CN110027400B - 一种双电机混合动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双电机混合动力系统，包括发动机(1)、离合器(2)，第一电机(3)、第二电机(4)、其中：离合器(2)包括主动毂(201)和从动毂(202)，主动毂(201)与发动机(1)的曲轴固定连接，从动毂(202)和主动轴(17)的第一端固定连接；第一电机(3)包括定子(301)和转子(302)，转子(302)和从动毂(202)固定连接，从而使得发动机(1)和第一电机(3)输出的动力能够利用离合器(2)的状态变化，实现同时向变速箱输出或独立向变速箱输出，设置第一电机(3)和第二电机(4)，使混合动力系统能够利用两个电机与内燃机之间的协同工作，适应复杂的行驶状况，提高燃油经济性。

Description

一种双电机混合动力系统
技术领域
本发明属于混合动力技术领域，具体涉及一种双电机混合动力系统。
背景技术
混合动力汽车作为传统燃油汽车到新型纯电动汽车进行转变的过程中的过渡车型，因其既可以大幅提升车辆的燃油经济性，又可以避开纯电动汽车配套设施不完善，更换电池成本较高等问题，已经成为了各大车企研发的热点方向。
现有的混合动力系统一般都是基于传统的自动变速箱进行开发的，通过在已有的自动变速箱的前端或后端加入一个电机，构成混合动力系统。
在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：
现有的混合动力系统中只包含有一个电机，整个混合动力系统的运行模式较为单一，无法适应复杂的行驶状况，不利于提高燃油经济性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种双电机混合动力系统，通过设置两个电机，使混合动力系统能够适应复杂的行驶状况。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明提供了一种双电机混合动力系统，系统包括发动机、离合器，第一电机、第二电机、第二电机主动齿轮、第二电机中间齿轮、二档主动齿轮、主动轴同步器、一档主动齿轮、三档主动齿轮、减速器主动齿轮、二档从动齿轮、一档从动齿轮、从动轴同步器、三档从动齿轮、减速器从动齿轮、主动轴、从动轴以及半轴，其中：
离合器包括主动毂和从动毂，主动毂与发动机的曲轴固定连接，从动毂和主动轴的第一端固定连接，离合器被配置为在处于接合状态时，主动毂和从动毂相互接触摩擦达到转速同步，使发动机的曲轴与主动轴的转速同步，在处于非接合状态时，主动毂和从动毂的运动相互独立。
第一电机包括定子和转子，转子和从动毂固定连接。
第二电机的输出轴与第二电机主动齿轮固定连接，第二电机主动齿轮与第二电机中间齿轮相啮合，第二电机中间齿轮与三档主动齿轮相啮合。
二档主动齿轮、主动轴同步器、一档主动齿轮以及三档主动齿轮依次叠置，二档主动齿轮可转动地设置在主动轴上，主动轴同步器与主动轴的第二端固定连接，主动轴同步器适于与二档主动齿轮或一档主动齿轮接合，一档主动齿轮与三档主动齿轮利用转轴固定连接。
减速器主动齿轮、二档从动齿轮、一档从动齿轮、从动轴同步器以及三档从动齿轮依次叠置，减速器主动齿轮、二档从动齿轮以及从动轴同步器利用从动轴固定连接，一档从动齿轮和三档从动齿轮可转动地设置在从动轴上，从动轴同步器适于与一档从动齿轮或三档从动齿轮接合。
减速器主动齿轮与减速器从动齿轮相啮合，减速器从动齿轮与半轴固定连接，半轴用于带动车轮转动。
系统被配置为根据当前车辆状态，切换至对应模式，并调整发动机、离合器、第一电机、第二电机、主动轴同步器以及从动轴同步器的状态。
可选择地，系统被配置为在处于第一纯电动模式时，发动机处于熄火状态，离合器处于非接合状态，第一电机工作，第二电机不工作。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器处于非同步状态，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于第二纯电动模式时，发动机处于熄火状态，离合器处于非接合状态，第二电机工作，第一电机不工作。
主动轴同步器处于非同步状态，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器处于非同步状态，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于第三纯电动模式时，发动机处于熄火状态，离合器处于非接合状态，第一电机和第二电机均工作。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于第一并联混动模式时，发动机处于工作状态，离合器处于接合状态，第一电机工作，第二电机不工作。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器处于非同步状态，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于第二并联混动模式时，发动机处于工作状态，离合器处于接合状态，第二电机工作，第一电机不工作。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于第三并联混动模式时，发动机处于工作状态，离合器处于接合状态，第一电机和第一电机均工作。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于增程模式时，发动机处于工作状态，离合器处于接合状态，第一电机处于发电模式，第二电机工作。
