CN113043827A - 一种双行星排多模式混合动力驱动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双行星排多模式混合动力驱动系统，包括：动力系统、功率分汇流机构、模式切换机构，动力系统包括：发动机、第一电机、第二电机、第一逆变器、第二逆变器及动力电池；功率分汇流机构包括：第一行星排及第二行星排；模式切换机构包括：第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器及第三制动器。本发明通过模式切换机构中离合器、制动器的接合状态实现发动机快速启动模式、纯电驱动模式、发动机单独驱动模式、混合动力驱动模式等十种模式的切换。本发明具有较高的传动效率及可靠性，通过多种工作模式的切换，保证了各动力源均工作在高效率区，以达到最佳的动力效果，具有低排放、低能耗、高续航里程和更优良的混合动力性能。

Description

一种双行星排多模式混合动力驱动系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体的是，本发明涉及一种双行星排多模式混合动力驱动系统机器控制方法。

背景技术

目前，新能源汽车是世界各国汽车发展的热点。新能源汽车大致上分为纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车。纯电动汽车存在充电时间过长和续航能力不足等问题；燃料电池汽车虽然说可以实现真正的零污染，但是其技术门槛十分高，存在启动速度比较慢，催化效率低和燃料储存的安全性等问题。

由于纯电动汽车和燃料电池汽车都有短期内难以突破的缺点，混合动力汽车就成为一个很好的选择。混合动力汽车有发动机和电机两个动力源，结合高效功率分汇流机构，保证发动机尽可能工作在最优经济区，大大提高车辆的续航能力，丰富的驱动模式保证了电动机始终在最佳效率区工作，并实现多种驱动模式，能有效应对各种应用场景，保证车辆在任何情况都具备出色的动力性和节能率。

目前国内自主混合动力总成研发的情况大致有：首先，外国汽车厂研究混合动力总成已经有相当长一段时间，所推出的产品已十分成熟、可靠度高，并已形成各自的专利技术壁垒，国内混合动力汽车发展起步慢，很难突破国外厂商的技术壁垒；其次，混合动力总成开发难度大，为突破国外厂商的围堵，我国厂商大多推出的混合动力汽车的动力方案分为两大类：

1、在原有传统动力方案改造，整体改造小，周期短，成本低，但动力性和节能性相对较差；

2、参照国外混动方案设计，但因规避专利而被迫增加非必要的零部件或功能，整体过于臃肿，成本高，开发周期长；

最后，缺乏创新有效的自主混合动力总成方案，国内汽车厂商更愿意投身于技术门槛较低的纯电动汽车，因此国内混合动力汽车的布局还相对较少。

发明内容

本发明的目的是设计开发了一种双行星排多模式混合动力驱动系统，基于双行星排构型并结合两个离合器、三个制动器、两个电机和发动机的混合动力系统，通过离合器、制动器的不同组合以实现多个工作模式，具有高传动效率、高可靠性及高节能率。

本发明的另一个目的是设计开发了一种双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，根据车辆的不同行驶工况及多个参数数据，改变多个离合器和制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换，保证能量被充分利用。

