CN114312282B - 一种混合动力驱动系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种混合动力驱动系统，该系统包括发动机、发电机、驱动电机、第一离合器、联动单元、第一换挡单元、第二换挡单元、发动机输出轴、发电机输出轴、驱动电机输出轴、差速器及差速器输入轴；所述发动机输出轴上依次连接有第一离合器、联动单元和第一换挡单元。本公开实施例提供的技术方案，在发动机与发电机之间通过第二离合器连接或着断开，能够实现发动机和发电机转子脱开的结构，降低发动机转动时的转动惯量，提高车辆高效驱动的效果。同时，发动机或者发电机可以实现多挡驱动，有效的提高了发电机和发动机高效运行调节的能力，同时提高了车辆高效行驶工况的覆盖度。

Description

一种混合动力驱动系统及控制方法

技术领域

本公开涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力驱动系统及控制方法。

背景技术

随着我国新能源技术的迅速崛起，国家政策逐步加大对新能源产品的支持，在此大好形势下，各个车企的混合动力驱动系统中的专用变速器产品也随之推向市场。当前我国自主研发的混合动力车型节油率提高到了30%左右，有的混合动力车辆采用DHT（Dedicated Hybrid Transmission）技术其节油率已经达到了50%。在当前国家政策支持和影响下，高效运行以及高节油率的车辆是目前汽车技术领域发展的重要目标。当前采用DHT技术的车辆都可以实现纯电驱动、发动机直驱、能量回收、混动串联模式、混动并联模式、驻车发电等不同的驱动模式。但是在不同驱动模式下如何实现高效的运行是目前还尚待解决的技术难题。

当前现有技术中车辆驱动模式大致相同，在混合动力驱动系统中，不可以实现发动机和发电机转子脱开的结构，导致发动机转动时的转动惯量比较大，影响车辆高效驱动的效果。另外，现有的混合动力驱动系统中，电机和发动机挡位比较单一化，不能实现换挡调速功能，限制了电机和发动机高效运行调节的能力，同样限制了车辆高效行驶工况的覆盖度。其次，发动机只能在特定工况下才能处于高效区工作，其他工况不能满足最佳经济性的工作要求，很难实现高节油率的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种混合动力驱动系统及控制方法。

本公开实施例提供的一种混合动力驱动系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一离合器、联动单元、第一换挡单元、第二换挡单元、发动机输出轴、发电机输出轴、驱动电机输出轴、差速器及差速器输入轴；

所述发动机输出轴上依次连接有第一离合器、联动单元和第一换挡单元；

所述第一离合器用于切断和连接所述发动机的输出扭矩；

所述联动单元与所述发电机输出轴连接；

所述联动单元包括第二离合器和第一齿轮副；所述第二离合器的外部设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿轮副啮合连接；所述发动机与所述发电机之间通过所述第二离合器连接或着断开；

所述第一换挡单元用于调节所述发动机的驱动挡位或者所述发电机的驱动挡位；

所述第二换挡单元与所述驱动电机输出轴连接，用于调节所述驱动电机的驱动挡位；

所述第一换挡单元与所述第二换挡单元分别与所述差速器输入轴连接，用于向所述差速器提供驱动动力。

在一些实施例中，所述第二离合器设置在所述发动机输出轴上，所述第一齿轮副设置在所述发电机输出轴上；或者，所述第二离合器设置在所述发电机输出轴上，所述第一齿轮副设置在所述发动机输出轴上。

在一些实施例中，所述第一换挡单元包括第一同步器和第一中间轴；

所述发动机输出轴上连接有多个第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一中间轴上的第二齿轮副啮合连接；

