專利名稱：汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種驅(qū)動系統(tǒng)，特別是一種汽車中的混合動力驅(qū) 動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，汽車動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)由發(fā)動機(jī)、離合器、齒輪箱、傳動軸、起動直流電機(jī)等組 成。起動后的發(fā)動機(jī)要加速行駛時，需要加大油門，即增加油量來實現(xiàn)增大發(fā)動機(jī)功率，來 達(dá)到加速目的，同時出現(xiàn)動力過剩的情況。在行駛過程中發(fā)動機(jī)也會出現(xiàn)動力過剩的情況， 這些情況使能量都得不到充分利用。為此，人們經(jīng)過長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，人們發(fā)明了混合 動力驅(qū)動系統(tǒng)，混合動力汽車因其兼有電動車的低排放優(yōu)點與內(nèi)燃機(jī)汽車的高比能量優(yōu)點 而越來越受到關(guān)注，成為竟相研發(fā)的新型車輛之一?；旌蟿恿偝煽稍O(shè)計成串、并、混三種 類型的眾多形式，但在這三種類型的混合動力總成中，串聯(lián)模式只適合于短程運行的車輛， 混聯(lián)模式由于動力總成驅(qū)動部件多，系統(tǒng)復(fù)雜，布置難度大，成本較高。而且在混合動力驅(qū) 動裝置中還增加了 ISG電機(jī)，導(dǎo)致整個動力驅(qū)動裝置的軸向尺寸比較大，對整車布置要求 比較高?，F(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動電機(jī)被廣泛應(yīng)用于混合動力驅(qū)動裝置中，驅(qū)動電機(jī)可以集發(fā)電 和電動為一體，在一般情況下作為電動機(jī)為動力傳動軸輸出動力，而在某些特定的情況下， 該一體機(jī)可通過自身轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動進(jìn)行發(fā)電，發(fā)出的電儲存后，可用于汽車的啟動。BSG是英文Belt Driven Starter Generator的縮寫，是集啟動、發(fā)動機(jī)為一體的 一體化起動/發(fā)電機(jī)，其能在電動和發(fā)電兩種模式下工作。BSG是一項輕度混合動力技術(shù)， 節(jié)油效果約為5%。不同于電動汽車技術(shù)，BSG只是對傳統(tǒng)汽柴油發(fā)動機(jī)的工況進(jìn)行優(yōu)化， 在怠速、啟動等情況下提高燃油效率，因而節(jié)油效果只有5%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸 小的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)置于汽車的車體上且與用于與驅(qū)動車輪相連的 輪軸相聯(lián)，其特征在于，該系統(tǒng)包括固連在車體上的發(fā)動機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、變速離合器、一體化 起動/發(fā)電機(jī)(BSG)和蓄電池等，所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸與變速離合器的輸入端相連，所述的 驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和變速離合器的輸出端均與上述的輪軸相連，上述的蓄電池與驅(qū)動電機(jī)相 連，上述一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)能驅(qū)動發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)分別采用了一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)和驅(qū)動電 機(jī)，以發(fā)動機(jī)作為整車的驅(qū)動動力源，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)用于實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的快速起 動。變速離合器能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)運行的結(jié)合與分離，改變汽車運行的模式。驅(qū)動電機(jī)具有發(fā)電功能。本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)分為以下階段純電動行駛階段電池SOC值較高時，系統(tǒng)由蓄電池提供能量，并輸出動能給整車 提供動力，此時驅(qū)動電機(jī)作為電動機(jī)使用。此時發(fā)動機(jī)不參與運行，該階段一般用于汽車的 起步過程?；旌向?qū)動階段當(dāng)車輛需要加速和爬坡時，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)在短時間內(nèi) 將發(fā)動機(jī)加速至怠速轉(zhuǎn)速以上，然后汽油機(jī)才開始工作，和驅(qū)動電機(jī)一同驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動。當(dāng)發(fā)動機(jī)有富余功率時，驅(qū)動電機(jī)吸收一部分功率進(jìn)行發(fā)電給蓄電池充電，以調(diào)節(jié)發(fā)動 工作于燃油經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)區(qū)域，此工作模式適用于電池SOC低于設(shè)定值時。當(dāng)整車的驅(qū)動力 需求超過發(fā)動機(jī)承受范圍時，驅(qū)動電機(jī)處于電動狀態(tài)對發(fā)動機(jī)助力，以滿足整車的行駛需 求。減速制動階段駕駛員踩下制動踏板，向一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)傳送信號，此 時，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)也會對蓄電池進(jìn)行充電，使其將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能并存 儲起來。同時驅(qū)動電機(jī)也作為發(fā)電機(jī)，給蓄電池進(jìn)行充電。此工作模式用于SOC低于設(shè)定 值且發(fā)動機(jī)負(fù)荷低于最優(yōu)工作點時。