CN219007576U - 混合动力机电耦合系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力机电耦合系统及车辆，包括发动机、第一行星齿轮机构、制动器、动力输出轴、离合器、发电机和驱动电机，第一行星齿轮机构包括输入端、第一输出端和第二输出端，发动机与输入端连接，发电机与第一输出端连接，动力输出轴与第二输出端之间设置离合器以及第二输出端上设置制动器，驱动电机与动力输出轴传动连接，该系统只需要一个离合器以及一个制动器控制发动机、发电机和驱动电机之间的动力传输的通断即可实现在纯电驱动模式、串联增程模式、功率分流模式以及制动回收模式的切换，结构简单。

Description

混合动力机电耦合系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，主要涉及一种混合动力机电耦合系统及车辆。

背景技术

混合动力机电耦合系统包括发动机、发电机和驱动电机，并且发动机、发电机和驱动电机之间需要采用多个离合器和多个制动器实现动力传递路径的切换，其结构复杂。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种混合动力机电耦合系统，解决现有的混合动力机电耦合系统结构复杂的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

混合动力机电耦合系统，包括发动机、发电机、第一行星齿轮机构、驱动电机、动力输出轴、制动器和离合器；所述第一行星齿轮机构包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述发动机的输出轴与所述输入端连接，所述第一输出端与所述发电机连接，所述第二输出端与所述动力输出轴相连，所述发动机的输出轴的动力能够传递至所述发电机和所述动力输出轴上；所述离合器设置在所述第二输出端与所述动力输出轴之间，所述离合器用于控制所述第二输出端与所述动力输出轴耦合或控制所述第二输出端与所述动力输出轴分离；所述制动器连接在第二输出端上，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

在本申请的一些方案中，混合动力机电耦合系统还包括减速机构，所述驱动电机的输出端与所述减速机构的输入端连接，所述减速机构的输出端与所述动力输出轴连接。

在本申请的一些方案中，所述减速机构包括第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述驱动电机连接，所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合，并且所述第二行星轮与变速箱连接，所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合，并且所述第二齿圈与所述动力输出轴传动连接。

在本申请的一些方案中，所述减速机构包括第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述驱动电机传动连接，所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合，并且所述第二行星轮与所述动力输出轴传动连接；所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合，并且所述第二齿圈与变速箱连接。

在本申请的一些方案中，所述发动机、所述第一行星齿轮机构、所述动力输出轴、所述驱动电机和所述发电机同轴设置。

在本申请的一些方案中，所述发电机的中心轴设有第一中心孔，所述第一中心孔沿所述发电机的中心轴的轴向设置，并且与所述发电机的中心轴的两端面连通，所述发电机的中心轴套在所述发动机的输出轴上，并且能够相对于所述发动机的输出轴转动；和/或所述驱动电机的中心轴设有第二中心孔，所述第二中心孔沿所述驱动电机的中心轴的轴向设置，并且与所述驱动电机的中心轴的两端面连通，所述驱动电机的中心轴套在所述动力输出轴上，并且能够相对所述动力输出轴转动。

在本申请的一些方案中，所述第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮和第一齿圈，所述第一行星轮设置在第一太阳轮的外侧，并与所述第一太阳轮啮合，所述第一齿圈设置在第一行星轮外侧，并与所述第一行星轮啮合；所述第一行星轮与所述发动机的输出轴连接，以使所述第一行星轮成为所述输入端；所述第一太阳轮与所述发电机连接，以使所述第一太阳轮成为所述第一输出端；所述第一齿圈与所述动力输出轴相连，以使所述第一齿圈成为所述第二输出端。

在本申请的一些方案中，所述发动机的输出轴上还连接有减震器机构。

在本申请的一些方案中，混合动力机电耦合系统的工作模式包括功率分流模式、串联增程模式、驻车发电模式、纯电驱动模式以及制动回收模式。

在本申请的一些方案中，所述耦合系统处于功率分流模式时，所述离合器耦合，制动器分离，所述发动机分别与所述发电机发电和所述动力输出轴传动连接，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

在本申请的一些方案中，所述耦合系统处于串联增程模式时，所述离合器分离，所述制动器制动，所述发动机与所述发电机传动连接，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