主动轴同步器处于非同步状态，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器处于非同步状态，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
可选择地，系统被配置为在处于驻车充电模式时，发动机处于工作状态，离合器处于接合状态，第一电机与第二电机均处于发电模式。
主动轴同步器与从动轴同步器均处于非同步状态，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器处于非同步状态。
可选择地，系统被配置为在处于滑行制动充电模式时，发动机处于熄火状态，离合器处于非接合状态，第一电机与第二电机均处于发电模式。
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与一档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与二档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合，或，
主动轴同步器与一档主动齿轮接合，同时从动轴同步器与三档从动齿轮接合。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供了一种双电机混合动力系统，包括发动机、离合器，第一电机、第二电机、第二电机主动齿轮、第二电机中间齿轮、二档主动齿轮、主动轴同步器、一档主动齿轮、三档主动齿轮、减速器主动齿轮、二档从动齿轮、一档从动齿轮、从动轴同步器、三档从动齿轮、减速器从动齿轮、主动轴、从动轴以及半轴，其中：离合器包括主动毂和从动毂，主动毂与发动机的曲轴固定连接，从动毂和主动轴的第一端固定连接，离合器被配置为在处于接合状态时，主动毂和从动毂相互接触摩擦达到转速同步，使发动机的曲轴与主动轴的转速同步，在处于非接合状态时，主动毂和从动毂相互分离；第一电机包括定子和转子，转子和从动毂固定连接；第二电机的输出轴与第二电机主动齿轮固定连接，第二电机主动齿轮与第二电机中间齿轮相啮合，第二电机中间齿轮与三档主动齿轮相啮合；二档主动齿轮、主动轴同步器、一档主动齿轮以及三档主动齿轮依次叠置，二档主动齿轮可转动地设置在主动轴上，主动轴同步器与主动轴的第二端固定连接，主动轴同步器适于与二档主动齿轮或一档主动齿轮固定连接，一档主动齿轮与三档主动齿轮利用转轴固定连接；减速器主动齿轮、二档从动齿轮、一档从动齿轮、从动轴同步器以及三档从动齿轮依次叠置，减速器主动齿轮、二档从动齿轮以及从动轴同步器利用从动轴固定连接，一档从动齿轮和三档从动齿轮可转动地设置在从动轴上，从动轴同步器适于与一档从动齿轮或三档从动齿轮固定连接；减速器主动齿轮与减速器从动齿轮相啮合，减速器从动齿轮与半轴固定连接，通过设置两个电机，使混合动力系统能够适应复杂的行驶状况，提高了燃油经济性。
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。
附图1为本发明实施例提供的双电机混合动力系统的结构图；
附图2为本发明实施例提供的第一纯电动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图3为本发明实施例提供的第一纯电动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图4为本发明实施例提供的第一纯电动模式的第三情况的能量传输示意图；
附图5为本发明实施例提供的第二纯电动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图6为本发明实施例提供的第二纯电动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图7为本发明实施例提供的第三纯电动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图8为本发明实施例提供的第三纯电动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图9为本发明实施例提供的第三纯电动模式的第三情况的能量传输示意图；
附图10为本发明实施例提供的第三纯电动模式的第四情况的能量传输示意图；
附图11为本发明实施例提供的第一并联混动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图12为本发明实施例提供的第一并联混动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图13为本发明实施例提供的第一并联混动模式的第三情况的能量传输示意图；
附图14为本发明实施例提供的第二并联混动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图15为本发明实施例提供的第二并联混动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图16为本发明实施例提供的第二并联混动模式的第三情况的能量传输示意图；