所述第一中间轴上设置有多个第三齿轮，所述第三齿轮与所述差速器输入轴上的第三齿轮副啮合连接；

所述第一同步器设置在所述发动机输出轴上；或者，所述第一同步器设置在所述第一中间轴上。

在一些实施例中，所述第一换挡单元包括至少两个所述第一同步器。

在一些实施例中，所述第二换挡单元包括第二同步器和第二中间轴；

所述驱动电机输出轴上连接有多个第四齿轮，所述第四齿轮与所述第二中间轴上的第四齿轮副啮合连接；

所述第二中间轴上设置有多个第五齿轮，所述第五齿轮与所述差速器输入轴上的第五齿轮副啮合连接；

所述第二同步器设置在所述驱动电机输出轴上；或者，所述第二同步器设置在所述第二中间轴上。

在一些实施例中，所述第二换挡单元包括至少两个所述第二同步器。

在一些实施例中，还包括电池模组，所述电池模组分别与所述发电机和所述驱动电机连接。

本公开实施例还提供一种本公开实施例所述的混合动力驱动系统的控制方法，包括：

基于车辆驱动模式，调整所述第一离合器和所述第二离合器的分离及闭合状态；

基于车辆工况策略，控制所述第一换挡单元调节所述发动机的驱动挡位或者所述发电机的驱动挡位；和/或，控制所述第二换挡单元调节所述驱动电机的驱动挡位；

所述车辆驱动模式包括单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、混动串联驱动模式、混动并联驱动模式、发动机直驱模式模式或能量回收模式。

在一些实施例中，所述基于车辆驱动模式，调整所述第一离合器和所述第二离合器的分离及闭合状态，还包括：

所述车辆驱动模式为所述单电机纯电驱动模式时，所述第一离合器和所述第二离合器为分离状态；

所述车辆驱动模式为所述双电机纯电驱动模式或者所述能量回收模式时，所述第一离合器为分离状态，所述第二离合器为闭合状态；

所述车辆驱动模式为所述混动串联驱动模式或者所述混动并联驱动模式时，所述第一离合器和所述第二离合器为闭合状态；

所述车辆驱动模式为所述发动机直驱模式时，所述第一离合器为闭合状态，所述第二离合器为分离状态。

在一些实施例中，所述车辆工况策略包括低速工况策略、高速工况策略、节能策略、滑行能量回收策略和制动能量回收策略。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的技术方案，在发动机与发电机之间通过第二离合器连接或着断开，能够实现发动机和发电机转子脱开的结构，降低发动机转动时的转动惯量，提高车辆高效驱动的效果。同时，发动机或者发电机可以实现多挡驱动，有效的提高了发电机和发动机高效运行调节的能力，同时提高了车辆高效行驶工况的覆盖度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种混合动力驱动系统的结构框图；

图2为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图；

图3为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图；

图4为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图；

图5为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图；

图6为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图；

图7为本公开实施例提供的一种混合动力驱动系统的控制方法的流程示意图；

图8为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在纯电驱动模式下的动力传递路线示意图；

图9为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在双电机纯电驱动模式下的动力传递路线示意图；

图10为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在能量回收模式下的动力传递路线示意图；

图11为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在混动串联驱动模式下的动力传递路线示意图；

图12为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在混动并联驱动模式下的动力传递路线示意图；

图13为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在发动机直驱模式下的动力传递路线示意图。

其中，1、发动机；2、发电机；3、驱动电机；4、第一离合器；5、联动单元；6、第一换挡单元；7、第二换挡单元；8、发动机输出轴；9、发电机输出轴；10、驱动电机输出轴；11、差速器；12、差速器输入轴；13、电池模组；51、第二离合器；52、第一齿轮副；53、第一齿轮；61、第一同步器；62、第一中间轴；63、第二齿轮；64、第二齿轮副；65、第三齿轮；66、第三齿轮副；71、第二同步器；72、第二中间轴；73、第四齿轮；74、第四齿轮副；75、第五齿轮；76、第五齿轮副。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本公开实施例提供的一种混合动力驱动系统的结构框图，如图1所示，该混合动力驱动系统包括发动机1、发电机2、驱动电机3、第一离合器4、联动单元5、第一换挡单元6、第二换挡单元7、发动机输出轴8、发电机输出轴9、驱动电机输出轴10、差速器11及差速器输入轴12。在发动机输出轴8上依次连接有第一离合器4、联动单元5和第一换挡单元6。第一离合器4用于切断和连接发动机1的输出扭矩。当第一离合器4闭合时，发动机1可以输出驱动扭矩。当第一离合器4分离时，发动机1不能输出驱动扭矩。

