專利名稱：雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種汽車技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián) 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。由于并聯(lián)式混合動(dòng)力 系統(tǒng)，成本低，性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)明顯，目前產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的混合動(dòng)力汽車大都采用了并聯(lián)系統(tǒng) 方案。但現(xiàn)有的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，如最具代表性的日本本田汽車公司的IMA混合動(dòng)力 系統(tǒng)，將電機(jī)轉(zhuǎn)子直接連接在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸法蘭上，不僅需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸支承、結(jié)構(gòu)等改 進(jìn)，而且由于曲軸振動(dòng)等原因，電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子減的間隙不能太小，導(dǎo)致電機(jī)效率改善受到 限制，還會(huì)在制動(dòng)能量回饋和純電驅(qū)動(dòng)情況下倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)而導(dǎo)致回饋效率、純電驅(qū)動(dòng)效率 降低。其它非同軸布置的并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力合成機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、體積大。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)CN101468597，
公開日為 2009. 07. 01，專利名稱為并聯(lián)式汽車油電混合動(dòng)力系統(tǒng)，該技術(shù)包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、一個(gè) 電機(jī)、一個(gè)變速箱，主要改進(jìn)是電機(jī)軸的一端通過一個(gè)單向離合器和一個(gè)限力矩離合器與 所述發(fā)動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)，電機(jī)軸的另一端與變速箱的輸入軸相聯(lián)，變速箱的輸出軸與車輪的 驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián)”。其不足之處是只有在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速接近時(shí)，電機(jī)輸出軸與發(fā)動(dòng)機(jī) 曲軸才能有效地進(jìn)行動(dòng)力傳遞，將導(dǎo)致利用電機(jī)快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以降低油耗與排放的混合 動(dòng)力主要功能難于實(shí)現(xiàn)，整車節(jié)油減排難于最優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián) 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了純電驅(qū)動(dòng)、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)、輕便駕駛和低開發(fā)成本、低系統(tǒng)成 本的有機(jī)結(jié)合，具有良好的與現(xiàn)有車輛的技術(shù)繼承性以及整車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排 放的特點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括發(fā)動(dòng)機(jī)、兩個(gè)離合器、電機(jī)、變速箱、減速差速器、驅(qū)動(dòng)半軸、車輪、儲(chǔ) 能裝置、電機(jī)控制裝置、傳動(dòng)軸和兩個(gè)離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端與 第一離合器的主動(dòng)側(cè)的飛輪相連接，第一離合器的從動(dòng)側(cè)與傳動(dòng)軸的一端相連接，傳動(dòng)軸 的另一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)子支承在汽車殼體上，電機(jī)的轉(zhuǎn)子與第二離合器 的輸入端相連接，第二離合器的輸出端與變速箱的一端相連接，變速箱的另一端與減速差 速器相連接，減速差速器與驅(qū)動(dòng)半軸的一端相連接，驅(qū)動(dòng)半軸的另一端與車輪相連接，儲(chǔ)能 裝置與電機(jī)控制裝置相連接，電機(jī)控制裝置與電機(jī)相連接，第一離合器與第一離合器電控 執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，第二離合器與第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子分別與第一軸承和第二軸承相連，第一軸承和第二軸承分別設(shè) 置在汽車殼體上；或者所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子與第一軸承相連，第二軸承固定在傳動(dòng)軸上，第一軸承和第二軸承分別設(shè)置在汽車殼體上。所述的軸承與汽車殼體之間設(shè)置有軸承座。所述的儲(chǔ)能裝置是動(dòng)力蓄電池，或者是超級(jí)電容，或者是動(dòng)力蓄電池與超級(jí)電容 的復(fù)合電源裝置。所述的儲(chǔ)能裝置設(shè)置有外接充電接口。所述的變速箱的輸入軸設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，或者是所述的第二離合器從動(dòng)側(cè)設(shè)置 有轉(zhuǎn)速傳感器。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端與起動(dòng)馬達(dá)相連接。所述的離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，或者是電控液壓機(jī)構(gòu)形式，或 者是直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式，或者是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和電控液壓機(jī)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形 式，或者是直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式和電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，或者是電控液壓 機(jī)構(gòu)形式和直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，或者是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式、電控液壓 機(jī)構(gòu)形式和直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。