CN212708919U - 一种混合动力驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混合动力驱动系统及车辆，系统包括发动机、差速器总成、第一电机、第二电机、传动机构以及与第一电机和第二电机连接的电池，传动机构包括动力输出轴、内输入轴、外输入轴、耦合连接在外输入轴和动力输出轴之间的多组挡位齿轮副、与发动机连接的离合器、以及设置在动力输出轴上的同步器，内输入轴与离合器的主动盘连接，外输入轴与离合器的从动盘连接，差速器总成分别与动力输出轴和第二电机耦合连接，第一电机与内输入轴耦合连接。本实用新型简化了系统结构，缩短变速器总长；此外还引入双电机结构，使驱动方式搭配更加多样化，提高车辆燃油经济性，同时两个电机既能驱动又能发电，提高能量回收效率。

Description

一种混合动力驱动系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及混合动力技术领域，特别涉及一种混合动力驱动系统及车辆。

背景技术

当今世界面临能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统燃油车正受到石油危机和环境恶化的严重困扰，节能减排逐渐成为汽车行业的焦点。混合动力汽车的产生为缓解能源匮乏和环境恶化带来新的希望。

其中，混合动力驱动系统是混合动力汽车的核心部件，是混合动力汽车的动力来源。在混合动力驱动系统当中，一般包括电机和发动机，电机采用纯电驱动，发动机采用燃油驱动，两者相互配合形成混合动力汽车的多样驱动方式。

然而，现有技术当中，目前大多数混合动力驱动系统都是在传统多挡位变速器基础上变形或改进而来，普遍存在结构复杂，变速器总成较长，对车辆燃油经济性提高有限等问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种混合动力驱动系统及车辆，以解决现有技术当中的混合动力驱动系统对车辆燃油经济性提高有限的技术问题。

根据本实用新型实施例当中的一种混合动力驱动系统，包括发动机、差速器总成、第一电机、第二电机、传动机构以及与所述第一电机和所述第二电机连接的电池，所述传动机构包括动力输出轴、内输入轴、外输入轴、耦合连接在所述外输入轴和所述动力输出轴之间的多组挡位齿轮副、与所述发动机连接的离合器、以及设置在所述动力输出轴上用于实现挡位同步的同步器，所述内输入轴与所述离合器的主动盘连接，所述外输入轴与所述离合器的从动盘连接，所述动力输出轴上设有第一主减主动齿轮，所述差速器总成上设有主减从动齿轮，所述第一主减主动齿轮与所述主减从动齿轮耦合连接，所述第一电机通过第一传动组件与所述内输入轴耦合连接，所述第二电机通过第二传动组件与所述主减从动齿轮耦合连接。

本实用新型实施例还提出一种混合动力驱动系统的控制方法，用于对上述的混合动力驱动系统进行控制，所述控制方法包括如下步骤：

获取车辆的状态参数，所述状态参数包括车辆行驶速度、发动机扭矩、电池电量、车辆需求扭矩、电机驱动效率和发动机驱动效率当中的一种或多种；

根据所述车辆的状态参数，相应控制所述混合动力驱动系统的同步器和/或离合器结合或分离，以控制所述混合动力驱动系统进入对应的工作模式。

本实用新型实施例还提出一种车辆，包括：上述的混合动力驱动系统；以及

控制器，与所述混合动力驱动系统的同步器和离合器连接，用于获取车辆的状态参数，并根据所述车辆的状态参数，相应控制所述同步器和/或所述离合器结合或分离，以控制所述混合动力驱动系统进入对应的工作模式。

与现有技术相比：通过采用离合器和同步器来实现模式切换，简化系统结构，缩短变速器总长；此外还引入双电机结构，使驱动方式搭配更加多样化，系统的工作模式可以进一步细化，从而进一步提高车辆燃油经济性，同时两个电机既能驱动又能发电，提高能量回收效率。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的混合动力驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的停车模式下的系统能量传递示意图；