联动单元5与发电机输出轴9连接。即发动机输出轴8与发电机输出轴9通过联动单元5连接在一起。该联动单元5包括第二离合器51和第一齿轮副52。第二离合器51的外部设置有第一齿轮53，第一齿轮53与第一齿轮副52啮合连接。发动机1与发电机2之间通过第二离合器51连接或着断开。

当第二离合器51闭合时，同时第一离合器4闭合时，发动机1的输出扭矩通过发动机输出轴8传送至发电机输出轴9，此时发动机1的输出扭矩可以驱动发电机。当第二离合器51分离时，此时发动机1的输出扭矩不能传送至发电机输出轴9，因此，此时发动机1无法驱动发电机2工作。

第一换挡单元6用于调节发动机1的驱动挡位或者发电机2的驱动挡位。第二换挡单元7与驱动电机输出轴10连接，用于调节驱动电机3的驱动挡位。第一换挡单元6与第二换挡单元7分别与差速器输入轴12连接，用于向差速器11提供驱动动力。

本公开实施例提供的技术方案，在发动机与发电机之间通过第二离合器连接或着断开，能够实现发动机和发电机转子脱开的结构，降低发动机转动时的转动惯量，提高车辆高效驱动的效果。同时，发动机或者发电机可以实现多挡驱动，解决了现有技术中发电机和发动机挡位单一的技术问题，有效的提高了发电机和发动机高效运行调节的能力，同时提高了车辆高效行驶工况的覆盖度。

如图1所示，第二离合器51设置在发动机输出轴8上，第一齿轮副52设置在发电机输出轴9上。第一齿轮53设置在第二离合器51的外部，第一齿轮53与第一齿轮副52啮合连接。即发动机输出轴8与发电机输出轴9通过该联动单元5连接在一起。

图2为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图，可选地，如图2所示，第二离合器51设置在发电机输出轴9上，第一齿轮副52设置在所述发动机输出轴8上。第一齿轮53设置在第二离合器51的外部，第一齿轮53与第一齿轮副52啮合连接。即发动机输出轴8与发电机输出轴9通过该联动单元5连接在一起。

本公开实施例提供的技术方案，连接发动机与发电机的联动单元有多种设计结构，为本公开的混合动力驱动系统提供了多种实现方式，增强了该驱动系统的结构多样性。

在一些实施例中，如图1所示，第一换挡单元6包括第一同步器61和第一中间轴62。发动机输出轴8上连接有多个第二齿轮63，第二齿轮63与第一中间轴62上的第二齿轮副64啮合连接。第一中间轴62上设置有多个第三齿轮65，第三齿轮65与差速器输入轴12上的第三齿轮副66啮合连接。该第一同步器61设置在发动机输出轴8上。

在一些实施例中，第一同步器61例如可以设置在第一中间轴62上。

本公开实施例提供的技术方案，该第一换挡单元即可以实现对发动机挡位的调节，也可以实现对发电机驱动挡位的调节，简化了整个驱动系统换挡结构的复杂性。

在一些实施例中，该第一换挡单元6例如可以包括至少两个第一同步器61。该第一换挡单元6中的第一同步器61例如可以是2个、3个、4个、5个等多个，具体的第一同步器61的数量以实际发动机或者发电机的换挡需求进行设计，本公开实施例对第一同步器61的数量不限定。

图3为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图，可选地，如图3所示，该第一换挡单元6包括两个第一同步器61。

本公开实施例提供的技术方案，通过在第一换挡单元设置多个第一同步器，可以很容易的增加第一换挡单元的挡位数量，即可以满足不同发动机驱动或发电机驱动的挡位设计需求，增强了该混合动力驱动系统的结构设计的多样性。

在一些实施例中，如图1所示，该第二换挡单元7包括第二同步器71和第二中间轴72。驱动电机输出轴10上连接有多个第四齿轮73，第四齿轮73与第二中间轴72上的第四齿轮副74啮合连接。第二中间轴72上设置有多个第五齿轮75，第五齿轮75与差速器输入轴12上的第五齿轮副76啮合连接。第二同步器71设置在驱动电机输出轴10上。

