專利名稱：雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)目前石油開采量及已探明的儲(chǔ)備量，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到能源危機(jī)的臨近，同時(shí)也被石油的利用所帶來(lái)的環(huán)境污染問題所困擾著，所以節(jié)能環(huán)保成為今天人們?cè)谑褂媚茉磿r(shí)的主題。作為和人們的生活息息相關(guān)同時(shí)也是造成能源短缺與環(huán)境污染的主要原因之一的汽車，開始朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，于是以純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池車為主的新能源汽車被越來(lái)越多的使用。但受電池及電動(dòng)機(jī)發(fā)展的制約，幾乎零污染的純電動(dòng)汽車會(huì)由于存在動(dòng)力不足無(wú)法大幅度普及，混合動(dòng)力為填補(bǔ)這一空白提供了方向?；旌蟿?dòng)力汽車是一種至少有兩種動(dòng)力源，一般由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)提供整車前進(jìn)的動(dòng)力，在保證不降低傳統(tǒng)車輛動(dòng)力性能的同時(shí)，優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域，同時(shí)也擁有電動(dòng)汽車的節(jié)能性能。目前，混合動(dòng)力汽車的機(jī)電混合系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，形式多種多樣，但國(guó)內(nèi)混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的匹配，尤其在不同工況條件下的動(dòng)力匹配問題及控制策略，無(wú)法使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在較好的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，而且在結(jié)構(gòu)上也有不夠緊湊、機(jī)械效率不高。專利200810034852.7公開了混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法，該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與ISG電機(jī)同軸連接,在ISG輸出軸端連接一個(gè)手動(dòng)干式離合器,在離合器后端連接手動(dòng)變速箱，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過耦合機(jī)構(gòu)與變速箱輸出軸進(jìn)行力矩耦合，該專利由于采用手動(dòng)變速箱，對(duì)駕駛員的要求較高，如換擋不及時(shí)，會(huì)造成動(dòng)力輸出超出或不能滿足動(dòng)力需求，發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)無(wú)法工作在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)，也會(huì)造成較大的燃油消耗或電耗，同時(shí)，該專利采用發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)同軸連接，會(huì)在啟動(dòng)時(shí)對(duì)ISG電機(jī)和傳動(dòng)軸造成較大的沖擊，降低電機(jī)和傳動(dòng)軸的可靠性及使用壽命。專利201120029665.7公開了一種雙離合器插電式混合動(dòng)力客車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一自動(dòng)離合器、ISG電機(jī)、第二自動(dòng)離合器、自動(dòng)變速箱、電驅(qū)動(dòng)I禹合裝置、主減速器-差速器、驅(qū)動(dòng)橋、車輪、ISG電機(jī)控制器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、電源模塊，該專利由于采用自動(dòng)變速箱，會(huì)造成起步或加速時(shí)動(dòng)力傳輸?shù)臏蟾?，而且在傳?dòng)過程及制動(dòng)能量回收中會(huì)造成較大的功率消耗，另外，該專利采用雙離合控制，其第一離合器增加了控制的難度及能量損失，且在傳動(dòng)過程中起到的作用較小。另外，由于上述兩項(xiàng)專利中由于都采用變速箱，使得制動(dòng)能量回收很大程度上受到限制,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,增加整車成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能效果差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案是:提供一種雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、主電機(jī)、車載能源、驅(qū)動(dòng)橋、車輪、常閉離合器(2)和離合器(4)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端通過常閉離合器(2)與ISG電機(jī)輸入端直接連接，所述ISG電機(jī)的輸出軸與離合器(4)的主動(dòng)盤連接，所述離合器(4)的從動(dòng)盤和所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入軸連接，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過驅(qū)動(dòng)橋與車輪連接，所述車載能源連接ISG電機(jī)和所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)；該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括ISG電機(jī)控制器、車載能源管理單元、主電機(jī)控制器、整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，ISG電機(jī)控制器與ISG電機(jī)控制連接，車載能源管理單元與車載能源控制連接，主電機(jī)控制器與主電機(jī)控制連接，發(fā)電機(jī)控制器與發(fā)電機(jī)控制連接，整車控制器分別與ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器、車載能源管理單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制連接。進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器和車載能源管理單元通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器實(shí)現(xiàn)信息交互。進(jìn)一步地，所述常閉離合器從動(dòng)盤的摩擦片通過螺栓與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪連接，其中間花鍵槽與所述ISG電機(jī)輸入花鍵軸相互配合。 