本发明提供的技术方案为：

一种双行星排多模式混合动力驱动系统，包括：

动力电池；以及

第一逆变器，其与所述动力电池相连接；

第一电机，其与所述第一逆变器相连接，所述第一电机具有第一电机轴；

第一行星排，其包括：第一齿圈、第一行星轮、第一行星架和第一太阳轮；

动力输入轴，其一端与发动机相连接，另一端与第一行星架相连接；

第二行星排，其包括：第二齿圈、第二行星轮、第二行星架和第二太阳轮；

第二电机，其输出轴与所述第二太阳轮相连接；

第二逆变器，其同时与所述第二电机和动力电池相连接；

多个制动器，分别一一对应的制动所述第一太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

其中，所述第一电机轴选择性的将动力传输到所述第一太阳轮和/或第二齿圈，所述第一齿圈、第二行星架和差速器固定连接。

优选的是，还包括：

扭转减震器，其设置在所述发动机与动力输入轴之间。

优选的是，还包括：

第一太阳轮轴，其与所述第一太阳轮相连接，且所述第一太阳轮空套在所述动力输入轴上；

第一齿轮，其固定在所述第一太阳轮轴上；

第二齿轮，其空套在所述第一电机轴上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；

第一离合器，其设置在所述第二齿轮与第一电机轴之间，用于使所述第二齿轮和所述第一电机轴选择性的分离或者结合。

优选的是，所述第二齿圈的外侧设置有外齿。

优选的是，还包括：

第三齿轮，其空套在所述第一电机轴上，且所述第三齿轮与所述外齿相啮合；

第二离合器，其设置在所述第三齿轮与第一电机轴之间，用于使所述第三齿轮和所述第一电机轴选择性的分离或者结合。

优选的是，还包括：

第四齿轮，其固定在所述第二行星架上，且所述第四齿轮空套在所述第二电机输出轴上；

差速器齿轮，其固定在所述差速器输入轴上，且所述差速器齿轮与所述第四齿轮相啮合。

优选的是，所述第一离合器和第二离合器均为接合离合器，所述第一电机和第二电机均为电动发电一体机。

一种双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，使用所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，包括如下步骤：

步骤一、采集多种车辆参数数据；

步骤二、根据多种车辆参数数据分别控制第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换；

其中，所述混合动力驱动系统模式包括发动机快速启动模式、驻车发电模式、一级纯电驱动模式、二级纯电驱动模式、发动机单独驱动模式、发动机动力分流式驱动模式、发动机与第二电机分流式联合驱动模式、一级混合驱动模式、二级混合驱动模式和制动能量回收模式。

优选的是，所述多种车辆参数数据包括：车辆速度、输出功率、输出扭矩和动力电池的剩余电量。

优选的是，当整车处于发动机快速启动模式时，第一离合器处于接合状态，第二离合器处于分离状态，第二制动器处于制动状态，第一制动器和第三制动器不制动，所述第一电机驱动发动机启动；

当整车处于驻车发电模式时，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器和第三制动器不制动，所述发动机通过第一电机将动力转换为电能后存储到动力电池中；

当整车速度在40km/-80km/h、整车功率在30-50kW且SOC＞20％时，启动所述一级纯电驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，且所述发动机和第一电机处于关闭状态，所述第二电机驱动整车行驶；

当整车速度在20-40km/h、整车扭矩在250-280N·m且SOC＞20％时或整车速度在20-40km/h、整车功率在50-60kW且SOC＞20％时，启动所述二级纯电驱动模式，所述第二离合器处于接合状态，所述第一离合器处于分离状态，所述第一制动器、第二制动器和第三制动器均不制动，且所述发动机处于关闭状态，所述第一电机和第二电机驱动整车行驶；

当整车车速在80-100km/h、整车功率在50-60kW且SOC＞80％时，启动所述发动机单独驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器和第三制动器不制动，且所述第一电机和第二电机处于关闭状态，所述发动机驱动整车行驶；

当整车车速在40-80km/h、整车功率在30-50kW且SOC＜20％时，启动所述发动机动力分流式驱动模式，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第一制动器、第二制动器和第三制动器不制动，且所述第二电机处于关闭状态，所述发动机驱动整车行驶的同时通过第一电机将动力转换为电能后存储到所述动力电池中；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在60-70kW且SOC＜20％时，启动发动机与第二电机分流式联合驱动模式，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，所述发动机通过第一电机将动力转换为电能后优先供给第二电机后剩余电能储存到动力电池中，所述第一电机和动力电池联合带动所述第二电机，所述第二电机驱动整车行驶；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在60-70kW且SOC＞20％时，启动一级混合驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第一制动器和第三制动器处于制动状态，所述第二制动器不制动，所述第一电机处于关闭状态，所述发动机和第二电机共同驱动整车行驶；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在70-80kW且SOC＞20％时，启动二级混合驱动模式，所述第二离合器处于接合状态，所述第一离合器处于分离状态，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器和第三制动器不制动，所述发动机、第一电机和第二电机共同驱动整车行驶；

当整车处于制动工况且SOC＜80％时，启动制动能量回收模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，且所述发动机和第一电机处于关闭状态，所述制动能量通过第二电机将动力转换为电能后存储到所述动力电池中；

