CN113022295B - 混合动力系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种混合动力系统和控制方法，包括：发动机、第一电机、第一主轴、第二主轴、第一齿轮系、第二齿轮系、第三齿轮系、第一同步器和第二同步器；第一主轴包括第一传动段和第二传动段，第一传动段与第二传动段活动连接；第一齿轮系连接在第一传动段和第二主轴上，第二齿轮系连接在第二传动段和第二主轴上，第三齿轮系连接在第一传动段的第一端和第二主轴上，第二主轴与车轮传动连接；第一同步器可选择地与第一齿轮系或第三齿轮系传动连接；第二同步器可选择地与第二齿轮系或第三齿轮系传动连接。本公开能在实现多挡位驱动的同时，简化混合动力系统的结构。

Description

混合动力系统和控制方法
技术领域
本公开涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力系统和控制方法。
背景技术
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。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，因而配置有混合动力系统的新能源汽车是发展的趋势。
相关技术提供了一种混合动力系统，包括发动机、电机、同步器和四个齿轮系，其中，四个齿轮系中的两个齿轮系用于供发动机使用，发动机与两个齿轮系之间的动力连接通过同步器切换，使发动机能切换至不同挡位；四个齿轮系中的另外两个齿轮系用于供电机使用，电机与两个齿轮系之间的动力连接通过同步器切换，使电机能切换至不同挡位。
该混合动力系统虽实现了多挡位驱动的目的，但采用的齿轮系较多，使得混合动力系统的结构较复杂，制造成本过高。
发明内容
本公开实施例提供了一种混合动力系统和控制方法，能在实现多挡位驱动的同时，简化混合动力系统的结构。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种混合动力系统，所述混合动力系统过包括：发动机、第一电机、第一主轴、第二主轴、第一齿轮系、第二齿轮系、第三齿轮系、第一同步器和第二同步器；所述第一主轴包括同轴的第一传动段和第二传动段，所述第一传动段的第一端与所述第二传动段的第一端在所述第一传动段的周向上活动连接，所述发动机的输出轴与所述第一传动段的第二端传动连接，所述第一电机的输出轴与所述第二传动段的第二端传动连接；所述第一主轴与所述第二主轴平行，所述第一齿轮系的输入齿轮同轴活动套装在所述第一传动段外，所述第一齿轮系的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴外，所述第二齿轮系的输入齿轮同轴活动套装在所述第二传动段外，所述第二齿轮系的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴外，所述第三齿轮系的输入齿轮同轴活动套装在所述第一传动段的第一端外，所述第三齿轮系的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴外，所述第二主轴与车轮传动连接，所述第一齿轮系的传动比、所述第二齿轮系的传动比和所述第三齿轮系的传动比均不同；所述第一同步器安装在第一传动段上，且位于第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮之间，所述第一同步器可选择地与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮传动连接；所述第二同步器安装在第二传动段上，且位于第二齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮之间，所述第二同步器可选择地与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮传动连接。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述第二传动段的第一端设有连接筒，所述连接筒与所述第二传动段同轴，所述第一传动段的第一端同轴活动插装在所述连接筒内，所述第三齿轮系的输入齿轮同轴活动套装在所述连接筒外。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述混合动力系统还包括第二电机，所述第二电机的输出轴与所述第一传动段传动连接。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述混合动力系统还包括用于向所述第一电机和所述第二电机供电的供电组件，所述供电组件包括：电池组和两个逆变器，所述两个逆变器中的一个连接在所述电池组和所述第一电机之间，所述两个逆变器中的另一个连接在所述电池组和所述第二电机之间。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述混合动力系统还包括第四齿轮系，所述第四齿轮系的输入齿轮与所述第二电机的输出轴同轴连接，所述第四齿轮系的输出齿轮同轴固定套装在所述第一传动段外。