在本申请的一些方案中，所述耦合系统处于驻车发电模式时，所述离合器分离，所述制动器制动，所述发动机与所述发电机传动连接。

在本申请的一些方案中，所述耦合系统处于纯电驱动模式时，所述离合器分离，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接，以驱动所述动力输出轴转动。

在本申请的一些方案中，所述耦合系统处于制动回收模式时，所述离合器分离，所述动力输出轴与所述驱动电机传动连接，以驱动所述驱动电机转动。

一种车辆，包括车体、车轮组件和所述的混合动力机电耦合系统，所述车轮组件和所述混合动力机电耦合系统均连接在所述车体上，并且所述车轮组件和所述混合动力机电耦合系统的动力输出轴传动连接。

有益效果：本申请的混合动力机电耦合系统包括发动机、第一行星齿轮机构、制动器、动力输出轴、离合器、发电机和驱动电机，第一行星齿轮机构包括输入端、第一输出端和第二输出端，发动机与输入端连接，发电机与第一输出端连接，动力输出轴与第二输出端之间设置离合器以及第二输出端上设置制动器，驱动电机与动力输出轴传动连接，该系统只需要一个离合器以及一个制动器控制发动机、发电机和驱动电机之间的动力传输的通断即可实现在纯电驱动模式、串联增程模式、功率分流模式以及制动回收模式的切换，结构简单。

附图说明

图1是本申请一实施例中混合动力机电耦合系统的结构示意图一。

图2是本申请一实施例中纯电驱动模式的结构示意图，箭头指示动力传递方向。

图3是本申请一实施例中串联增程模式的结构示意图，箭头指示动力传递方向。

图4是本申请一实施例中功率分流模式的结构示意图，箭头指示动力传递方向。

图5是本申请一实施例中制动回收模式的结构示意图，箭头指示动力传递方向。

图6是本申请一实施例中混合动力机电耦合系统的结构示意图二。

图7是起步状态的控制流程示意图。

图8是行驶状态的控制流程示意图。

主要元件符号说明：1、发动机；2、减震机构；4、发电机；5、动力输出轴；6、第一行星齿轮机构；61、第一太阳轮；62、第一行星轮；63、第一齿圈；7、减速机构；71、第二太阳轮；72、第二行星轮；73、第二齿圈；8、制动器；9、离合器；10、驱动电机；11、车轮组件。

具体实施方式

本实用新型提供一种混合动力机电耦合系统及车辆，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参阅图1和图6，混合动力机电耦合系统，包括发动机1、发电机4、第一行星齿轮机构6、驱动电机10、动力输出轴5、制动器8和离合器9。第一行星齿轮机构6包括输入端、第一输出端和第二输出端，发动机1的输出轴与输入端连接，第一输出端与发电机4连接，第二输出端与动力输出轴5相连，使发动机1的输出轴的动力能够传递至发电机4和动力输出轴5上，使得发动机1能够驱动发电机4转动以及驱动动力输出轴5转动。

离合器9设置在第二输出端与动力输出轴5之间，离合器9用于控制第二输出端与动力输出轴5处于耦合状态以及控制第二输出端与动力输出轴5处于分离状态；当第二输出端与动力输出轴5处于耦合状态时，发动机1能够带动动力输出轴5转动，当第二输出端与动力输出轴5处于分离状态时，动力输出轴5能够相对于发动机1的输出轴转动，也就是说，当第二输出端与动力输出轴5处于分离状态时，发动机1的输出轴与动力输出轴5的运动互不干扰。

制动器8连接在第二输出端上，用于以限制第二输出端的转动，当制动器8处于制动状态时，第二输出端形成固定端，进而发动机1的动力只是传递至发电机4上，进而避免第二输出端空转而形成的动力损失。

驱动电机10与动力输出轴5传动连接，因此驱动电机10能够驱动动力输出轴5转动，以实现驱动电机10的动力输出，或者动力输出轴5在车辆的车轮组件11带动下转动，进而带动驱动电机10转动。

上述中，通过离合器9以及制动器8的设置，通过控制离合器9处于分离状态或耦合状态，以及控制制动器8处于制动状态或分离状态，使得动力输出轴5可以在发动机1驱动、驱动电机10驱动以及发动机1和驱动电机10共同驱动下转动，使得混合动力机电耦合系统具有多种工作模式，例如：功率分流模式、串联增程模式、驻车发电模式、制动回收模式以及纯电驱动模式；并且在本申请中，通过只设置一个离合器9和一个制动器8，即可实现多种工作模式切换，因此使得结构更加简单，有效降低成本。

