單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)，其包括發(fā)動機、AMT變速箱、驅(qū)動電機、傳動軸和驅(qū)動橋，發(fā)動機的輸出軸和AMT變速箱的輸入軸之間連接第一自動離合器，AMT變速箱的輸出軸與驅(qū)動電機的輸入軸連接，驅(qū)動電機的輸出軸與傳動軸的動力輸入端之間連接第二自動離合器，傳動軸的動力輸出端與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動電機上電連接有電機控制器，電機控制器上電連接有動力電池，發(fā)動機、第一自動離合器、AMT變速箱、第二自動離合器、電機控制器和動力電池均與整車控制器電連接。本實用新型能夠解決AMT變速箱換檔時的動力中斷問題且能充分利用發(fā)動機高效區(qū)、節(jié)能減排效果好。
【專利說明】單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及混合動力車的驅(qū)動系統(tǒng)領(lǐng)域，具體的說是一種單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]混合動力車作為一種新能源汽車，它融合了燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)點，其動力源包括發(fā)動機和驅(qū)動電機，現(xiàn)有混合動力車的驅(qū)動形式分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。
[0003]本實用新型主要針對單軸并聯(lián)的驅(qū)動形式，在名稱為“同軸并聯(lián)式混合動力總成”、專利號為201220682189.3的中國實用新型專利中，動力總成包括發(fā)動機、離合器、變速器、驅(qū)動電機、彈性聯(lián)軸器、超級電容組和控制系統(tǒng)，超級電容提供驅(qū)動電機的電力且超級電容利用控制系統(tǒng)中的充電裝置進行充電，充電裝置可與市電連接。在上述單軸并聯(lián)式混合動力總成中，發(fā)動機、離合器、變速器、彈性聯(lián)軸器和驅(qū)動電機安裝在同一軸線上，離合器安裝在發(fā)動機和變速器之間，彈性聯(lián)軸器用于連接變速器的輸出軸和驅(qū)動電機的輸入軸，驅(qū)動電機的輸出端連接傳動軸，傳動軸通過驅(qū)動橋帶動車輪轉(zhuǎn)動。該種連接結(jié)構(gòu)形式不能實現(xiàn)車輛怠速狀態(tài)下的發(fā)動機帶動電機對儲能裝置的充電，電能只能來源于外接電源充電或者制動時能量回收，極大的限制了該種單軸并聯(lián)系統(tǒng)在車輛的使用和推廣。同時，該種結(jié)構(gòu)的動力總成不能充分的利用發(fā)動機的高效區(qū)進行工作，節(jié)能減排效果不好，尤其是在城市混動動力公交車中，不能充分利用紅綠燈時間和車輛低負荷時發(fā)動機的高效區(qū)。另外，在使用AMT變速箱的混合動力總成中，換檔間隙會出現(xiàn)動力中斷現(xiàn)象，現(xiàn)有混合動力總成無法解決換檔時的動力中斷問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠解決AMT變速箱換檔時的動力中斷問題且能充分利用發(fā)動機高效區(qū)、節(jié)能減排效果好的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)包括發(fā)動機、AMT變速箱、驅(qū)動電機、傳動軸和驅(qū)動橋，其結(jié)構(gòu)特點是所述發(fā)動機的輸出軸和AMT變速箱的輸入軸之間連接第一自動離合器，AMT變速箱的輸出端與驅(qū)動電機的輸入軸連接，驅(qū)動電機的輸出軸與傳動軸的動力輸入端之間連接第二自動離合器，傳動軸的動力輸出端與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動電機上電連接有電機控制器，電機控制器上電連接有動力電池。
[0006]所述發(fā)動機、第一自動離合器、AMT變速箱、第二自動離合器、電機控制器和動力電池均與整車控制器電連接。
[0007]采用上述結(jié)構(gòu)，第一自動離合器用于連接或者斷開發(fā)動機和AMT變速箱之間的動力連接，第二離合器用于連接或者斷開AMT變速箱與驅(qū)動電機之間的動力連接。傳動軸和驅(qū)動橋機械相連傳遞動力，驅(qū)動橋?qū)恿ψ罱K傳遞給驅(qū)動輪驅(qū)動車輛行駛。其中，電機控制器可以根據(jù)整車控制器的指令決定是否將動力電池中存儲的電能經(jīng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)化為機械能，也可以根據(jù)整車控制器的指令對車輛的制動能量進行回收將機械能經(jīng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池中。