本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果:(I)本實(shí)用新型利用電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，在車輛起步時(shí)，若車載能源SOC高，則發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，離合器斷開，直接由車載能源給主電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)車輛；若車載能源SOC低，則由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG電機(jī)給車載能源充電，主電機(jī)通過車載能源供電并驅(qū)動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)可以有選擇的工作，且工作過程不需要通過變速箱變速，采用大功率主電機(jī)直驅(qū)起步，利用電機(jī)低速大扭矩的特性保證了車輛具有較好的起步加速性，而且直接通過驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輛，節(jié)省了能量損耗。(2)本實(shí)用新型采用常閉離合器，減少了離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及外殼，只保留從動(dòng)盤，并對(duì)從動(dòng)盤的摩擦片進(jìn)行改造，使其摩擦片通過螺栓與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接在一起，中間花鍵槽和ISG電機(jī)輸入花鍵軸配合，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，既可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)，又可以利用離合器從動(dòng)盤本體的減震彈簧減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)ISG電機(jī)和傳動(dòng)軸的瞬時(shí)沖擊，而且通過常閉離合器可以減少離合器的控制程序及控制管線路，使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔、高效，而且可以利用離合器自身的彈簧結(jié)構(gòu)，可以緩解利用ISG電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)和發(fā)動(dòng)機(jī)起停過程中對(duì)ISG電機(jī)的沖擊，較好地保護(hù)ISG電機(jī)和其連接軸。另外，本實(shí)用新型將發(fā)動(dòng)機(jī)ISG電機(jī)通過常閉離合器直接連接，且將發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)與主電機(jī)集成為一體，結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低系統(tǒng)成本。

圖1為本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型的控制方式示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本實(shí)用新型雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、常閉離合器2、ISG電機(jī)3、離合器4、車載能源系統(tǒng)5、主電機(jī)6、驅(qū)動(dòng)橋7、車輪8、主電機(jī)控制器9、車載能源管理單元10、ISG電機(jī)控制器11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12、整車控制器13，發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)通過常閉離合器直接相連，ISG電機(jī)輸出端和離合器主動(dòng)盤連接，離合器從動(dòng)盤和主電機(jī)的輸入端連接，主電機(jī)輸出端與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)橋和車輪連接，ISG電機(jī)和主電機(jī)都與車載能源系統(tǒng)連接，ISG電機(jī)可發(fā)電或起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),主電機(jī)可驅(qū)動(dòng)整車或者制動(dòng)回收能量。如圖2的控制方式示意圖，本實(shí)用新型雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為控制層和執(zhí)行層，控制層包括:發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器、整車控制器和車載能源管理單元，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器和車載能源管理通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器實(shí)現(xiàn)信息交互，整車控制器通過采集油門踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)以及ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器、車載能源管理單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的反饋信號(hào)，通過計(jì)算處理，輸出目標(biāo)信號(hào)給局域控制器，通過局域控制器控制受控單元，控制離合器的開閉和發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)和主電機(jī)的啟停，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力系統(tǒng)多模式工作:(I)純電動(dòng)模式:離合器4斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)I和ISG電機(jī)3不工作，主電機(jī)6通過車載能源5供電，單獨(dú)通過驅(qū)動(dòng)橋7驅(qū)動(dòng)車輪8，提供車輛行駛動(dòng)力。(2)串聯(lián)模式:離合器4斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)I帶動(dòng)ISG電機(jī)給車載能源系統(tǒng)5充電，主電機(jī)6通過車載能源系統(tǒng)5供電，單獨(dú)通過驅(qū)動(dòng)橋7驅(qū)動(dòng)車輪8，提供車輛行駛動(dòng)力。(3)并聯(lián)模式:離合器4閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)1、ISG電機(jī)3和主電機(jī)6同軸工作，共同通過驅(qū)動(dòng)橋7，給車輛提供行駛動(dòng)力。