本公开实施例提供了一种混合动力系统的控制方法，适用于前文所述的混合动力系统，所述控制方法包括：确定动力模式；根据所述动力模式控制所述发动机、所述第一电机和所述第二电机的工作状态，以及所述第一同步器和所述第二同步器的连接状态。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述动力模式为纯电动模式时，所述控制方法包括：控制所述发动机、所述第二电机不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述动力模式为纯发动机模式时，所述控制方法包括：控制发动机工作，控制所述第二电机不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机不工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述动力模式为混合驱动模式时，所述控制方法包括：控制所述发动机驱动所述第二电机发电，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接；控制所述发动机和所述第二电机工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接；控制所述发动机和所述第二电机工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机不工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述动力模式为能量回收模式时，所述控制方法包括：控制所述发动机和所述第二电机均不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，使所述第一电机发电。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本公开实施例提供的混合动力系统中，发动机和第一主轴的第一传动段传动连接，第二电机和第一主轴的第二传动段传动连接，由于第一传动段和第二传动段之间是周向活动的，这样发动机输出的动力和第一电机输出的动力不会相互干涉；同时，还在第一主轴和第二主轴之间并排设置有第一齿轮系、第二齿轮系和第三齿轮系；其中，第一齿轮系设置在第一传动段和第二主轴之间，第二齿轮系设置在第二传动段和第二主轴之间，第三齿轮系的输入齿轮设置在第一传动段的第一端，也即第二齿轮系的输入齿轮设置在第一传动段和第二传动段的交接处，并且第二齿轮系的输出齿轮与第二主轴传动连接；由于第三齿轮系设置在第一传动段和第二传动段的交接处，这样通过第一同步器就能将第三齿轮系接入第一传动段，通过第二同步器就能将第三齿轮系接入第二传动段，也即是，第二齿轮系设置在第一传动段和第二传动段的交接处，可以作为发动机和第一电机所公用的齿轮系，这样既可以分别实现发动机和第一电机的两挡驱动，还节省了一组齿轮系的布置，充分发挥发动机和第一电机性能的同时，还降低混合动力系统的造价成本，且缩减混合动力系统的整体尺寸。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图；
图3是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图；
图4是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图；
图5是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图6是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图7是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图8是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图9是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图10是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图11是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图12是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图；
图13是本公开实施例提供的一种混合动力系统在能量回收模式下的能量传递示意图；
图14是本公开实施例提供的一种混合动力系统在能量回收模式下的能量传递示意图。
图中各标记说明如下：
1-发动机；
21-第一电机，22-第二电机；
3-第一主轴，31-第一传动段，32-第二传动段，33-连接筒；
4-第二主轴；
51-第一齿轮系，52-第二齿轮系，53-第三齿轮系，54-第四齿轮系；
61-第一同步器，62-第二同步器；
71-电池组，72-逆变器。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
图1是本公开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，该混合动力系统包括：发动机1、第一电机21、第一主轴3、第二主轴4、第一齿轮系51、第二齿轮系52、第三齿轮系53、第一同步器61和第二同步器62。