所述的離合器是干式摩擦離合器，或者是濕式摩擦離合器。本發(fā)明的工作原理(1)電機(jī)通過第二離合器、變速箱、減速差速器、驅(qū)動(dòng)半軸與車輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞。發(fā) 動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間通過發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端、第一離合器及傳動(dòng)軸進(jìn)行動(dòng)力傳遞。(2)電機(jī)通過高壓電路與電機(jī)控制裝置、儲(chǔ)能裝置進(jìn)行電能傳遞。(3)在發(fā)動(dòng)機(jī)、第一離合器、電機(jī)、第二離合器、變速箱等全部動(dòng)力傳動(dòng)部件與車輪 之間的動(dòng)力傳遞鏈中，取消現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車的緩速器。利用變速箱的換檔運(yùn)行，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī) 與電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)。第一離合器處于分離狀態(tài)，電機(jī)可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。(4)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過第一軸承和第二軸承支承在殼體上，電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子間的 間隙不超過1mm，提高電機(jī)效率，并消除電機(jī)轉(zhuǎn)子直接連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上時(shí)其轉(zhuǎn)子對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)的曲軸的懸臂梁載荷。(5)發(fā)動(dòng)機(jī)一般由電機(jī)起動(dòng)，但在溫度低以及電機(jī)、儲(chǔ)能裝置、高壓電路等故障以 及為了保持車輛動(dòng)力不間斷的條件下，也可由起動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)。(6)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸間通過第一離合器連接，利用離合器摩擦盤總成 的減振作用，消除傳動(dòng)系統(tǒng)扭振對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響。(7)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與變速箱間通過第二離合器連接，利用離合器摩擦盤總成的減振 作用，消除傳動(dòng)系統(tǒng)扭振對(duì)電機(jī)的影響；避免在電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接與變速箱的輸入軸連接時(shí)， 該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)換檔品質(zhì)的不利影響。(8)電機(jī)通過高壓電路與電機(jī)控制裝置、儲(chǔ)能裝置進(jìn)行電能傳遞。電機(jī)按電動(dòng)方式 運(yùn)行時(shí)需要的電能由儲(chǔ)能裝置提供，按發(fā)電方式運(yùn)行時(shí)發(fā)出的電能由儲(chǔ)能裝置接收。(9)發(fā)動(dòng)機(jī)可按停機(jī)和運(yùn)行2種方式工作，電機(jī)可按停機(jī)/空轉(zhuǎn)、發(fā)電和電動(dòng)3種 方式工作，第一離合器可按結(jié)合和分離2種方式工作，第二離合器也可按結(jié)合和分離2種方 式工作，可實(shí)現(xiàn)雙模式起動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)/快速起動(dòng)、純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、并聯(lián) 混合驅(qū)動(dòng)、發(fā)電混合驅(qū)動(dòng)、再生制動(dòng)能量回饋、智能充電等混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行模式。(10)第一離合器的結(jié)合與分離過程及狀態(tài)通過第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)控 制，第二離合器的結(jié)合與分離過程及狀態(tài)通過第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制。在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式和再生制動(dòng)能量回饋模式，第一離合器在第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制 下處于自動(dòng)分離狀態(tài)，第二離合器在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制下處于自動(dòng)結(jié)合 狀態(tài)，避免倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，提高純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)效率和再生制動(dòng)能量回饋效率。(11)在車輛起步過程中，第二離合器在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制下 自動(dòng)進(jìn)行車輛起步時(shí)的離合器結(jié)合過程控制，無需駕駛員進(jìn)行車輛起步過程中的離合器操 控；在車輛換檔過程中，第二離合器在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制下自動(dòng)進(jìn)行與 換檔過程相適應(yīng)的離合器分離與結(jié)合過程控制，無需駕駛員進(jìn)行車輛換檔過程中的離合器 操控；在車輛制動(dòng)和制動(dòng)停車過程中，第二離合器在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制 下自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)，第一離合器在第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制下自動(dòng)處于分離 狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了車輛制動(dòng)和制動(dòng)停車過程中對(duì)離合器的自動(dòng)控制，無需駕駛員進(jìn)行車輛制動(dòng) 和制動(dòng)停車過程中的離合器操控，在停車過程中也不需要將變速箱切換為空擋。