其中，SOC为动力电池的剩余电量。

本发明所述的有益效果：

(1)、本发明设计开发的一种双行星排多模式混合动力驱动系统，可实现十种工作模式，发动机快速启动模式中第一电机充当ISG电机功能，无需另外设置发动机启动电机；制动能量回收模式能保证制动能量被充分利用，提高效率，降低油耗；发动机和双电机联合驱动模式(二级混动模式)作为汽车的运动模式或脱困模式；第二电机单独驱动模式(一级纯电模式)作为第一电机和发动机不能正常工作时的备用工作模式。

(2)、本发明设计开发的双行星排多模式混合动力驱动系统，构造简洁、传动效率高、损耗小，且具有更高的传递效率，具备了更优良的混合动力性能(动力性和经济性)，能保证各动力源均在高效率区工作，实现低排放、低能耗的目标，同时也拥有较高的续航里程。

(3)本发明设计开发的双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，根据车辆的不同行驶工况及多个参数数据，改变多个离合器和制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换，保证能量被充分利用。

附图说明

图1为本发明所述双行星排多模式混合动力驱动系统的结构示意图。

图2为本发明所述发动机快速启动模式的动力传递示意图。

图3为本发明所述驻车发电模式的动力传递示意图。

图4为本发明所述一级纯电驱动模式的动力传递示意图。

图5为本发明所述二级纯电驱动模式的动力传递示意图。

图6为本发明所述发动机单独驱动模式的动力传递示意图。

图7为本发明所述发动机动力分流式驱动模式的动力传递示意图。

图8为本发明所述发动机与第二电机分流式联合驱动模式的动力传递示意图。

图9为本发明所述一级混合驱动模式的动力传递示意图。

图10为本发明所述二级混合驱动模式的动力传递示意图。

图11为本发明所述制动能量回收模式的动力传递示意图。

具体实施方式

下面结合对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供的一种双行星排多模式混合动力驱动系统包括：动力系统、功率分汇流机构、模式切换机构、扭转减震器160、差速器齿轮152和差速器总成151。

其中，所述动力系统包括：发动机121、动力输入轴122、第一电机131、第二电机132、第一逆变器141、第二逆变器142、动力电池110、第一电机轴133、第二齿轮135、第三齿轮136、第二电机轴134和第四齿轮185，所述发动机121的输出轴与扭转减震器160相连接，扭转减震器160与动力输入轴122相连接，发动机121通过扭转减震器160将动力输入至动力输入轴122，第一电机131与第一电机轴133相连接，第二电机132与第二电机轴134相连接，第二齿轮135和第三齿轮均空套在所述第一电机轴133上，所述第四齿轮185空套于第二电机轴134上，

所述第一电机131和第二电机132均为电动发电一体机，所述动力电池110通过高压线束分别与第一逆变器141、第二逆变器142相连，进而与第一电机131、第二电机132连接,实现电能存储与分流功能。

所述功率分汇流机构包括：由第一太阳轮172、第一行星架174、第一齿圈175及第一行星轮173构成的第一行星排P1以及由第二太阳轮181、第二行星架183、第二齿圈184及第二行星轮182构成的第二行星排P2，第一太阳轮轴176与所述第一太阳轮172相连接；第一齿轮171固定在所述第一太阳轮轴176上，第一齿轮171与第二齿轮135相啮合；第二太阳轮181固定于第二电机轴134；所述第一齿圈175、第二行星架183及第四齿轮185固联在一起；所述第二齿圈184外设置外齿并与第三齿轮136啮合；第四齿轮185与差速器齿轮152外啮合，组成差速器齿轮副，差速器齿轮152固定安装在差速器总成151上，差速器总成151通过左半轴153和右半轴154输出动力。

所述动力输入轴122、第一太阳轮轴176及第二电机轴134同轴心布置；所述第一太阳轮轴176为空心轴且空套于动力输入轴122上。

所述模式切换机构包括：设置于第一电机轴133与第二齿轮135之间的第一离合器191，用于控制第一电机131向第一太阳轮172传递动力；设置于第一电机轴133与第三齿轮136之间的第二离合器192，用于控制第一电机131向第二齿圈184传递动力；设置于壳体内壁上的第一制动器193，用于控制第一太阳轮轴176是否锁死；设置于壳体内壁上的第二制动器194，用于控制第一齿圈175及第二行星架183是否锁死；设置于壳体内壁上的第三制动器195，用于控制第二齿圈184是否锁死。