参阅图2-图5，举例地，混合动力机电耦合系统的工作模式包括：功率分流模式、串联增程模式、驻车发电模式、制动回收模式以及纯电驱动模式；

耦合系统处于功率分流模式中时，离合器9耦合，制动器8分离，发动机1工作，发动机用于驱动发电机4发电以及驱动动力输出轴5转动，驱动电机10工作，用于以驱动动力输出轴5转动。在功率分流模式中，发动机1同时驱动发电机4和动力输出轴5转动，驱动电机10驱动动力输出轴5转动，因此，发动机1的部分动力用于驱动发电机4发电，发电机4所产生的电能储存在电池中以供驱动电机10使用，发动机1的部分动力与驱动电机10输出的动力共同作用在动力输出轴5上，以实现动力输出轴5的转动。

耦合系统处于串联增程模式中时，离合器9分离，制动器8制动，发动机1工作，用于驱动发电机4发电，驱动电机10工作，用于驱动动力输出轴5转动。在串联增程模式中，发动机1的输出轴与动力输出轴5之间处于分离状态，因此发动机1驱动发电机4发电，发电机4所产生的电能储存在电池中以供驱动电机10使用，驱动电机10驱动动力输出轴5转动。

耦合系统处于驻车发电模式中时，离合器9分离，制动器8制动，发动机1工作，用于驱动发电机4发电。在驻车发电模式中，车辆处于不需要动力输出状态，因此驱动电机10不需要工作，而发动机1的工作仅用于发电机4的发电。

耦合系统处于制动回收模式中时，离合器9分离，驱动电机10在外部负载带动下转动，使得驱动电机10能够发电。在制动回收模式中，车辆处于制动状态或滑行状态，车轮惯性作用下转动，此时，车辆可以作为外部负载，带动驱动电机10转动，因此实现驱动电机10发电，实现制动能量回收，可大幅度地提高整体车辆的燃油效率。

其中，在制动回收模式中，可以与驻车发电模式同时工作，即发动机1驱动发电机4发电，同时外部负载驱动驱动电机10发电。

耦合系统处于纯电驱动模式中时，离合器9分离，驱动电机10工作，用于驱动动力输出轴5转动。在纯电驱动模式中，由驱动电机10输出动力，不需要发动机1工作，使得节能环保。

上述中，驱动电机10可以单独驱动动力输出轴5转动，也可以与发动机1一起驱动动力输出轴5转动，使得发动机1可以可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的效率。在工作模式切换过程中，驱动电机10参与驱动，使得动力不存在动力中断。而且混合动力机电耦合系统可以覆盖HEV车型和PHEV车型，增大可应用范围。

参阅图1和图6，在一些实施例中，第一行星齿轮机构6包括第一太阳轮61、第一行星轮62和第一齿圈63，第一行星轮62设置在第一太阳轮61的外侧，并与第一太阳轮61啮合，第一齿圈63设置在第一行星轮62外侧，并与第一行星轮62啮合，第一行星轮62与发动机1的输出轴连接，第一太阳轮61与发电机4连接，第一齿圈63与动力输出轴5相连。

详细的，第一行星轮62上连接有第一行星架，第一行星架为输入端，因此，发动机1的输出轴通过第一行星架与第一行星轮62连接。另外，第一太阳轮61为第一输出端，第一齿圈63为第二输出端。

该实施例中，由于第一行星轮62的齿数最多，第一太阳轮61的齿数最少，第一齿圈63的齿数处于两者之间，因此，当发动机1驱动发电机4转动时，形成增速减扭作用，可有效减小发电机4体积。当发动机1驱动动力输出轴5转动时，形成减速增扭作用，能够稳定发动机1对动力输出轴5的动力输出。

混合动力机电耦合系统还包括减速机构7，驱动电机10的输出端与减速机构7的输入轴连接，减速机构7的输出轴与动力输出轴5连接。在驱动电机10与动力输出轴5之间通过减速机构7连接，实现减速增扭作用，提供驱动电机10输出的动力的稳定性。