在一些实施例中，第二同步器71例如还可以设置在第二中间轴72上。

本公开实施例提供的技术方案，在驱动电机输出轴上设置第二换挡单元，可以满足驱动电机不同挡位切换的需求。

在一些实施例中，该第二换挡单元7例如可以包括至少两个第二同步器71。该第二换挡单元7中的第二同步器71例如可以是2个、3个、4个、5个等多个，具体的第二同步器71的数量以实际驱动电机的换挡需求进行设计，本公开实施例对第二同步器71的数量不限定。

图4为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图，可选地，如图4所示，第二换挡单元7包括两个第二同步器71。

本公开实施例提供的技术方案，通过在第二换挡单元设置多个第二同步器，可以很容易的增加第二换挡单元的挡位数量，即可以满足不同驱动电机驱动的挡位设计需求，增强了该混合动力驱动系统的结构设计的多样性。

在一些实施例中，该第一换挡单元6与第二换挡单元7中的挡位数量例如可以相同也可以不同。不同挡位的第一换挡单元6和第二换挡单元7可以组合使用。例如，该第一换挡单元6例如可以包括至少两个第一同步器61。该第一换挡单元6中的第一同步器61例如可以是2个、3个、4个、5个等多个，具体的第一同步器61的数量以实际发动机或者发电机的换挡需求进行设计。该第二换挡单元7例如可以包括至少两个第二同步器71。该第二换挡单元7中的第二同步器71例如可以是2个、3个、4个、5个等多个，具体的第二同步器71的数量以实际驱动电机的换挡需求进行设计，本公开实施例对第一同步器61和第二同步器71的数量不限定。

本公开实施例提供的技术方案，通过对第一换挡单元和第二换挡单元不同挡位的设计，能够匹配不同发电机、驱动电机和发动机，以适应不同车型的动力需求和工况需求，大大节约开发成本和开发周期，容易实现平台化。

图5为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图，可选地，如图5所示，该第一换挡单元6包括两个第一同步器61。该第二换挡单元7包括一个第二同步器71。

图6为本公开实施例提供的另一种混合动力驱动系统的结构框图，可选地，如图6所示，该混合动力驱动系统还包括电池模组13，电池模组13分别与发电机2和驱动电机3连接。该电池模组13可以分别对发电机2和驱动电机3进行供电。当电池模组13向发电机2提供电源时，发电机2则可以根据实际驱动系统的动力需求向差速器11提供驱动动力。

本公开实施例提供的技术方案，通过设置电池模组给发电机和驱动电机进行供电，使得发电机根据驱动工况的需求可以直接向差速器提供驱动动力。这样的结构设计发电机可根据车辆的动力需求及电池模组的SOC值进行发电或者驱动车辆，适用于多种工况。使汽车获得更好的燃油经济性及排放性能，能够有效降低车辆的使用成本。

本公开实施例还提供了一种针对本公开实施例提供的混合动力驱动系统的控制方法，如图7所示，图7为本公开实施例提供的一种混合动力驱动系统的控制方法的流程示意图，该控制方法包括如下步骤：

S110：基于车辆驱动模式，调整第一离合器和第二离合器的分离及闭合状态。

其中，该车辆驱动模式包括单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、混动串联驱动模式、混动并联驱动模式、发动机直驱模式模式或能量回收模式。不同的车辆驱动模式对应的发动机、发电机以及驱动电机的工作状态不同。当第一离合器闭合时，发动机可以输出驱动扭矩。当第一离合器分离时，发动机不能输出驱动扭矩。当第一离合器和第二离合器均闭合时，发动机能够向发电机输出驱动扭矩，发动机和发电机均为工作状态。当第一离合器分离时，第二离合器闭合时，发动机不工作，发电机处于工作状态。当第一离合器与第二离合器均分离时，此时发动机和发电机均不工作。

S120：基于车辆工况策略，控制第一换挡单元调节发动机的驱动挡位或者发电机的驱动挡位；和/或，控制第二换挡单元调节驱动电机的驱动挡位。

在一些实施例中，该车辆工况策略例如包括低速工况策略、高速工况策略、节能策略、滑行能量回收策略和制动能量回收策略。依据该车辆工况策略，控制第一换挡器和第二换挡器实现不同挡位的切换，进而可以满足车辆不同的动力需求。