图3为本实用新型实施例提供的停车冷启动内燃机模式下的系统能量传递示意图；

图4为本实用新型实施例提供的停车充电模式下的系统能量传递示意图；

图5为本实用新型实施例提供的纯电驱动模式下的系统能量传递示意图；

图6为本实用新型实施例提供的纯电串联驱动模式下的系统能量传递示意图；

图7为本实用新型实施例提供的能量回收模式下的系统能量传递示意图；

图8为本实用新型实施例提供的内燃机一挡独立驱动模式下的系统能量传递示意图；

图9为本实用新型实施例提供的内燃机一挡驱动+第一电机发电模式下的系统能量传递示意图；

图10为本实用新型实施例提供的内燃机一挡+第二电机并联驱动模式下的系统能量传递示意图；

图11为本实用新型实施例提供的内燃机一挡+第一电机+第二电机并联驱动模式下的系统能量传递示意图；

图12为本实用新型实施例提供的坡行模式下的系统能量传递示意图；

图13为本实用新型实施例提供的电机特性曲线；

图14为本实用新型第二实施例中的混合动力驱动系统的控制方法的流程图；

图15为本实用新型第三实施例中的车辆的结构框图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本实用新型第一实施例中的混合动力驱动系统，包括发动机230、差速器总成125、第一电机210、第二电机220、传动机构以及与第一电机210和第二电机220连接的电池260，传动机构包括动力输出轴111、内输入轴108、外输入轴103、耦合连接在外输入轴103和动力输出轴111之间的多组挡位齿轮副、与发动机230连接的离合器、以及设置在动力输出轴111上用于实现挡位同步的同步器，内输入轴108与离合器的主动盘101连接，外输入轴103与离合器的从动盘102连接，第一电机210与内输入轴108耦合连接，差速器总成125分别与动力输出轴111和第二电机220耦合连接。

具体地，动力输出轴111上设有第一主减主动齿轮119，差速器总成125上设有主减从动齿轮120，第一主减主动齿轮119与主减从动齿轮120耦合连接，从而使动力输出轴111与差速器总成125耦合连接，其中，差速器总成125还连接车辆的前轮和/或后轮(图未示出)，连接前轮时车辆为前驱式，连接后轮时车辆为后驱式，连接前后轮时车辆为四驱式，使得动力输出轴111能够将动力输出给车轮、以驱动车辆行驶。

如图1所示，在本实施例当中，第一电机210通过第一传动组件与内输入轴108耦合连接，第一传动组件包括设置于第一电机210的驱动轴211上的第一驱动齿轮212、以及设置于内输入轴108上的第一从动齿轮109，第一驱动齿轮212与第一从动齿轮109耦合连接。此外，第一传动组件还包括第一惰轮总成110，第一驱动齿轮212通过第一惰轮总成110与第一从动齿轮109耦合连接。

如图1所示，第二电机220通过第二传动组件与主减从动齿轮120耦合连接。第二传动组件包括第二电机输出轴123、设置于第二电机220的驱动轴222 上第二驱动齿轮221、以及设置于第二电机输出轴123上的第二主减主动齿轮 121和第二从动齿轮122，第二主减主动齿轮121与主减从动齿轮120耦合连接，第二驱动齿轮221与第二从动齿轮122耦合连接，使得第二电机220能够单独将动力输出给车轮、以纯电驱动车辆行驶。此外，第二传动组件还包括第二惰轮总成124，第二驱动齿轮221通过第二惰轮总成124与第二从动齿轮122耦合连接。