附图17为本发明实施例提供的第二并联混动模式的第四情况的能量传输示意图；
附图18为本发明实施例提供的第三并联混动模式的第一情况的能量传输示意图；
附图19为本发明实施例提供的第三并联混动模式的第二情况的能量传输示意图；
附图20为本发明实施例提供的第三并联混动模式的第三情况的能量传输示意图；
附图21为本发明实施例提供的第三并联混动模式的第四情况的能量传输示意图；
附图22为本发明实施例提供的增程模式的第一情况的能量传输示意图；
附图23为本发明实施例提供的增程模式的第二情况的能量传输示意图；
附图24为本发明实施例提供的驻车充电模式的第一情况的能量传输示意图；
附图25为本发明实施例提供的驻车充电模式的第二情况的能量传输示意图；
附图26为本发明实施例提供的滑行制动充电模式的第一情况的能量传输示意图；
附图27为本发明实施例提供的滑行制动充电模式的第二情况的能量传输示意图；
附图28为本发明实施例提供的滑行制动充电模式的第三情况的能量传输示意图；
附图29为本发明实施例提供的滑行制动充电模式的第四情况的能量传输示意图。
图中的附图标记分别为：
1-发动机；
2-离合器；
3-第一电机；
4-第二电机；
5-第二电机主动齿轮；
6-第二电机中间齿轮；
7-二档主动齿轮；
8-主动轴同步器；
9-一档主动齿轮；
10-三档主动齿轮；
11-减速器主动齿轮；
12-二档从动齿轮；
13-一档从动齿轮；
14-从动轴同步器；
15-三档从动齿轮；
16-减速器从动齿轮；
17-主动轴；
18-从动轴；
19-半轴。
具体实施方式
为使本发明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。
本实施例提供了一种双电机混合动力系统，如图1所示，包括发动机1、离合器2，第一电机3、第二电机4、第二电机主动齿轮5、第二电机中间齿轮6、二档主动齿轮7、主动轴同步器8、一档主动齿轮9、三档主动齿轮10、减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12、一档从动齿轮13、从动轴同步器14、三档从动齿轮15、减速器从动齿轮16、主动轴17、从动轴18以及半轴19，其中：
离合器2包括主动毂201和从动毂202，主动毂201与发动机1的曲轴固定连接，从动毂202和主动轴17的第一端固定连接，离合器2被配置为在处于接合状态时，主动毂201和从动毂202相互接触摩擦达到转速同步，使发动机1的曲轴与主动轴17的转速同步，在处于非接合状态时，主动毂201和从动毂202的运动相互独立。
主动毂201是离合器2的动力输入端，随着发动机1的曲轴的转动而转动。从动毂202是离合器2的动力输出端，与变速机构的主动轴17相互固定，使得变速机构的主动轴17能够随从动毂202的转动而转动。
作为一种可选实施例，离合器2为湿式离合器，主动毂201和从动毂202上设置有对应的多片离合片，主动毂201和从动毂202利用多片离合片之间的相互摩擦达到转速同步。
第一电机3包括定子301和转子302，转子302和从动毂202固定连接。
作为一种可选实施例，转子302和从动毂202利用连接盘固定连接。
第二电机4的输出轴与第二电机主动齿轮5固定连接，第二电机主动齿轮5与第二电机中间齿轮6相啮合，第二电机中间齿轮6与三档主动齿轮10相啮合。
具体地，由于在第二电机主动齿轮5和三档主动齿轮10之间加入了一个第二电机中间齿轮6用于传动，从而即使使用更大功率的第二电机4，也能够更好地布置第二电机4在前机舱中的位置。
二档主动齿轮7、主动轴同步器8、一档主动齿轮9以及三档主动齿轮10依次叠置，二档主动齿轮7可转动地设置在主动轴17上，主动轴同步器8与主动轴17的第二端固定连接，主动轴同步器8适于与二档主动齿轮7或一档主动齿轮9接合，一档主动齿轮9与三档主动齿轮10利用转轴固定连接。
具体地，主动轴同步器8设置在二档主动齿轮7与一档主动齿轮9之间，并且可以通过自身的移动来选择接合的齿轮，主动轴同步器8可以通过向二档主动齿轮7侧移动来实现与二档主动齿轮7接合，或者通过向一档主动齿轮9侧移动来实现与一档主动齿轮9接合。由于主动轴同步器8与主动轴17的第二端固定连接，因此在主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合时，能够使得主动轴17的转速和二档主动齿轮7的转速同步，在主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合时，能够使得主动轴17的转速和一档主动齿轮9的转速同步。利用同步器代替传统离合器完成转速同步，简化了整个混合动力系统的结构，降低了成本。
减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12、一档从动齿轮13、从动轴同步器14以及三档从动齿轮15依次叠置，减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12以及从动轴同步器14利用从动轴18固定连接，一档从动齿轮13和三档从动齿轮15可转动地设置在从动轴18上，从动轴同步器14适于与一档从动齿轮13或三档从动齿轮15接合。