[0008]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機的動力輸出端上安裝有減速機構(gòu)，所述第二自動離合器與減速機構(gòu)的輸出端連接。減速機構(gòu)優(yōu)選為行星齒輪減速機。減速機構(gòu)在電動機輸出動力時可以起到降速增扭的作用，允許電機以高輸出轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運行。同時，在能量回收時能起到增速的作用，更利于電機較好的實現(xiàn)能量回收。
[0009]本實用新型的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)具有以下幾種工作模式:
[0010]1)純電動行駛時，第一自動離合器分離，第二自動離合器結(jié)合，動力電池中的電能供給驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為機械能，機械動力經(jīng)第二自動離合器傳遞給傳動軸傳遞給驅(qū)動橋，最終經(jīng)由驅(qū)動輪驅(qū)動車輛行駛。
[0011]2)純電動起步至混合動力模式或者發(fā)動機模式下時，發(fā)動機啟動，第一自動離合器閉合，發(fā)動機解除強制斷油狀態(tài)，變速器保持當(dāng)前檔位，驅(qū)動電機提供拖動力矩，以實現(xiàn)發(fā)動機快速平順的自動啟動過程。
[0012]3)發(fā)動機和驅(qū)動電機共同提供扭矩時，第一自動離合器、第二自動離合器均閉合，動力電池的電能供給驅(qū)動電機，同時發(fā)動機也轉(zhuǎn)動共同為車輛提供動力。
[0013]4)發(fā)動機單獨提供扭矩時，第一自動離合器、第二自動離合器均閉合，驅(qū)動電機不工作，其僅跟隨AMT變速箱的輸出軸空轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)發(fā)動機單獨為車輛提供動力。
[0014]5)動力電池充電時,第一自動離合器閉合，第二自動離合器分離，驅(qū)動電機作為發(fā)電機將來自發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池內(nèi)。
[0015]6)制動能量回收時:第一自動離合器分離,第二自動離合器閉合，控驅(qū)動電機作為發(fā)電機驅(qū)動電機工作將來自傳動軸的機械能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池內(nèi)。
[0016]可見，由于采用了本實用新型的動力傳遞結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛需要換擋時，第一自動離合器分離，第二自動離合器閉合，驅(qū)動電機工作，利用動力電池內(nèi)存儲的電能為車輛提供需要的動力，該狀態(tài)一直延續(xù)到AMT變速箱換擋完畢、第一自動離合器閉合、發(fā)動機能繼續(xù)為車輛提供動力為止。這樣在整個換擋過程中不會出現(xiàn)使用AMT變速箱的車輛不可避免的換擋時動力中斷的問題，既可以保證整車的動力性得以保證，又提高了駕乘人員的舒適性。
[0017]同時，在車輛行駛時，尤其是車輛處于低速低負載時這時發(fā)動機工作在非高效區(qū)。而采用本機構(gòu)的車輛，在低速低負載時利用驅(qū)動電機進行發(fā)電提高車輛的整體負載，將此時驅(qū)動電機產(chǎn)生的電能存儲在動力電池內(nèi)，在需要時進行電能的釋放。
[0018]另外，在車輛尤其是公交車輛處于等紅綠燈的狀態(tài)時，一般車輛處于怠速狀態(tài)，發(fā)動機消耗燃油不做功，造成資源的浪費和大氣的污染。而采用此系統(tǒng)的公交車可以利用發(fā)動機帶動驅(qū)動電機進行電能的存儲充分利用發(fā)動機的怠速狀態(tài)，使發(fā)動機一直處于高效區(qū)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
[0019]綜上所述，本實用新型能夠解決AMT變速箱換檔時的動力中斷問題且能充分利用發(fā)動機高效區(qū)、節(jié)能減排效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0021]圖1為本實用新型其中一種實施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0022]圖2為本實用新型另一種實施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實施方式】