示例而非限定，在本实施例当中，多组挡位齿轮副包括一挡齿轮副、二挡齿轮副、三挡齿轮副及四挡齿轮副，即本实施例当中的混合动力驱动系统具有四个自然挡位。其中，三挡齿轮副、一挡齿轮副、二挡齿轮副和四挡齿轮朝远离发动机230的方向依次布置。如图1所示，具体地，一挡齿轮副包括设置于外输入轴103上的一挡输入齿轮105、以及设置在动力输出轴111上的一挡输出齿轮115，一挡输入齿轮105与一挡输出齿轮115啮合连接；二挡齿轮副包括设置于外输入轴103上的二挡输入齿轮106、以及设置在动力输出轴111上的二挡输出齿轮114，二挡输入齿轮106与二挡输出齿轮114啮合连接；三挡齿轮副包括设置于外输入轴103上的三挡输入齿轮104、以及设置在动力输出轴111上的三挡输出齿轮117，三挡输入齿轮104与三挡输出齿轮117啮合连接；四挡齿轮副包括设置于外输入轴103上的四挡输入齿轮107、以及设置在动力输出轴111 上的四挡输出齿轮112，四挡输入齿轮107与四挡输出齿轮112啮合连接。本实施例为了结合具体示例来详细说明本混合动力驱动系统，但本实用新型不限于此，在其它实施例当中，混合动力驱动系统还可以包括比四个自然挡位更多或更少的挡位，例如还可以设置三组挡位齿轮副，使混合动力驱动系统具有三个自然挡位。

此外，为了降低发动机230与传动机构之间的振动传递，离合器的主动盘 101通过减震器270与发动机230的输出轴连接。动力输出轴111上还设有驻车齿轮118，驻车齿轮118位于第一主减主动齿轮119和三挡输出齿轮117之间。

为了实现四个挡位之间的切换，同步器相应包括位于一挡齿轮副与三挡齿轮副之间的1/3挡同步器116、以及位于二挡齿轮副与四挡齿轮副之间的2/4挡同步器113。1/3挡同步器116用于与一挡输出齿轮115或三挡输出齿轮117啮合，用于实现1/3挡同步，2/4挡同步器113用于与二挡输出齿轮114或四挡输出齿轮112啮合，用于实现2/4挡同步。在具体实施时，1/3挡同步器116和2/4 挡同步器113均可以为爪形同步器。

示例而非限定，在本实施例当中，第一电机210通过第一线束243与第一逆变器240连接，第一逆变器240通过第二线束241与电池260连接，第二电机220通过第三线束252与第二逆变器250连接，第二逆变器250通过第四线束251与电池260连接，第一逆变器240与第二逆变器250之间连接第五线束 242。为了线路安全考虑，各线束优选为高压线束，保证线路具有高耐压能力。需要说明的是，本实施例采用双电机共用一个电池260的配比方式，电池260 可为双电机供电实现电驱动，双电机也能够给电池260进行充电实现能量回收。但电池260的配比方式不局限于此，在其它实施例当中，还可以采用双电机各配置一电池260，或将电池260中的若干电芯分成两部分，一部分单独与第一电机210连接，另一部分单独与第二电机220连接，从而实现单独供电和单独充电。具体发电过程如下：第一电机210发电时，第一电机210产生的交流电通过第一线束243传递给第一逆变器240，经第一逆变器240转为直流电后再通过第二线束241传递给电池260；第二电机220发电时，第二电机220产生的交流电通过第三线束252传递给第二逆变器250，经第二逆变器250转为直流电后再通过第四线束251传递给电池260；由于第五线束242的设置，在需要时，第一电机210产生的交流电可以不经过电池，而直接通过第五线束242和第三线束 252传递给第二电机220，以给第二电机220供电；第二电机220发电时亦然。

示例而非限定，在本实施例当中，发动机230可以为内燃机，当内燃机无负载时，内燃机在一定转速范围内，随着车速升高，燃油效率上升，而超过一定转速后，燃油效率较低，随着转速升高，效率下降。车速变化时需要变换挡位使内燃机保持在高效区间。请参阅图13，所示为电机的特效曲线图，从图上可知，电机在一定转速范围内，为恒扭矩区，该区域内扭矩较大，随着速度降低，扭矩下降较小，功率逐渐增加；超过该转速后，随着转速的升高，扭矩下降明显，功率也逐渐下降，在车速较低时，电机转速较低，扭矩较大，能为车辆提供强劲动力，且响应时间很短；爬坡度和百公里加速性能是评价车辆性能的重要参数，相比纯内燃机驱动，纯电驱动响应时间短，低速时扭矩大，为满足车辆爬坡度和百公里加速等性能提供重要保障。