如图1所示，第一主轴3包括同轴的第一传动段31和第二传动段32，第一传动段31的第一端与第二传动段32的第一端在第一传动段31的周向上活动连接，发动机1的输出轴与第一传动段31的第二端传动连接，第一电机21的输出轴与第二传动段32的第二端传动连接。
如图1所示，第一主轴与第二主轴平行，第一齿轮系51的输入齿轮同轴活动套装在第一传动段31外，第一齿轮系51的输出齿轮同轴固定套装在第二主轴4外，第二齿轮系52的输入齿轮同轴活动套装在第二传动段32外，第二齿轮系52的输出齿轮同轴固定套装在第二主轴4外，第三齿轮系53的输入齿轮同轴活动套装在第一传动段31的第一端外，第三齿轮系53的输出齿轮同轴固定套装在第二主轴4外，第二主轴4与车轮传动连接，第一齿轮系的传动比、第二齿轮系的传动比和第三齿轮系的传动比均不同。
其中，第一同步器61安装在第一传动段31上，且位于第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮之间，第一同步器61可选择地与第一齿轮系51的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮传动连接。
其中，第二同步器62安装在第二传动段32上，且位于第二齿轮系52的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮之间，第二同步器62可选择地与第二齿轮系52的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮传动连接。
本公开实施例提供的混合动力系统中，发动机1和第一主轴3的第一传动段31传动连接，第二电机22和第一主轴3的第二传动段32传动连接，由于第一传动段31和第二传动段32之间是周向活动的，这样发动机1输出的动力和第一电机21输出的动力不会相互干涉；同时，还在第一主轴3和第二主轴4之间并排设置有第一齿轮系51、第二齿轮系52和第三齿轮系53；其中，第一齿轮系51设置在第一传动段31和第二主轴4之间，第二齿轮系52设置在第二传动段32和第二主轴4之间，第三齿轮系53的输入齿轮设置在第一传动段31的第一端，也即第二齿轮系52的输入齿轮设置在第一传动段31和第二传动段32的交接处，并且第二齿轮系52的输出齿轮与第二主轴4传动连接；由于第三齿轮系53设置在第一传动段31和第二传动段32的交接处，这样通过第一同步器61就能将第三齿轮系53接入第一传动段31，通过第二同步器62就能将第三齿轮系53接入第二传动段32，也即是，第二齿轮系52设置在第一传动段31和第二传动段32的交接处，可以作为发动机1和第一电机21所公用的齿轮系，这样在既可以分别实现发动机1和第一电机21的两挡驱动，还节省了一组齿轮系的布置，充分发挥发动机1和第一电机21性能的同时，还降低混合动力系统的造价成本，且缩减混合动力系统的整体尺寸。
本公开实施例中，第一齿轮系51为二挡齿轮系，用于使车辆处于中等速度行驶状态，第二齿轮系52为一挡齿轮系，用于使得车辆处于低速行驶状态，第三齿轮系53为三挡齿轮系，用于使车辆处于高速行驶状态。
其中，在第一同步器61的控制下，发动机1可以接入二挡齿轮系或三挡齿轮系，这样就使发动机1只在中高速工况下工作时，发挥发动机1的性能；在第二同步器62的控制下，第一电机21可以接入一挡齿轮系或三挡齿轮系，这样就使第一电机21能在车辆起步需要大扭矩时，接入一挡齿轮系便于车辆快速起步，而车辆起步后，第一电机21也能接入三挡齿轮系，以驱动车辆进入高速行驶状态，发挥第一电机21的性能。
可选地，第二传动段32的第一端设有连接筒33，连接筒33与第二传动段32同轴，第一传动段31的第一端同轴活动插装在连接筒33内，第三齿轮系53的输入齿轮同轴套装在连接筒33外。
其中，通过在第二传动段32的第一端设置连接筒33，以使第一传动段31的第一端可以直接插设在连接筒33的内孔中，便于第一传动段31和第二传动段32迅速同轴对接在一起。
示例性地，连接筒33内可以设置轴承，轴承的外圈固定在连接筒33的内壁上，轴承的内圈固定套装在第一传动段31的第一端，这样当第一传动段31的第一端插装入连接筒33后，第一传动段31的第一端就能在连接筒33内自由转动，实现第一传动段31和第二传动段32之间的周向活动连接。
在其他一些实现方式中，第一传动段31的第一端设置有连接筒33，第二传动段32的第一端活动插装在连接筒33内。也即是，连接筒33设置在第一传动段31或第二传动段32均可以，只要满足第一传动段31和第二传动段32之间的周向活动连接即可。
示例性地，如图1所示，第三齿轮系53的输入齿轮同轴活动套装在连接筒33外。其中，第三齿轮系53的输入齿轮具有内孔，且第三齿轮系53的输入齿轮的内孔中可以同轴固定插装有套装筒，该套装筒用于供第三齿轮系53的输入齿轮套装在连接筒33外。这样通过套装筒同轴套装在连接筒33外，就使得第二齿轮系52的输入齿轮能活动套装在第一传动段31和第二传动段32的交接处。
例如，在套装筒和连接筒33之间也可以设置轴承，轴承的外圈固定在套装筒的内壁上，轴承的内圈固定套装在连接筒33外，使得第三齿轮系53的输入齿轮能在连接筒33外自由转动，实现第三齿轮系53的输入齿轮和连接筒33的周向活动连接。
