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Abstract

本实用新型提供的混合动力驱动系统，包括：车轮、主减速器、变速器、发动机、发电机/电动机、逆变器、电池管理、动力电池、直流直流变换器、车载蓄电池、电动真空泵、助力转向装置，其中，该系统还包括与发动机连接的第二离合器，与变速器连接的第三离合器，与发电机/电动机连接的第一离合器以及与第一、第二、第三连接的动力合成装置；本实用新型取消了传统发动机中起动电机，由整车的另一个动力源电动机拖动在较高的转速下起动，避免了发动机频繁的怠速工况，从而降低了发动机的燃油消耗和排放，简化了现有发动机的结构。

Description

一种混合动力驱动系统
技术领域
本实用新型涉及一种混合动力驱动系统，尤其是一种发动机中不含有起动电机的并联式混合动力驱动系统。
背景技术
中国发明专利申请公开说明书CN200510023717.9公开了一种并联式混合动力驱动系统及其驱动方法，包括车轮、主减速器、自动机械变速箱、后离合器、耦合器、单向超越离合器、发动机、空调压缩机、动力转向装置、变速箱液压泵，其中，车轮与主减速器相连，后离合器通过自动机械变速箱与主减速器相连，还包括电动机、逆变器、电动真空泵、电池、直流直流变换器、电池管理器、充电电池、交流直流变换器、超级电容管理器、超级电容，其中，发动机的输出端与单向超越离合器的外圈相连，单向超越离合器的内圈通过耦合器与电动机、空调压缩机、动力转向装置和变速箱液压泵相连，所述超级电容通过超级电容管理器和交流直流变换器与电动机相连，充电电池通过电池管理器和逆变器与电动机相连，电动真空泵通过电池和直流直流变换器与充电电池相连；该系统实现了混合动力，即车辆起步和低负荷工况由电动机驱动；当车速达到发动机运行的经济工况，发动机起动，车辆改由发动机驱动，多余的能量经发电机给动力电池充电；当车辆在加速、爬坡工况动力驱动由发动机和电动机同时驱动。
该专利中发动机仍然是一整套独立系统，需要传统发动机的起动电机，而传统发动机起动电机的起动功率很小，发动机的起动转速很低，无法避开发动机的怠速工况，发动机怠速工况的燃油消耗非常高，同时排放非常差；虽然该专利实现了车辆起步和低负荷工况由电动机驱动，但在城市行车时，车辆起步和低负荷工况行驶时间虽然短暂，但使用频率非常高，也就是发动机与电动机驱动频繁交替。每一次的交替，发动机都要由自身的起动电机起动，通过怠速工况进入正常运转。非常影响发动机的经济性及排放。
实用新型内容
针对上述情况，本实用新型目的即在于提供一种结构简单合理、实现并联混合动力的前提下，取消了传统发动机中起动电机的混合动力驱动系统。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型提供一种混合动力驱动系统，主要包括：车轮、主减速器、变速器、发动机、发电机/电动机、逆变器、电池管理、动力电池、直流直流变换器、车载蓄电池、电动真空泵、助力转向装置，车轮与主减速器相连，主减速器与变速器相连，车载蓄电池通过直流直流变换器与动力电池相连，电动真空泵与车载蓄电池电连接，其中，该系统还包括与发动机连接的第二离合器，与变速器连接的第三离合器，与发电机/电动机连接的第一离合器以及与第一、第二、第三、第四离合器连接的动力合成装置。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述混合动力驱动系统还包括带第四离合器的空调压缩机，其中，与空调压缩机连接的第四离合器与车载蓄电池电相连，空调压缩机通过第四离合器与动力合成装置相连。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的发动机不含有起动电机和动力转向装置。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的发电机/电动机为一个能源转换装置，在车辆起步和低负荷工况时，发电机/电动机作为电动机工作，此时，发电机/电动机是车辆驱动的辅助动力源和起动发动机的部件，由动力电池为其提供能源；当车速达到发动机运行的经济工况，发动机由电动机拖动起动，车辆改由发动机驱动，随后发电机/电动机由电动机模式转为发电机模式工作，发动机产生的多余的能量经发电机给动力电池充电。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的第一离合器是接通和断开发电机/电动机与动力合成装置的部件，是电磁离合器，电磁离合器的工作原理是由车载蓄电池提供电能让离合器的主从动盘吸合，主从动盘吸合后才能传递动力。