(12)在需要對(duì)第一離合器進(jìn)行結(jié)合控制時(shí)，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速的協(xié)調(diào)控 制，使第一離合器的主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)間無轉(zhuǎn)速滑差或小轉(zhuǎn)速滑差，再在第一離合器電控執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制使第一離合器結(jié)合；在需要對(duì)第二離合器進(jìn)行結(jié)合控制時(shí)，由于根據(jù)需 要可使第一離合器自動(dòng)處于分離或結(jié)合狀態(tài)，因此可通過對(duì)電機(jī)和變速箱的輸入軸的轉(zhuǎn)速 的協(xié)調(diào)控制，使第二離合器的主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)間無轉(zhuǎn)速滑差或小轉(zhuǎn)速滑差，再在第二離合 器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制使第二離合器結(jié)合。因此，不僅避免了離合器結(jié)合過程中的沖 擊，并可極大地減少離合器磨損、延長(zhǎng)離合器壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、高系統(tǒng)效率。電機(jī)轉(zhuǎn)子通過二個(gè)軸承懸浮支承在殼體上，電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的 間隙可以更小，電機(jī)效率大幅提高；通過對(duì)第一離合器的自動(dòng)控制，避免了純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式 和再生制動(dòng)能量回饋過程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的倒拖；進(jìn)一步，通過與第二離合器自動(dòng)控制的協(xié)調(diào) 控制，在停車過程中也不需要將變速箱切換為空擋，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)過程中的全程再生制動(dòng)能 量回饋，解決了現(xiàn)有技術(shù)在車輛停車過程中需要將變速箱切換到空擋而被迫停止再生制動(dòng) 能量回饋的問題。2、輕便駕駛。在駕駛車輛的全過程中，駕駛員無需進(jìn)行離合器操控，解放了駕駛員 的一只腳；停車過程，駕駛員也需進(jìn)行摘檔操控。因此，對(duì)利用本發(fā)明的車輛，實(shí)現(xiàn)了輕便駕 駛，大大降低了駕駛員的操控強(qiáng)度，減輕了駕駛疲勞，有助于提高行車安全。3、低系統(tǒng)成本。由于電機(jī)在變速箱前端，降低了對(duì)電機(jī)的大扭矩要求，并取消了現(xiàn) 有車輛的緩速器，不需要額外增加機(jī)電耦合裝置，大大降低了系統(tǒng)成本和系統(tǒng)開發(fā)成本。4、高可靠性、低維修成本。第一離合器和第二離合器均實(shí)現(xiàn)了小滑差或無滑差結(jié) 合，最大程度地避免了離合器的磨損；利用離合器的減振作用，避免了傳動(dòng)系統(tǒng)、電子轉(zhuǎn)子 等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)、振動(dòng)等不利影響，避免了傳動(dòng)系、發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)電子轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)、振動(dòng)等不 利影響，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性；發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和變速箱等同軸布置，避免了同類系統(tǒng) 中電機(jī)側(cè)置帶來的振動(dòng)問題；利用發(fā)動(dòng)機(jī)雙模式起動(dòng)功能，在必要時(shí)，如電機(jī)故障、儲(chǔ)能系 統(tǒng)故障、高壓電路故障或環(huán)境溫度低、可通過起動(dòng)馬達(dá)直接起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò) 能力，避免了對(duì)儲(chǔ)能裝置的低溫濫用；利用智能充電功能，保持儲(chǔ)能裝置淺充淺放，可顯著 提高儲(chǔ)能裝置的可靠性和壽命，降低使用維護(hù)成本。5、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)的全部功能，還具有發(fā)動(dòng)機(jī)雙模式起動(dòng)、純電驅(qū)動(dòng)、發(fā)電
5混合驅(qū)動(dòng)、智能充電等功能，適合于各種道路工況和運(yùn)行環(huán)境，使整車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì) 性和有害排放達(dá)到了綜合最佳，顯著優(yōu)于串聯(lián)系統(tǒng)和現(xiàn)有的并聯(lián)系統(tǒng)、混聯(lián)系統(tǒng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì) 分析，應(yīng)用本發(fā)明的混合動(dòng)力客車，節(jié)油可達(dá)到25%以上、尾氣排放可滿足國(guó)家4級(jí)以上法 規(guī)限制、動(dòng)力性不低于現(xiàn)有車輛、駕駛平順性明顯優(yōu)于現(xiàn)有車輛，整車成本增加小于同類車輛。


