[發明專利]一種集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統和控制方法

在審

• 申請號: 201710419228.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107215195A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 王昱;呂恩利;趙俊宏;王亞娟;韋鑒峰;鄭銳禹
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B60K6/26
• 分類號: B60K6/26;B60K6/365;B60K6/40;B60K6/442;B60W20/14;B60W20/20
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及汽車混合動力技術領域，特別涉及一種集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統和控制方法。

背景技術

隨著石油資源的日漸匱乏、人們環保意識的逐漸提高以及越來越嚴格的環保保護法規要求，迫切需要可節省能源和低排放甚至是零排放的綠色環保汽車。為此，世界各國政府以及各大汽車制造商都在加大力度開發各種不同類型的新能源汽車，新能源汽車與傳統內燃機汽車相比，使用了兩種或以上能源來源的車輛。

最為常見的油電混合動力汽車是指同時擁有發動機和電動機，依靠發動機消耗燃油，牽動電動機則消耗動力電池的電能。近年來，混合動力汽車的動力驅動系統以及工作模式已經成為研究熱點。

由于混合動力系統涉及傳統發動機驅動以及電動機驅動，在結構上往往比較復雜，占用空間比較大，會影響到車輛的其他部件布置。一方面，目前比較主流的電機并聯式混合動力系統中，普遍技術中的電機是采用盤式結構，安裝在發動機與變速器之間，占用一定軸向尺寸，造成動力總成軸向長度過大、整車布置困難。同時受到尺寸限制，電機功率一般不大，純電動下動力性能較差。

發明內容

本發明的目的是提出一種結構簡單、節省空間、方便布置的集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統，本發明還提出一種使用集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統的控制方法。

為實現上述目的，本發明提出的一種集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統，包括發動機，所述發動機動力輸出端通過輸出軸與離合器一端相連，所述離合器另一端與傳動軸相連，所述傳動軸的另一端與第一電機的輸出端相連，所述傳動軸的中部固定連接有太陽輪，所述太陽輪與所述離合器之間設置有側面設有內齒輪的齒圈套于所述傳動軸外周形成轉動副，所述太陽輪與所述齒圈之間設有行星齒輪分別與所述太陽輪的外齒輪以及所述齒圈的內齒輪嚙合傳動，所述太陽輪與所述第一電機之間設有行星架套于所述傳動軸外周形成轉動副，所述行星架端部側面與所述行星齒輪中心相連形成轉動副；所述動力系統還包括第二電機，所述第二電機的動力輸出端向外依次設有第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與所述齒圈外齒輪嚙合傳動。

優選地，所述第一電機和所述第二電機均與電池電連接。

優選地，所述發動機與所述離合器之間設有減震器，所述減震器分別通過軸段與所述發動機以及所述離合器相連。

優選地，所述第二齒輪與設置于兩個輪轂之間輪轂傳動軸中部的第三齒輪嚙合傳動。

優選地，所述第三齒輪兩側均設有差速器與所述輪轂傳動軸相連。

本發明還提出一種使用所述集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統的控制方法，包括以下步驟：

1)判斷電池SOC值與第一閾值的大小關系，或者同時判斷電池SOC值與第一閾值的大小關系以及車速與第二閾值的大小關系；

2)當電池的SOC值高于第一閾值時，車輛進入純電動模式；當電池的SOC值低于第一閾值且車速低于第二閾值時，車輛進入增程模式或怠速模式；當電池的SOC值低于第一閾值且車速高于第二閾值時，車輛進入混合動力模式；

3)車輛制動過程中，所述第一電機和所述第二電機產生制動力矩并產生感應電流以向電池充電。

本發明技術方案中，發動機動力輸出端通過輸出軸與離合器一端相連，離合器另一端與傳動軸相連，傳動軸的另一端與第一電機的輸出端相連，傳動軸的中部固定連接有太陽輪，太陽輪與離合器之間設置有側面設有內齒輪的齒圈套于傳動軸外周形成轉動副，太陽輪與齒圈之間設有行星齒輪分別與太陽輪的外齒輪以及齒圈的內齒輪嚙合傳動，太陽輪與第一電機之間設有行星架套于傳動軸外周形成轉動副，行星架端部側面與行星齒輪中心相連形成轉動副；動力系統還包括第二電機，第二電機的動力輸出端向外依次設有同軸傳動的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與齒圈外齒輪嚙合傳動。本發明技術方案中，發動機、第一電動機以及第二電動機通過對應的結構進行配合動作，從而使得整個集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統中，當電池的SOC值高于第一閾值時，車輛進入純電動模式；當電池的SOC值低于第一閾值且車速低于第二閾值時，車輛進入增程模式或怠速模式；當電池的SOC值低于第一閾值且車速高于第二閾值時，車輛進入混合動力模式。

相對于現有技術，本發明技術方案的結構簡單、節省空間、方便布置，能夠克服現有技術中并聯式混合動力汽車以及動力總成尺寸空間大、結構復雜等缺點。當集成雙電機和單排行星齒輪混合動力系統處于純電動模式時，可以通過選擇不同的減速齒輪傳動比驅動，提高了低速下純電的動力性及高速時純電經濟性。

附圖說明