專利名稱：新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)，是一種用 于以燃油和電為能源的混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成。
背景技術(shù)：
目前，混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成構(gòu)型有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種型式。 串聯(lián)型式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有效率低和成本 高等缺點(diǎn)，制約了其應(yīng)用推廣；對(duì)于乘用車，并聯(lián)形式一般用于輕度 混合的A級(jí)或A級(jí)以下乘用車；對(duì)于B級(jí)及其以上車型常采用混聯(lián)型 式，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難，但節(jié)油效果最好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系 統(tǒng)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變速箱集成一體，整體結(jié)構(gòu)緊湊，形成模塊化；將 發(fā)動(dòng)機(jī)與ISG電機(jī)集成一起，形成輕度混合動(dòng)力總成，兩者結(jié)合形 成雙電機(jī)強(qiáng)混合動(dòng)力總成；由于采用雙電機(jī)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)滿足不了整 車功率需求時(shí)，ISG電機(jī)可以參與工作，這樣驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率可以減 小，相應(yīng)的尺寸變小，易于整車的總布置；同時(shí)，雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，提升 了整車的各項(xiàng)性能、燃油經(jīng)濟(jì)性能夠得到最大的改善、排放性顯著降 低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)，，由發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、離合器、變速器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū) 動(dòng)橋主減速器組成；其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)集成一起，其 中ISG電機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變速器集成一起，驅(qū)
動(dòng)電機(jī)通過(guò)耦合方式將扭矩輸出到變速器輸出軸上，動(dòng)力最終通過(guò)驅(qū)
動(dòng)橋主減速器，傳遞到車輪；驅(qū)動(dòng)電機(jī)與變速箱的輸出軸可通過(guò)不同 的方式實(shí)現(xiàn)扭矩合成驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接連接在變速器的輸出軸后端，驅(qū) 動(dòng)電機(jī)做成扁平電機(jī)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)變速器的輸出軸的3檔齒輪和輸 入軸的滑動(dòng)齒輪與新增的惰輪相聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)力矩耦合；驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可 以直接通過(guò)惰輪與變速器的輸出軸的3檔齒相聯(lián)接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)還可以
通過(guò)惰輪與驅(qū)動(dòng)橋主減速器相連接。
系統(tǒng)包括整車控制器、動(dòng)力電池及控制單元、電機(jī)控制單元、變
速器、發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于整車控制器根據(jù)駕駛員的需求，向電機(jī) 控制單元即ISG電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)控制單元控制驅(qū)動(dòng)電 機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)整車，并實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)；通過(guò)控 制算法確定各個(gè)部件的工作狀態(tài)和功率輸出，并將控制指令通過(guò)CAN 通信方式輸入到各個(gè)部件的控制單元；實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車的各種工作 模式，同時(shí)，通過(guò)傳感器采集各個(gè)部件的狀態(tài)信號(hào)并反饋到整車控制 器。
本發(fā)明的積極效果在于構(gòu)型新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、可系列化，易于實(shí) 現(xiàn)不同程度混合度，可以布置在前置前驅(qū)動(dòng)和前置后驅(qū)動(dòng)轎車上，改 善混合動(dòng)力汽車的使用性能、提高其燃油經(jīng)濟(jì)性、實(shí)現(xiàn)低排放。


圖1為本發(fā)明動(dòng)力總成前置前驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)控制原理圖。 圖3為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，如圖l所示，新型雙
電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成，由發(fā)動(dòng)機(jī)1、 ISG電機(jī)2、離合器3、變速 器5、驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、驅(qū)動(dòng)橋主減速器4組成；其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)1 和ISG電機(jī)2集成一起，其中ISG電機(jī)2固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸11上； 驅(qū)動(dòng)電機(jī)6和變速器5集成一起，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6與變速器輸出軸的齒輪 耦合將扭矩輸出到變速器輸出軸51上，動(dòng)力最終通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋主減速 器4，傳遞到車輪。
如圖1-4所示，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6與變速箱5的輸出軸51可通過(guò)不同 的方式實(shí)現(xiàn)扭矩合成。圖1所示為驅(qū)動(dòng)電機(jī)6直接連接在變速器5的 輸出軸51后端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6做成扁平電機(jī)；也可以如圖2所示，驅(qū) 動(dòng)電機(jī)6通過(guò)變速器5的輸出軸51的3檔齒輪和輸入軸52的滑動(dòng)齒 輪與新增的惰輪相聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)力矩耦合；驅(qū)動(dòng)電機(jī)6也可以直接通過(guò) 惰輪與變速器5的輸出軸51的3檔齒相聯(lián)接，如圖4所示，上述兩 方案驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以做成細(xì)長(zhǎng)的形式；驅(qū)動(dòng)電機(jī)6也可以通過(guò)惰輪與驅(qū) 動(dòng)橋主減速器4相連接,如圖3所示。上述不同的連接形式可根據(jù)所 開發(fā)車的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。圖2所示整車控制器根據(jù)駕駛員的需求和各個(gè)部件反饋的狀態(tài)， 通過(guò)控制算法確定各個(gè)部件的工作狀態(tài)和功率輸出，并將控制指令通 過(guò)CAN通信方式輸入到各個(gè)部件的控制單元；實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車的各 種工作模式，同時(shí)，通過(guò)傳感器采集各個(gè)部件的狀態(tài)信號(hào)并反饋到整 車控制器。