本公开实施例提供的技术方案，换挡过程时间短，换挡冲击小，能够实现多种车辆驱动模式，无动力中断换挡，纯电动工况下可以实现双电机驱动，可减少电机功率或提高动力输出，有效提高整车的动力性及经济性。

在一些实施例中，步骤S110：基于车辆驱动模式，调整第一离合器和第二离合器的分离及闭合状态，例如还包括：车辆驱动模式为单电机纯电驱动模式时，第一离合器和第二离合器为分离状态。车辆驱动模式为双电机纯电驱动模式或者能量回收模式时，第一离合器为分离状态，所述第二离合器为闭合状态。车辆驱动模式为混动串联驱动模式或者混动并联驱动模式时，第一离合器和第二离合器为闭合状态。车辆驱动模式为发动机直驱模式时，第一离合器为闭合状态，第二离合器为分离状态。

参考图1所示的混合动力驱动系统的结构框图，该第一换挡单元和第二换挡单元均包括两个挡位。以图1所示的驱动系统为例，并结合不同的车辆驱动模式，对该混动动力驱动系统的控制方法及挡位切换进行示例性说明。

示例性地，图8为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在纯电驱动模式下的动力传递路线示意图，如图8所示，车辆驱动模式为单电机纯电驱动模式时，第一离合器4和第二离合器51为分离状态。

如图8所示，第一离合器4和第二离合器51为分离状态。第二换挡单元7包括一挡和二挡，图8中第二换挡单元7中的虚线箭头代表驱动电机3一挡的动力传递路线，实线箭头代表驱动电机3二挡的动力传递路线。驱动电机3单独驱动，通过驱动电机输出轴10、第四齿轮73、第四齿轮副74、第二同步器71、第二中间轴72、第五齿轮75、第五齿轮副76、差速器输入轴12、差速器11，将驱动电机3的扭矩传递至车轮，此时为单电机纯电驱动模式。第二换挡单元7高低挡位的选择可以根据匹配的驱动电机3和车辆工况策略的进行换挡，保证运行高效。

在单电机纯电驱动模式下，发动机1、发电机2均不工作，驱动电机3可以单独驱动车辆，车辆内的电池模组给驱动电机提供电源。在不同驱动电机3输出功率需求下，通过第二换挡单元对驱动电机3进行换挡，实现驱动电机3工作点位于高效工作区。从而可以降低电耗、提高整车运行经济性。

示例性地，图9为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在双电机纯电驱动模式下的动力传递路线示意图，如图9所示，车辆驱动模式为双电机纯电驱动模式时，第一离合器4为分离状态，第二离合器51为闭合状态。

如图9所示，第一离合器4为分离状态，第二离合器51为闭合状态。发动机1不工作，发电机2、驱动电机3工作。第一换挡单元6包括一挡和二挡，图9中第一换挡单元6中的虚线箭头代表发电机2一挡的动力传递路线，实线箭头代表发电机2二挡的动力传递路线。第二换挡单元7包括一挡和二挡，图9中第二换挡单元7中的虚线箭头代表驱动电机3一挡的动力传递路线，实线箭头代表驱动电机3二挡的动力传递路线。

发电机2和驱动电机3同时驱动车辆。发电机2通过发电机输出轴9、第一齿轮副52、第二离合器51、发动机输出轴8、第二齿轮63、第二齿轮副64、第一同步器61、第一中间轴62、第三齿轮65、第三齿轮副66、差速器输入轴12、差速器11，将发电机2的扭矩传递至车轮。驱动电机3通过驱动电机输出轴10、第四齿轮73、第四齿轮副74、第二同步器71、第二中间轴72、第五齿轮75、第五齿轮副76、差速器输入轴12、差速器11，将驱动电机3的扭矩传递至车轮。两个电机的扭矩共同传递给差速器11。

