GB2530010A (en) * 2014-07-31 2016-03-16 Jaguar Land Rover Ltd Electric drive control
CN205439959U (zh) * 2016-01-05 2016-08-10 天津普正动力科技有限公司 一种混合动力汽车驱动系统
US9855856B2 (en) * 2016-01-28 2018-01-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic battery loading for electric vehicles
CN205553896U (zh) * 2016-03-14 2016-09-07 潍柴动力股份有限公司 一种动力总成
CN107696847A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力系统及应用
CN107757334A (zh) * 2017-10-18 2018-03-06 奇瑞汽车股份有限公司 一种混合动力系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110001379A (zh) * 2019-04-24 2019-07-12 吉林大学 一种多轴混合动力车辆驱动系统
CN112298158A (zh) * 2020-10-19 2021-02-02 南京朗禾智能控制研究院有限公司 一种用于工程和农业机械的混合动力系统
CN113147377A (zh) * 2021-05-10 2021-07-23 上海中科深江电动车辆有限公司 单电机电液混合驱动的系统
CN113147377B (zh) * 2021-05-10 2022-04-19 上海中科深江电动车辆有限公司 单电机电液混合驱动的系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN109080443B (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104786818B (zh) 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法
CN102862470B (zh) 电动车辆的多模式功率分流动力系
CN103241123B (zh) 城市公交车用混合动力传动装置
CN105172572B (zh) 四驱混合动力车辆及其动力传动系统
CN108454377A (zh) 具有跛行回家模块的混合动力系统
CN110466338A (zh) 一种单行星排功率分流混合动力系统
CN106042888B (zh) 一种混合动力驱动系统及其驱动方法
CN103786564A (zh) 一种混合动力汽车驱动装置
CN209666820U (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN109080443A (zh) 混合动力系统及控制方法
CN110525194A (zh) 混合动力车辆用动力驱动系统及其控制方法
CN106114191A (zh) 一种汽车多模混合动力耦合装置
CN203780292U (zh) 一种双电机多模式动力耦合驱动结构
CN209666815U (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN104325875A (zh) 一种混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车
CN106427533A (zh) 一种电动车驱动桥及其驱动调速方法
CN108839551A (zh) 混合动力系统及控制方法
CN107571730B (zh) 一种用于混合动力汽车的动力耦合器及其运行模式
CN110126604A (zh) 纯电动电机驱动系统及电动车辆
CN107187309A (zh) 商用车双模式混合动力传动装置
CN204267640U (zh) 混合动力车液力耦合器
CN102555767B (zh) 一种汽车三离合混合动力驱动装置及其控制方法
CN206633804U (zh) 一种车辆机电复合无级变速传动系统
CN109017264A (zh) 混合动力系统及控制方法
CN103978882B (zh) 混合动力车辆的动力传递装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ren Zongdan

Inventor after: Yao Zhiwei

Inventor after: Zhang Hengxian

Inventor before: Ren Zongdan

Inventor before: Yao Zhiwei

Inventor before: Zhang Hengxian

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant