[發明專利]一種機電混合變能裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201410273614.7
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104029672A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 葉輝萍;肖磊;馬士奔;邢杰;陳銳;金宇春;朱蘭;葉輝;黃冠富;韓雪峰
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W10/02;B60W20/00;B60K17/04
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術領域

本發明涉及一種將機械能和電能綜合的裝置及其控制方法，能夠將機械能和電能綜合之后高效輸出驅動車輛并實現車輛的自動無級調速功能，也能夠將車輛減速或制動過程中的機械能量轉化為電能回收儲存以便再利用，屬于一種高效傳動裝置。

背景技術

傳統汽車使用造成能源緊張和環境污染問題，電動車可以使用非石油能源取代部分或全部石油能量作為能量源，能夠很大程度上減輕石油能源緊張的局勢，同時也可以有效解決傳統汽車使用石油能源所造成的嚴重環境污染問題。由于電池技術發展的局限性，純電動車的發展和廣泛使用受到了限制，兼電動車和傳統汽車優勢的混合動力車技術得到了廣泛應用。

混合動力技術發展的關鍵是實現混合動力的綜合高效傳輸裝置，充分發揮混合動力技術的優勢，在保證車輛動力性能的前提下，提高車輛行駛的經濟性能和環保性能。目前，車輛混合驅動技術的結構一般有串聯式、并聯式和混聯式。串聯式混合動力結構形式具有結構布置方便、控制簡單的特點，主要應用于多輪驅動的輪式車輛，其發動機的工作與具體的路況沒有直接的關聯可以始終工作在經濟工況下；缺陷是該結構形式要求動力部件的性能參數較大，能量轉換經歷化學能轉化為機械能、機械能轉化為電能、電能再轉化為機械能的過程，所以能量轉換效率較低。并聯式混合動力結構形式和混聯式混合動力結構形式則采用了電驅動和機械驅動的混合形式，一路為電驅動路徑，另一路為機械驅動路徑，這兩路驅動路徑共同匯入到綜合傳動裝置，最后輸出動力到車輪。其中，履帶車輛結構更適用于采用混聯式混合動力結構，關鍵技術在于實現混聯技術的動力綜合傳輸裝置，但是現有的上述裝置結構形式復雜，成本較高。

發明內容

本發明是一種機電混合變能裝置及其控制方法，解決了現有的混聯式混合動力結構形式復雜成本較高的問題，能夠實現機械能和電能的綜合高效輸出；發動機始終工作在經濟工況下；并能夠實現自動無級調速功能；以及制動能量回收再利用功能；動力部件的性能參數要求較小，能量傳遞效率較高。

本發明所采用的技術方案如下：一種機電混合變能裝置，其特征在于：主要包括一個行星排、離合結構和兩個電機，所述行星排包括太陽輪、行星輪、齒圈、行星架；太陽輪的輸入端通過離合結構與發動機的輸出端連接，齒圈的轉軸與第一電機的轉軸連接，行星架與第二電機的轉軸連接；行星排的轉速確定如下：r₁*n₁+r₃*n₃＝(r₁+r₃)*n_H，其中，r₁、n₁分別是太陽輪的半徑、轉速，r₃、n₃分別是齒圈的半徑、轉速，n_H是行星架的轉速；第二電機的轉軸也是機電混合變能裝置的動力輸出端，動力綜合輸出到后續的傳動裝置再到達車輛的行動部分。

所述離合結構包括一個動力輸入端、一個動力輸出端、一個換檔執行機構和殼體；所述換檔執行機構有左、中、右三個檔位可控制，當換檔執行機構處于左檔位時，換檔執行機構與動力輸入端嚙合，同時換檔執行機構與動力輸出端嚙合，則動力輸入端和動力輸出端實現連通；當換檔執行機構處于中檔位時，換檔執行機構與動力輸入端脫離，同時換檔執行機構與動力輸出端嚙合，則動力輸入端和動力輸出端不連通且動力輸出端為無約束轉動狀態；當換檔執行機構處于右檔位時，換檔執行機構與殼體實現靜摩擦制動，同時換檔執行機構與動力輸出端嚙合，則動力輸出端(受約束靜止不轉動。

一種機電混合變能裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)車輛起步加速工況：控制發動機首先啟動，設定發動機轉速方向為正方向，控制離合機構處于左檔位置，控制第二電機處于電動模式，輸出轉矩為峰值轉矩狀態、轉速從零遞增正方向運行即車輛開始起步加速；控制第一電機處于發電狀態，轉速隨動發電模式吸收存儲多余能量；