在双电机纯电驱动模式下，根据输出功率等工况的需求，可实现驱动电机3和发电机2同时驱动车辆，目的是满足纯电模式下扭矩或者功率需求，并且让两个电机都工作在高效区。进而能够基本覆盖纯电各种工况下的电机高效运行和更加经济性的整车性能。

示例性地，图10为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在能量回收模式下的动力传递路线示意图，如图10所示，车辆驱动模式为能量回收模式时，第一离合器4为分离状态，第二离合器51为闭合状态。

如图10所示，第一离合器4为分离状态，第二离合器51为闭合状态。回收能量分配给驱动电机3和/或发电机2。具体地，滑行或者制动时所回收的能量分别通过差速器11、差速器输入轴12、第三齿轮副66、第三齿轮65、第一中间轴62、第一同步器61、第二齿轮副64、第二齿轮63、发动机输出轴8、第二离合器51、第一齿轮副52、发电机输出轴9传递给发电机2，通过差速器11、差速器输入轴12、第五齿轮副76、第五齿轮75、第二中间轴72、第二同步器71、第四齿轮副74、第四齿轮73、驱动电机输出轴10传递给驱动电机3，根据回收能量的大小选择，如果需要回收的能量较少，仅通过一个电机即可回收，并根据不同挡位调节电机的Map工作点。如果回收能量较多，可以通过两个电机来一起回收，同样的也可以根据策略调整不同的挡位，使得两个电机都可以在Map的最高效工作点。如图10所示，第一换挡单元6包括一挡和二挡，图10中第一换挡单元6中的虚线箭头代表发电机2一挡的回收能量传递路线，实线箭头代表发电机2二挡的回收能量传递路线。第二换挡单元7包括一挡和二挡，图10中第二换挡单元7中的虚线箭头代表驱动电机3一挡的回收能量传递路线，实线箭头代表驱动电机3二挡的回收能量传递路线。

在能量回收模式时，根据滑行能量回收和制动能量回收的需求，将回收能量合理的分配给驱动电机3和发电机2，实现两个电机工作高效化，达到能量回收更加高效，进一步保证了整车的经济性能。

示例性地，图11为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在混动串联驱动模式下的动力传递路线示意图，如图11所示，车辆驱动模式为混动串联驱动模式时，第一离合器4和第二离合器51为闭合状态。

如图11所示，第一离合器4和第二离合器51为闭合状态。发动机1工作，发电机2驱动电机3驱动车辆；或者，驱动电机3单独驱动车辆。当电池模组电量不足或者电池模组输出功率不能满足整车需求时，发动机1驱动发电机2发电，此时只有驱动电机3驱动车辆。

如图11所示，发动机1通过发动机输出轴8、第一离合器4、第二离合器51、第一齿轮副52、发电机输出轴9，将驱动动力传递至发电机2，从而带动发电机2发电。发电机2将电能提供给驱动电机3，并且发动机1的发电功率可以根据发动机1最优工作点进行调整，在满足驱动分配功率的需求情况下，还能高效发电，提高整车能效。此时驱动电机3将电池模组和发电机2提供的电能转化为机械能驱动车辆，而且驱动电机3根据工况可通过驱动电机输出轴10、第四齿轮73、第四齿轮副74、第二同步器71、第二中间轴72、第五齿轮75、第五齿轮副76、差速器输入轴12、差速器11，将驱动电机3的扭矩传递至车轮，最终驱动车辆。

如图11所示，第二换挡单元7包括一挡和二挡，图11中第二换挡单元7中的虚线箭头代表驱动电机3一挡的动力传递路线，实线箭头代表驱动电机3二挡的动力传递路线。

在混动串联驱动模式下，当电池模组电量不足或者电池模组输出功率不能满足整车需求时，可通过串联模式，发动机1运行在高效区输出功率和电池模组功率同时给驱动电机3提供电能需求，采用单电机纯电驱动模式。而当电池模组电量充足或者电池模组输出功率能够满足整车需求时，根据具体工况策略需求等，此时可以采用单电机或者双电机纯电驱动模式，无需发动机1驱动发电机2进行发电。

示例性地，图12为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在混动并联驱动模式下的动力传递路线示意图，如图12所示，车辆驱动模式为混动并联驱动模式时，第一离合器4和第二离合器51为闭合状态。

