一種混合動力驅動系統、車輛的制作方法

本發明涉及車輛工程領域，具體而言，涉及一種混合動力驅動系統、車輛。

背景技術：

混合動力汽車的發動機和電動機一般是通過動力耦合裝置與驅動橋相連接，從而驅動車輪旋轉。通常，動力耦合裝置集成發動機和電動機的動力合成裝置和變速裝置于一體，結構復雜，質量大。而且，發動機和電動機與車輪之間為純機械連接，使得整個驅動系統的空間布置具有較大的局限性，同時純機械連接也使得汽車多變的行駛工況對驅動系統產生較大的機械沖擊影響，發動機所受到的汽車瞬態響應頻繁，不利于控制發動機在最佳工作區域運行，從而影響汽車的燃油經濟性。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種混合動力驅動系統，在油電混合動力系統中采用管道將電動機、發動機和液壓馬達連接，能夠更靈活的進行空間布置，結構簡單，質量小。

本發明的另一目的在于提供一種車輛，其能夠快速方便地控制發動機和電動機與液壓泵動力的連接與中斷，且能夠提高車輛的燃油經濟性。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種混合動力驅動系統，混合動力驅動系統包括：發動機、電動機以及液壓組件。液壓組件包括液壓馬達、可選地受發動機和電動機中的至少一個驅動的液壓泵，液壓泵通過管道與液壓馬達連接并通過液壓傳動使液壓馬達的轉子轉動。

一種車輛，其包括上述的混合動力驅動系統，液壓馬達的轉子與車輛的車輪連接。

本發明實施例的有益效果是：將發動機、電動機均通過管道與液壓組件中的液壓馬達連接，讓整個混合動力驅動系統的連接、空間布置更為靈活多變，且質量也比單純機械耦合的動力系統小。將此混合動力驅動系統用于組裝車輛。混合動力的使用，讓車輛在不同工況時可以使用匹配的動力源，提高車輛的燃油經濟性。車輛在多變的行駛工況中會對驅動系統造成程度不一的沖擊。管路的連接可以很大程度地減小發動機所受到的車輛瞬態響應，有利于控制發動機在最佳工作區域運行，從而進一步提高車輛的燃油經濟性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的混合動力驅動系統示意圖；

圖2為本發明實施例2提供的混合動力驅動系統示意圖；

圖3為本發明實施例3提供的混合動力驅動系統示意圖；

圖4為本發明實施例4提供的混合動力驅動系統示意圖。

圖標：100-混合動力驅動系統；110-發動機；120-電動機；122-插頭；130-液壓組件；132-液壓馬達；134-液壓泵；136-第一離合器；138-第二離合器；140-管道；142-油箱；144-換向閥；200-混合動力驅動系統；202-液壓蓄能器；300-混合動力驅動系統；310-蓄電組件；312-蓄電池；314-第一變換器；316-第二變換器；400-混合動力驅動系統；402-充電器；406-發電機；408-第三變換器。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“連接”應做廣義理解。例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接(包括各種機械連接形式，例如聯軸器或者齒輪副等等)，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例1

請參照圖1，本實施例提供一種混合動力驅動系統100，其包括發動機110、電動機120以及液壓組件130。液壓組件130分別與發動機110、電動機120連接。

液壓組件130包括液壓馬達132以及液壓泵134。液壓泵134通過第一離合器136與發動機110連接，液壓泵134通過第二離合器138與電動機120連接。液壓泵134通過管道140與液壓馬達132連接，并通過液壓傳動使液壓馬達132的轉子(圖中未示出)轉動。液壓油(圖中未示出)被液壓泵134由油箱142內吸出，再通過管道140的輸送通道傳入到液壓馬達132，最后由液壓馬達132流出，通過管道140的輸送通道回到油箱142內，完成液壓油的循環流動。

較優地，為了使液壓馬達132的轉子能夠實現雙向轉動，將液壓泵134與液壓馬達132通過換向閥144連接。

液壓馬達132優選為雙向變量液壓馬達，可以是齒輪式液壓馬達、葉片式液壓馬達、柱塞式液壓馬達等各種液壓式馬達中的一種。換向閥144有兩個工作位置，分別為方向相反的第一工作位置和第二工作位置，正常處于第一工作位置或第二工作位置。換向閥144處于上述兩種不同工作位置時，液壓油在液壓馬達132中的流向相反。當換向閥144切換工作位置時，液壓油在液壓馬達132中的流向改變，使得液壓馬達132的轉子旋轉方向改變。

電動機120可通過插頭122直接由外部電源(圖中未示出)供電。電動機120可以是直流電動機、無刷直流電動機、異步電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機等在電動汽車領域應用較多的各種電機中的一種。