通过所述模式切换机构的工作，本发明可实现发动机快速启动、驻车发电、一级纯电驱动(第二电机132单独驱动)、二级纯电驱动(双电机联合驱动)、发动机单独驱动、发动机动力分流式驱动、发动机与第二电机分流式联合驱动、一级混合驱动(发动机121与第二电机132联合驱动)、二级混合驱动(发动机121与第一电机131和第二电机132联合驱动)、制动能量回收等十个工作模式，发动机快速启动模式中第一电机充当ISG电机功能，无需另外设置发动机启动电机；制动能量回收模式能保证制动能量被充分利用，提高效率，降低油耗；发动机和双电机联合驱动模式(二级混动模式)作为汽车的运动模式或脱困模式；第二电机单独驱动模式(一级纯电模式)作为第一电机和发动机不能正常工作时的备用工作模式。

本发明设计开发的双行星排多模式混合动力驱动系统，构造简洁、传动效率高、损耗小，且具有更高的传递效率，具备了更优良的混合动力性能(动力性和经济性)，能保证各动力源均在高效率区工作，实现低排放、低能耗的目标，同时也拥有较高的续航里程。

本发明还提供一种双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，使用如上所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，包括如下步骤：

步骤一、采集多种车辆参数数据；

其中，所述多种车辆参数数据包括：车辆速度、输出功率、输出扭矩和动力电池的剩余电量。

步骤二、根据多种车辆参数数据分别控制第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换；

其中，所述混合动力驱动系统模式包括发动机快速启动模式、驻车发电模式、一级纯电驱动模式、二级纯电驱动模式、发动机单独驱动模式、发动机动力分流式驱动模式、发动机与第二电机分流式联合驱动模式、一级混合驱动模式、二级混合驱动模式和制动能量回收模式，十种混合动力驱动系统模式下离合器、制动器的工作状态如表1所示，其中1-表示离合器、制动器接合；0-表示离合器、制动器分离。

表1十种混合动力驱动系统模式下离合器和制动器的工作状态

十种混合动力驱动系统模式下动力源情况，如表2所示。

表2十种混合动力驱动系统模式下动力源情况

工作模式	工作动力源及其状态
		发动机快速启动	发动机工作、第一电机驱动
驻车发电	发动机工作、第一电机发电
		一级纯电驱动	第二电机驱动
二级纯电驱动	第一电机驱动、第二电机驱动
		发动机单独驱动	发动机工作
发动机动力分流式驱动	发动机工作、第一电机发电
		发动机与第二电机分流式联合驱动	发动机工作、第一电机发电、第二电机驱动
一级混合驱动	发动机工作、第二电机驱动
		二级混合驱动	发动机工作、第一电机驱动、第二电机驱动
制动能量回收	第二电机发电

如图2所示，当整车处于发动机快速启动模式时，第一离合器191处于接合状态，第二离合器192处于分离状态，第二制动器194处于制动状态，第一制动器193和第三制动器195不制动，第一电机131从动力电池110获得电能产生动力并将动力传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力经第一离合器191传递给第二齿轮135，第二齿轮135将动力传递给第一齿轮171，第一齿轮171将动力经第一太阳轮轴176传递给第一太阳轮172，第一太阳轮172将动力经第一行星轮173传递给第一行星架174，第一行星架174将动力传递给动力输入轴132，动力输入轴132将动力经扭转减震器160传递给发动机121至最佳启动转速，实现发动机快速启动模式。

如图3所示，当整车处于驻车发电模式时，第一离合器191处于接合状态，第二离合器192处于分离状态，第二制动器194处于制动状态，第一制动器193和第三制动器195不制动，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架174将动力经第一行星轮173传递给第一太阳轮172，第一太阳轮172将动力经第一太阳轮轴176传递给第一齿轮171，第一齿轮171将动力传递给第二齿轮135，第二齿轮135将动力经第一离合器191传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力传递给第一电机131，第一电机131将动力转换成电能后储存到动力电池110中，实现驻车发电模式。