如图12所示，第一离合器4和第二离合器51为闭合状态。在混动并联驱动模式下，发动机1和驱动电机3同时驱动车辆，发动机1在高效运行下带动发电机2发电储存电能。

具体地，整车动力由发动机1和驱动电机3共同提供，发动机1通过发动机输出轴8、第一离合器4、第二齿轮63、第二齿轮副64、第一同步器61、第一中间轴62、第三齿轮65、第三齿轮副66、差速器输入轴12、差速器11传递扭矩。驱动电机3通过驱动电机输出轴10、第四齿轮73、第四齿轮副74、第二同步器71、第二中间轴72、第五齿轮75、第五齿轮副76、差速器输入轴12、差速器11传递扭矩。两路扭矩共同传递给差速器11，进而来共同驱动车辆。发动机1和驱动电机3的挡位由不同车辆工况策略决定，还可以通过详细的能耗算法分析，根据车辆工况策略的需求用发电机2调整发动机1的工作点，达到Map工作点的高效，例如发动机1通过发动机输出轴8、第一离合器4、第二离合器51、第一齿轮副52、发电机输出轴9，将驱动动力传递至发电机2，从而带动发电机2发电储存电能。这样既能保证并联策略对发动机驱动功率的需求，还可以保证发动机在高效运行下带动发电机发电储存电能。

如图12所示，第一换挡单元6包括一挡和二挡，图12中第一换挡单元6中的虚线箭头代表发动机1一挡的动力传递路线，实线箭头代表发动机1二挡的动力传递路线。第二换挡单元7包括一挡和二挡，图12中第二换挡单元7中的虚线箭头代表驱动电机3一挡的动力传递路线，实线箭头代表驱动电机3二挡的动力传递路线。

在混动并联驱动模式下，在大负载或者急加速等大扭矩需求时，通过发动机1和驱动电机3共同给车轮提供扭矩，并且发动机1和驱动电机3可以通过匹配的挡位实现高效运行，还可以保证发动机1在高效运行下带动发电机2发电储存电能，实现整车经济性能。

示例性地，图13为本公开实施例提供的混合动力驱动系统在发动机直驱模式下的动力传递路线示意图，如图13所示，车辆驱动模式为发动机直驱模式时，第一离合器4为闭合状态，第二离合器51为分离状态。

如图13所示，第一离合器4为闭合状态，第二离合器51为分离状态。此时，发动机1驱动车辆，发电机2和驱动电机3不工作。此模式下整车动力只有发动机1提供，发动机1通过发动机输出轴8、第一离合器4、第二齿轮63、第二齿轮副64、第一同步器61、第一中间轴62、第三齿轮65、第三齿轮副66、差速器输入轴12、差速器11传递扭矩。在中高速下只有发动机1直接驱动车辆效率较高，此时根据匹配的发动机1特性和速比决定所需挡位，如图13所示，第一换挡单元6包括一挡和二挡，图13中第一换挡单元6中的虚线箭头代表发动机1一挡的动力传递路线，实线箭头代表发动机1二挡的动力传递路线。通过两个挡位的匹配覆盖的行驶工况更广，整车经济性能更强。特殊工况需要还可以通过详细的能耗计算分析，根据车辆工况策略的需求用发电机2调整发动机1的工作点，达到Map工作点的高效，例如发动机1通过发动机输出轴8、第一离合器4、第二离合器51、第一齿轮副52、发电机输出轴9，将驱动动力传递至发电机2，从而带动发电机2发电储存电能。此时发动机既可以高效的输出整车动力需求，还可以根据发动机的特性将剩余功率用于发电机发电储存电能。

在发动机直驱模式下，当车辆在中高速行驶时，仅让发动机在高效区输出扭矩给车辆，较纯电、串联或者并联等模式更加节能，减少了能量转换带来的损失，通过综合的计算和算法匹配发动机的高效工作区。