具体地，从动轴同步器14设置在一档从动齿轮13与三档从动齿轮15之间，并且可以通过自身的移动来选择接合的齿轮，从动轴同步器14可以通过向一档从动齿轮13侧移动来实现与一档从动齿轮13接合，或者通过向三档从动齿轮15侧移动来实现与三档从动齿轮15接合。
减速器主动齿轮11与减速器从动齿轮16相啮合，减速器从动齿轮16与半轴19固定连接，半轴19用于带动车轮转动。
减速器主动齿轮11与从动轴18固定连接，且减速器主动齿轮11和减速器从动齿轮16啮合，用于从动轴18输出的转速更多地转化成减速器从动齿轮16得到的扭矩，从而以一个较大的扭矩带动半轴19转动，半轴19带动车轮转动，将发动机1侧输出的高转速转化为车轮侧的高扭矩。
上述二档主动齿轮7、主动轴同步器8、一档主动齿轮9、三档主动齿轮10、减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12、一档从动齿轮13、从动轴同步器14、三档从动齿轮15、减速器从动齿轮16、主动轴17以及从动轴18组成了一个完整的三档变速器传动机构。
系统被配置为根据当前车辆状态，切换至对应模式，并调整发动机1、离合器2、第一电机3、第二电机4、主动轴同步器8以及从动轴同步器14的状态。
作为一种可选实施例，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量以及当前车速，系统还可以包括控制单元，控制单元根据当前车辆状态确定出对应的模式，与当前车辆状态对应的模式有第一纯电动模式、第二纯电动模式、第三纯电动模式、第一并联混动模式、第二并联混动模式、第三并联混动模式、增程模式、驻车充电模式、滑行制动充电模式。
在本实施例中，第一电机3和第二电机4工作即指电机处于将电能转化为机械能的电动机模式，不工作即处于既不将电能转化为机械能又不将机械能转化为电能的状态，处于发电模式即处于将机械能转化为电能的状态。
在本实施例中，系统被配置为在处于第一纯电动模式时，如图2-4所示，发动机1处于熄火状态，离合器2处于非接合状态，第一电机3工作，第二电机4不工作。即利用第一电机3作为唯一动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图2所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得第一电机3输出的转速传递至主动轴17，并经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图3所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14处于非同步状态，使得第一电机3输出的转速传递至主动轴17，并经由二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为二档。
如图4所示的第三情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得第一电机3输出的转速传递至主动轴17，并经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。
在本实施例中，系统被配置为在处于第二纯电动模式时，如图5-6所示，发动机1处于熄火状态，离合器2处于非接合状态，第二电机4工作，第一电机3不工作。即利用第二电机4作为唯一动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图5所示的第一情况，主动轴同步器8处于非同步状态，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图6所示的第二情况，主动轴同步器8处于非同步状态，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为二档。
本实施例所提供的混合动力系统在处于第一纯电动模式或第二纯电动模式时，利用第一电机3或者第二电机4单独作为动力源，适于车辆处于低速蠕行或巡航状态的情况，能够更加节省电力。
在本实施例中，系统被配置为在处于第三纯电动模式时，如图7-10所示，发动机1处于熄火状态，离合器2处于非接合状态，第一电机3和第二电机4均工作。即利用第一电机3和第二电机4共同作为动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图7所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得第一电机3和第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图8所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得第一电机3和第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即第一电机3对应的档位为二档，第二电机4对应的档位为一档。