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的第二离合器是接通与断开发动机和动力合成装置的部件，是电磁离合器。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的第三离合器是接通与断开变速器和动力合成装置的部件，为传统离合器。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的动力合成装置为一种对输入动力进行耦合叠加输出的传动装置；既可以由皮带传动装置，也可以是齿轮传动装置。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的变速器可以是可以是MT、AMT、CVT任何类型变速器。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的第四离合器是接通与断开动力合成装置和空调压缩机的部件，是电磁离合器。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述的助力转向装置为电动助力转向EPS，其中，电动助力转向EPS为转向提供动力，替代传动的助力转向。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述车载蓄电池为传统的低压电路提供电能，同时为电动真空泵、电动助力转向以及电磁离合器等附件提供能源；动力电池为发电机/电动机的电动机模式提供电能以及为车载蓄电池充电，同时可以将多余的动力储存。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述电动真空泵提高真空助力器的真空度，提高真空助力的能力，替代传统的真空泵。
上述的混合动力驱动系统，其中：所述变速器采用CVT型变速器时，第三离合器可以取消。
本实用新型一种混合动力驱动系统采用四个相互独立的离合器与动力合成装置的结合，取消了传统发动机中起动电机；在每次起动发动机时，由整车的另一个动力源电动机拖动在较高的转速下起动，避免了发动机频繁的怠速工况，从而降低了发动机的燃油消耗和排放，简化了现有发动机的结构。同时采用电动真空泵和电动助力转向等独立驱动方式，避免了发动机和电动机单独驱动时对车辆的影响。
附图说明
为了便于说明，本实用新型使用下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1是本实用新型一种实施方式的结构示意简图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的一种实施方式。
如图1所示，本实用新型一种混合动力驱动系统主要包括：车轮、主减速器、变速器、发动机、发电机/电动机、逆变器、电池管理、动力电池、直流转直流变换器(即DC/DC变换器)、车载蓄电池、电动真空泵、助力转向装置，车轮与主减速器相连，主减速器与变速器相连，车载蓄电池通过DC/DC变换器与动力电池相连，电动真空泵与车载蓄电池电连接，与空调压缩机连接的第四离合器与车载蓄电池电相连，空调压缩机通过第四离合器与动力合成装置相连，助力转向装置与车载蓄电池电相连，其中，该系统还包括与发动机连接的第二离合器，与变速器连接的第三离合器，与发电机/电动机连接的第一离合器以及与第一、第二、第三、第四离合器连接的动力合成装置；发动机不含有起动电机和动力转向装置；第一、第二、第四离合器是电磁离合器，第三离合器为传统离合器；变速器采用CVT型变速器时，第三离合器可以取消；动力合成装置为一种对输入动力进行耦合叠加输出的传动装置，既可以是皮带传动装置，也可以是齿轮传动装置；助力转向装置为电动助力转向EPS，其中，电动助力转向EPS为转向提供动力，替代传动的助力转向，车载蓄电池为传统的低压电路提供电能，同时为电动真空泵、电动助力转向以及电磁离合器等附件提供能源；动力电池为发电机/电动机的电动机模式提供电能以及为车载蓄电池充电，同时可以将多余的动力储存。
该种混合动力驱动系统的工作方式如下：
1.起步或低负荷工况模式
当车辆在起步或低负荷工况，发动机热效率低，排放高。而该工况是使用非常频繁的工况，对发动机而言，燃油经济性和排放都差。因此车辆在起步或低负荷工况由电动机带动车辆运转。动力传动路线：动力电池、逆变器、发动机/电动机(发动机/电动机为电动机驱动模式)、第一离合器、动力合成装置、第三离合器、变速器、主减速器，传递到车轮。为避免此时动力合成装置对发动机倒拖，第二离合器断开。
