CN204801487U - 一种混联式油电混合动力汽车的传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种混联式油电混合动力汽车的传动系统，包括动力电池、辅助蓄电池和混合动力控制单元，所述混合动力控制单元的输入端分别与加速踏板位置传感器、档位传感器、制动传感器以及车速传感器连接；其第一输出端通过发动机控制单元控制发动机运行，其第二输出端通过变频器控制电机工作，其第三输出端通过第一离合器控制发动机输出轴与单排行星齿轮机构中的齿圈接合，其第四输出端通过第二离合器控制所述单排行星齿轮机构中的齿圈与行星架的接合。本实用新型的系统具有节能、环保的优点；发动机控制单元与混合动力控制单元能相互配合、协调工作，实现工作模式的最佳优化。

Description

一种混联式油电混合动力汽车的传动系统

技术领域

本实用新型涉及一种混联式油电混合动力汽车的传动系统。

背景技术

目前，混合动力汽车是指携带不同动力源、可根据汽车的行驶需要同时或分别使用不同的动力源而行驶的汽车，目前最常见的为油电混合动力汽车，即以发动机和电动机为动力源。混合动力汽车按动力系统结构形式可分为串联式、并联式、混联式，混联式混合动力汽车可根据行驶条件自动选择使用电动模式、发动机模式或混合模式。虽然油电混合动力汽车不能实现零排放，但它相对于传统内燃机汽车具有更好的环保、节能与经济性，在目前及近期都将具有良好的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种混联式油电混合动力汽车的传动系统。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：一种混联式油电混合动力汽车的传动系统，包括：

动力电池，其输入端与充电接口连接；所述动力电池的第一输出端与变频器连接，为变频器提供工作电源，同时将电量信息反馈给变频器，所述动力电池的第二输出端通过DC/DC转换器与辅助蓄电池连接；

辅助蓄电池，其第一输出端通过发动机辅助控制开关与发动机控制单元连接，其第二输出端通过点火开关与混合动力控制单元连接，其第三输出端与变频器连接；

发动机控制单元，其第一信号端与发动机连接，用于控制发动机的工作状况，并接收发动机的运行参数信息，其第二信号端通过CAN总线与混合动力控制单元连接，用以接收混合动力控制单元的控制指令；

单排行星齿轮机构，其由齿圈、行星架以及太阳轮构成；其中，所述行星架依次通过主减速器、差速器与车轮连接；

混合动力控制单元，其信号输入端分别与加速踏板位置传感器、档位传感器、制动传感器以及车速传感器连接，其第一信号输出端通过发动机控制单元控制发动机运行，其第二信号输出端通过变频器控制电机工作，其第三信号输出端通过第一离合器控制发动机输出轴与单排行星齿轮机构中的齿圈接合，其第四信号输出端通过制动器对单排行星齿轮机构中的齿圈进行制动，其第五信号输出端通过第二离合器控制单排行星齿轮机构中的齿圈与行星架的接合。

进一步的，所述电机为永磁无刷直流电动机。

本实用新型的有益效果：本实用新型的传动系统具有节能、环保的优点；系统中只有一个电机，能同时起到驱动、发电、启动发动机的作用；系统中无单独设置的变速器，单排行星齿轮机构能起到无级变速器的功能；发动机控制单元与混合动力控制单元能相互配合、协调工作，实现工作模式的最佳优化。

附图说明

图1为本实用新型的功能原理示意图。

具体实施方式

图1所示，涉及一种混联式油电混合动力汽车的传动系统，包括：

动力电池5，其输入端与充电接口连接；所述动力电池5的第一输出端与变频器8连接，为变频器8提供工作电源，同时将电量信息反馈给变频器8，所述动力电池5的第二输出端通过DC/DC转换器6与辅助蓄电池7连接。

辅助蓄电池7，其第一输出端通过发动机辅助控制开关15与发动机控制单元9连接，其第二输出端通过点火开关16与混合动力控制单元11连接，其第三输出端与变频器8连接；

发动机控制单元9，其第一信号端与发动机10连接，用于控制发动机10的工作状况，并接收发动机10的运行参数信息，其第二信号端通过CAN总线与混合动力控制单元11连接，并接收混合动力控制单元11的控制指令。