倒車階段倒車僅由驅(qū)動電機(jī)參與驅(qū)動，變速離合器分開，驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)并控制在 一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，保證安全的倒車車速。此工作模式適用于電池SOC高于設(shè)定值，當(dāng) 電池SOC低于設(shè)定值時，倒車過程由發(fā)動機(jī)提供運行。在上述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述發(fā)動機(jī)與變速離合器之間設(shè)有傳動 軸，傳動軸的一端與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸固連，傳動軸的另一端與變速離合器的輸入端固連。在上述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的變速離合器的輸出端為一根輸出 軸，輸出軸上固連有傳動齒輪三，上述的輪軸上固連有傳動齒輪四，傳動齒輪三與傳動齒輪 四嚙合。這樣設(shè)置能通過傳動齒輪三與傳動齒輪四的嚙合將動力傳送給輪軸。在上述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上固連有傳動齒 輪五，傳動齒輪五與上述的傳動齒輪三嚙合。在上述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)的轉(zhuǎn) 軸上具有傳動輪一，所述的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上具有傳動輪二，且在傳動輪一和傳動輪二上套 有傳動帶。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點1、采用帶一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)的發(fā)動機(jī)、變速離合器和驅(qū)動電機(jī)，通過靈活 的控制策略實現(xiàn)整車需求的各種驅(qū)動模式，采用了一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)，不僅減小了 對軸向尺寸的需求，而且也降低了成本。2、具有的驅(qū)動能力可使發(fā)動機(jī)的后備功率得以轉(zhuǎn)移，僅需選用較小規(guī)格的發(fā)動機(jī) 即能滿足整車需求。該發(fā)動機(jī)能因其匹配的一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)而具備啟停功能， 在怠速工況時自動實現(xiàn)發(fā)動機(jī)通過一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)對蓄電池充電，降低油耗和 排放。3、驅(qū)動電機(jī)能提供電動和發(fā)電兩種模式，并能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)切換，以滿足整車各種 不同驅(qū)動模式的需求。在驅(qū)動電機(jī)或發(fā)動機(jī)的驅(qū)動下，通過對變速離合器的調(diào)節(jié)，均可達(dá)到 整車的最高車速需求。
4、通過驅(qū)動電機(jī)和發(fā)動機(jī)的配合，可滿足整車定義的最高車速和最大爬坡度的要 求。在發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，可通過驅(qū)動電機(jī)的調(diào)節(jié)作用，使發(fā)動機(jī)運行在高效、低油耗區(qū)域。


圖1是本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、車輪；2、輪軸；21、傳動齒輪四；3、發(fā)動機(jī)；31、傳動軸；32、傳動輪二 ；4、 驅(qū)動電機(jī)；41、傳動齒輪五；5、變速離合器；51、輸出軸；52、傳動齒輪三；6、一體化起動/發(fā) 電機(jī)(BSG) ；61、傳動輪一 ；7、蓄電池；8、傳動帶。
具體實施例方式以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實施例。如圖1所示，本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)置于汽車的車體上。該系統(tǒng)包括固 連在車體上的發(fā)動機(jī)3、驅(qū)動電機(jī)4、變速離合器5、一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)6和蓄電池7 等，這里設(shè)置的一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)6能驅(qū)動發(fā)動機(jī)3的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，其中蓄電池7與 驅(qū)動電機(jī)4相連。發(fā)動機(jī)3與變速離合器5之間設(shè)有傳動軸31，傳動軸31的一端與發(fā)動機(jī) 3的轉(zhuǎn)軸固連，傳動軸31的另一端與變速離合器5的輸入端固連。變速離合器5的輸出端為一根輸出軸51，輸出軸51上固連有傳動齒輪三52，與驅(qū) 動車輪1相連的輪軸2上固連有傳動齒輪四21，傳動齒輪三52與傳動齒輪四21嚙合。驅(qū) 動電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸上固連有傳動齒輪五41，傳動齒輪五41與傳動齒輪三52嚙合。一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)6的轉(zhuǎn)軸上具有傳動輪一 61，發(fā)動機(jī)3的轉(zhuǎn)軸上具有傳 動輪二 32，且在傳動輪一 61和傳動輪二 32上套有傳動帶8。本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)分別采用了一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)6和驅(qū)動電 機(jī)4，以發(fā)動機(jī)3作為整車的驅(qū)動動力源，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG) 6用于實現(xiàn)發(fā)動機(jī)3的 快速起動。變速離合器5能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)3運行的結(jié)合與分離，改變汽車運行的模式。本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)分為以下階段純電動行駛階段蓄電池7S0C值較高時，驅(qū)動電機(jī)4由蓄電池7提供能量，并輸出 動能給整車提供動力，此時驅(qū)動電機(jī)4作為電動機(jī)使用。