一種單軸雙離合混聯混合動力系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單軸雙離合混聯混合動力系統，包括發動機、驅動電機、發電機、變速器和電池組，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，所述驅動電機的轉子作為動力軸一端通過驅動電機軸端離合器連接所述發動機驅動軸，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機的轉動軸通過離合器與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器；本實用新型提出了一種更為緊湊的解決方案，解決了ISG混動模型功能上及性能的部分缺陷，同時解決了ISG技術不能實現或較難實現ECO模式下續航里程不足的缺陷。適用于城市低速、蠕行、頻繁起停工況，同時可發揮發動機最大效率，降低排放及油耗，延長發動機壽命。
【專利說明】
一種單軸雙離合混聯混合動力系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及混合動力汽車，特別涉及混合動力汽車的一種單軸雙離合混聯混合動力系統。
【背景技術】
[0002]現在傳統動力汽車在日益增大的環境、資源壓力下，舉步維艱，新能源汽車成為汽車行業的曙光，受續航里程影響，當前純電動車并不如混合動力汽車更具有實用性。
[0003]在混合動力市場上存在很多且極為靈活的成熟解決方案，包含增程式混合動力(串聯)、I SG技術、THS (豐田行星齒輪混合動力模型)、BSG技術(微混)、變速箱集成電機的并聯技術、輪轂電機技術等。
[0004]但上述技術的動力驅動使用的是同軸雙離合混動技術，是通過控制兩個離合器實現不通車輛工況下的動力模式切換:
[0005]如圖1所示的系統，離合器I結合，離合器2分離時，車輛處于發動機驅動怠速充電工況；
[0006]離合器I結合，離合器2結合時，視電機是否工作，車輛分為傳統動力模式(電機空轉，中速巡航)，混合模式(電機輔助驅動，高負荷)，以及傳統驅動并發電模式(電機發電，中低速虧電巡航)。
[0007]離合器I分離，離合器2結合時，車輛處于純電行駛工況(或能量回收)。
[0008]這種模型存在三個問題:
[0009]1.在車輛在中低存電量時，不能實現純電行駛，影響低存電量時，車輛的頻繁起停、低速蠕行時的油耗及排放，發動機利用率不足。
[0010]2.在車輛工況變更過程中，離合器頻繁分離結合，容易導致過熱，降低電機壽命及可靠性。
[0011]3.車輛在ECO模式(純電動力模式)下續航里程不足。
[0012]—種解決方案為:如圖2所示，在變速箱或減速器上再集成一部驅動電機，但這種解決方案增加了整車的復雜程度，結構也不夠緊湊。
【發明內容】
[0013]本實用新型的目的提出一種單軸雙離合混聯混合動力系統，主要為ISG混動模型提供一種更為緊湊的解決方案，以期解決ISG混動模型功能上及性能的部分缺陷，同時可解決ISG技術不能實現或較難實現ECO模式下續航里程不足的缺陷。
[0014]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是:
[0015]—種單軸雙離合混聯混合動力系統，包括發動機、驅動電機、發電機、變速器和電池組，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其中，所述驅動電機的轉子作為動力軸一端通過驅動電機軸端離合器連接所述發動機驅動軸，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機的轉動軸套裝在動力軸上通過離合器與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。
[0016]方案進一步是:所述發電機離合器設置在發電機轉動軸的端部。
[0017]方案進一步是:所述驅動電機軸端離合器和和發電機離合器為一體結構設置在發動機一側的驅動軸上。
[0018]方案進一步是:所述驅動電機為交流電機，在所述驅動電機上設置有用于發電的勵磁線圈，一個逆變器連接在電池組與驅動電機連接的線路上，一個控制開關將勵磁線圈與電池組連接，所述控制開關連接所述控制電路。
[0019]—種單軸雙離合混聯混合動力系統，包括發動機、驅動電機、發電機、變速器和電池組，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其中，所述驅動電機的轉子作為動力軸一端通過驅動電機軸端離合器連接所述發動機驅動軸一端，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機設置在所述發動機驅動軸另一端通過離合器與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。