如图4所示，当整车处于中速中等功率行驶工况(即整车速度在40km/-80km/h，整车功率在30-50kW)且动力电池的剩余电量高于预设值下限(所述预设值下限为SOC＝20％)时，启动所述一级纯电驱动模式，第一离合器191和第二离合器192处于分离状态，第三制动器195处于制动状态，第一制动器193和第二制动器194不制动，且发动机121和第一电机131处于关闭状态，第二电机132从动力电池110获得电能产生动力并将动力经第二电机轴134传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二行星架183将动力传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现一级纯电驱动模式。

如图5所示，当整车处于中低速超大扭矩或中低速较大功率行驶工况(即整车速度在20-40km/h和整车扭矩在250-280N·m或整车速度在20-40km/h和整车功率在50-60kW)且动力电池的剩余电量高于预设值下限时，启动所述二级纯电驱动模式，第二离合器192处于接合状态，第一离合器191处于分离状态，第一制动器193、第二制动器194和第三制动器195不制动，且发动机121处于关闭状态，第一电机131从动力电池110获得电能产生动力并将动力传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力经第二离合器192传递给第三齿轮136，第三齿轮136将动力传递给第二齿圈184，第二齿圈184将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二电机132从动力电池110获得电能产生动力并将动力经第二电机轴134传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二行星架183将来自第一电机131和第二电机132的动力叠加后传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现二级纯电驱动模式。

如图6所示，当整车处于中高速较大功率行驶工况(即整车车速在80-100km/h，整车功率在50-60kW)且动力电池的剩余电量高于预设值上限(所述预设值上限为SOC＝80％)时，启动所述发动机单独驱动模式，第一离合器191和第二离合器192处于分离状态，第一制动器193处于制动状态，第二制动器194和第三制动器195不制动，且第一电机131和第二电机132处于关闭状态，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架174将动力经第一行星轮173传递给第一齿圈175，第一齿圈175将动力传递给第二行星架183，第二行星架183将动力传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现发动机单独驱动模式。

如图7所示，当整车处于中速中等功率行驶工况(即整车车速在40-80km/h，整车功率在30-50kW)且所述动力电池的剩余电量低于预设值下限时，启动所述发动机动力分流式驱动模式，第一离合器191处于接合状态，第二离合器192处于分离状态，第一制动器193、第二制动器194和第三制动器195不制动，且第二电机132处于关闭状态，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架将动力一路经第一行星轮173传递给第一太阳轮172，第一太阳轮172将动力经第一太阳轮轴176传递给第一齿轮171，第一齿轮171将动力传递给第二齿轮135，第二齿轮135将动力经第一离合器191传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力传递给第一电机131，第一电机131将动力转换成电能后储存到动力电池110中。另一路经第一行星轮173传递给第一齿圈175，第一齿圈175将动力传递给第二行星架183，第二行星架183将动力传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现发动机动力分流式驱动模式。

如图8所示，当整车处于高速大功率行驶工况(即整车车速在100-120km/h，整车功率在60-70kW)且所述动力电池的剩余电量低于预设值下限时，启动发动机与第二电机分流式联合驱动模式，当整车处于高速大功率行驶工况，且动力电池110电量低于预设值时，第一离合器191处于接合状态，第二离合器192处于分离状态，第三制动器195处于制动状态，第一制动器193和第二制动器194不制动，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架将动力一路经第一行星轮173传递给第一太阳轮172，第一太阳轮172将动力经第一太阳轮轴176传递给第一齿轮171，第一齿轮171将动力传递给第二齿轮135，第二齿轮135将动力经第一离合器191传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力传递给第一电机131，第一电机131将动力转换成电能优先供给第二电机132运行，剩余电能储存到动力电池110中。另一路经第一行星轮173传递给第一齿圈175，第一齿圈175将动力传递给第二行星架183。另外，第二电机132由第一电机131和动力电池110联合供电产生动力并将动力经第二电机轴134传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二行星架183将来自发动机121和第二电机132的动力叠加后传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现发动机与第二电机分流式联合驱动模式。

