混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、車輛及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、車輛及其控制方法。所述混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、第一電機、變速箱、第二電機、差速器、電機控制裝置和儲能系統(tǒng)，所述第一電機與所述發(fā)動機的輸出端以及變速箱的輸入端耦合，所述第二電機與所述變速箱的輸出端以及差速器耦合，所述電機控制裝置與所述第一電機和第二電機連接以控制所述第一電機和第二電機的運行，所述儲能系統(tǒng)與所述電機控制裝置連接。本申請?zhí)峁┑幕炻?lián)式混合動力系統(tǒng)，通過加入變速箱，使得可以在整個換擋過程有持續(xù)動力輸出，在爬坡的性能上大大提高，能夠適應各種工況，而且發(fā)動機能夠更長時間地工作在高效區(qū)。
【專利說明】混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、車輛及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛領域，具體涉及一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、具有該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的車輛及該車輛的控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國的汽車保有量也在不斷增加，從而給我國資源、環(huán)境帶來巨大的壓力。作為重要化工原料一石油，有一半以上是作為機動車的燃料，因此開發(fā)節(jié)能車輛和使用替代能源是減緩目前能源壓力的主要途徑。
[0003]混合動力汽車是指車輛驅(qū)動系由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅(qū)動系單獨或共同提供。車輛的節(jié)能、低排放等特點引起了汽車界的極大關注并成為汽車研究與開發(fā)的一個重點。
[0004]混合動力汽車根據(jù)動力系統(tǒng)的結(jié)構可以分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和混聯(lián)型幾種形式，不同構型的混合動力系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)可以根據(jù)不同的工況讓燃料和電兩種能源分別按照串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合的模式工作，從而使得混合動力系統(tǒng)可以根據(jù)不同的工況選用不同的驅(qū)動方式。但是，現(xiàn)有的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)在換擋時會出現(xiàn)動力中斷，影響了爬坡性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種換擋不會動力中斷的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、車輛及其控制方法。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其包括發(fā)動機、第一電機、變速箱、第二電機、差速器、電機控制裝置和儲能系統(tǒng)，所述第一電機與所述發(fā)動機的輸出端以及變速箱的輸入端耦合，所述第二電機與所述變速箱的輸出端以及差速器耦合，所述電機控制裝置與所述第一電機和第二電機連接以控制所述第一電機和第二電機的運行，所述儲能系統(tǒng)與所述電機控制裝置連接。
[0007]優(yōu)選地，所述第一電機與所述發(fā)動機之間設置有第一離合器，所述發(fā)動機的輸出端與所述第一離合器的輸入端連接，所述第一離合器的輸出端與所述第一電機的轉(zhuǎn)子連接。
[0008]優(yōu)選地，所述第一電機與所述變速箱之間設置有第二離合器，所述第一電機的轉(zhuǎn)子與所述第二離合器的輸入端連接，所述第二離合器的輸出端與所述變速箱的輸入端連接。
[0009]優(yōu)選地，所述電機控制裝置包括第一電機控制器和第二電機控制器，所述第一電機控制器與所述第一電機和儲能系統(tǒng)連接，所述第二電機控制器與所述第二電機和儲能系統(tǒng)連接。
[0010]優(yōu)選地，所述發(fā)動機、第一電機、變速箱、第二電機和差速器為同軸設置。[0011]本發(fā)明另一方面提供一種車輛，其設置有上述任一實施例所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，所述車輛還包括電子控制單元、變速箱控制器和混合動力控制器，所述電子控制單元與所述發(fā)動機連接，所述變速箱控制器與所述變速箱連接，所述混合動力控制器與所述電子控制單元、變速箱控制器、電機控制裝置及儲能系統(tǒng)連接。
[0013]本發(fā)明再一方面提供一種上述任一實施例所述的車輛的控制方法，其包括如下步驟:所述變速箱換擋時，所述第二電機向所述差速器輸出動力，所述第一電機進行調(diào)速。