在另外一些实现方式中，第一传动段31或第二传动段32可以在第一传动段31的轴向上伸缩移动，也即是第一传动段31和第二传动段32之间可以通过伸缩第一传动段31或第二传动段32的方式选择性地接触或者间隔分布。
上述实现方式中，连接筒33的内壁可以设置齿圈，第一传动段31的第一端外套装有齿轮，该齿轮用于与齿圈配合，使当第一传动段31的第一端插装入连接筒33后，齿轮能和连接筒33内的齿圈恰好啮合，从而使得第一传动段31和第二传动段32能一起转动。
示例性地，第一传动段31的第一端的端面可以开槽，并在槽内安装电动伸缩轴，且电动伸缩轴的一端和位于槽外的齿轮同轴连接。这样通过控制电动伸缩轴沿轴向伸缩，就能使第一传动段31的第一端靠近第二传动段32的第一端，以使第一传动段31上的齿轮进入第二传动段32的连接筒内，让齿圈和齿轮啮合，使得第一传动段31和第二传动段32能一起转动。
示例性地，混合动力系统中还可以设置移动底座，移动底座用于安装第一电机21，且移动底座能沿着第一主轴的轴向在汽车的安装腔内往复滑动。这样通过控制移动底座带动第一电机一起移动，从而使与第一电机的输出轴同轴连接的第二传动段32也能在第一主轴的轴向上伸缩移动，以实现第一传动段31和第二传动段32对接或分离的目的。
其中，移动底座可以包括底盘、电动滚轮和滑槽，电动滚轮安装在底盘的一侧面，底盘的另一侧面设有用于安装电机的安装结构(如，螺孔)。电动滚轮位于滑槽内，滑槽沿第一主轴的轴向延伸，使底盘能通过电动滚轮沿着第一主轴的轴向往复移动。
需要说明的是，当移动底座用于安装发动机1时，即此时第一传动段31可以在第一传动段31的轴向上伸缩移动。如图1所示，由于第一传动段31上固定套装有齿轮，为避免第一传动段31移动会影响齿轮系内齿轮之间的啮合，相互啮合的两个齿轮的厚度可以不同，且两个齿轮的厚度的差值可以根据第一传动段31的第一端和第二传动段32的第一端之间的间距确定，以保证齿轮随第一传动段31伸缩移动时，齿轮系上的齿轮仍然能保持啮合关系。
例如，一个齿轮的厚度是另一个齿轮的厚度的2倍以上。
其中，可以通过减小套装在第一传动段31上的齿轮的厚度，或者减小与套装在第一传动段31上的齿轮啮合的齿轮的厚度，以实现两个啮合的齿轮之间存在厚度差的目的。
在其他一些实现方式中，也可以通过将套装在第一传动段31上的齿轮的厚度增大，或者将与套装在第一传动段31上的齿轮啮合的齿轮的厚度增大，实现两个啮合的齿轮之间存在厚度差的目的，本公开实施例不做限制。
这样，控制第一传动段31的第一端插入连接筒33，使得齿圈和齿轮啮合，然后控制第二同步器62接入第二齿轮系52的输入齿轮，第一同步器61不接入第一齿轮系51和第三齿轮系53，就使得发动机1的动力也能通过第二齿轮系52传递至车轮，即实现发动机1的三挡位驱动；与之类似，第一电机21的动力也能通过第一齿轮系51传递至车轮，即实现第一电机21的三挡位驱动。
可选地，混合动力系统还包括第二电机22，第二电机22的输出轴与第一传动段31传动连接。在混合动力系统中设置第二电机22，可以为混合动力系统提供更大的动力。
其中，由于第二电机22和发动机1均是传动连接在第一传动段31上的，因此，第二电机22还可以用于在发动机1启动时，拖动发动机1的输出轴转动，以使发动机1更快速地启动。同时，在发动机1完成启动后，第二电机22还可以处于发电模式，即通过发动机1拖动第二电机22的输出轴转动，以使得第二电机22发电。
示例性地，如图1所示，混合动力系统还包括第四齿轮系54，第四齿轮系54的输入齿轮与第二电机22的输出轴同轴连接，第四齿轮系54的输出齿轮同轴固定套装在第一传动段31外。
这样通过齿轮系将第二电机22的输出轴连接至第一传动段31上，实现了发动机1和第二电机22之间动力的相互传递，也使得发动机1和第二电机22能一起将动力传递至车轮，以共同驱动车辆行驶。
可选地，如图1所示，混合动力系统还包括用于向第一电机21和第二电机22供电的供电组件，供电组件包括：电池组71和两个逆变器72，两个逆变器72中的一个连接在电池组71和第一电机21之间，两个逆变器72中的另一个连接在电池组71和第二电机22之间。
在本公开实施例中，设有两个逆变器72，其一用于连接电池组71和第一电机21，其二用于连接电池组71和第二电机22。其中，电池组71包括至少一个可充电电池，逆变器72设置在电池组71的输出电路上，用于将电池组71输出的直流电转换成三相交流电后驱动第一电机21或第二电机22。
本公开实施例提供了一种混合动力系统的控制方法，适用于前文所述的混合动力系统，该控制方法包括：确定动力模式；根据动力模式控制发动机、第一电机和第二电机的工作状态，以及第一同步器和第二同步器的连接状态。
其中，动力模式包括纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式或能量回收模式。
图2是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图。如图2所示，混合动力系统的动力模式切换为纯电动模式时，控制方法包括：控制发动机1、第二电机22不工作，控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制第一电机21工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮连接。