如图9所示，当整车处于高速大功率行驶工况(即整车车速在100-120km/h，整车功率在60-70kW)且所述动力电池的剩余电量高于预设值下限时，启动一级混合驱动模式，第一离合器191和第二离合器192处于分离状态，第一制动器193和第三制动器195处于制动状态，第二制动器194不制动，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架174将动力经第一行星轮173传递给第一齿圈175，第一齿圈175将动力传递给第二行星架183，第二电机132从动力电池110获得电能产生动力并将动力经第二电机轴134传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二行星架183将来自发动机121和第二电机132的动力叠加后传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现一级混合驱动模式。

如图10所示，当整车处于高速超大功率行驶工况(即整车车速在100-120km/h，整车功率在70-80kW)且所述动力电池的剩余电量高于预设值下限时，启动二级混合驱动模式，第二离合器192处于接合状态，第一离合器191处于分离状态，第一制动器193处于制动状态，第二制动器194和第三制动器195不制动，发动机121将动力经过扭转减震器160经动力输入轴132传递给第一行星架174，第一行星架174将动力经第一行星轮173传递给第一齿圈175，第一齿圈175将动力传递给第二行星架183，第一电机131从动力电池110获得电能产生动力并将动力传递给第一电机轴133，第一电机轴133将动力经第二离合器192传递给第三齿轮136，第三齿轮136将动力传递给第二齿圈184，第二齿圈184将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二电机132从动力电池110获得电能产生动力并将动力经第二电机轴134传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二行星轮182传递给第二行星架183，第二行星架183将来自发动机121、第一电机131和第二电机132的动力叠加后传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给差速器齿轮152，差速器齿轮152将动力经差速器总成151传递给左半轴153和右半轴154，实现二级混合驱动模式。

如图11所示，当整车处于制动工况且所述动力电池的剩余电量低于预设值上限时，启动制动能量回收模式，第一离合器191和第二离合器192处于分离状态，第三制动器195处于制动状态，第一制动器193和第二制动器194不制动，且发动机121和第一电机131处于关闭状态，整车动能由左半轴153和右半轴154传递给差速器总成151，差速器总成151经差速器齿轮152将动力传递给第四齿轮185，第四齿轮185将动力传递给第二行星架183，第二行星架183将动力经第二行星轮182传递给第二太阳轮181，第二太阳轮181将动力经第二电机轴134传递给第二电机132，第二电机132将动力转换成电能后存储到动力电池110中，实现制动能量回收模式。

本发明设计开发的一种双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，根据车辆的不同行驶工况及多个参数数据，改变多个离合器和制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换，保证能量被充分利用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，包括：

动力电池；以及

第一逆变器，其与所述动力电池相连接；

第一电机，其与所述第一逆变器相连接，所述第一电机具有第一电机轴；

第一行星排，其包括：第一齿圈、第一行星轮、第一行星架和第一太阳轮；

动力输入轴，其一端与发动机相连接，另一端与第一行星架相连接；

第二行星排，其包括：第二齿圈、第二行星轮、第二行星架和第二太阳轮；

第二电机，其输出轴与所述第二太阳轮相连接；

第二逆变器，其同时与所述第二电机和动力电池相连接；

多个制动器，分别一一对应的制动所述第一太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

其中，所述第一电机轴选择性的将动力传输到所述第一太阳轮和/或第二齿圈，所述第一齿圈、第二行星架和差速器固定连接。

2.如权利要求1所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，还包括：

扭转减震器，其设置在所述发动机与动力输入轴之间。

3.如权利要求2所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，还包括：

第一太阳轮轴，其与所述第一太阳轮相连接，且所述第一太阳轮空套在所述动力输入轴上；

第一齿轮，其固定在所述第一太阳轮轴上；

第二齿轮，其空套在所述第一电机轴上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；

第一离合器，其设置在所述第二齿轮与第一电机轴之间，用于使所述第二齿轮和所述第一电机轴选择性的分离或者结合。

4.如权利要求3所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二齿圈的外侧设置有外齿。

5.如权利要求4所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，还包括：

第三齿轮，其空套在所述第一电机轴上，且所述第三齿轮与所述外齿相啮合；

第二离合器，其设置在所述第三齿轮与第一电机轴之间，用于使所述第三齿轮和所述第一电机轴选择性的分离或者结合。

6.如权利要求5所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，还包括：

第四齿轮，其固定在所述第二行星架上，且所述第四齿轮空套在所述第二电机输出轴上；

差速器齿轮，其固定在所述差速器输入轴上，且所述差速器齿轮与所述第四齿轮相啮合。

7.如权利要求6所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一离合器和第二离合器均为接合离合器，所述第一电机和第二电机均为电动发电一体机。