如图9所示的第三情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得第一电机3和第二电机4输出的转速经由二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合以及三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即第一电机3对应的档位为二档，第二电机4对应的档位为三档。
如图10所示的第四情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得第一电机3和第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。
本实施例所提供的混合动力系统在处于第三纯电动模式时，利用第一电机3和第二电机4共同作为动力源，适于车辆处于低速状态下但临时需要较大扭矩进行超车的情况，能够使得车辆短时间内获得较大扭矩，动力响应性好。
在本实施例中，系统被配置为在处于第一并联混动模式时，如图11-13所示，发动机1处于工作状态，离合器2处于接合状态，第一电机3工作，第二电机4不工作，即同时利用发动机1和第一电机3作为动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图11所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得发动机1和第一电机3输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图12所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14处于非同步状态，使得发动机1和第一电机3输出的转速经由二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为二档。
如图13所示的第三情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得发动机1和第一电机3输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。
而且，在需要发动机1介入时，可以将离合器2接合，并通过第一电机3倒拖发动机1的曲轴，使发动机1启动，而且在通过第一电机3倒拖发动机1的曲轴的过程中，主动轴同步器8和从动轴同步器14都处于非同步状态，从而使得发动机(1)的输出与车轮解耦，使发动机(1)的启动不会对车辆产生冲击，平顺性更好。
在本实施例中，系统被配置为在处于第二并联混动模式时，如图14-17所示，发动机1处于工作状态，离合器2处于接合状态，第二电机4工作，第一电机3不工作，即同时利用发动机1和第二电机4作为动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图14所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得发动机1和第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图15所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得发动机1和第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即当前发动机1对应的档位是二档，当前第二电机4对应的档位是一档。
如图16所示的第三情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得发动机1和第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即当前发动机1对应的档位是二档，当前第二电机4对应的档位是三档。
如图17所示的第四情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得发动机1和第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。
在本实施例中，系统被配置为在处于第三并联混动模式时，如图18-21所示，发动机1处于工作状态，离合器2处于接合状态，第一电机3和第二电机4均工作。即利用发动机1、第一电机3以及第二电机4三者同时作为动力源，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图18所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得发动机1、第一电机3以及第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图19所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得发动机1、第一电机3以及第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即当前发动机1和第一电机3对应的档位是二档，当前第二电机4对应的档位是一档。
如图20所示的第三情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得发动机1、第一电机3以及第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即当前发动机1和第一电机3对应的档位是二档，当前第二电机4对应的档位是三档。