本公开实施例提供的技术方案，结构简单、工艺成熟、控制逻辑简单，发动机在任何工况下可以通过驱动电机和发电机相互配合调节以及多挡位的配合下，三者都可以实现在Map高效区运行，并且可以尽可能的覆盖所有的行驶工况，保证了本公开混合动力驱动系统的动力性、经济性和平台化搭载性。同时，本公开实施例提供的混合动力驱动系统还可以通过工艺成熟零部件组装而成，成本低开发周期短。发动机、驱动电机和发电机都可以多挡驱动或者工作高效化，并且两个电机可以同时驱动，发动机和发电机转子非固定连接，通过良好的匹配可以可满足所有行驶工况的需求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机、发电机、驱动电机、第一离合器、联动单元、第一换挡单元、第二换挡单元、发动机输出轴、发电机输出轴、驱动电机输出轴、差速器及差速器输入轴；

所述发动机输出轴上依次连接有第一离合器、联动单元和第一换挡单元；

所述第一离合器用于切断和连接所述发动机的输出扭矩；

所述联动单元与所述发电机输出轴连接；

所述联动单元包括第二离合器和第一齿轮副；所述第二离合器的外部设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿轮副啮合连接；所述发动机与所述发电机之间通过所述第二离合器连接或着断开；

所述第一换挡单元用于调节所述发动机的驱动挡位或者所述发电机的驱动挡位；

所述第二换挡单元与所述驱动电机输出轴连接，用于调节所述驱动电机的驱动挡位；

所述第一换挡单元与所述第二换挡单元分别与所述差速器输入轴连接，用于向所述差速器提供驱动动力；所述第二离合器设置在所述发动机输出轴上，所述第一齿轮副设置在所述发电机输出轴上；或者，所述第二离合器设置在所述发电机输出轴上，所述第一齿轮副设置在所述发动机输出轴上。

2.根据权要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第一换挡单元包括第一同步器和第一中间轴；

所述发动机输出轴上连接有多个第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一中间轴上的第二齿轮副啮合连接；

所述第一中间轴上设置有多个第三齿轮，所述第三齿轮与所述差速器输入轴上的第三齿轮副啮合连接；

所述第一同步器设置在所述发动机输出轴上；或者，所述第一同步器设置在所述第一中间轴上。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述第一换挡单元包括至少两个所述第一同步器。

4.根据权要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第二换挡单元包括第二同步器和第二中间轴；

所述驱动电机输出轴上连接有多个第四齿轮，所述第四齿轮与所述第二中间轴上的第四齿轮副啮合连接；

所述第二中间轴上设置有多个第五齿轮，所述第五齿轮与所述差速器输入轴上的第五齿轮副啮合连接；

所述第二同步器设置在所述驱动电机输出轴上；或者，所述第二同步器设置在所述第二中间轴上。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，所述第二换挡单元包括至少两个所述第二同步器。

6.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，还包括电池模组，所述电池模组分别与所述发电机和所述驱动电机连接。

7.一种针对权利要求1-6任意一项所述的混合动力驱动系统的控制方法，其特征在于，

基于车辆驱动模式，调整所述第一离合器和所述第二离合器的分离及闭合状态；

基于车辆工况策略，控制所述第一换挡单元调节所述发动机的驱动挡位或者所述发电机的驱动挡位；和/或，控制所述第二换挡单元调节所述驱动电机的驱动挡位；

所述车辆驱动模式包括单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、混动串联驱动模式、混动并联驱动模式、发动机直驱模式或能量回收模式。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述基于车辆驱动模式，调整所述第一离合器和所述第二离合器的分离及闭合状态，还包括：

所述车辆驱动模式为所述单电机纯电驱动模式时，所述第一离合器和所述第二离合器为分离状态；

所述车辆驱动模式为所述双电机纯电驱动模式或者所述能量回收模式时，所述第一离合器为分离状态，所述第二离合器为闭合状态；

所述车辆驱动模式为所述混动串联驱动模式或者所述混动并联驱动模式时，所述第一离合器和所述第二离合器为闭合状态；

所述车辆驱动模式为所述发动机直驱模式时，所述第一离合器为闭合状态，所述第二离合器为分离状态。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述车辆工况策略包括低速工况策略、高速工况策略、节能策略、滑行能量回收策略和制动能量回收策略。

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