此時發(fā)動機(jī)3不參與運行，該階段 一般用于汽車的起步過程?；旌向?qū)動階段當(dāng)車輛需要加速和爬坡時，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG) 6在短時間 內(nèi)將發(fā)動機(jī)3加速至怠速轉(zhuǎn)速以上，然后汽油機(jī)才開始工作，和驅(qū)動電機(jī)4 一同驅(qū)動車輪1 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)發(fā)動機(jī)3有富余功率時，驅(qū)動電機(jī)4吸收一部分功率進(jìn)行發(fā)電給蓄電池7充 電，以調(diào)節(jié)發(fā)動工作于燃油經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)區(qū)域，此工作模式適用于電池SOC低于設(shè)定值時。當(dāng) 整車的驅(qū)動力需求超過發(fā)動機(jī)3承受范圍時，驅(qū)動電機(jī)4處于電動狀態(tài)對發(fā)動機(jī)3助力，以 滿足整車的行駛需求。減速制動階段駕駛員踩下制動踏板，向一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)6傳送信號，使 其將車輛的動能轉(zhuǎn)化為電能并存儲起來。同時驅(qū)動電機(jī)4也作為發(fā)電機(jī)，給蓄電池7進(jìn)行 充電。此工作模式用于SOC低于設(shè)定值且發(fā)動機(jī)3負(fù)荷低于最優(yōu)工作點時。倒車階段倒車僅由驅(qū)動電機(jī)4參與驅(qū)動，變速離合器5分開，驅(qū)動電機(jī)4反轉(zhuǎn)并
5控制在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，保證安全的倒車車速。此工作模式適用于電池SOC高于設(shè) 定值，當(dāng)電池SOC低于設(shè)定值時，倒車過程由發(fā)動機(jī)3提供運行。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了車輪1、輪軸2、傳動齒輪四21、發(fā)動機(jī)3、傳動軸31、傳動 輪二 32、驅(qū)動電機(jī)4、傳動齒輪五41、變速離合器5、輸出軸51、傳動齒輪三52、一體化起動 /發(fā)電機(jī)(BSG)6、傳動輪一 61、蓄電池7、傳動帶8等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能 性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種 附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
一種汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)置于汽車的車體上且與用于與驅(qū)動車輪(1)相連的輪軸(2)相聯(lián)，其特征在于，該系統(tǒng)包括固連在車體上的發(fā)動機(jī)(3)、驅(qū)動電機(jī)(4)、變速離合器(5)、一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)(6)和蓄電池(7)等，所述發(fā)動機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸與變速離合器(5)的輸入端相連，所述的驅(qū)動電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)軸和變速離合器(5)的輸出端均與上述的輪軸(2)相連，上述的蓄電池(7)與驅(qū)動電機(jī)(4)相連，上述一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)(6)能驅(qū)動發(fā)動機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(3)與 變速離合器(5)之間設(shè)有傳動軸(31)，傳動軸(31)的一端與發(fā)動機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸固連，傳動 軸(31)的另一端與變速離合器(5)的輸入端固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的變速離 合器(5)的輸出端為一根輸出軸(51)，輸出軸(51)上固連有傳動齒輪三(52)，上述的輪軸 (2)上固連有傳動齒輪四(21)，傳動齒輪三(52)與傳動齒輪四(21)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動電機(jī) (4)的轉(zhuǎn)軸上固連有傳動齒輪五(41)，傳動齒輪五(41)與上述的傳動齒輪三(52)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的一體化 起動/發(fā)電機(jī)(BSG) (6)的轉(zhuǎn)軸上具有傳動輪一(61)，所述的發(fā)動機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸上具有傳動 輪二(32)，且在傳動輪一(61)和傳動輪二(32)上套有傳動帶(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)雜、布置難度大、成本較高的問題。本汽車中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)置于汽車的車體上且與用于與驅(qū)動車輪相連的輪軸相聯(lián)，該系統(tǒng)包括固連在車體上的發(fā)動機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、變速離合器、一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)和蓄電池等，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸與變速離合器的輸入端相連，驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和變速離合器的輸出端均與上述的輪軸相連，蓄電池與驅(qū)動電機(jī)相連，一體化起動/發(fā)電機(jī)(BSG)能驅(qū)動發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小等優(yōu)點。
文檔編號B60K6/26GK101934722SQ20101028381
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者丁勇, 吳旭峰, 李書福, 李傳海, 楊健, 段文升, 由毅, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司