專利名稱：一種雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，屬于混合動力汽車動力系統(tǒng)構(gòu)型技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
隨著日益嚴格的(X)2排放法規(guī)要求和能源多樣化的需求，發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的新能源車已成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向。純電動車是新能源車發(fā)展的重要方向之一，但目前電池技術(shù)尚未成熟(能量密度低、充電時間長、成本高)、充電網(wǎng)絡尚不完善等因素，制約著純電動車的發(fā)展；燃料電池車也是新能源車發(fā)展的重要方向，但目前燃料電池價格過高、制氫儲氫困難、加氫站基礎設施不完善等因素，決定了燃料電池車的發(fā)展需要長期的過程?；旌蟿恿夹g(shù)特別是深度混合動力和插電式混合動力能大幅度降低燃油消耗和改善排放，從整車增加成本和技術(shù)成熟度分析，是最合理的、更易產(chǎn)品化的技術(shù)選擇。目前，國外各大汽車公司紛紛推出了混合動力車型，如豐田的I^rius，其傳動系統(tǒng)采用行星齒輪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，屬深度混合動力系統(tǒng)，但其構(gòu)型本身固有的機械能轉(zhuǎn)換成電能所引起的能量流損失，給節(jié)油效果帶來了一定的影響；本田公司廣泛應用在其不同車型上的IMA系統(tǒng)屬于中度混合動力系統(tǒng)，其電機只具備再生制動和動力輔助功能，不具備純電動行駛功能，節(jié)油效果有限；通用、戴姆勒-克萊斯勒、寶馬聯(lián)合開發(fā)的雙模(Two-mode)系統(tǒng)屬強混合動力系統(tǒng)，節(jié)油效果好，但其結(jié)構(gòu)復雜、集成難度大，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，在對傳統(tǒng)車結(jié)構(gòu)改動較小和整車增加成本盡可能小的基礎上，實現(xiàn)全部混合動力功能，達到明顯的節(jié)油和降排放效果，是一種可以實現(xiàn)全部混合動力功能的雙電機深度混合動力系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，包括發(fā)動機、副電機、動力耦合裝置、變速器(包括傳統(tǒng)離合器與變速器本體)及動力電池，其中動力耦合裝置包括主電機和耦合離合器；其特征在于副電機的轉(zhuǎn)子軸通過發(fā)動機前輪系皮帶與發(fā)動機的曲軸前端連接；發(fā)動機的曲軸輸出端與耦合離合器主動盤連接；主電機的轉(zhuǎn)子軸兩端分別與耦合離合器從動盤及變速器輸入端連接；變速器的輸出端通過主減速器及差速器將動力傳遞到驅(qū)動車輪；動力電池通過電機控制器與主、副電機實現(xiàn)高壓電連接。所述的變速器為自動變速器，其類型包括雙耦合離合器自動變速器(DCT，DualClutch Transmission)、液力自動變速器(AT，Automatic Transmission)、無級變速器(CVT, Continuously Variable Transmission) ^ Λ ζ S ^J^jS^CAMT, AutomaticMechanical Transmission).,耦合離合器的類型可以是干式離合器或濕式離合器。本實用新型的積極效果在于動力耦合裝置可實現(xiàn)模塊化、系列化、結(jié)構(gòu)緊湊，動力系統(tǒng)取消了發(fā)動機起動機；取消了發(fā)動機前輪系的空調(diào)壓縮機、12V發(fā)電機和液壓轉(zhuǎn)向助力泵；在對傳統(tǒng)車結(jié)構(gòu)改動較小和整車增加成本小的基礎上，實現(xiàn)了全部深度混合動力系統(tǒng)功能，節(jié)油和降排放效果顯著。該動力系統(tǒng)通過副電機起動發(fā)動機，實現(xiàn)了動力系統(tǒng)各動力源的完全解耦，發(fā)動機起動控制簡單，整車駕駛性好、工況適應性強。主電機無需為起動發(fā)動機而預留多余的轉(zhuǎn)矩和功率，減小了主電機的體積。該動力系統(tǒng)的應用范圍包括混合動力車型(HEV)和插電式混合動力車型(Plug-inHybrid)。
圖1是本實用新型的雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示，雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，包括發(fā)動機1、副電機9、動力耦合裝置11、變速器4 (包括傳統(tǒng)離合器和變速器本體)及動力電池7，其中動力耦合裝置11包括主電機3和耦合離合器2。其特征在于副電機9的轉(zhuǎn)子軸通過發(fā)動機前輪系皮帶10與發(fā)動機1的曲軸前端連接；發(fā)動機1的曲軸輸出端與耦合離合器2主動盤連接；主電機3的轉(zhuǎn)子軸兩端分別與耦合離合器2從動盤及變速器4輸入端連接；變速器4的輸出端通過主減速器及差速器6將動力傳遞到驅(qū)動車輪5 ；動力電池7通過電機控制器8與主、副電機3、9實現(xiàn)高壓電連接。在工作中將主電機3與耦合離合器2集成一體，將副電機9與發(fā)動機1集成一體，實現(xiàn)總成的模塊化設計，并取消了傳統(tǒng)發(fā)電機、傳統(tǒng)起動機、動力轉(zhuǎn)向泵和傳統(tǒng)壓縮機等發(fā)動機附件，結(jié)構(gòu)更為緊湊。