如图21所示的第四情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得发动机1、第一电机3以及第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。本实施例所提供的混合动力系统在处于第一并联混动模式、第二并联混动模式以及第三并联混动模式时，利用发动机1和第一电机3或第二电机4共同作为动力源，适于车辆处于高速状态下但临时需要较大扭矩进行超车的情况，既能够利用内燃机在高转速下的动力优势，又能够利用电机响应性快的特点，使得车辆在高速行驶时能够在短时间内获得较大扭矩。
在本实施例中，系统被配置为在处于增程模式时，如图22-23所示，发动机1处于工作状态，离合器2处于接合状态，第一电机3处于发电模式，第二电机4工作。即第一电机3利用发动机1的输出转速进行反向发电，系统还包括动力电池，第一电机3发的电储存在动力电池内，并用于为第二电机4供电，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图22所示的第一情况，主动轴同步器8处于非同步状态，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得第二电机4输出的转速经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为一档。
如图23所示的第二情况，主动轴同步器8处于非同步状态，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得第二电机4输出的转速经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至从动轴18，并传递至半轴19以带动车轮转动，即车辆当前档位为三档。
本实施例所提供的混合动力系统在处于增程模式时，将第一电机3作为发电机，利用发动机1的输出转速对动力电池进行充电，以增加车辆的纯电续航里程，并利用动力电池驱动第二电机4，适于车辆燃油剩余储备量较多但动力电池电量不足的情况，使得车辆既能够充分利用电机的响应性好扭矩大的优势，又能够始终保持充足的纯电续航里程。
在本实施例中，系统被配置为在处于驻车充电模式时，如图24-25所示，发动机1处于工作状态，离合器2处于接合状态，第一电机3与第二电机4均处于发电模式。即第一电机3和/或第二电机4均利用发动机1的输出转速进行反向发电，系统还包括动力电池，所发的电储存在动力电池内，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图24所示的第一情况，主动轴同步器8与从动轴同步器14均处于非同步状态，使得发动机1输出的转速经由离合器2传递至第一电机3，利用第一电机3进行发电。
如图25所示的第二情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14处于非同步状态，使得发动机1输出的转速传递至第一电机3和第二电机4，利用第一电机3和第二电机4同时进行发电。
本实施例所提供的混合动力系统在处于驻车充电模式时，将第一电机3和/或第二电机4作为发电机，利用发动机1的输出转速对动力电池进行充电，以增加车辆的纯电续航里程，并利用动力电池驱动第二电机4，适于车辆燃油剩余储备量较多但动力电池电量不足的情况，使得车辆能够始终保持充足的纯电续航里程。
在本实施例中，系统被配置为在处于滑行制动充电模式时，如图26-29所示，发动机1处于熄火状态，离合器2处于非接合状态，第一电机3与第二电机4均处于发电模式，即通过车轮的惯性带动半轴19转动，半轴19转动经过一系列齿轮传动带动第一电机3和第二电机4，利用第一电机3和第二电机4进行发电，同时主动轴同步器8和从动轴同步器14呈下列几种情况之一：
如图26所示的第一情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得半轴19的转动经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合传递至第一电机3和第二电机4。
如图27所示的第二情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与一档从动齿轮13接合，使得半轴19的转动经由一档主动齿轮9和一档从动齿轮13之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至第一电机3和第二电机4。
如图28所示的第三情况，主动轴同步器8与二档主动齿轮7接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得半轴19的转动经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合以及二档主动齿轮7和二档从动齿轮12之间的啮合传递至第一电机3和第二电机4。
如图29所示的第四情况，主动轴同步器8与一档主动齿轮9接合，同时从动轴同步器14与三档从动齿轮15接合，使得半轴19的转动经由三档主动齿轮10和三档从动齿轮15之间的啮合传递至第一电机3和第二电机4。