基于上述结构，本实施例当中的混合动力驱动系统具有多种工作模式，具体包括纯电驱动模式、纯燃油驱动模式、混合驱动模式、制动能量回收模式、停车充电模式、停车冷启动内燃机模式、和行进中发电模式当中的一种或多种。上述这些工作模式主要靠1/3挡同步器116、2/4挡同步器113和/或离合器的结合或分离来实现切换。具体地，请参阅下表1，所示为本实施例当中的混合动力驱动系统在各种工作模式(即模式)下，其1/3挡同步器116、2/4挡同步器113 和离合器的结合/分离状态、以及发动机230和两个电机的状态：

表1：

模式1、停车：当需要停车时，关闭内燃机(即发动机230)，第一电机210、第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于P挡。

模式2、停车时冷启动内燃机：当停车状态需要启动内燃机时，使第一电机 210处于驱动状态，第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，内燃机由关闭状态启动，驻车齿轮118处于空挡；停车时利用第一电机210来冷启动内燃机不会产生舒适性问题；因为减少了原有内燃机起动机，减少了车辆的组成元件。

模式3、停车充电：当车辆在停车状态，电池电量不足时，可以选择车辆停车充电，此时，内燃机处于驱动状态，第二电机220处于自由状态，第一电机 210处于发电状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡；在发电时，第一电机210产生的交流电经第一逆变器240转为直流电后传递给电池260，存储于电池中；内燃机处在经济转速区间，兼顾燃油经济性和噪声，当充电量达到一定比率时，根据需要切换其它模式。

模式4、纯电倒挡：当车辆需要倒车时，内燃机处于关闭状态，第一电机 210处于自由状态，第二电机220反转驱动车辆倒车，1/3挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。由于具有纯电倒挡，可去除机械倒挡，使机构更简单、紧凑。

模式5、纯电倒挡串联：当车辆需要长时间倒车，电池无法提供足够多的电量时，可选择纯电倒挡串联驱动，此时，内燃机由关闭状态切换到驱动状态，第一电机210由自由状态切换到发电状态，第二电机220仍然反转驱动，1/3挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置，第一电机210产生的交流电不传递给电池260，而是通过第五线束242和第三线束 252直接给第二电机220使用，避免能量的浪费。

模式6、第二电机220纯电驱动：当车速较低时，如果使用内燃机驱动，内燃机的燃油经济性较差，而使用纯电驱动覆盖低车速模式，可以使系统效率保持较高水平。当第二电机220纯电驱动时，第二电机220处于驱动状态，第一电机210处于自由状态，内燃机关闭，1/3挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置；电量不足时，可以切换到串联驱动模式。

模式7、串联驱动：当电池电量不足，纯电驱动模式时系统效率最高，应选择串联驱动，工作时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于发电状态，1/3 挡同步器116、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置，第二电机220处于驱动状态；第一电机210产生的交流电不经过电池，直接传递给第二电机220，使第二电机220驱动车辆行驶，减少了能量转化传递过程中的损失；串联驱动模式能长时间工作，并使发动机230长时间处于高效率区间。

模式8、能量回收：由于第二电机220与车轮固联，任何模式下都能快速切换到能量回收模式，不需要挂挡操作，工作时，内燃机处于自由状态，第一电机210处于自由状态，1/3挡同步器116处、2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置，第二电机220处于发电状态；在发电时，第二电机220产生的交流电经第二逆变器250转为直流电后再传递给电池260，存储于电池260中。

模式9、内燃机一挡独立驱动：发动机230在不同扭矩、转速时效率不同，系统据此选择内燃机独立驱动挡位。当内燃机一挡独立驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210、第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116处于一挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置；中速时内燃机处于油耗效率较高区间，此时相比纯电驱动挡位，内燃机挡独立驱动可以使系统效率保持较高水平。