當(dāng)需要工作時(shí)首先將鑰匙開關(guān)打開，整車控制器開啟，根據(jù)加速 踏板的開度，整車控制器向電機(jī)控制單元(分別控制ISG電機(jī)和驅(qū)動(dòng) 電機(jī))發(fā)出指令，電機(jī)控制單元控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)6工作在電動(dòng)狀態(tài)，實(shí) 現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)整車，并實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)加速踏板的開度繼續(xù)增大時(shí)， 整車控制器通過(guò)控制算法，確定發(fā)動(dòng)機(jī)l參與工作，控制指令通過(guò)電 機(jī)控制單元控制ISG電機(jī)2啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)1的啟動(dòng)，發(fā)動(dòng) 機(jī)l開始參與工作；隨著加速踏板深度的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)l驅(qū)動(dòng)力矩增 多，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)力矩減少，在某時(shí)刻實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；當(dāng) 加速踏板深度的繼續(xù)增加，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6又開始工作，如果此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 1和驅(qū)動(dòng)電機(jī)6提供的驅(qū)動(dòng)力矩仍未滿足整車需求時(shí)，ISG電機(jī)2參 與工作，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)助力模式；當(dāng)滑行或制動(dòng)時(shí)，整車控制器根據(jù)車 速、電池的電量狀態(tài)(SOC)以及駕駛平順性，確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)電 力矩，通過(guò)電機(jī)控制單元控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能量再生。ISG電 機(jī)2的主要功能是啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1、維持電量平衡和助力作用，同時(shí)， 由于該系統(tǒng)采用雙電機(jī)構(gòu)型，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和尺寸可相應(yīng)減小，利 用整車總布置。
該系統(tǒng)通過(guò)仿真分析，在歐洲循環(huán)工況(NEDC)實(shí)現(xiàn)節(jié)油40%，排放降低30%-
權(quán)利要求
1、新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)，由發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、ISG電機(jī)(2)、離合器(3)、變速器(5)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)、驅(qū)動(dòng)橋主減速器(4)組成，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)(1)與ISG電機(jī)(2)集成一起，ISG電機(jī)(2)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(11)上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)通過(guò)耦合方式將扭矩輸出到變速器輸出軸(51)上，合成的動(dòng)力最終通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋主減速器(4)，傳遞到車輪。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)， 其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)直接連接在變速器(5)的輸出軸(51) 后端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)做成扁平永磁同步電機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)， 其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)通過(guò)變速器(5)的輸出軸(51)的 3檔齒輪和輸入軸(52)的滑動(dòng)齒輪與新增的惰輪相聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)力矩 規(guī)入不內(nèi)a o
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)， 其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)也可以直接通過(guò)惰輪與變速器(5) 的輸出軸(51)的3檔齒相聯(lián)接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)， 其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)也可以通過(guò)惰輪與驅(qū)動(dòng)橋主減速器(4)相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)，其特征在于ISG電機(jī)(2)為扁平永磁同步電機(jī)。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)， 其特征在于所述的系統(tǒng)包括整車控制器、動(dòng)力電池及控制單元、電機(jī)控制單元、變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于整車控制器根據(jù)駕駛員的需求，向電機(jī)控制單元即工SG電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)控制單 元控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)工作在電動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)整車，并實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)；通過(guò)控制算法確定各個(gè)部件的工作狀態(tài)和功率輸出，并將控 制指令通過(guò)CAN通信方式輸入到各個(gè)部件的控制單元；實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力 汽車的各種工作模式，同時(shí)，通過(guò)傳感器采集各個(gè)部件的狀態(tài)信號(hào)并 反饋到整車控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型雙電機(jī)混聯(lián)混合動(dòng)力總成及系統(tǒng)，由發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、離合器、變速器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋主減速器組成；其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)集成一起，其中ISG電機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上；電機(jī)—變速器集成耦合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變速器集成一起，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)耦合方式將扭矩輸出到變速器輸出軸上，動(dòng)力最終通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋主減速器，傳遞到車輪。具有構(gòu)型新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、可系列化，易于實(shí)現(xiàn)不同程度混合度，可以布置在前置前驅(qū)動(dòng)和前置后驅(qū)動(dòng)轎車上，改善混合動(dòng)力汽車的使用性能、提高其燃油經(jīng)濟(jì)性、實(shí)現(xiàn)低排放。
文檔編號(hào)B60K6/485GK101462483SQ200710193580
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者劉明輝, 駿 李, 鈁 楊, 趙子亮 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司