单排行星齿轮机构2，其由齿圈21、行星架22以及太阳轮23构成；其中，所述行星架22依次通过主减速器12、差速器13与车轮连接。

混合动力控制单元11，其输入端分别与加速踏板位置传感器、档位传感器、制动传感器以及车速传感器连接，其第一信号输出端通过发动机控制单元9控制发动机10运行，其第二信号输出端通过变频器8控制电机14工作，其第三信号输出端通过第一离合器1控制发动机10输出轴与单排行星齿轮机构2中的齿圈21接合，其第四信号输出端通过制动器3对单排行星齿轮机构2中的齿圈21进行制动，其第五信号输出端通过第二离合器4控制所述单排行星齿轮机构2中的齿圈21与行星架22的接合。

其中，当所述电机14为永磁无刷直流电动机时，其用于驱动车轮以及启动动发动机工作。此时，电机14由变频器8控制，通过控制电机的相序与频率来控制电机14的方向及转速大小；变频器8还可控制电机14处于发电工作模式，将车辆行驶的部分动能转化为电能、即进行“能量回收”。同时，电机14还可将自身的转子位置、电机温度等技术参数反馈给混合动力控制单元11，以便混合动力控制单元11通过变频器8对电机14进行自适应控制，在必要时启动保护模式。

工作原理：点火开关16闭合，混合动力汽车进入工作状态。汽车的挡位开关处于空挡时，发动机10与电机14都不工作，第一、第二离合器1、4都处于分离状态、制动器3不制动。当汽车挡位开关挂挡后，混合动力控制单元11根据加速踏板、挡位、制动、车速等传感器的信号，通过分析、计算确定各离合器、制动器的工作状态，电机14与发动机10是否工作及工作的模式。各执行元件的工作状态、工作模式及切换都是自动控制的，它也决定了混合动力汽车的工作状态。

工作过程：

起步工况：为纯电动模式，发动机10不工作，第一离合器1与第二离合器4都处于分离状态，制动器3对齿圈21进行制动。挂前进挡电机正转驱动汽车起步前进行驶，挂倒挡电机反转驱动汽车起步倒车行驶。

低速、小负荷工况：为纯电动模式，发动机不工作，第一离合器1处于分离状态。根据车速及行驶阻力有两种运行模式，阻力大、车速相对较低时采用低速挡模式，阻力小、车速相对较高时采用高速挡模式。1)、低速挡模式时第二离合器4处于分离状态，制动器3对齿圈21进行制动；2)、高速挡模式时第二离合器4处于接合状态，制动器3不对齿圈21进行制动。挂前进挡电机正转驱动汽车前进行驶，挂倒挡电机反转驱动汽车倒车行驶。

中、高速、大负荷工况：此工况只用于前进挡行驶状态。在汽车前进行驶过程中，混合动力控制单元11根据各传感器信号适时控制第一离合器1与第二离合器4都处于接合状态、制动器3不制动，电机14启动发动机10。发动机10成功启动后，有两种运行模式：混合动力模式与纯发动机工作模式。1)、混合动力模式时，第二离合器4为分离状态，第一离合器1处于接合状态，制动器3不制动，发动机10与电机14处于不同的转速及工作状态来驱动汽车行驶，实现无级变速。2)、在动力电池电量不足时，运行模式自动转为纯发动机工作模式。此时，第一离合器1与第二离合器4都处于接合状态、制动器3不制动，汽车由发动机10驱动，在发动机10有多余动力时，电机14转为发电机，给动力电池5充电，否则，电机为空载状态。

倒车工况：为纯电动工作模式，发动机10不工作，第一离合器1处于分离状态。根据车速及行驶阻力有两种运行模式，阻力大、车速相对较低时采用低速挡模式，阻力小、车速相对较高时采用高速挡模式。1)、低速挡模式时第二离合器4处于分离状态，制动器3对齿圈21进行制动；2)、高速挡模式时第二离合器4处于接合状态，制动器3不对齿圈21进行制动。