参阅图1，本申请的一实施例中，减速机构7包括第二行星齿轮机构，第二行星齿轮机构包括第二太阳轮71、第二行星轮72和第二齿圈73，第二行星轮72设在第二太阳轮71的外侧，并且与第二太阳轮71啮合，第二齿圈73设在第二行星轮72外侧，并且与第二行星轮72啮合。第二太阳轮71与驱动电机10连接，并且第二行星轮72与变速箱连接，并且第二齿圈73与动力输出轴5传动连接。其中，由于变速箱为固定结构，第二行星轮72上连接有第二行星架，而第二行星架与变速箱连接，使得第二行星架固定，也就实现第二行星轮72的位置固定，因此，能够实现第二太阳轮71与第二齿圈73之间的传动，即第二太阳轮71转动时能够带动第二齿圈73转动。也就是说，当驱动电机10转动时，能够通过第二太阳轮71、第二齿圈73带动动力输出轴5转动，实现驱动电机10的动力输出。

而且，采用第二行星齿轮机构的第二太阳轮71作为输入端，以第二齿圈73作为输出端，使得在驱动电机10向动力输出轴5传动的过程中，实现减速增扭作用，即是降低转速、增加扭矩的作用，使得输出的动力更加稳定。

参阅图6，本申请的另一实施例中，减速机构7包括第二行星齿轮机构，第二行星齿轮机构包括第二太阳轮71、第二行星轮72和第二齿圈73，第二行星轮72与第二太阳轮71啮合，第二齿圈73与第二行星轮72啮合。第二太阳轮71与驱动电机10传动连接，第二行星轮72与动力输出轴5传动连接；第二齿圈73与变速箱连接。其中，变速箱为固定结构，第二齿圈73与变速箱连接，使得第二齿圈73固定，因此，能够实现第二太阳轮71与第二行星轮72之间的传动，也就是说，当驱动电机10转动时，能够通过第二太阳轮71、第二行星轮72带动动力输出轴5转动，实现驱动电机10的动力输出。

详细的，第二行星轮72上连接有第二行星架，并且动力输出轴5与第二行星架连接，进而实现动力输出轴5与第二行星轮72之间的连接。

参阅图1和图6，在第二行星齿轮机构中，第二太阳轮71的齿数最少，第二行星轮72的齿数最多，第二齿圈73的齿数位于第二太阳轮71与第二行星轮72之间，因此当以第二太阳轮71作为输入端、以第二行星轮72或第二齿圈73作为输出端时，都能起到降低转速、增加扭矩的作用，使得输出的动力更加稳定。而且以第二太阳轮71作为输入端、以第二行星轮72为输出端时，传动比最大，因此减速增扭效果最佳。本申请通过第二行星齿轮机构实现减速增扭的作用，不需要另外设置其他减速器，使得结构更加简单。

由于第二太阳轮71位于第二行星齿轮机构的最中心，变速箱包裹在第二行星齿轮机构的外侧，因此当第二太阳轮71与变速箱连接时，需要避让与第二行星轮72连接以及与第二齿圈73连接的轴，导致结构复杂。在本申请中，优选以第二太阳轮71作为第二星齿轮机构的输入端、第二行星轮72与第二齿圈73中的一者作为第二星齿轮机构的输出端、另一者固定的结构，该结构使得方便第二行星齿轮机构与变速箱的连接，第二行星齿轮机构与变速箱之间的连接结构更加简单，进而使得减小整个混合动力机电耦合系统在纵向方向的尺寸。

发动机1、第一行星齿轮机构6、动力输出轴5、驱动电机10和发电机4同轴设置。当以动力输出轴5的轴向为纵向时，能够减小混合动力机电耦合系统在横向上的尺寸，有效节省空间和降低成本。

发电机4的中心轴设有第一中心孔，第一中心孔沿发电机4的中心轴的轴向设置，并且与发电机4的中心轴的两端面连通，发电机4的中心轴套在发动机1的输出轴上，并且能够相对于发动机1的输出轴转动。通过将发电机4的中心轴套在发动机1的输出轴上，实现了发电机4与发动机1同轴设置，还使得发电机4、第一行星齿轮机构6以及发动机1三者之间的结构更加紧凑，进一步减小混合动力机电耦合系统在横向上的尺寸。