(4)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式:離合器4閉合，主電機(jī)6不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)I通過驅(qū)動(dòng)橋7驅(qū)動(dòng)車輛，ISG電機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)工況發(fā)電或不工作。(5)制動(dòng)能量回收模式:制動(dòng)或下坡滑行時(shí)，離合器4分離，主電機(jī)6實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收。車輛啟動(dòng)之前，整車控制器根據(jù)車載能源系統(tǒng)S0C，決定是否啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，若車載能源系統(tǒng)SOC較低，則由ISG電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行充電和驅(qū)動(dòng)，若車載能源系統(tǒng)SOC較高，則采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，由主電機(jī)通過車載能源供電并驅(qū)動(dòng)車輛；車輛行駛過程中，若有制動(dòng)踏板制動(dòng)信號(hào)，則發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)不工作，主電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)能量回收模式，若無(wú)制動(dòng)踏板制動(dòng)信號(hào)，則對(duì)車載能源系統(tǒng)SOC判斷；若車載能源系統(tǒng)SOC較低，則整車控制器對(duì)車速進(jìn)行判斷，若車速較高，則進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式，主電機(jī)和ISG電機(jī)不工作，若車速較低，則通過油門踏板對(duì)整車負(fù)荷需求進(jìn)行判斷，若負(fù)荷較低，則發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)ISG電機(jī)發(fā)電并為主電機(jī)供電，主電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛，車輛進(jìn)行串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式，若負(fù)荷較高，則進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式；若車載能源系統(tǒng)SOC較高，則整車控制器對(duì)車速進(jìn)行判斷，若車速較高，則進(jìn)行由發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)和主電機(jī)同軸工作并共同驅(qū)動(dòng)車輛的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式，若車速較低，則對(duì)整車的負(fù)荷需求進(jìn)行判斷，若負(fù)荷需求較低，則進(jìn)行純電動(dòng)工作模式；若負(fù)荷需求較高，則由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、主電機(jī)、車載能源、驅(qū)動(dòng)橋、車輪、常閉離合器(2)和離合器(4)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端通過常閉離合器(2)與ISG電機(jī)輸入端直接連接，所述ISG電機(jī)的輸出軸與離合器(4)的主動(dòng)盤連接，所述離合器(4)的從動(dòng)盤和所述主電機(jī)的輸入軸連接，所述主電機(jī)的輸出軸通過驅(qū)動(dòng)橋與車輪連接，所述車載能源連接ISG電機(jī)和所述主電機(jī)； 該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括ISG電機(jī)控制器、車載能源管理單元、主電機(jī)控制器、整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，ISG電機(jī)控制器與ISG電機(jī)控制連接，車載能源管理單元與車載能源控制連接，主電機(jī)控制器與主電機(jī)控制連接，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制連接，整車控制器分別與ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器、車載能源管理單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ISG電機(jī)控制器、主電機(jī)控制器和車載能源管理單元通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車控制器實(shí)現(xiàn)信息交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述常閉離合器從動(dòng)盤的摩擦片通過螺栓與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪連接，其中間花鍵槽與所述ISG電機(jī)輸入花鍵軸相互配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及雙電機(jī)多模式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、主電機(jī)、車載能源、驅(qū)動(dòng)橋、車輪、常閉離合器(2)和離合器(4)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端通過常閉離合器(2)與ISG電機(jī)輸入端直接連接，SG電機(jī)的輸出軸與離合器(4)的主動(dòng)盤連接，離合器(4)的從動(dòng)盤和所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入軸連接，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過驅(qū)動(dòng)橋與車輪連接，車載能源連接ISG電機(jī)和所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，工作過程不需要通過變速箱變速，采用大功率主電機(jī)直驅(qū)起步，直接通過驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輛，減少了能量損耗，而且將發(fā)動(dòng)機(jī)ISG電機(jī)通過常閉離合器直接連接，且將發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)與主電機(jī)集成為一體，結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低了系統(tǒng)成本。
文檔編號(hào)B60W20/00GK203157693SQ20132003322
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者李維國(guó), 李飛強(qiáng), 朱光海, 李高鵬, 何黎明 申請(qǐng)人:鄭州宇通客車股份有限公司