本发明还保留了发动机在起步或低负荷工况运行的功能。在极限情况下，也就是动力电池电量不足时，电动机不足以驱动车轮，断开第三离合器，由电动机拖动发动机起动，然后动力由发动机输出，动力流经第二离合器、动力合成装置、第三离合器、变速器、主减速器，驱动车轮。此工况极为少见，多数是由电动机带动车辆运转，当车速超过15公里时才由电动机起动发动机。多余的能量通过动力合成装置，经第一离合器、发电机/电动机(此时发电机/电动机转为发电机模式)、逆变器，流回动力电池，给电池充电。
2.车辆正常行驶模式
当车速达到设定值时，电动机在驱动车辆的同时，第二离合器接通，动力通过动力合成装置分流到发动机，拖动发动机高速起动。然后动力由发动机输出，流经第二离合器、动力合成装置、第三离合器、变速器、主减速器驱动车轮，此时发动机的转速高，热效率最高，排放最低。多余的能量通过动力合成装置，经第一离合器、发电机/电动机(此时发电机/电动机转为发电机模式)、逆变器，流回动力电池，给电池充电。如果动力电池不需要充电，则只需断开第一离合器。
3.混合驱动模式
在车辆急加速或爬坡等需要较大驱动扭矩时，动力由发动机和电动机共同输出，经过动力合成装置的耦合、通过第三离合器、变速器、主减速器驱动车轮。
4.减速或制动模式
当车辆减速或制动时，第二离合器断开，第一离合器接通，能量经车轮、主减速器、变速器、第三离合器、动力合成装置、第一离合器、发电机/电动机(此时发电机/电动机转变为发电机模式)、逆变器，流回动力电池，给动力电池充电，实现再生制动能量的回馈。
5.停车充电模式
车辆在停止时，动力电池电量过低如需要充电，此时只需由发动机/电动机(此时发电机/电动机转变为电动机模式)起动发动机，断开第三离合器，就可以为动力电池充电了。动力流经途径：发动机、第二离合器、动力合成装置、第一离合器、发电机/电动机(此时发电机/电动机转变为发电机模式)、逆变器、动力电池，完成对电池的充电要求。
6.空调的驱动
空调压缩机和动力合成装置相连，可以由电动机驱动，也可以由发动机驱动，只要动力合成装置有动力输入就行。因此任何需要空调的时候只需要接通第四离合器。
车辆的工况控制由整车控制器控制，发动机的控制由发动机ECU控制，空调的控制由空调控制器控制。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均包含本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1、一种混合动力驱动系统，主要包括：车轮、主减速器、变速器、发动机、发电机/电动机、逆变器、电池管理、动力电池、直流直流变换器、车载蓄电池、电动真空泵、助力转向装置，车轮与主减速器相连，主减速器与变速器相连，车载蓄电池通过直流直流变换器与动力电池相连，电动真空泵与车载蓄电池电连接，助力转向装置与车载蓄电池电相连，其特征在于：该系统还包括与发动机连接的第二离合器，与变速器连接的第三离合器，与发电机/电动机连接的第一离合器以及与第一、第二、第三离合器连接的动力合成装置。
2、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统其特征在于：所述混合动力驱动系统还包括带第四离合器的空调压缩机，其中，与空调压缩机连接的第四离合器与车载蓄电池电相连，空调压缩机通过第四离合器与动力合成装置相连。
3、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、第二离合器是电磁离合器。
4、根据权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述第四离合器是电磁离合器。
5、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述第三离合器为传统离合器。
6、根据权利要求5所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述的变速器可以是MT、AMT、CVT类型变速器。
7、根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述变速器采用CVT型变速器时，第三离合器可以取消。
6、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述的动力合成装置既可以是皮带传动装置，也可以是齿轮传动装置。
8、根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述的助力转向装置为电动助力转向EPS。
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