模式10、内燃机二挡独立驱动：当系统选择内燃机二挡独立驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210、第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116 处于空挡位置，2/4挡同步器113处于二挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式11、内燃机三挡独立驱动：当系统选择内燃机三挡独立驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210、第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116 处于三挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式12、内燃机四挡独立驱动：当系统选择内燃机四挡独立驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210、第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116 处于空挡位置，2/4挡同步器113处于四挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式13、内燃机一挡驱动+第一电机210发电：当内燃机一挡驱动，电池电量不足时，系统所需扭矩不大，将内燃机增扭到高效区间，驱动车辆时可补充电能，实现行进中发电，该模式由内燃机独立驱动车辆行驶，第一电机210在车辆行进中进行发电。选择内燃机一挡驱动+第一电机210发电，此时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于发电状态，第二电机220处于自由状态，1/3 挡同步器116处于一挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式14、内燃机二挡驱动+第一电机210发电：当选择内燃机二挡驱动+第一电机210发电时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于发电状态，第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4挡同步器113处于二挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式15、内燃机三挡驱动+第一电机210发电：当选择内燃机三挡驱动+第一电机210发电时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于发电状态，第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116处于三挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式16、内燃机四挡驱动+第一电机210发电：当内选择内燃机四挡驱动+ 第一电机210发电时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于发电状态，第二电机220处于自由状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4挡同步器113 处于四挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式17、内燃机一挡+第二电机220并联驱动：当内燃机一挡或者第二电机 220纯电驱动无法满足扭矩需求时，可选择内燃机一挡+第二电机220并联驱动，此时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于自由状态，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于一挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式18、内燃机二挡+第二电机220并联驱动：当内燃机二挡或者第二电机 220纯电驱动无法满足扭矩需求时，可选择内燃机二挡+第二电机220并联驱动，此时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于自由状态，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4挡同步器113处于二挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式19、内燃机三挡+第二电机220并联驱动：当内燃机三挡或者第二电机 220纯电驱动无法满足扭矩需求时，可选择内燃机三挡+第二电机220并联驱动，此时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于自由状态，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于三挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式20、内燃机四挡+第二电机220并联驱动：当内燃机四挡或者第二电机 220纯电驱动无法满足扭矩需求时，可选择内燃机四挡+第二电机220并联驱动，此时，内燃机处于驱动状态，第一电机210处于自由状态，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4挡同步器113处于四挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式21、内燃机一挡+第一电机210+第二电机220并联驱动：当系统处于极限模式，内燃机挡和一个电机并联驱动无法满足系统扭矩需求，电池能提供足够的功率及电量时，可使用内燃机挡及两个电机同时驱动，当系统选择内燃机一挡，第一电机210，第二电机220并联驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于一挡位置，2/4挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式22、内燃机二挡+第一电机210+第二电机220并联驱动：当系统选择内燃机二挡+第一电机210+第二电机220并联驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4 挡同步器113处于二挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式23、内燃机三挡+第一电机210+第二电机220并联驱动：当系统选择内燃机三挡+第一电机210+第二电机220并联驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于三挡位置，2/4 挡同步器113处于空挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式24、内燃机四挡+第一电机210+第二电机220并联驱动：当系统选择内燃机四挡+第一电机210+第二电机220并联驱动时，内燃机处于驱动状态，第一电机210，第二电机220处于驱动状态，1/3挡同步器116处于空挡位置，2/4 挡同步器113处于四挡位置，驻车齿轮118处于空挡位置。

模式25、坡行模式：应急驱动，当第二电机220故障，离合器打开，第一电机210启动发动机230，半结合离合器，1/3挡同步器116或者2/4挡同步器 113结合某个挡位，进入第一电机210与内燃机并联驱动模式，保证安全，第二电机220处于自由状态。

综上，本实用新型上述实施例当中的混合动力驱动系统具有以下有益效果： (1)采用离合器和同步器来实现模式切换，简化了系统结构，缩短变速器总长； (2)有效提高车辆燃油经济性；(3)引入双电机结构，使驱动方式搭配更加多样化，使系统具备提高燃油经济性所需要的全部功能，包括低负载下的电机独立驱动、高负载下的内燃机单独驱动、电池亏电时串联驱动、混动驱动、制动能量回收、停车充电、行进中启动内燃机、行进中发电等功能；(4)本方案能同时匹配HEV和PHEV车型，具有良好的拓展性。(5)动力性好，条件允许，两电机可同时输出动力，发动机230动力性不足时，可根据模式选择不同电机进行助力。此外，可利用电机调速，减小换挡冲击。(6)两个电机既能驱动又能发电，提高能量回收效率。