[0014]優(yōu)選地，所述車輛的控制方法還包括如下步驟:行車啟動發(fā)動機時，所述第一電機帶動所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)。
[0015]優(yōu)選地，所述車輛的控制方法還包括如下步驟:在純電運行模式下，將所述第一電機和第二電機輸出的力矩耦合并輸出以驅(qū)動所述車輛。
[0016]本申請?zhí)峁┑幕炻?lián)式混合動力系統(tǒng)，通過加入變速箱，使得可以在整個換擋過程有持續(xù)動力輸出，在爬坡的性能上大大提高，能夠適應各種工況，而且發(fā)動機能夠更長時間地工作在高效區(qū)。另外，該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)對電機的扭矩范圍、轉(zhuǎn)速范圍、工作可靠性等方面要求比現(xiàn)有混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)要低，可以選擇的范圍更廣。本申請?zhí)峁┑能囕v及其控制方法，顯然也具有上述混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)所帶來的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一實施例提供的車輛的結(jié)構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一實施例提供的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明另一實施例提供的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]請參考圖1至圖3，本發(fā)明實施例提供一種車輛，其包括混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機1、第一電機2、變速箱3、第二電機4、差速器5、電機控制裝置7和儲能系統(tǒng)8。
[0022]第一電機2設置在發(fā)動機I與變速箱3之間，分別與發(fā)動機I的輸出端以及變速箱3的輸入端耦合。發(fā)動機I提供車輛行駛的大部分動力。第一電機2用于起動發(fā)動機1，也用于提供車輛行駛過程中的部分動力，還可以作發(fā)電機運行，以提供第二電機4驅(qū)動車輛需要的電能，或者輔助回收再生制動能量并向儲能系統(tǒng)8充電。
[0023]第二電機4設置在變速箱3與差速器5之間，分別與變速箱3的輸出端以及差速器5耦合。第二電機4用于提供車輛行駛過程中的全部或部分動力，還可以回收再生制動能量并向儲能系統(tǒng)8充電。第二電機4通過差速器5和驅(qū)動橋?qū)恿魉椭淋囕啞＞唧w來說，變速箱3可以為自動變速箱，其通過輸入軸花鍵與第一電機2的轉(zhuǎn)子花鍵相連，通過輸出軸花鍵與第二電機4的轉(zhuǎn)子花鍵相連。
[0024]電機控制裝置7與第一電機2和第二電機4連接，用于控制第一電機2和第二電機4的運行。該電機控制裝置7可以包括將直流變?yōu)榻涣骰驅(qū)⒔涣髯優(yōu)橹绷鞯碾娫醋儞Q器以及電機控制器。
[0025]儲能系統(tǒng)8與電機控制裝置7連接，用于向第一電機2、第二電機4提供電能，也可以用于接收第一電機2和第二電機4發(fā)電發(fā)出的電能。儲能系統(tǒng)8具體可以包括蓄電池和蓄電池管理系統(tǒng)或者超級電容和超級電容管理系統(tǒng)或者蓄電池和超級電容及蓄電池與超級電容的復合管理系統(tǒng)。
[0026]請參考圖1，在一優(yōu)選實施例中，第一電機2與發(fā)動機I之間設置有第一離合器12,發(fā)動機I的輸出端與第一離合器12的輸入端連接,第一離合器12的輸出端與第一電機2的轉(zhuǎn)子連接。第一離合器12可以為自動可控離合器，用于接通或切斷發(fā)動機I與第一電機2之間的機械連接和動力傳遞。
[0027]請參考圖3，在進一步的優(yōu)選實施例中，第一電機2與變速箱3之間設置有第二離合器13,第一電機2的轉(zhuǎn)子與第二離合器13的輸入端連接,第二離合器13的輸出端與變速箱3的輸入端連接。第二離合器13可以為自動可控離合器，用于接通或切斷第一電機2與變速箱3之間的機械連接和動力傳遞，便于換擋。
[0028]請參考圖1，在一優(yōu)選實施例中，電機控制裝置7包括第一電機控制器71和第二電機控制器72,第一電機控制器71與第一電機2和儲能系統(tǒng)8連接,第二電機控制器72與第二電機4和儲能系統(tǒng)8連接。也即電機控制裝置7包括兩個獨立的、分別用于控制第一電機2和第二電機4的電機控制器。具體來說，第一電機2通過三相線與第一電機控制器71連接，第二電機4通過三相線與第二電機控制器72連接，第一電機控制器71和第二電機控制器72通過直流線連接到儲能系統(tǒng)8。請參考圖2和圖3，在其他實施例中，電機控制裝置7也可以為一集成的、可用于控制第一電機2和第二電機4的電機驅(qū)動器，也即將兩個電機的電機控制器組合在一個殼體中，形成一個電機控制總成。
[0029]請參考圖1，在一優(yōu)選實施例中，發(fā)動機1、第一電機2、變速箱3、第二電機4和差速器5為同軸設置。這種設置方式可以使車輛在結(jié)構上更緊湊。
[0030]請參考圖1，本發(fā)明實施例提供的車輛，還可以包括儀表11、電子控制單元(ECT)