[0020]本實用新型的有益效果是:提出了一種更為緊湊的解決方案，以期解決ISG混動系統功能上及性能的部分缺陷，同時可解決ISG技術不能實現或較難實現ECO模式下續航里程不足的缺陷。
[0021]本實用新型與ISG技術的區別在于:
[0022]發電機布置也可采用以下排布方案，即通過離合器，將發電電機布置于發動機曲軸另一端，采用此種布局方案，在原來方案基礎上，發動機曲軸的輸出更為平衡及穩定性，可減小或取消平衡飛輪等附件。
[0023]1.1SG提供的電機實現發電或驅動功能，屬于并聯混合動力，不能實現同時發電及驅動功能；
[0024]2.在ECO模式下，此解決方案的發動機可持續電池提供電量，提高純電續航里程；
[0025]3.此方案系統切換更為合理，離合器工況沒有ISG技術切換頻繁，可一定程度提高離合的可靠性；
[0026]4.因系統更為靈活，發動機效率利用更為充分。比如在工況A、B、C下，系統為并聯，可最大發揮系統機械效率;而在工況D中，可體現系統的串聯特征，適用于城市低速、蠕行、頻繁起停工況，同時可發揮發動機最大效率，降低排放及油耗，延長發動機壽命。
[0027]下面結合附圖和實施例對發明作一詳細描述。
【附圖說明】
[0028]圖1為傳統混合動力模型示意圖；
[0029]圖2為解決圖1問題的混合動力模型示意圖；
[0030]圖3為本實用新型混合動力模型示意圖；
[0031 ]圖4為本實用新型優化方案的混合動力模型示意圖。
【具體實施方式】
[0032]實施例1:
[0033 ] 一種單軸雙離合混聯混合動力系統，如圖3所示，包括發動機1、驅動電機2、發電機
3、變速器4和電池組5，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其中，所述驅動電機的轉子作為動力軸6，一端通過驅動電機軸端離合器7連接所述發動機驅動軸，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機的轉動軸套裝在動力軸上通過離合器8與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。所述的控制電路包括了微處理器和圍繞微處理器的驅動電路，是一種成熟的汽車電子控制電路。
[0034]其中:
[0035]所述發電機離合器設置在發電機轉動軸的端部。
[0036]所述驅動電機軸端離合器和和發電機離合器為一體結構設置在發動機一側的驅動軸上。
[0037]實施例中:所述驅動電機為交流電機，在所述驅動電機上設置有用于發電的勵磁線圈，一個逆變器9連接在電池組與驅動電機連接的線路上，一個控制開關將勵磁線圈與電池組連接，所述控制開關連接所述控制電路。
[0038]本實施例與傳統模型的根本區別在于，驅動電機輸出軸作為動力軸直接作用于變速器，而不是通過一個離合器與變速器連接進而形成了單軸連接，同時增加了一個發電機，發電機套于動力軸上，以上部件共用一個動力軸，通過控制連接兩個電機軸端的離合器，實現混聯混動的各種工況，同時實現發動機動力的分配。因以上部件在同一輸出軸上布置，故又稱之為單軸混聯混合動力。同時發電機與驅動電機的離合器為一體結構增加了整體的集成度，上述結構為下面的驅動方法提供了更加簡潔的驅動方式;離合器工況沒有ISG技術切換頻繁，可一定程度提高離合的可靠性。
[0039]實施例2:
[0040]本實施例是在實施例1的基礎上的一個優選方案，通過此方案，發動機曲軸的輸出更為平衡及穩定性，可減小或取消平衡飛輪等附件。具體為:一種單軸雙離合混聯混合動力模型，如圖4所示，包括發動機1、驅動電機2、發電機3、變速器4和電池組5，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其中，所述驅動電機的轉子作為動力軸6，一端通過驅動電機軸端離合器7連接所述發動機驅動軸一端，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機設置在所述發動機驅動軸另一端通過離合器8與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。
[0041]本實施將發電電機布置于發動機驅動軸(曲軸)另一端，發動機曲軸的輸出更為平衡及穩定性，可減小或取消平衡飛輪等附件。本實施例除了發電機與發電機的離合器有變化外，其它與實施例1相同，因此，實施例1的其它內容也應視本實施例的內容。