实施例二

请参阅图14，所示为本实用新型第二实施例当中提高的混合动力驱动系统的控制方法，可用于对上述第一实施例当中的混合动力驱动系统进行控制，所述控制方法具体包括步骤S01-步骤S02。

步骤S01，获取车辆的状态参数。

其中，所述状态参数包括车辆行驶速度、发动机扭矩、电池电量、车辆需求扭矩、电机驱动扭矩、电机驱动效率、电池温度和发动机驱动效率当中的一种或多种。

步骤S02，根据所述车辆的状态参数，相应控制所述混合动力驱动系统的同步器和/或离合器结合或分离，以控制所述混合动力驱动系统进入对应的工作模式。

其中，所述工作模式包括纯电驱动模式、纯燃油驱动模式、混合驱动模式、制动能量回收模式、停车充电模式、停车冷启动内燃机模式、和行进中发电模式当中的一种或多种。这些工作模式的具体切换控制可详细参见上述表1所示。

示例而非限定，在具体实施时，步骤S02可采用以下细化步骤进行具体实施，细化步骤具体包括：

当所述行驶速度处于预设的低速范围和/或所述行驶速度处于预设的中速范围且电机驱动效率高于发动机驱动效率时，控制所述混合动力驱动系统进入纯电驱动模式；

当所述行驶速度处于预设的高速范围和/或所述行驶速度处于预设的中速范围且电机驱动效率低于发动机驱动效率时，控制所述混合动力驱动系统进入纯燃油驱动模式；

当所述行驶速度处于预设的中速范围、且车辆需求扭矩高于扭矩阈值时，控制所述混合动力驱动系统进入混合驱动模式；

当根据所述行驶速度确定车辆处于停车状态、且电池电量低于电量阈值时，控制所述混合动力驱动系统进入停车充电模式；

当系统满足制动能量回收条件时，控制所述混合动力驱动系统进入制动能量回收模式，其中当电池电量未处于饱和状态且电池温度低于温度阈值时，可判定系统满足制动能量回收条件。

进一步地，在本实用新型一些可选实施例当中，混合动力驱动系统的控制方法还可以包括：

当处于纯燃油驱动模式下、且所述发动机的驱动效率低于效率阈值时，将所述发动机的扭矩提高至预设的高效区间内。

具体地，为了提高车辆的燃油经济性，本实用新型采用了如下措施：

车辆在频繁启停、车速较低的工况下，采用纯电驱动，避免内燃机在高油耗区工作；当纯电驱动无法满足扭矩需求时，使用内燃机挡电驱挡并联驱动，满足大扭矩需求；

在中速工况下，存在三种情况：①当电机驱动时系统效率高于内燃机一挡驱动的系统效率时，通过纯电驱动，使系统综合效率最高；②当电机驱动效率低于内燃机挡独立驱动效率时，通过内燃机独立驱动，使系统综合效率最高；③当需要更强的动力输出时，可选择内燃机挡电驱挡并联驱动。

当路面阻力较小，内燃机在低扭状态工作时，内燃机效率较低，可通过增加内燃机扭矩，将内燃机调整到高效区间，一部分扭矩分配给第一电机，对电池进行充电，另一部分扭矩维持整车运行，提高整车的综合效率。

在高速工况下，内燃机效率较高，通过内燃机四挡独立驱动车辆，减少对电机使用，避免了“机械能-电能-机械能”转化过程的效率损失，进而提高综合效率。

制动能量回收，由于本实用新型有双电机，所有挡位都有第二电机直连，所有减速工况均可实现制动能量回收，回收过程中无换挡动作，能量回收效率高。

综上，本实用新型上述实施例当中的混合动力驱动系统的控制方法，通过根据车辆的状态参数来相应控制同步器和/或离合器结合或分离，以控制系统自动进入对应的工作模式，使车辆的状态参数与系统的工作模式相适配，提高车辆燃油经济性，由于采用离合器和同步器来实现模式切换，简化系统结构，缩短变速器总长；此外还引入双电机结构，使驱动方式搭配更加多样化，系统的工作模式可以进一步细化，从而进一步提高车辆燃油经济性，同时两个电机既能驱动又能发电，提高能量回收效率。