10、變速箱控制器6和混合動力控制器9。電子控制單元10與發(fā)動機I連接，以控制發(fā)動機I的運轉(zhuǎn)。變速箱控制器6與變速箱3連接，以控制變速箱3的運行?；旌蟿恿刂破?可以通過CAN總線與儀表11、電子控制單元10、變速箱控制器6、電機控制裝置7及儲能系統(tǒng)8連接，用于控制整個車輛的運行。具體來說，第一離合器12和第二離合器13也都可以與變速箱控制器6連接。
[0031]本發(fā)明還提供一種上述車輛的控制方法，其包括如下步驟:變速箱3換擋時，第二電機4向差速器5輸出動力，第一電機2進行調(diào)速，由此可以使整個換擋過程有持續(xù)動力輸出，無動力中斷。
[0032]在一優(yōu)選實施例中，該車輛的控制方法還包括如下步驟:行車啟動發(fā)動機I時，第一電機2帶動發(fā)動機I運轉(zhuǎn)。具體來說，可以通過第一離合器12接合，使第一電機2拖起發(fā)動機1，來實現(xiàn)行車啟動發(fā)動機I。相對于原先同軸并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有行車啟停模式的情況下，本申請的車輛在行車啟動發(fā)動機I方面更容易實現(xiàn)，整個啟動發(fā)動機I的過程更加平順。
[0033]在一優(yōu)選實施例中，該車輛的控制方法還包括如下步驟:在純電運行模式下，將第一電機2和第二電機4輸出的力矩耦合并輸出以驅(qū)動車輛，使純電運行模式下車輛的動力性能更好。
[0034]在回收制動能量時，第一電機2和第二電機4均可進行制動能量回收，回收功率更大，使能量回收更加充分。
[0035]本申請?zhí)峁┑幕炻?lián)式混合動力系統(tǒng)，通過加入變速箱，使得可以在整個換擋過程有持續(xù)動力輸出，在爬坡的性能上大大提高，能夠適應各種工況，而且發(fā)動機能夠更長時間地工作在高效區(qū)。另外，該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)對電機的扭矩范圍、轉(zhuǎn)速范圍、工作可靠性等方面要求比現(xiàn)有混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)要低，可以選擇的范圍更廣。本申請?zhí)峁┑能囕v及其控制方法，顯然也具有上述混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)所帶來的優(yōu)點，此處不再贅述。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機、第一電機、變速箱、第二電機、差速器、電機控制裝置和儲能系統(tǒng)，所述第一電機與所述發(fā)動機的輸出端以及變速箱的輸入端耦合，所述第二電機與所述變速箱的輸出端以及差速器耦合，所述電機控制裝置與所述第一電機和第二電機連接以控制所述第一電機和第二電機的運行，所述儲能系統(tǒng)與所述電機控制裝置連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機與所述發(fā)動機之間設置有第一離合器，所述發(fā)動機的輸出端與所述第一離合器的輸入端連接，所述第一離合器的輸出端與所述第一電機的轉(zhuǎn)子連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機與所述變速箱之間設置有第二離合器，所述第一電機的轉(zhuǎn)子與所述第二離合器的輸入端連接，所述第二離合器的輸出端與所述變速箱的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求1至3所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制裝置包括第一電機控制器和第二電機控制器，所述第一電機控制器與所述第一電機和儲能系統(tǒng)連接，所述第二電機控制器與所述第二電機和儲能系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權利要求1至3所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機、第一電機、變速箱、第二電機和差速器為同軸設置。
6.一種車輛，其特征在于，設置有根據(jù)權利要求1至5任一項所述的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輛，其特征在于，還包括電子控制單元、變速箱控制器和混合動力控制器，所述電子控制單元與所述發(fā)動機連接，所述變速箱控制器與所述變速箱連接，所述混合動力控制器與所述電子控制單元、變速箱控制器、電機控制裝置及儲能系統(tǒng)連接。
8.一種根據(jù)權利要求6或7任一項所述的車輛的控制方法，其特征在于，包括如下步驟:所述變速箱換擋時，所述第二電機向所述差速器輸出動力，所述第一電機進行調(diào)速。
9.根據(jù)權利要求8所述的車輛的控制方法，其特征在于，還包括如下步驟:行車啟動發(fā)動機時，所述第一電機帶動所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權利要求8所述的車輛的控制方法，其特征在于，還包括如下步驟:在純電運行模式下，將所述第一電機和第二電機輸出的力矩耦合并輸出以驅(qū)動所述車輛。
【文檔編號】B60K6/36GK103895492SQ201410149082
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權日:2014年4月14日
【發(fā)明者】李磊, 李紅志, 高劍 申請人:蘇州綠控傳動科技有限公司