此时，发动机1和第二电机22不工作，第一同步器61处于中位，由第一电机21驱动车辆行驶。第一电机21输出动力经第二同步器62、第二齿轮系52和差速器传递给车轮，实现第一电机21单独挡驱动车辆行驶。
上述控制方式使第一电机21接入第二齿轮系52，即使得第一电机21接入一挡齿轮系，便于车辆快速起步。
图3是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图。如图3所示，控制方法包括：控制发动机1、第二电机22不工作，控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制第一电机21工作，控制第二同步器62与第三齿轮系53的输入齿轮连接。
此时，发动机1和第二电机22不工作，第一同步器61处于中位，由第一电机21驱动车辆行驶。第一电机21输出动力经第二同步器62、第三齿轮系53和差速器传递给车轮，实现第一电机21单独挡驱动车辆行驶。
上述控制方式使第一电机21接入第三齿轮系53，即使得第一电机21接入三挡齿轮系，该模式适用于在车辆起步后的高速工况，驱动车辆高速行驶。
图4是本公开实施例提供的一种混合动力系统在纯电动模式下的能量传递示意图。如图4所示，控制方法包括：控制发动机1、第二电机22不工作，控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制第一电机21工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮连接。
此时，车辆运行模式为纯电动倒挡驱动模式，即发动机1和第二电机22不工作，第一电机21处于反转状态，以驱动车辆倒车。
上述控制方式使第一电机21接入第二齿轮系52，即使得第一电机21接入一挡齿轮系，使得车辆倒车时能具备较大的扭矩。
可选地，控制混合动力系统切换为纯发动机模式时，控制方法包括：控制发动机1工作，控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮连接，控制第一电机21和第二电机22均不工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接。
此时，结合图1，第一电机21和第二电机22不工作，第二同步器62处于中位，第一同步器61处于左位，由发动机1驱动车辆行驶。发动机1输出动力经第一同步器61、第一齿轮系51和差速器传递给车轮，实现发动机1单独挡驱动车辆行驶。
上述控制方式使发动机1接入第一齿轮系51，即使得发动机1接入二挡齿轮系，用于供车辆在中等速度下行驶。
可选地，纯发动机模式下，控制方法还包括：控制发动机1工作，控制第一同步器61与第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制第一电机21和第二电机22均不工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接。
此时，结合图1，第一电机21和第二电机22不工作，第二同步器62处于中位，第一同步器61处于右位，由发动机1驱动车辆行驶。发动机1输出动力经第一同步器61、第三齿轮系53和差速器传递给车轮，实现发动机1单独挡驱动车辆行驶。
上述控制方式使发动机1接入第三齿轮系53，即使得发动机1接入三挡齿轮系，用于供车辆高速行驶。
图5是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。图6是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图5、6所示，控制混合动力系统切换为混合驱动模式时，控制方法包括：控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制发动机1驱动第二电机22发电，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制第一电机21工作。
此时，发动机1、第一电机21和第二电机22共同协调工作，联合驱动车辆行驶。该模式下，第一同步器61处于中位，第二同步器62处于左位或者右位，使得第一电机21可实现一挡和三挡两个挡位驱动。且发动机1运行在高效区带动第二电机22定点发电，发出的电能供给第一电机21驱动车辆行驶，多余电能储存在供电组件的电池组71中。当发电量不足时，由电池组71来补充，第二电机22和电池组71共同满足第一电机21的电量需求。
可选地，混合驱动模式中，控制方法还可以包括：控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制发动机1和第二电机22工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制第一电机21工作。
上述实现方式中，根据两个同步器的接入方式，可以分成以下四种驱动模式：
四种驱动模式均为并联式驱动模式，发动机1、第一电机21和第二电机22共同工作，联合驱动车辆行驶，可以输出较大的功率，提高整车动力性。