需要說明的是，液壓泵134與發動機110的連接以及液壓泵134與電動機120的連接，還可以使用行星齒輪裝置(圖中未示出)或其他傳動裝置連接，或者使用第一離合器136或第二離合器138與其他傳動裝置的混合連接。在本發明其他實施例中也可以將發動機110、電動機120直接與液壓泵134連接，僅用于輸出動力，其間不設置連接件。本實施例僅是為了能夠更便捷、快速的切斷和連通發動機110、電動機120，所以較優的選擇了第一離合器136和第二離合器138作為連接件。

另外，需要說明的是，圖1中雙實線表示的是機械連接，例如聯軸器、齒輪副等方式；細實線表示的是用管道140進行的連接；虛線表示的是電氣連接。圖1中所示出的第一離合器136和第二離合器138并不代表其在混合動力驅動系統100中是固定的斷開、閉合模式。例如，可以將第一離合器136和第二離合器138均設置為常開或者常閉，或其中任意一個常開另一個常閉。

混合動力驅動系統100的工作原理是當混合動力驅動系統100服務于低載荷工況時，第一離合器136斷開，第二離合器138閉合，發動機110不工作。電動機120通過插頭122直接由外部電源供電并開始轉動。電動機120的動力進一步經過第二離合器138傳遞給液壓泵134，驅動液壓泵134旋轉。液壓泵134將液壓油由油箱142帶入管道140，經過換向閥144，進而驅動液壓馬達132工作，從而驅動液壓馬達132的轉子轉動。在低載荷工況下，關閉發動機110，采用純電動驅動模式，可避免發動機110在此工況下工作時效率低，燃料經濟性差的現象。

當混合動力驅動系統100服務于中載荷工況時，第一離合器136閉合，第二離合器138斷開，電動機120不工作，發動機110工作。發動機110工作，并且將動力進一步經過第一離合器136傳遞給液壓泵134，并驅動液壓泵134旋轉。液壓泵134將液壓油由油箱142帶入管道140，經過換向閥144，進而驅動液壓馬達132工作，從而驅動液壓馬達132的轉子轉動。在中載荷工況下，發動機110的工作效率較高，燃油經濟性較好。

當混合動力驅動系統100服務于高載荷工況時，第一離合器136和第二離合器138均閉合。發動機110輸出的動力進一步經過第一離合器136傳遞給液壓泵134。插頭122接通外部電源，電動機120旋轉，并將動力進一步經過第二離合器138傳遞給液壓泵134。因此，發動機110和電動機120同時驅動液壓泵134旋轉，液壓泵134將液壓油由油箱142帶入管道140，經過換向閥144，進而驅動液壓馬達132工作，從而驅動液壓馬達132的轉子轉動。發動機110在高效工作區運行，發動機110的工作效率較高，但輸出的動力不足以滿足高載荷工況的需求，此時不足的動力由電動機120提供。

需要說明的是，換向閥144的兩個工作位置均適用于以上各個工況。

本實施例提供的混合動力驅動系統100利用第一離合器136和第二離合器138的閉合與斷開，可以方便地控制發動機110和電動機120與液壓泵134動力的連接與中斷。且液壓泵134與液壓馬達132之間采用管道140連接，可以使整個混合動力驅動系統100的空間布置靈活多變。

實施例2

請參照圖2，本實施例提供一種混合動力驅動系統200，其與實施例1的混合動力驅動系統100大致相同，二者的主要區別在于本實施例的液壓組件130還包括液壓蓄能器202。

請再參照圖1，液壓蓄能器202與液壓泵134通過管道140連接。液壓蓄能器202可以是彈簧式蓄能器、氣體隔離式蓄能器(氣瓶式、活塞式、皮囊式)等各種蓄能器中的一種。液壓蓄能器202可以在液壓馬達132的轉子減速制動時，吸收由液壓泵134輸出的多余的高壓液壓油，進行制動能量回收，同時在混合動力驅動系統200工作過程中，起到吸收液壓沖擊和壓力脈動的作用。

混合動力驅動系統200與混合動力驅動系統100在工作原理上的區別在于，混合動力驅動系統200多了一種工作模式。當混合動力驅動系統200服務于低載荷工況時，且液壓蓄能器202儲存的液壓能充足時，第一離合器136和第二離合器138均斷開，發動機110、電動機120均不工作。液壓蓄能器202釋放出儲存的液壓能，輸出的高壓油經過換向閥144，驅動液壓馬達132旋轉，從而驅動液壓馬達132的轉子旋轉。這種工作模式所使用的液壓能是混合動力驅動系統200在減速制動時回收的儲存進液壓蓄能器202中的能量，可節約能源，提高混合動力汽車燃油經濟性。