[0023]參照附圖，本實用新型的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)包括發(fā)動機1、AMT變速箱2、驅(qū)動電機3、傳動軸4和驅(qū)動橋5，發(fā)動機1的輸出軸和AMT變速箱2的輸入軸之間連接第一自動離合器6, AMT變速箱2的輸出軸與驅(qū)動電機3的輸入軸連接，驅(qū)動電機3的輸出端與傳動軸4的動力輸入端之間連接第二自動離合器7，傳動軸4的動力輸出端與驅(qū)動橋5連接，驅(qū)動電機3上電連接有電機控制器8，電機控制器8上電連接有動力電池9。其中，發(fā)動機1、第一自動離合器6、AMT變速箱2、第二自動離合器7、電機控制器8和動力電池9均與整車控制器10電連接。
[0024]上述結(jié)構(gòu)中，第一自動離合器6用于連接或者斷開發(fā)動機1和AMT變速箱2之間的動力連接，第二離合器7用于連接或者斷開AMT變速箱2與驅(qū)動電機3之間的動力連接。傳動軸4和驅(qū)動橋5機械相連傳遞動力，驅(qū)動橋5將動力最終傳遞給驅(qū)動輪11驅(qū)動車輛行駛。其中，電機控制器8根據(jù)整車控制器10的指令決定是否將動力電池9中存儲的電能經(jīng)驅(qū)動電機3轉(zhuǎn)化為機械能，也可以根據(jù)整車控制器10的指令對車輛的制動能量進行回收將機械能經(jīng)驅(qū)動電機3轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池9中。
[0025]本實用新型的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)具有以下幾種工作模式:
[0026]1)純電動行駛時，整車控制器10控制第一自動離合器分離，第二自動離合器結(jié)合。電機控制器8將動力電池9的電能供給驅(qū)動電機3轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機械能，機械動力經(jīng)第二自動離合器7傳遞給傳動軸4再傳遞給驅(qū)動橋5，最終經(jīng)由驅(qū)動輪11驅(qū)動車輛行駛。
[0027]2)純電動起步至混合動力模式或者發(fā)動機模式下時，整車控制器10控制車輛進行發(fā)動機自動啟動，整車控制器10控制第一自動離合器6處于閉合狀態(tài)，控制發(fā)動機1解除強制斷油狀態(tài)，控制AMT變速箱2保持當(dāng)前檔位，控制驅(qū)動電機3提供拖動力矩，以實現(xiàn)發(fā)動機快速平順的自動啟動過程。
[0028]3)發(fā)動機1和驅(qū)動電機3共同提供扭矩時，整車控制器10控制第一自動離合器6、第二自動離合器7處于閉合狀態(tài)，控制電機控制器8將動力電池9的電能供給驅(qū)動電機3，轉(zhuǎn)化為機械能，共同為車輛提供動力。
[0029]4)發(fā)動機單獨提供扭矩時，整車控制器10控制第一自動離合器6、第二自動離合器7處于閉合狀態(tài)，控制電機控制器8讓驅(qū)動電機3不工作僅跟隨AMT變速箱2的輸出軸空轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)發(fā)動機1單獨為車輛提供動力。
[0030]5)動力電池9充電時，整車控制器10控制第一自動離合器6閉合,第二自動離合器7處于分離狀態(tài)，控制電機控制器8讓驅(qū)動電機3作為發(fā)電機將來自發(fā)動機1的機械能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池9內(nèi)。
[0031]6)制動能量回收時:整車控制器10控制第一自動離合器6分離，第二自動離合器7閉合，控制電機控制器8讓驅(qū)動電機3作為發(fā)電機將來自傳動軸4的機械能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池9內(nèi)。
[0032]可見，由于采用了本實用新型的動力傳遞結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛需要換擋時，第一自動離合器6分離，第二自動離合器7閉合，驅(qū)動電機3工作，利用動力電池9內(nèi)存儲的電能為車輛提供需要的動力，該狀態(tài)一直延續(xù)到AMT變速箱2換擋完畢、第一自動離合器6閉合、發(fā)動機1能繼續(xù)為車輛提供動力為止。這樣，在整個換擋過程中不會出現(xiàn)使用AMT變速箱的車輛不可避免的換擋時動力中斷的問題，既可以保證整車的動力性得以保證，又提高了駕乘人員的舒適性。