第一种，图7是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图7所示，该模式下，第一同步器61处于左位，发动机1和第一电机21的动力通过第一齿轮系51传递至第二主轴4；第二同步器62处于右位，第二电机22的动力通过第二齿轮系52传递至第二主轴4，三个动力设备的动力在第二主轴4上耦合，经差速器传递至车轮，实现三个动力设备同时驱动车辆行驶。
第二种，图8是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图8所示，该模式下，第一同步器61处于右位，发动机1和第一电机21的动力通过第三齿轮系53传递至第二主轴4；第二同步器62处于右位，第二电机22的动力通过第二齿轮系52传递至第二主轴4，三个动力设备的动力在第二主轴4上耦合，经差速器传递至车轮，实现三个动力设备同时驱动车辆行驶。
第三种，图9是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图9所示，该模式下，第一同步器61处于左位，发动机1和第一电机21的动力通过第一齿轮系51传递至第二主轴4；第二同步器62处于左位，第二电机22的动力通过第三齿轮系53传递至第二主轴4，三个动力设备的动力在第二主轴4上耦合，经差速器传递至车轮，实现三个动力设备同时驱动车辆行驶。
第四种，图10是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图10所示，该模式下，第一同步器61处于右位，发动机1和第一电机21的动力通过第三齿轮系53传递至第二主轴4；第二同步器62处于左位，第二电机22的动力通过第三齿轮系53传递至第二主轴4，三个动力设备的动力在第二主轴4上耦合，经差速器传递至车轮，实现三个动力设备同时驱动车辆行驶。
图11是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。图12是本公开实施例提供的一种混合动力系统在混合驱动模式下的能量传递示意图。如图11、12所示，混合驱动模式中，控制方法还可以包括：控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制发动机1和第二电机22工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制第一电机21不工作。
此时，即发动机1和第二电机22工作，而第一电机21不工作，由发动机1提供动力驱动车辆行驶，第二电机22根据车速和扭矩需求运行在发电或者电动模式。第一同步器61处于左位或者右位，由发动机1和第二电机22共同驱动车辆行驶。发动机1的扭矩经第一电机21、第一齿轮系51或第三齿轮系53到第二主轴4，再到差速器传递给车轮，实现两个动力设备共同驱动车辆在二挡和三挡两个挡位行驶模式。
如图11、12所示，上述模式中，第二同步器62处于中位，避免动力传递至第一电机21，减少拖曳扭矩，提高动力传递效率。
图13是本公开实施例提供的一种混合动力系统在能量回收模式下的能量传递示意图。图14是本公开实施例提供的一种混合动力系统在能量回收模式下的能量传递示意图。如图13、14所示，控制混合动力系统切换为能量回收模式时，控制方法包括：控制第一同步器61与第一齿轮系51的输入齿轮和第三齿轮系53的输入齿轮均不连接，控制发动机1和第二电机22均不工作，控制第二同步器62与第二齿轮系52的输入齿轮或第三齿轮系53的输入齿轮连接，控制第一电机21发电。
此时，车辆处于滑行或者制动工况，车轮给混合动力系统提供反向力矩，将车辆的部分动能经由第一电机21转换为电能，存入供电组件的电池组71中备用。在滑行和制动工况下，第一电机21处于发电模式，发动机1和第二电机22不工作，整车动能通过车轮、差速器、第二齿轮系52或第三齿轮系53、第二同步器62传递至第一电机21，以驱动第一电机21进行发电，实现混合动力系统的能量回收功能。
以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，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，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开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，均仍属于本公开技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统过包括：发动机(1)、第一电机(21)、第一主轴(3)、第二主轴(4)、第一齿轮系(51)、第二齿轮系(52)、第三齿轮系(53)、第一同步器(61)、第二同步器(62)和移动底座；
所述第一主轴(3)包括同轴的第一传动段(31)和第二传动段(32)，所述第一传动段(31)的第一端与所述第二传动段(32)的第一端在所述第一传动段(31)的周向上活动连接，所述发动机(1)的输出轴与所述第一传动段(31)的第二端传动连接，所述第一电机(21)的输出轴与所述第二传动段(32)的第二端传动连接；