本实施例所提供的混合动力系统在处于滑行制动充电模式时，将第一电机3和/或第二电机4作为发电机，利用半轴19的惯性转速对动力电池进行充电，以增加车辆的纯电续航里程，充分利用车辆的惯性，使得车辆能够始终保持充足的纯电续航里程。
作为一种可选实施例，发动机1还可以单独作为动力源驱动车轮，在这种工作模式下，离合器2处于接合状态，主动轴同步器8和从动轴同步器14根据不同的档位，与对应的齿轮接合，使得发动机输出的转速经过多个齿轮之间的啮合传递至半轴19并带动车轮转动。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供了一种双电机混合动力系统，包括发动机1、离合器2，第一电机3、第二电机4、第二电机主动齿轮5、第二电机中间齿轮6、二档主动齿轮7、主动轴同步器8、一档主动齿轮9、三档主动齿轮10、减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12、一档从动齿轮13、从动轴同步器14、三档从动齿轮15、减速器从动齿轮16、主动轴17、从动轴18以及半轴19，其中：离合器2包括主动毂201和从动毂202，主动毂201与发动机1的曲轴固定连接，从动毂202和主动轴17的第一端固定连接，离合器2被配置为在处于接合状态时，主动毂201和从动毂202相互接触摩擦达到转速同步，使发动机1的曲轴与主动轴17的转速同步，在处于非接合状态时，主动毂201和从动毂202相互分离；第一电机3包括定子301和转子302，转子302和从动毂202固定连接，从而使得发动机1和第一电机3输出的动力能够利用离合器2的状态实现同时向变速箱输出或者单一向变速箱输出，提高了动力源分配的灵活性；第二电机4的输出轴与第二电机主动齿轮5固定连接，第二电机主动齿轮5与第二电机中间齿轮6相啮合，第二电机中间齿轮6与三档主动齿轮10相啮合；二档主动齿轮7、主动轴同步器8、一档主动齿轮9以及三档主动齿轮10依次叠置，二档主动齿轮7可转动地设置在主动轴17上，主动轴同步器8与主动轴17的第二端固定连接，主动轴同步器8适于与二档主动齿轮7或一档主动齿轮9固定连接，一档主动齿轮9与三档主动齿轮10利用转轴固定连接；减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12、一档从动齿轮13、从动轴同步器14以及三档从动齿轮15依次叠置，减速器主动齿轮11、二档从动齿轮12以及从动轴同步器14利用从动轴18固定连接，一档从动齿轮13和三档从动齿轮15可转动地设置在从动轴18上，从动轴同步器14适于与一档从动齿轮13或三档从动齿轮15固定连接；减速器主动齿轮11与减速器从动齿轮16相啮合，减速器从动齿轮16与半轴19固定连接，从而组成了一个完整的三档变速器传动机构，采用主动轴同步器8和从动轴同步器14代替传统离合器，降低了液压油路的复杂程度，降低了整个混合动力系统的成本，并且本混合动力系统通过设置第一电机3和第二电机4这两个电机，使混合动力系统能够利用两个电机与内燃机之间的协同工作，适应复杂的行驶状况，提高了燃油经济性。
在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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。

Claims (10)

1.一种双电机混合动力系统，其特征在于，包括发动机(1)、离合器(2)，第一电机(3)、第二电机(4)、第二电机主动齿轮(5)、第二电机中间齿轮(6)、二档主动齿轮(7)、主动轴同步器(8)、一档主动齿轮(9)、三档主动齿轮(10)、减速器主动齿轮(11)、二档从动齿轮(12)、一档从动齿轮(13)、从动轴同步器(14)、三档从动齿轮(15)、减速器从动齿轮(16)、主动轴(17)、从动轴(18)以及半轴(19)，其中：
所述离合器(2)包括主动毂(201)和从动毂(202)，所述主动毂(201)与所述发动机(1)的曲轴固定连接，所述从动毂(202)和所述主动轴(17)的第一端固定连接，所述离合器(2)被配置为在处于接合状态时，所述主动毂(201)和所述从动毂(202)相互接触摩擦达到转速同步，使所述发动机(1)的曲轴与所述主动轴(17)的转速同步，在处于非接合状态时，所述主动毂(201)和所述从动毂(202)的运动相互独立；
所述第一电机(3)包括定子(301)和转子(302)，所述转子(302)和所述从动毂(202)固定连接；
所述第二电机(4)的输出轴与所述第二电机主动齿轮(5)固定连接，所述第二电机主动齿轮(5)与所述第二电机中间齿轮(6)相啮合，所述第二电机中间齿轮(6)与所述三档主动齿轮(10)相啮合；
所述二档主动齿轮(7)、所述主动轴同步器(8)、所述一档主动齿轮(9)以及所述三档主动齿轮(10)依次叠置，所述二档主动齿轮(7)可转动地设置在所述主动轴(17)上，所述主动轴同步器(8)与所述主动轴(17)的第二端固定连接，所述主动轴同步器(8)适于与所述二档主动齿轮(7)或所述一档主动齿轮(9)接合，所述一档主动齿轮(9)与所述三档主动齿轮(10)利用转轴固定连接；