圖1是實(shí)施例的系統(tǒng)組成連接示意圖。其中1-發(fā)動(dòng)機(jī)、2-第一離合器、3-電機(jī)、4-第二離合器、5-變速箱、6_減速差 速器、7-驅(qū)動(dòng)半軸、8-車輪、9-第二軸承、10-第一軸承、11-儲(chǔ)能裝置、12-電機(jī)控制裝置、 13-起動(dòng)馬達(dá)、14-第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)、15-第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，結(jié)合了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、第一離合器2、電機(jī)3、第二離合器4、變速 箱5、減速差速器6、驅(qū)動(dòng)半軸7、車輪8、第二軸承9、第一軸承10、儲(chǔ)能裝置11、電機(jī)控制裝 置12、起動(dòng)馬達(dá)13、傳動(dòng)軸、第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14、第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15、第 一軸承座、第二軸承座和轉(zhuǎn)速傳感器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸輸出端與第一離合器2的主動(dòng) 側(cè)的飛輪相連接，第一離合器2的從動(dòng)側(cè)與傳動(dòng)軸的一端相連接，傳動(dòng)軸的另一端與電機(jī)3 的轉(zhuǎn)子相連接，電機(jī)3的轉(zhuǎn)子分別與第一軸承10和第二軸承9相連，第一軸承10設(shè)置在第 一軸承座上，第二軸承9設(shè)置在第二軸承座上，第一軸承座和第二軸承座分別設(shè)置在汽車 殼體上，電機(jī)3的轉(zhuǎn)子與第二離合器4的輸入端相連接，第二離合器4的輸出端與變速箱5 的一端相連接，變速箱5的另一端與減速差速器6相連接，變速箱5的輸入軸與轉(zhuǎn)速傳感器 相連，減速差速器6的一側(cè)與驅(qū)動(dòng)半軸7的一端相連接，驅(qū)動(dòng)半軸7的另一端與車輪8相連 接，儲(chǔ)能裝置11與電機(jī)控制裝置12通過高壓電路相連接，電機(jī)控制裝置12與電機(jī)3通過 高壓電路相連接，起動(dòng)馬達(dá)13與發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸輸出端相連接，第一離合器2與第一離合 器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14相連接，第二離合器4與第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15相連接。所述的電機(jī)3具有電動(dòng)和發(fā)電的雙運(yùn)行模式，用于提供車輛行駛過程中的全部或 部分動(dòng)力，可按發(fā)電機(jī)運(yùn)行回收再生制動(dòng)能量或向儲(chǔ)能裝置11充電，還可用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 1。所述的第一離合器2為自動(dòng)可控的干式摩擦離合器，用于接通或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)1和 電機(jī)5的機(jī)械連接和動(dòng)力傳遞，所述的第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14用于對(duì)第一離合器2實(shí) 施控制。所述的第二離合器4為自動(dòng)可控的濕式摩擦離合器，用于接通或切斷電機(jī)3與變 速箱5的機(jī)械連接和動(dòng)力傳遞，所述的第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15用于對(duì)第二離合器4實(shí) 施控制。
所述的起動(dòng)馬達(dá)13用于電機(jī)故障、儲(chǔ)能系統(tǒng)故障、高壓電路故障或環(huán)境溫度低 時(shí)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1。所述的電機(jī)控制裝置12包括電源變換器(直流變交流或交流變直流)和電機(jī)運(yùn) 行控制器。所述的儲(chǔ)能裝置11是動(dòng)力蓄電池和超級(jí)電容的復(fù)合電源裝置，其用于向電機(jī)3提 供電能，也可用于接收電機(jī)3發(fā)電發(fā)出的電能，儲(chǔ)能裝置11上還設(shè)置有外接充電接口。所述的第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14和第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15都是電控氣動(dòng) 結(jié)構(gòu)形式、電控液壓機(jī)構(gòu)形式和直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。本實(shí)施例具有以下幾種運(yùn)行模式(1)發(fā)動(dòng)機(jī)雙模式起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1可由電機(jī)3通過第一離合器2起動(dòng)，此時(shí)第一離合器2在第一離合器電 控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14的控制下自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)。在系統(tǒng)故障、低溫等或?yàn)榱吮３周囕v動(dòng)力不間斷的條件下也可由起動(dòng)馬達(dá)13起 動(dòng)，此時(shí)如車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，則一般需要第二離合器4在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的 控制下自動(dòng)處于分離狀態(tài)；如車輛處于運(yùn)行狀態(tài)，則一般需要第一離合器2在第一離合器 電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14的控制下自動(dòng)處于分離狀態(tài)，第二離合器4根據(jù)車輛運(yùn)行要求在第二離合 器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制下自動(dòng)進(jìn)行分離和結(jié)合控制。因此，不僅能有效避免按常規(guī)方式起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗和排放；還能系統(tǒng)上述故障 情況下提供另一種起動(dòng)方式；在急加速、爬坡等特殊情況下，利用起動(dòng)馬達(dá)13起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1 還可保持車輛驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的連續(xù)性，提高整車動(dòng)力性和可駕駛性。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)/快速起動(dòng)在車輛減速過程中、或遇紅燈或堵車或其它情況而停車時(shí)，通過使發(fā)動(dòng)機(jī)1斷油、 停機(jī)，避免了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車此時(shí)減速、怠速運(yùn)行的油耗和尾氣排放，是提高整車燃油經(jīng)濟(jì) 性和降低尾氣有害排放的重要策略之一。根據(jù)整車控制策略，在需起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可隨時(shí)通 過所述發(fā)動(dòng)機(jī)雙模式起動(dòng)功能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，快速拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用電機(jī)3起動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)的模式，到某一較高轉(zhuǎn)速后，發(fā)動(dòng)機(jī)1才開始噴油，避免了現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程造成的 燃油消耗與尾氣有害排放，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣有害排放。