[0033]同時，在車輛行駛時，尤其是車輛處于低速低負載時這時發(fā)動機工作在非高效區(qū)。而采用本機構(gòu)的車輛，在低速低負載時利用驅(qū)動電，3進行發(fā)電提高車輛的整體負載，將此時驅(qū)動電機產(chǎn)生的電能存儲在動力電池9內(nèi)，在需要時進行電能的釋放。
[0034]另外，在車輛尤其是公交車輛處于等紅綠燈的狀態(tài)時，一般車輛處于怠速狀態(tài)，發(fā)動機消耗燃油不做功，造成資源的浪費和大氣的污染。而采用此系統(tǒng)的公交車可以利用發(fā)動機帶動驅(qū)動電機進行電能的存儲充分利用發(fā)動機的怠速狀態(tài)，使發(fā)動機一直處于高效區(qū)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
[0035]圖2示出了本實用新型的另一種實施方式，驅(qū)動電機3的動力輸出端上安裝有減速機構(gòu)，第二自動離合器7與減速機構(gòu)的輸出端連接。其中，減速機構(gòu)優(yōu)選為行星齒輪減速機12。減速機構(gòu)在驅(qū)動電機輸出動力時可以起到降速增扭的作用，允許驅(qū)動電機以高輸出轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運行，一般情況下，電機的高轉(zhuǎn)速狀態(tài)為高效狀態(tài)，該種機構(gòu)有利于電機在高效區(qū)運行。同時，在能量回收時能，減速機構(gòu)能起到增速的作用，使得驅(qū)動電機在作為發(fā)電機使用時的轉(zhuǎn)速更快，更利于電機較好的實現(xiàn)能量回收。在本實用新型中使用的可作為發(fā)電機使用的電機為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在此不再贅述，另外，減速機構(gòu)可以和電機做成一體結(jié)構(gòu)。
[0036]在本實用新型中，本實用新型的核心是動力總成的機械連接結(jié)構(gòu)和電路連接結(jié)構(gòu)，而不是一種控制過程或控制方法。上述對控制過程的描述僅僅是為了介紹具體結(jié)構(gòu)所帶來的功能和效果，其應(yīng)理解為是對具體結(jié)構(gòu)部件的一種功能性限定。在本實用新型中，整車控制器10和電機控制器8內(nèi)的控制電路均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0037]綜上所述，本實用新型不限于上述【具體實施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，可做若干的更改和修飾。本實用新型的保護范圍應(yīng)以本實用新型的權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)，包括發(fā)動機(1)、AMT變速箱(2)、驅(qū)動電機(3)、傳動軸(4)和驅(qū)動橋(5)，其特征是所述發(fā)動機(1)的輸出軸和AMT變速箱(2)的輸入軸之間連接第一自動離合器(6),AMT變速箱(2)的輸出軸與驅(qū)動電機(3)的輸入軸連接，驅(qū)動電機(3)的輸出端與傳動軸(4)的動力輸入端之間連接第二自動離合器(7),傳動軸(4)的動力輸出端與驅(qū)動橋(5)連接，驅(qū)動電機(3)上電連接有電機控制器(8)，電機控制器(8)上電連接有動力電池(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)，其特征是所述發(fā)動機(1)、第一自動離合器(6)、AMT變速箱(2)、第二自動離合器(7)、電機控制器(8)和動力電池(9)均與整車控制器(10)電連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)，其特征是所述驅(qū)動電機(3)的動力輸出端上安裝有減速機構(gòu)，所述第二自動離合器(7)與減速機構(gòu)的輸出端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的單軸并聯(lián)混合動力機構(gòu)，其特征是所述減速機構(gòu)為行星齒輪減速機(12)。
【文檔編號】B60W20/00GK204055309SQ201420369412
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】韓爾樑, 于欽江, 耿麗珍, 桂經(jīng)良, 陳溫國 申請人:濰柴動力股份有限公司