前进行驶时的急减速、制动、超速工况：当汽车前进行驶急减速、制动或汽车车速超过设定的最高车速时，系统工作模式自动转为能量回收模式。此时，发动机10不工作，电机14转为发电机，车辆动能转为电能，给动力电池5充电。此时有三种工作模式：发动机制动模式、电机低转速模式、电机高转速模式。1)、发动机制动模式时，第一离合器1与第二离合器4都处于接合状态、制动器3不制动，除能量回收外，还可利用发动机10的阻力来控制车速；2)、电机低转速模式时，第二离合器4处于接合状态、第一离合器1处于分离状态、制动器3不制动，电机14转速相对较低；3)、电机14高转速模式时，第一离合器1、第二离合器4都处于分离状态、制动器3制动，电机转速相对较高。

发动机检修或调试状态：在发动机需要检修或调试时，挡位开关应置于空挡，操作发动机辅助控制开关15，有两种工作状态。1)、当发动机辅助控制开关15处于点火位置时，发动机控制单元9进入工作状态，可使用万用表等相关仪器对发动机进行检测；此时，点火开关16不需闭合。2)、点火开关16闭合，发动机辅助控制开关15处于启动位置时，混合动力控制单元11控制第一离合器1接合、第二离合器4分离、制动器3制动、电机14反转，启动发动机10运转，发动机10成功启动后，发动机辅助控制开关15回到点火位置，各离合器都分离、制动器不制动，这时可对发动机进行检修或调试，。

动力电池蓄电不足：在具备充电条件时，可先外接220V交流电对动力电池充电，在蓄电较充足后再操作车辆。如不具备充电条件，汽车前进行驶起步时为纯电动模式，再转为纯发动机工作模式，此时，第一离合器1与第二离合器4都处于接合状态、制动器3不制动，汽车由发动机10驱动，在发动机10有多余动力时，电机14转为发电机，给动力电池5充电，否则，电机为空载状态；汽车倒车行驶为纯电动工作模式。

动力电池蓄电严重不足：在具备充电条件时，可先外接220V交流电对动力电池充电，在蓄电较充足后再正常行驶。如不具备充电条件，可先启动发动机，再挂挡行驶、且只能挂前进挡行驶。(1)发动机启动：点火开关闭合，挡位开关置于空挡位置，发动机辅助控制开关15处于启动位置，混合动力控制单元11控制第一离合器1接合、第二离合器4分离、制动器3制动、电机14反转，启动发动机10运转，发动机10成功启动后，发动机辅助控制开关15回到点火位置；(2)车辆起步与行驶：发动机10启动成功后，挡位开关置于前进挡位置，运行模式为纯发动机工作模式。此时，第一离合器1与第二离合器4都处于接合状态、制动器3不制动，汽车由发动机驱动，在发动机有多余动力时，电机14转为发电机，给动力电池充电，否则，电机为空载状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种混联式油电混合动力汽车的传动系统，其特征在于，包括：

动力电池，其输入端与充电接口连接；所述动力电池的第一输出端与变频器连接，为变频器提供工作电源，同时将电量信息反馈给变频器，所述动力电池的第二输出端通过DC/DC转换器与辅助蓄电池连接；

辅助蓄电池，其第一输出端通过发动机辅助控制开关与发动机控制单元连接，其第二输出端通过点火开关与混合动力控制单元连接，其第三输出端与变频器连接；

发动机控制单元，其第一信号端与发动机连接，用于控制发动机的工作状况，并接收发动机的运行参数信息，其第二信号端通过CAN总线与混合动力控制单元连接，用以接收混合动力控制单元的控制指令；

单排行星齿轮机构，其由齿圈、行星架以及太阳轮构成；其中，所述行星架依次通过主减速器、差速器与车轮连接；

混合动力控制单元，其信号输入端分别与加速踏板位置传感器、档位传感器、制动传感器以及车速传感器连接，其第一信号输出端通过发动机控制单元控制发动机运行，其第二信号输出端通过变频器控制电机工作，其第三信号输出端通过第一离合器控制发动机输出轴与单排行星齿轮机构中的齿圈接合，其第四信号输出端通过制动器对单排行星齿轮机构中的齿圈进行制动，其第五信号输出端通过第二离合器控制单排行星齿轮机构中的齿圈与行星架的接合。

2.如权利要求1所述的一种混联式油电混合动力汽车的传动系统，其特征在于，所述电机为永磁无刷直流电动机。