驱动电机10的中心轴设有第二中心孔，第二中心孔沿驱动电机10的中心轴的轴向设置，并且与驱动电机10的中心轴的两端面连通，驱动电机10的中心轴套在动力输出轴5上，并且能够相对动力输出轴5转动。通过将驱动电机10的中心轴套在动力输出轴5上，实现了动力输出轴5与驱动电机10同轴设置，还使得驱动电机10、减速机构7和离合器9三者之间的结构更加紧凑，进一步减小混合动力机电耦合系统在横向上的尺寸。

上述中，由于发电机4、第一行星齿轮机构6以及发动机1三者之间的结构紧凑，驱动电机10、减速机构7和离合器9三者之间的结构也紧凑，因此，整个混合动力机电耦合系统结构也更加紧凑，减少体积。

发动机1的输出轴上还连接有减震机构2，以减少发动机1的输出轴的振动，提高混合动力机电耦合系统稳定，进而使得混合动力机电耦合系统不易损坏以及降低噪音。其中，减震机构2为扭转减震器和双质量飞轮中的一者。

一种车辆，包括车体、车轮组件11和上述的混合动力机电耦合系统，车轮组件11和混合动力机电耦合系统均连接在车体上，并且车轮组件11和混合动力机电耦合系统的动力输出轴5传动连接。其中，车轮组件11包括差速器和车轮，动力输出轴5与差速器连接，差速器与车轮连接，因此混合动力机电耦合系统的动力能够传递于车轮上，实现车辆的行驶。

在上述的混合动力机电耦合系统中，由于离合器9的数量为一个以及制动器8的数量也为一个，因此能够减少设置控制离合器9在耦合状态和分离状态之间进行切换结构，例如：离合踏板、制动踏板，使得车辆的结构更加简单。在上述的混合动力机电耦合系统中，通过第一行星齿轮机构6进行增速降扭，以减小发电机4的体积，进而使得混合动力机电耦合系统体积更小，因此混合动力机电耦合系统在车辆上占用空间也更小。

参阅图7，一种车辆的控制方法，应用于上述的混合动力机电耦合系统，所述控制方法包括起步状态的控制，起步状态的控制包括：

计算道路的坡度和获取电池的SOC值；

判断电池的SOC值是否大于预设第一SOC阈值；

若电池的SOC值大于预设第一SOC阈值，控制混合动力机电耦合系统进入纯电驱动模式；

若电池的SOC值不大于预设第一SOC阈值，判断道路的坡度是否大于预设坡度；

若道路的坡度大于预设坡度，控制混合动力机电耦合系统进入功率分流模式；

若道路的坡度不大于预设坡度，控制混合动力机电耦合系统进入串联增程模式。

其中，电池的SOC值是指电池的电量剩余量，通过获取电池的SOC值，因此可以获知电池的电量剩余量是否能够提供足够的电能以供驱动电机10工作，当电池的电量剩余量足够时，采用纯电驱动模式进行起步。

当电池的电量剩余量不足以采用纯电驱动模式进行起步时，本申请通过判断道路的坡度的大小，以切换工作模式，即通过判断道路的坡度是否大于预设坡度，当道路的坡度大于预设坡度，采用功率分流模式进行起步。当道路的坡度不大于预设坡度时，采用串联增程模式进行起步。

其中，混合动力机电耦合系统处于纯电驱动模式时，离合器9处于分离状态，并且驱动电机10处于工作状态。混合动力机电耦合系统处于功率分流模式时，离合器9处于耦合状态，制动器8处于分离状态，并且驱动电机10和发动机1处于工作状态，此时，驱动电机10和发动机1共同驱动动力传动轴5转动，以获得最大的输出动力。混合动力机电耦合系统处于串联增程模式时，离合器9处于分离状态，制动器8处于制动状态，并且驱动电机10和发动机1处于工作状态。

上述中，通过预设第一SOC阈值用于区分电池的电量剩余量是否足够采用纯电驱动模式进行起步。而且，在起步状态的控制中，在混合动力机电耦合系统保证能够提供的足够驱动动力的前提下，优先采用驱动电机10提供驱动动力，可大幅度地提高整体车辆的燃油效率。