实施例三

请参阅图15，所示为本实用新型第三实施例当中提高的车辆，包括混合动力驱动系统100及控制器200，混合动力驱动系统100可以为上述任一实施例当中的混合动力驱动系统，控制器200通过有线或无线通讯的方式分别与混合动力驱动系统100的1/3挡同步器116、2/4挡同步器113和离合器电性连接，用于获取车辆的状态参数，并根据所述车辆的状态参数，相应控制1/3挡同步器 116、2/4挡同步器113和/或离合器结合或分离，以控制所述混合动力驱动系统进入对应的工作模式。

在具体实施时，控制器200可以为车辆的中央控制器(如ECU(Electronic ControlUnit,电子控制单元),又称行车电脑)或混合动力驱动系统单独配备的控制器(如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。另外，控制器200也可以配置存储器使用，存储器当中可存储混合动力驱动系统的控制方法对应的计算机程序，控制器200调用执行该计算机程序时，实现如上述实现例当中的混合动力驱动系统的控制方法。

需要说明的是，由于混合动力驱动系统100具有停车冷启动发动机230的功能，因此本实施例当中的车辆，可以省略传统发动机230后端的起动机(冷启动发动机230作用)，它的功能可由本实用新型中的第一电机210和/或第二电机220来完成。

综上，本实用新型上述实施例当中的车辆，通过根据车辆的状态参数来相应控制同步器和/或离合器结合或分离，以控制系统自动进入对应的工作模式，使车辆的状态参数与系统的工作模式相适配，提高车辆燃油经济性，由于采用离合器和同步器来实现模式切换，简化系统结构，缩短变速器总长；此外还引入双电机结构，使驱动方式搭配更加多样化，系统的工作模式可以进一步细化，从而进一步提高车辆燃油经济性，同时两个电机既能驱动又能发电，提高能量回收效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机、差速器总成、第一电机、第二电机、传动机构以及与所述第一电机和所述第二电机连接的电池，所述传动机构包括动力输出轴、内输入轴、外输入轴、耦合连接在所述外输入轴和所述动力输出轴之间的多组挡位齿轮副、与所述发动机连接的离合器、以及设置在所述动力输出轴上用于实现挡位同步的同步器，所述内输入轴与所述离合器的主动盘连接，所述外输入轴与所述离合器的从动盘连接，所述动力输出轴上设有第一主减主动齿轮，所述差速器总成上设有主减从动齿轮，所述第一主减主动齿轮与所述主减从动齿轮耦合连接，所述第一电机通过第一传动组件与所述内输入轴耦合连接，所述第二电机通过第二传动组件与所述主减从动齿轮耦合连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述多组挡位齿轮副包括一挡齿轮副、二挡齿轮副、三挡齿轮副及四挡齿轮副，所述同步器包括位于所述一挡齿轮副与所述三挡齿轮副之间的1/3挡同步器、以及位于所述二挡齿轮副与所述四挡齿轮副之间的2/4挡同步器。

3.根据权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述三挡齿轮副、所述一挡齿轮副、所述二挡齿轮副和所述四挡齿轮朝远离所述发动机的方向依次布置。

4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一传动组件包括设置于所述第一电机的驱动轴上的第一驱动齿轮、以及设置于所述内输入轴上的第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述第一从动齿轮耦合连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一传动组件还包括第一惰轮总成，所述第一驱动齿轮通过所述第一惰轮总成与所述第一从动齿轮耦合连接。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二传动组件包括第二电机输出轴、设置于所述第二电机的驱动轴上第二驱动齿轮、以及设置于所述第二电机输出轴上的第二主减主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二主减主动齿轮与所述主减从动齿轮耦合连接，所述第二驱动齿轮与所述第二从动齿轮耦合连接。

7.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二传动组件还包括第二惰轮总成，所述第二驱动齿轮通过所述第二惰轮总成与所述第二从动齿轮耦合连接。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的混合动力驱动系统。

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