實施例3

請參照圖3和圖1，本實施例提供一種混合動力驅動系統300，其與實施例1的混合動力驅動系統100大致相同，二者的主要區別在于本實施例的混合動力驅動系統300還包括蓄電組件310，蓄電組件310包括蓄電池312。電動機120與蓄電池312電連接，當電動機120所需的電流電壓與蓄電池312提供的電流電壓匹配時，可由蓄電池312直接供電給電動機120。蓄電池312可以進行更換，以保證有充足的電力帶動電動機120轉動。

較優地，請再參照圖3和圖1，為了使蓄電池312提供的電流、電壓與電動機120所需要的電流、電壓更好的匹配，蓄電組件310還包括第一變換器314。蓄電池312與電動機120通過第一變換器314電連接。第一變換器314為DC/DC變換器(直流/直流變換器)或者DC/AC變換器(直流/交流變換器)。

較優地，請再參照圖3和圖1，為了在混合動力驅動系統300處于減速制動工況時能夠回收多余的電能，蓄電組件310還包括第二變換器316。當混合動力驅動系統300處于減速制動工況時，且蓄電池312電能不足，第一離合器136斷開，第二離合器138閉合，發動機110、電動機120不工作。此時液壓泵134帶動電動機120以發電的狀態運行，發出的電能經過第二變換器316轉變成直流電輸入蓄電池312，為蓄電池312充電，達到回收制動能量的目的。第二變換器316為DC/DC變換器(直流/直流變換器)或AC/DC變換器(交流/直流變換器)。此時的電動機120為發電電動機。

需要說明的是，蓄電池312可以是鉛酸蓄電池、鋰離子蓄電池、鎳氫蓄電池等各種電池中的一種。

實施例4

請參照圖4和圖1，本實施例提供一種混合動力驅動系統400，其與實施例3的混合動力驅動系統300大致相同，二者的主要區別在于，蓄電組件310還設置有用于給蓄電池312充電的充電器402。充電器402與蓄電池312電連接。當混合動力驅動系統400停止工作，且蓄電池312儲電量不足時，可以通過充電器402外接電源為蓄電池312進行充電。

較優地，為了進一步提高燃油經濟性，蓄電組件310還設置有用于給蓄電池312充電的發電機406和第三變換器408。第三變換器408為AC/DC變換器(交流/直流變換器)。發電機406與發動機110連接。發電機406與蓄電池312通過第三變換器408連接。

當混合動力驅動系統400服務于中載荷工況時，發動機110的輸出動力全部用于驅動液壓泵134旋轉，此時發電機406為空轉，不發電。

當混合動力驅動系統400服務于低載荷工況，但蓄電池312儲電量不足時，可使發動機110在高效工作區運行，發動機110的工作效率較高，但輸出的動力超過液壓馬達132轉子的動力需求，此時多余的動力可以通過發電機406為蓄電池312充電。第一離合器136閉合，第二離合器138斷開，電動機120不工作。發動機110輸出的動力一部分經過第一離合器136傳遞給液壓泵134，驅動液壓泵134旋轉，液壓泵134將液壓油由油箱142帶入管道140，經過換向閥144，進而驅動液壓馬達132工作，從而驅動液壓馬達132的轉子轉動。發動機110輸出的另一部分多余的動力驅動發電機406發電，發電機406發出的交流電經過第三變換器408轉變成直流電輸入進蓄電池312，為蓄電池312充電。

當混合動力驅動系統400停止工作，且蓄電池312儲電量不足時，可使發動機110繼續在高效工作區運行，發動機110的工作效率較高，輸出的動力通過發電機406為蓄電池312充電。此時第一離合器136和第二離合器138均斷開，電動機120不工作。發動機110輸出的動力只用于驅動發電機406旋轉發電，發電機406發出的交流電經過第三變換器408轉變成直流電輸入蓄電池312，為蓄電池312充電。

為簡化表示，本實施例中未提及之處，請參閱實施例1～3中相應內容。

本發明實施例1～4提供的混合動力驅動系統100～400均可用于組成具體的工作裝置，例如車輛，包括三輪車、摩托車、汽車等等。例如，當混合動力驅動系統100～400中的任意一種與汽車的車輪連接時，液壓馬達132的轉子與車輪機械連接，液壓馬達132的數量與車輪的數量匹配。通過換向閥144改變液壓馬達132的旋轉方向，可實現汽車的前進和后退。發動機110和電動機120與車輪之間采用管道140連接，使得汽車多變的行駛工況對驅動系統產生的沖擊影響較小，可以很大程度地減小發動機110所受到的汽車瞬態響應，有利于控制發動機110在最佳工作區域運行，從而進一步提高汽車的燃油經濟性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。