上述中，道路的坡度为tanθ，道路的倾角θ为：

T_wheel＝(T_Engine+T_EM1i_EM1)i_ICE1+T_EM2i_EM2toWheel

式中，T_wheel为轮边扭矩，根据发动机1及发电机4、驱动电机10的扭矩计算得到，r为轮胎半径，m为整车满载质量，a为整车加速度，f₀、f₁、f₂为整车阻力系数，整车阻力系数包含道路阻力系数、风阻系数以及车轮阻力系数等，v为车速，g为重力加速度，i_EM1为发电机4到发动机1速比，i_ICE1为发动机1到轮端的速比，i_EM2toWheel为驱动电机10到轮端速比。

参阅图8，一种车辆控制方法，应用于混合动力机电耦合系统，所述控制方法包括行驶状态的控制，行驶状态的控制包括：

根据电池的SOC值，划分为中高SOC状态和低SOC状态；

若电池的SOC值处于低SOC状态，当电池的SOC值大于预设第二SOC阈值时，进入中高SOC状态；

若电池的SOC值处于中高SOC状态，当电池的SOC值小于预设第三SOC阈值时，进入低SOC状态；

其中，预设第二SOC阈值不小于预设第三SOC阈值。

驱动电机10提供动力时会产生电量损耗，在发电机4进行发电时会对电池的电量进行补充，因此车辆在行驶状态中，电池的电量剩余量处于变化状态，而且车辆的工作模式也需要根据电池的电量剩余量进行切换，以保证混合动力机电耦合系统具有足够的动力输出，以及获得较好的燃油效率。基于此，通过预设第二SOC阈值和预设第三SOC阈值的设置，以及电池的SOC值与预设第二SOC阈值和预设第三SOC阈值比较，以获得切换工作模式的信号。

在一实施例中，预设第三SOC阈值等于预设第二SOC阈值，即第三SOC阈值和第二SOC阈值为同一值，并通过该值划分中高SOC状态和低SOC状态。

在本申请的另一实施例中，通过设置预设第二SOC阈值和预设第三SOC阈值，以及预设第二SOC阈值大于预设第三SOC阈值，例如：第二SOC阈值为50％，第三SOC阈值为48％，当电池从低SOC状态进入中高SOC状态，电池需要达到第二SOC阈值，而从中高SOC状态进入低SOC状态，电池需要达到第三SOC阈值，第二SOC阈值与第三SOC阈值之间存在一定差距，能够避免电池在中高SOC状态和低SOC状态之间反复切换。

上述中，当电池的SOC值进入中高SOC状态，混合动力机电耦合系统进入纯电驱动模式。即控制离合器9处于分离状态，并且控制发电机4和发动机1停机，并且控制驱动电机10启动。

上述中，当电池的SOC值进入低SOC状态，获取轮边需求扭矩、第一轮边扭矩阈值和第二轮边扭矩阈值；比较轮边需求扭矩与第一轮边扭矩阈值的大小，若轮边需求扭矩小于第一轮边扭矩阈值，混合动力机电耦合系统进入串联增程模式，即控制离合器9处于分离状态以及制动器8处于制动状态，并且控制驱动电机10和发动机1工作。

若轮边需求扭矩不小于第一轮边扭矩阈值，比较轮边需求扭矩与第二轮边扭矩阈值的大小；若轮边需求扭矩大于第二轮边扭矩阈值，混合动力机电耦合系统进入串联增程模式，即控制离合器9处于耦合状态，制动器8处于分离状态，并且控制驱动电机10和发动机1处于工作状态。

在一实施例中，第一轮边扭矩阈值等于第二轮边扭矩阈值，即第一轮边扭矩阈值和第二轮边扭矩阈值为同一值。

在另一实施例中，通过设置第一轮边扭矩阈值和第二轮边扭矩阈值，第一轮边扭矩阈值小于第二轮边扭矩阈值，能够避免车辆在串联增程模式和功率分流模式之间反复切换。

上述中，轮边需求扭矩根据油门踏板开度值和车速，从“油门踏板开度、车速与轮边需求扭矩”表中获取，也就是说，在系统保存有与踏板开度值、车速对应的轮边需求扭矩的参数，该参数可以通过计算获得，也可以通过经验获得。

同样的，轮边扭矩阈值也根据车速与SOC值，从“车速、SOC值与轮边扭矩阈值”表中获取，也就是说，在系统保存有与车速、SOC值对应的轮边扭矩阈值的参数，该参数可以通过计算获得，也可以通过经验获得。