(3)純電驅(qū)動(dòng)車輛起步階段或低負(fù)荷或低速運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1處于低負(fù)荷工況，其熱效率低且 尾氣排放不佳。此時(shí)，可通過電機(jī)3提供整車驅(qū)動(dòng)的全部扭矩，實(shí)現(xiàn)零排放，第一離合器2 在第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14的控制下自動(dòng)處于分離狀態(tài)，避免了倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)1的能量消耗 ο(4)純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)在車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩和車速使發(fā)動(dòng)機(jī)1工作在高效率區(qū)時(shí)，第一離合器2在第一離 合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14的控制下自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)、電機(jī)3空轉(zhuǎn)、第二離合器4在第二離合 器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制下自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，確保將通過制動(dòng)回饋 能量和行車發(fā)電優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)1的效率、智能充電而對(duì)儲(chǔ)能裝置11的充電電能充分高效地利 用于純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)等工況，提高整車效率，且可避免儲(chǔ)能裝置11的電量快速 損失，延長(zhǎng)其使用壽命。在所述儲(chǔ)能裝置11電量太低或電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不能完成車輛驅(qū)動(dòng)時(shí)，根據(jù)整車動(dòng)力需求，也將起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1進(jìn)入純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。(5)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)在當(dāng)車輛急加速或爬坡等需要較大車輛驅(qū)動(dòng)扭矩或所需車輛驅(qū)動(dòng)扭矩快速增大 時(shí)，如果儲(chǔ)能裝置11的電量適合提供所需電驅(qū)動(dòng)能量，車速高于設(shè)定值后，則可在發(fā)動(dòng)機(jī)1 輸出動(dòng)力的同時(shí)，使電機(jī)3按電動(dòng)模式運(yùn)行，第一離合器2在第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)14 的控制下自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)、第二離合器4在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制下自動(dòng)處 于結(jié)合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出動(dòng)力的直接耦合并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)模式，可在獲得良好整車 動(dòng)力性的同時(shí)，提高能量效率優(yōu)化。(6)發(fā)電混合驅(qū)動(dòng)在儲(chǔ)能裝置11的剩余電量較小，發(fā)動(dòng)機(jī)1在滿足整車驅(qū)動(dòng)扭矩需求后還有剩余的 情況下，可通過使電機(jī)3按發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行，補(bǔ)充儲(chǔ)能裝置電能，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率提高， 并同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置11的電量平衡和滿足整車動(dòng)力性要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)低效率區(qū)，發(fā)電 混合驅(qū)動(dòng)還可提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，同時(shí)高效率地對(duì)儲(chǔ)能裝置11進(jìn)行充電，并在后續(xù)純電驅(qū)動(dòng) 或并聯(lián)助力驅(qū)動(dòng)中使用，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。(7)再生制動(dòng)能量回饋在車輛制動(dòng)或減速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)1停油且電機(jī)3按發(fā)電機(jī)工作，進(jìn)入再生制動(dòng)能 量回饋模式。由于第一離合器2在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制下自動(dòng)被切換到或 保持分離狀態(tài)，可避免對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)1的倒拖引起的能量回饋效率損失，并可自動(dòng)避免停 車過程中地發(fā)動(dòng)機(jī)失速、熄火等。由于第二離合器4在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制 下自動(dòng)被切換到或保持結(jié)合狀態(tài)。由于變速箱5的增矩作用，且與車輪8保持為機(jī)械連接， 因此可根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行再生制動(dòng)而回饋能量，回饋功率較大。因此，可取消現(xiàn)有車輛上的 緩速器。(8)智能充電在行車過程中，如儲(chǔ)能裝置11的電量太低，發(fā)動(dòng)機(jī)1在滿足整車驅(qū)動(dòng)扭矩需求后 還有剩余的情況下，可通過使電機(jī)3按發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行，補(bǔ)充儲(chǔ)能裝置電能，使儲(chǔ)能裝置11 的電量超過一個(gè)設(shè)定值。在停車狀態(tài)，如儲(chǔ)能裝置11的電量太低，可以進(jìn)行停車充電模式。在停車充電模 式，第二離合器4在第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的控制下自動(dòng)處于分離狀態(tài)，由與發(fā)動(dòng)機(jī)1 驅(qū)動(dòng)的電機(jī)3按發(fā)電方式工作，給儲(chǔ)能裝置11充電。當(dāng)儲(chǔ)能裝置11的電量超過一個(gè)設(shè)定 值后，停車充電模式結(jié)束。智能充電模式中，充電電流根據(jù)儲(chǔ)能裝置11的剩余電量、健康狀態(tài)和所處環(huán)境條 件，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)1和電機(jī)3的運(yùn)行點(diǎn)，向儲(chǔ)能裝置11提供合理的充電電流。