所述减速器主动齿轮(11)、所述二档从动齿轮(12)、所述一档从动齿轮(13)、所述从动轴同步器(14)以及所述三档从动齿轮(15)依次叠置，所述减速器主动齿轮(11)、所述二档从动齿轮(12)以及所述从动轴同步器(14)利用所述从动轴(18)固定连接，所述一档从动齿轮(13)和所述三档从动齿轮(15)可转动地设置在所述从动轴(18)上，所述从动轴同步器(14)适于与所述一档从动齿轮(13)或所述三档从动齿轮(15)接合；
所述减速器主动齿轮(11)与所述减速器从动齿轮(16)相啮合，所述减速器从动齿轮(16)与所述半轴(19)固定连接，所述半轴(19)用于带动车轮转动；
所述系统被配置为根据当前车辆状态，切换至对应模式，并调整所述发动机(1)、所述离合器(2)、所述第一电机(3)、所述第二电机(4)、所述主动轴同步器(8)以及所述从动轴同步器(14)的状态。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第一纯电动模式时，所述发动机(1)处于熄火状态，所述离合器(2)处于非接合状态，所述第一电机(3)工作，所述第二电机(4)不工作；
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)处于非同步状态，或，
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第二纯电动模式时，所述发动机(1)处于熄火状态，所述离合器(2)处于非接合状态，所述第二电机(4)工作，所述第一电机(3)不工作；
所述主动轴同步器(8)处于非同步状态，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)处于非同步状态，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第三纯电动模式时，所述发动机(1)处于熄火状态，所述离合器(2)处于非接合状态，所述第一电机(3)和所述第二电机(4)均工作；
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第一并联混动模式时，所述发动机(1)处于工作状态，所述离合器(2)处于接合状态，所述第一电机(3)工作，所述第二电机(4)不工作；
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)处于非同步状态，或，
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第二并联混动模式时，所述发动机(1)处于工作状态，所述离合器(2)处于接合状态，所述第二电机(4)工作，所述第一电机(3)不工作；
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于第三并联混动模式时，所述发动机(1)处于工作状态，所述离合器(2)处于接合状态，所述第一电机(3)和所述第二电机(4)均工作；
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述二档主动齿轮(7)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与所述一档主动齿轮(9)接合，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
8.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于增程模式时，所述发动机(1)处于工作状态，所述离合器(2)处于接合状态，所述第一电机(3)处于发电模式，所述第二电机(4)工作；
所述主动轴同步器(8)处于非同步状态，同时所述从动轴同步器(14)与所述一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)处于非同步状态，同时所述从动轴同步器(14)与所述三档从动齿轮(15)接合。
9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于驻车充电模式时，所述发动机(1)处于工作状态，所述离合器(2)处于接合状态，所述第一电机(3)与所述第二电机(4)均处于发电模式；
所述主动轴同步器(8)与一档主动齿轮(9)接合，同时从动轴同步器(14)处于非同步状态。
10.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统被配置为在处于滑行制动充电模式时，所述发动机(1)处于熄火状态，所述离合器(2)处于非接合状态，所述第一电机(3)与所述第二电机(4)均处于发电模式；
所述主动轴同步器(8)与一档主动齿轮(9)接合，同时从动轴同步器(14)与一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与二档主动齿轮(7)接合，同时从动轴同步器(14)与一档从动齿轮(13)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与二档主动齿轮(7)接合，同时从动轴同步器(14)与三档从动齿轮(15)接合，或，
所述主动轴同步器(8)与一档主动齿轮(9)接合，同时从动轴同步器(14)与三档从动齿轮(15)接合。
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