上述中，车辆的起步状态的控制和行驶状态的控制能够同时应用于混合动力机电耦合系统，即车辆在完成起步状态的控制后，车辆进入行驶状态。在一实施例中，车辆可以通过使用者选择工作模式或设定工作模式的方式进行起步，使得车辆进入行驶状态，因此，车辆的行驶状态的控制方法可以单独应用于混合动力机电耦合系统。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (15)

1.混合动力机电耦合系统，其特征在于，包括：

发动机、发电机、第一行星齿轮机构、驱动电机、动力输出轴、制动器和离合器；

所述第一行星齿轮机构包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述发动机的输出轴与所述输入端连接，所述第一输出端与所述发电机连接，所述第二输出端与所述动力输出轴相连，所述发动机的输出轴的动力能够传递至所述发电机和所述动力输出轴上；

所述离合器设置在所述第二输出端与所述动力输出轴之间，所述离合器用于控制所述第二输出端与所述动力输出轴耦合或控制所述第二输出端与所述动力输出轴分离；

所述制动器连接在第二输出端上，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，还包括减速机构，所述驱动电机的输出端与所述减速机构的输入端连接，所述减速机构的输出端与所述动力输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述减速机构包括第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述驱动电机连接，所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合，并且所述第二行星轮与变速箱连接，所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合，并且所述第二齿圈与所述动力输出轴传动连接。

4.根据权利要求2所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述减速机构包括第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述驱动电机传动连接，所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合，并且所述第二行星轮与所述动力输出轴传动连接；所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合，并且所述第二齿圈与变速箱连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述发动机、所述第一行星齿轮机构、所述动力输出轴、所述驱动电机和所述发电机同轴设置。

6.根据权利要求5所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，

所述发电机的中心轴设有第一中心孔，所述第一中心孔沿所述发电机的中心轴的轴向设置，并且与所述发电机的中心轴的两端面连通，所述发电机的中心轴套在所述发动机的输出轴上，并且能够相对于所述发动机的输出轴转动；和/或

所述驱动电机的中心轴设有第二中心孔，所述第二中心孔沿所述驱动电机的中心轴的轴向设置，并且与所述驱动电机的中心轴的两端面连通，所述驱动电机的中心轴套在所述动力输出轴上，并且能够相对所述动力输出轴转动。

7.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮和第一齿圈，所述第一行星轮设置在第一太阳轮的外侧，并与所述第一太阳轮啮合，所述第一齿圈设置在第一行星轮外侧，并与所述第一行星轮啮合；

所述第一行星轮与所述发动机的输出轴连接，以使所述第一行星轮成为所述输入端；所述第一太阳轮与所述发电机连接，以使所述第一太阳轮成为所述第一输出端；所述第一齿圈与所述动力输出轴相连，以使所述第一齿圈成为所述第二输出端。

8.根据权利要求1所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述发动机的输出轴上还连接有减震器机构。

9.根据权利要求1所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，混合动力机电耦合系统的工作模式包括功率分流模式、串联增程模式、驻车发电模式、纯电驱动模式以及制动回收模式。

10.根据权利要求9所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统处于功率分流模式时，所述离合器耦合，制动器分离，所述发动机分别与所述发电机发电和所述动力输出轴传动连接，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

11.根据权利要求9所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统处于串联增程模式时，所述离合器分离，所述制动器制动，所述发动机与所述发电机传动连接，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接。

12.根据权利要求9所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统处于驻车发电模式时，所述离合器分离，所述制动器制动，所述发动机与所述发电机传动连接。

13.根据权利要求9所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统处于纯电驱动模式时，所述离合器分离，所述驱动电机与所述动力输出轴传动连接，以驱动所述动力输出轴转动。

14.根据权利要求9所述的混合动力机电耦合系统，其特征在于，所述耦合系统处于制动回收模式时，所述离合器分离，所述动力输出轴与所述驱动电机传动连接，以驱动所述驱动电机转动。

15.一种车辆，其特征在于，包括车体、车轮组件和如权利要求1-14任一项所述的混合动力机电耦合系统，所述车轮组件和所述混合动力机电耦合系统均连接在所述车体上，并且所述车轮组件和所述混合动力机电耦合系统的动力输出轴传动连接。

Images