所述第一主轴(3)与所述第二主轴(4)平行，所述第一齿轮系(51)的输入齿轮同轴活动套装在所述第一传动段(31)外，所述第一齿轮系(51)的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴(4)外，所述第二齿轮系(52)的输入齿轮同轴活动套装在所述第二传动段(32)外，所述第二齿轮系(52)的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴(4)外，所述第三齿轮系(53)的输入齿轮同轴活动套装在所述第一传动段(31)的第一端外，所述第三齿轮系(53)的输出齿轮同轴固定套装在所述第二主轴(4)外，所述第二主轴(4)与车轮传动连接，所述第一齿轮系的传动比、所述第二齿轮系的传动比和所述第三齿轮系的传动比均不同；
所述第一同步器(61)安装在第一传动段(31)上，且位于第一齿轮系(51)的输入齿轮和所述第三齿轮系(53)的输入齿轮之间，所述第一同步器(61)可选择地与所述第一齿轮系(51)的输入齿轮或所述第三齿轮系(53)的输入齿轮传动连接；
所述第二同步器(62)安装在第二传动段(32)上，且位于第二齿轮系(52)的输入齿轮和所述第三齿轮系(53)的输入齿轮之间，所述第二同步器(62)可选择地与所述第二齿轮系(52)的输入齿轮或所述第三齿轮系(53)的输入齿轮传动连接；
所述第二传动段(32)的第一端设有连接筒(33)，所述连接筒(33)与所述第二传动段(32)同轴，所述第一传动段(31)的第一端同轴活动插装在所述连接筒(33)内，所述第三齿轮系(53)的输入齿轮同轴活动套装在所述连接筒(33)外；
所述第一传动段(31)或所述第二传动段(32)在所述第一传动段(31)的轴向上伸缩移动，所述连接筒(33)的内壁设有齿圈，所述第一传动段(31)的第一端外套装有齿轮，所述齿轮用于与所述齿圈配合，
所述移动底座用于安装所述第一电机(21)，且所述移动底座被配置为沿着所述第一主轴(3)的轴向在汽车的安装腔内往复移动，所述移动底座包括底盘、电动滚轮和滑槽，所述电动滚轮安装在底盘的一侧面，所述底盘的另一侧面具有用于安装所述第一电机(21)的安装结构，所述电动滚轮位于所述滑槽内，所述滑槽沿所述第一主轴(3)的轴向延伸。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括第二电机(22)，所述第二电机(22)的输出轴与所述第一传动段(31)传动连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括用于向所述第一电机(21)和所述第二电机(22)供电的供电组件，所述供电组件包括：电池组(71)和两个逆变器(72)，所述两个逆变器(72)中的一个连接在所述电池组(71)和所述第一电机(21)之间，所述两个逆变器(72)中的另一个连接在所述电池组(71)和所述第二电机(22)之间。
4.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括第四齿轮系(54)，所述第四齿轮系(54)的输入齿轮与所述第二电机(22)的输出轴同轴连接，所述第四齿轮系(54)的输出齿轮同轴固定套装在所述第一传动段(31)外。
5.一种混合动力系统的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求2至4任一项所述的混合动力系统，所述控制方法包括：
确定动力模式；
根据所述动力模式控制所述发动机、所述第一电机和所述第二电机的工作状态，以及所述第一同步器和所述第二同步器的连接状态。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述动力模式为纯电动模式时，所述控制方法包括：
控制所述发动机、所述第二电机不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述动力模式为纯发动机模式时，所述控制方法包括：
控制发动机工作，控制所述第二电机不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机不工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述动力模式为混合驱动模式时，所述控制方法包括：
控制所述发动机驱动所述第二电机发电，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接；
控制所述发动机和所述第二电机工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接；
控制所述发动机和所述第二电机工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，控制所述第一电机不工作，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接。
9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述动力模式为能量回收模式时，所述控制方法包括：
控制所述发动机和所述第二电机均不工作，控制所述第一同步器与所述第一齿轮系的输入齿轮和所述第三齿轮系的输入齿轮均不连接，控制所述第二同步器与所述第二齿轮系的输入齿轮或所述第三齿轮系的输入齿轮连接，使所述第一电机发电。
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