[0042]上述兩種單軸雙離合混聯混合動力模型的控制方法:
[0043]A.急加速、爬坡、高負荷時，發動機與驅動電機同時驅動，發電機不運轉；
[0044]B.高速巡航，發動機驅動車輛，此時驅動電機不接通電流，空轉，發電機不運轉；
[0045]C.低速巡航、正常行駛時，發動機驅動車輛，此時驅動電機不接通電流，空轉，發電機離合器與發動機結合，進行發電，為電池組充電；
[0046]D.當選擇純電ECO模式行駛時，或車輛處于正常起步、低速蠕行時，驅動電機單獨驅動車輛，此時驅動電機軸端離合與發動機分離，發動機可根據動力電池電量，選擇兩種工況:dl)電池組電量充足時，發動機停止工作，發電機停止工作;d2)電池組電量較低時，發電機離合器與發動機結合，發動機啟動工作，發電機為電池組充電。
[0047]其中:判斷電池組電量是否足可使用測量電池組電壓的方法，通過設定的電源閾值來判定，當電壓高于或等于設定的電壓閾值時側判定為充足，當低于設定的閾值時則為不充足。
[0048]實施例中:所述的急加速、爬坡、高負荷時包括當選擇純電ECO模式行駛時，其中:
[0049]所述急加速是通過能量需求從平緩上跳超過設定的上跳閾值確定的，所述上跳閾值為:純電動運行時設定的電流上跳值，發動機運行時設定的燃料需求上跳值；
[0050]所述爬坡、高負荷是通過能量需求超過設定的大負荷閾值確定的，所述大負荷閾值為:純電動運行時電流值在規定的時間范圍內始終高于一個設定的電流值，發動機運行時燃料需求在規定的時間范圍內始終高于一個設定的燃料使用值；
[0051 ]所述的高速巡航:是設定巡航功能時的速度高于設定的高速巡航閾值；
[0052]所述的低速巡航:是設定巡航功能時的速度低于設定的低速巡航閾值；
[0053]所述的正常行駛:是行駛的速度在正常行駛規定的范圍內的正常行駛速度范圍閾值。
[0054]所述方法進一步包括:
[0055]E.當驅動電機處于空轉狀態，車輛需要減速或制動時，通過開關激活驅動電機的發電勵磁電流，此時驅動電機被減速器或變速箱驅動進行發電，并輔助制動，從而實現能量回收。
[0056]該方法與ISG技術較為接近，關鍵區別就在于:
[0057]ISG提供的電機實現發電或驅動功能，屬于并聯混合動力，不能實現同時發電及驅動功能；
[0058]在ECO模式下，此方法解決方案的發動機可持續為電池提供電量，提高純電續航里程；
[0059]此方方法切換更為合理，離合器工況沒有ISG技術切換頻繁，可一定程度提高離合的可靠性；
[0060]因本方法更為靈活，發動機效率利用更為充分。比如在工況A、B、C下，系統為并聯，可最大發揮系統機械效率;而在工況D中，可體現系統的串聯特征，適用于城市低速、蠕行、頻繁起停工況，同時可發揮發動機最大效率，降低排放及油耗，延長發動機壽命。
【主權項】
1.一種單軸雙離合混聯混合動力系統，包括發動機、驅動電機、發電機、變速器和電池組，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其特征在于，所述驅動電機的轉子作為動力軸一端通過驅動電機軸端離合器連接所述發動機驅動軸，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機套裝在動力軸上通過離合器與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。2.根據權利要求1所述的混合動力系統，其特征在于，所述發電機離合器設置在發電機轉動軸的〗而部。3.根據權利要求1所述的混合動力系統，其特征在于，所述驅動電機軸端離合器和和發電機離合器為一體結構設置在發動機一側的驅動軸上。4.根據權利要求1所述的混合動力系統，其特征在于，所述驅動電機為交流電機，在所述驅動電機上設置有用于發電的勵磁線圈，一個逆變器連接在電池組與驅動電機連接的線路上，一個控制開關將勵磁線圈與電池組連接，所述控制開關連接所述控制電路。5.一種單軸雙離合混聯混合動力系統，包括發動機、驅動電機、發電機、變速器和電池組，電池組為驅動電機提供電力，發電機用于向電池組充電，其特征在于，所述驅動電機的轉子作為動力軸一端通過驅動電機軸端離合器連接所述發動機驅動軸一端，動力軸另一端連接變速器的輸入軸，所述發電機設置在所述發動機驅動軸另一端通過離合器與發動機驅動軸連接，一個控制電路連接所述驅動電機軸端離合器和發電機的離合器。
【文檔編號】B60W10/08GK205554179SQ201620242022
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】王建雷
【申請人】北京長城華冠汽車技術開發有限公司