8.一种双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，使用如权利要求1-7任意一项所述的双行星排多模式混合动力驱动系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采集多种车辆参数数据；

步骤二、根据多种车辆参数数据分别控制第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器的工作状态，实现混合动力驱动系统模式的切换；

其中，所述混合动力驱动系统模式包括发动机快速启动模式、驻车发电模式、一级纯电驱动模式、二级纯电驱动模式、发动机单独驱动模式、发动机动力分流式驱动模式、发动机与第二电机分流式联合驱动模式、一级混合驱动模式、二级混合驱动模式和制动能量回收模式。

9.如权利要求8所述的双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，所述多种车辆参数数据包括：车辆速度、输出功率、输出扭矩和动力电池的剩余电量。

10.如权利要求9所述的双行星排多模式混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，当整车处于发动机快速启动模式时，第一离合器处于接合状态，第二离合器处于分离状态，第二制动器处于制动状态，第一制动器和第三制动器不制动，所述第一电机驱动发动机启动；

当整车处于驻车发电模式时，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器和第三制动器不制动，所述发动机通过第一电机将动力转换为电能后存储到动力电池中；

当整车速度在40km/-80km/h、整车功率在30-50kW且SOC＞20％时，启动所述一级纯电驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，且所述发动机和第一电机处于关闭状态，所述第二电机驱动整车行驶；

当整车速度在20-40km/h、整车扭矩在250-280N·m且SOC＞20％时或整车速度在20-40km/h、整车功率在50-60kW且SOC＞20％时，启动所述二级纯电驱动模式，所述第二离合器处于接合状态，所述第一离合器处于分离状态，所述第一制动器、第二制动器和第三制动器均不制动，且所述发动机处于关闭状态，所述第一电机和第二电机驱动整车行驶；

当整车车速在80-100km/h、整车功率在50-60kW且SOC＞80％时，启动所述发动机单独驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器和第三制动器不制动，且所述第一电机和第二电机处于关闭状态，所述发动机驱动整车行驶；

当整车车速在40-80km/h、整车功率在30-50kW且SOC＜20％时，启动所述发动机动力分流式驱动模式，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第一制动器、第二制动器和第三制动器不制动，且所述第二电机处于关闭状态，所述发动机驱动整车行驶的同时通过第一电机将动力转换为电能后存储到所述动力电池中；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在60-70kW且SOC＜20％时，启动发动机与第二电机分流式联合驱动模式，所述第一离合器处于接合状态，所述第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，所述发动机通过第一电机将动力转换为电能后优先供给第二电机后剩余电能储存到动力电池中，所述第一电机和动力电池联合带动所述第二电机，所述第二电机驱动整车行驶；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在60-70kW且SOC＞20％时，启动一级混合驱动模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第一制动器和第三制动器处于制动状态，所述第二制动器不制动，所述第一电机处于关闭状态，所述发动机和第二电机共同驱动整车行驶；

当整车车速在100-120km/h、整车功率在70-80kW且SOC＞20％时，启动二级混合驱动模式，所述第二离合器处于接合状态，所述第一离合器处于分离状态，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器和第三制动器不制动，所述发动机、第一电机和第二电机共同驱动整车行驶；

当整车处于制动工况且SOC＜80％时，启动制动能量回收模式，所述第一离合器和第二离合器处于分离状态，所述第三制动器处于制动状态，所述第一制动器和第二制动器不制动，且所述发动机和第一电机处于关闭状态，所述制动能量通过第二电机将动力转换为电能后存储到所述动力电池中；

其中，SOC为动力电池的剩余电量。

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