權(quán)利要求
一種雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一離合器、電機(jī)、變速箱、減速差速器、驅(qū)動(dòng)半軸、車輪、儲(chǔ)能裝置、電機(jī)控制裝置和傳動(dòng)軸，其特征在于，還包括第二離合器和兩個(gè)離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端與第一離合器的主動(dòng)側(cè)的飛輪相連接，第一離合器的從動(dòng)側(cè)與傳動(dòng)軸的一端相連接，傳動(dòng)軸的另一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)子支承在汽車殼體上，電機(jī)的轉(zhuǎn)子與第二離合器的輸入端相連接，第二離合器的輸出端與變速箱的一端相連接，變速箱的另一端與減速差速器相連接，減速差速器與驅(qū)動(dòng)半軸的一端相連接，驅(qū)動(dòng)半軸的另一端與車輪相連接，儲(chǔ)能裝置與電機(jī)控制裝置相連接，電機(jī)控制裝置與電機(jī)相連接，第一離合器與第一離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，第二離合器與第二離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子分別與第一軸承和第二軸承相連，第一軸承和第二軸承分別設(shè)置在汽車殼 體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子與第一軸承相連，第二軸承固定在傳動(dòng)軸上，第一軸承和第二軸承分別設(shè) 置在汽車殼體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是， 所述的軸承與汽車殼體之間設(shè)置有軸承座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的儲(chǔ)能裝置是動(dòng)力蓄電池，或者是超級(jí)電容，或者是動(dòng)力蓄電池與超級(jí)電容的復(fù)合電源直ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是， 所述的儲(chǔ)能裝置設(shè)置有外接充電接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的變速箱的輸入軸設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，或者是所述的第二離合器從動(dòng)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感 器，或者是所述的變速箱上設(shè)置有檔位傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出端與起動(dòng)馬達(dá)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，或者是電控液壓機(jī)構(gòu)形式，或者是直接電 動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式，或者是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和電控液壓機(jī)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，或者是 直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式和電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，或者是電控液壓機(jī)構(gòu)形式和 直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，或者是電控氣動(dòng)結(jié)構(gòu)形式、電控液壓機(jī)構(gòu)形式和 直接電動(dòng)控制結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征是，所 述的離合器是干式摩擦離合器，或者是濕式摩擦離合器。
全文摘要
一種汽車技術(shù)領(lǐng)域的雙離合器電機(jī)懸浮式并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、兩個(gè)離合器、兩個(gè)離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電機(jī)、變速箱、減速差速器、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)半軸、兩個(gè)車輪、儲(chǔ)能裝置、電機(jī)控制裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)和起動(dòng)馬達(dá)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過第一離合器、傳動(dòng)軸與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)子再經(jīng)過第二離合器與變速箱、減速差速器、驅(qū)動(dòng)半軸、車輪相連接，電機(jī)的轉(zhuǎn)子支承在殼體上，兩個(gè)離合器分別受兩個(gè)離合器電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制。本發(fā)明可減小電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子間的間隙，消除傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的不利影響，具有純電驅(qū)動(dòng)、智能充電和全部并聯(lián)混合動(dòng)力運(yùn)行模式，具有高效率、輕便駕駛、低成本、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60W10/08GK101898504SQ20101024618
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者楊林, 楊熠欣, 羌嘉曦, 陳自強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)