耦合離合器2可以分離發(fā)動機1與主電機3的連接，實現(xiàn)車輛的純電動行駛；副電機9用于起動發(fā)動機1。變速器4為自動變速器，可采用雙耦合離合器自動變速器(DCT)、液力自動變速器(AT)、無級變速器(CVT)及機械式自動變速器(AMT)中的任何一種。耦合離合器2既可采用干式離合器，也可采用濕式離合器。車輛行駛時，整車控制器通過CAN信號與發(fā)動機、變速器、電機和電池等控制單元通訊，實時接收動力系統(tǒng)各總成工作狀態(tài)，并根據(jù)駕駛員需求和車輛行駛，實現(xiàn)對混合動力系統(tǒng)各種工作模式的管理和各總成工作狀態(tài)的實時控制。參照圖1所示混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，主要可實現(xiàn)以下幾種混合動力工作模式1)怠速暖機模式。當車輛上電完成，且處于停止狀態(tài)時，由于發(fā)動機水溫較低，動力系統(tǒng)進入怠速暖機模式。此時耦合離合器2處于分離狀態(tài)，發(fā)動機1怠速運轉(zhuǎn)。2)怠速停機模式。當車輛停止，且發(fā)動機水溫較高時，動力系統(tǒng)進入怠速停機模式。此時耦合離合器2處于分離狀態(tài)，發(fā)動機1停止運轉(zhuǎn)。3)停車充電模式。當車輛停止，且動力電池7電量較低時，動力系統(tǒng)進入停車充電模式。此時發(fā)動機1高怠速工作，副電機9給動力電池7充電，耦合離合器2處于分離狀態(tài)。4)純電動模式。當車輛的功率需求較低且車速不高時，且動力電池7電量較高時，動力系統(tǒng)以純電動模式工作驅(qū)動車輛行駛。此時耦合離合器2分離，動力電池7給主電機3供電，主電機3的動力經(jīng)過變速器4、主減速器及差速器6傳遞到車輪5，驅(qū)動車輛行駛，變速器4的檔位根據(jù)車速和油門開度自動切換。5)串聯(lián)行駛模式。當車輛的功率需求較低、車速較低、且電池電量較低時，動力系統(tǒng)以串聯(lián)行駛模式驅(qū)動車輛行駛。此時耦合離合器2分離，發(fā)動機1啟動，驅(qū)動副電機9進行發(fā)電，將電能供給主電機3驅(qū)動車輛行駛，同時將多余的電能給動力電池7充電。變速器4的檔位根據(jù)車速和油門開度自動切換。6)發(fā)動機驅(qū)動模式。當車輛功率需求位于發(fā)動機1的燃油高效區(qū)時，動力系統(tǒng)以發(fā)動機驅(qū)動模式驅(qū)動車輛行駛，此時耦合離合器2結(jié)合，主電機3與副電機9處于隨動狀態(tài)；如此時動力電池7電量過低，則發(fā)動機1除了驅(qū)動車輛外，還將輸出一部分額外的功率，驅(qū)動副電機9為動力電池7充電，此時耦合離合器2結(jié)合，主電機3處于隨動狀態(tài)。7)電機助力模式。當車輛功率需求超過發(fā)動機1的燃油高效區(qū)上限時，動力系統(tǒng)以電機助力模式驅(qū)動車輛行駛。此時耦合離合器2接合，發(fā)動機1和主電機3共同驅(qū)動車輛行駛。8)滑行/制動模式。當駕駛員松開油門踏板或踩下制動踏板后，動力系統(tǒng)進入滑行/制動模式。整車控制器接收制動踏板、主電機3、動力電池7電量等信號，自動分配再生制動力的大小，此時耦合離合器2分離，主電機3處于發(fā)電狀態(tài)，將車輛動能轉(zhuǎn)換為電能給動力電池7充電；為防止動力電池7過充導致使用壽命縮短，如動力電池7電量高于上限值時，車輛只進行常規(guī)液壓制動。
權(quán)利要求1.雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，包括發(fā)動機、副電機、動力耦合裝置、變速器及動力電池，其中動力耦合裝置包括主電機和耦合離合器；其特征在于副電機的轉(zhuǎn)子軸通過發(fā)動機前輪系皮帶與發(fā)動機的曲軸前端連接；發(fā)動機的曲軸輸出端與耦合離合器主動盤連接；主電機的轉(zhuǎn)子軸兩端分別與耦合離合器從動盤及變速器輸入端連接；變速器的輸出端通過主減速器及差速器將動力傳遞到驅(qū)動車輪；動力電池通過電機控制器與主、副電機實現(xiàn)高壓電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，其特征在于所述的變速器為自動變速器，包括雙耦合離合器自動變速器、液力自動變速器、無級變速器及機械式自動變速器ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，其特征在于所述的耦合離合器的類型可以是干式離合器或濕式離合器。
專利摘要本實用新型涉及一種雙電機深度混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，其特征在于副電機的轉(zhuǎn)子軸通過發(fā)動機前輪系皮帶與發(fā)動機的曲軸前端連接；發(fā)動機的曲軸輸出端與耦合離合器主動盤連接；主電機的轉(zhuǎn)子軸兩端分別與耦合離合器從動盤及變速器輸入端連接；變速器的輸出端通過主減速器及差速器將動力傳遞到驅(qū)動車輪；動力電池通過電機控制器與主、副電機實現(xiàn)高壓電連接。其實現(xiàn)了動力系統(tǒng)各動力源的完全解耦，發(fā)動機起動控制簡單，整車駕駛性好、工況適應性強。主電機無需為起動發(fā)動機而預留多余的轉(zhuǎn)矩和功率，減小了主電機的體積。
文檔編號B60K6/42GK202319872SQ201120443000
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者劉明輝, 李駿, 楊興旺, 趙子亮, 鄭益紅 申請人:中國第一汽車股份有限公司