无级变速混联式混合动力驱动系统技术方案

一种汽车技术领域的无级变速混联式混合动力驱动系统。本发明专利技术包括发动机、发动机曲轴输出端、第一电机、离合器输入端、离合器、第二驱电机输入端、第二电机、传动轴、差速减速器、第一半轴、第二半轴、第一电机高压电路、第一电机驱动控制装置、第二电机高压电路、第二电机驱动控制装置、储能装置、储能装置高压电路。第一电机转子轴与发动机曲轴输出端相连接，并通过离合器与第二电机转子轴相连接，第二电机转子轴通过传动轴、差速减速器、半轴直接与车轮相连接，第一电机、第二电机均与储能装置电连接。本发明专利技术具有无级变速、低系统成本、低开发成本、低维修成本等特点，使整车油耗、排放、动力性、驾驶平顺性等达到综合最优。

【技术实现步骤摘要】
无级变速混联式混合动力驱动系统
本专利技术涉及的是一种汽车
的系统，具体地说，是一种无级变速混联式混合动力驱动系统。
技术介绍
目前，混合动力汽车动力驱动系统的结构型式有串联式、并联式和串并联混联式，具体的结构型式有多种变型，但均存在一定的不足，不能充分发挥混合动力汽车节能、环保的优势。根据三种系统结构形式的特点，串联式混合动力系统汽车更适合车辆起停频繁的城市区域；并联式混合动力汽车更适合道路比较畅通的非城市区域；串并联混联式混合动力系统，目的是集成串联混合动力系统和并联混合动力系统优点、克服了各自的缺点，因此可适用于所有路况，并有极大的性能优势。目前的串并联混联式混合动力系统，如最具代表性的日本丰田汽车公司的THS(丰田混合动力系统)混合动力系统及其THS2(第二代丰田混合动力系统)混合动力系统、通用汽车公司的EP(电动并联)混合动力系统及其AHS2(第二代先进混合动力系统)系统，发动机输出动力中大都有一部分能量需经系统中的一个电机发电给蓄电池充电或供另一个电机使用，这部分能量经过多次能量转换后造成了较大损失，同时动力合成机构结构复杂、制造成本高、体积大。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1420034，公开日为2003.05.28，专利名称为：双电机混合动力汽车动力系统，该专利自述为：“双电机混合动力汽车动力系统属于以燃油和电力两种能源为动力源的汽车混合动力装置。它包括内燃机、电机、离合器、变速箱、动力电池、制动系统及整车自动控制系统，其特征在于具有主、副两个电机，其第二电机25的转子轴与变速箱24的输出轴相连接，副电机22的转子轴与内燃机1的曲轴相连接；主、副电机25、22与电池28电联接。”其不足之处是：由于变速箱的采用，系统成本也高，而且换档过程中的动力中断和冲击等也难于完全避免，系统尺寸大也使整车-->布置困难。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种无级变速混联式混合动力驱动系统，使其克服目前混联式混合动力系统结构复杂、制造成本高、体积大等不足，具有良好的与现有车辆的技术继承性以及整车动力性、燃油经济性和低排放的特点，实现了无级变速、混联驱动和低开发成本、低系统成本的有机结合。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括：发动机、发动机曲轴输出端、第一电机、离合器输入端、离合器、第二驱电机输入端、第二电机、传动轴、差速减速器、第一半轴、第二半轴、第一电机高压电路、第一电机驱动控制装置、第二电机高压电路、第二电机驱动控制装置、储能装置、储能装置高压电路。连接关系为：发动机通过发动机曲轴输出端与第一电机相连接，第一电机再通过离合器输入端与离合器相连接，离合器再通过第二电机输入端与第二电机相连接，第二电机的输出轴再通过传动轴与差速减速器相连接，差速减速器再分别通过第一半轴、第二半轴与第一车轮和第二车轮相连接；第一电机通过第一电机高压电路与第一电机驱动控制装置相连接，第二电机通过第二电机高压电路与第二电机驱动控制装置相连接；储能装置通过储能装置高压电路分别与第一电机驱动控制装置和第二电机驱动控制装置相连接。本专利技术的工作过程和工作原理为：第二电机通过传动轴、差速减速器、第一半轴、第二半轴与第一车轮、第二车轮进行动力传递。发动机由第一电机通过发动机曲轴输出端起动，发动机与第二电机之间通过发动机曲轴输出端、第一电机、离合器输入端、离合器、第二驱电机的输入端进行动力传递。第一电机与与第二电机之间通过离合器输入端、离合器、第二驱电机的输入端进行动力传递，亦与发动机之间通过发动机曲轴输出端进行动力传递。第一电机通过第一电机高压电路与第一电机驱动控制装置、储能装置高压电路与储能装置进行电能传递，第一电机按电动方式运行时需要的电能由储能装置提供，按发电方式运行时发出的电能由储能装置接收。第二电机通过第二电机高压电路与第二电机驱动控制装置、储能装置高压电路亦与储能装置进行电能传递，第二电机按电动方式运行时需要的电能亦由储能装置提供，按发电方式运行时发出的电能亦由储能装置接收。第一电机和第二电机的其中之一按发电方式工-->作、另一电机按电动方式工作时，二电机之间还可通过各自的驱动控制装置、高压电路和储能装置进行电能传递。在发动机、第一电机、第二电机等全部动力部件与车轮之间的动力传递链中，取消现有内燃机汽车的变速器和缓速器，实现无级变速混合驱动。发动机可按停机、运行等2种方式工作，第一电机可按停机/空转、发电、电动等3种方式工作，第二电机也可按停机/空转、发电、电动等3种方式工作，离合器可按结合、分离等2种方式工作，可实现发动机怠速停机/快速起动、无级变速纯电动驱动、无级变速纯发动机驱动、无级变速串联驱动、无级变速并联混合驱动、无级变速发电混合驱动、再生制动能量回馈、停车充电等全部混合动力系统的运行模式。与现有混合动力系统相比，本专利技术的有益效果是：1)无级变速。第二电机输出端的动力直接通过传动轴传递到差速减速器，然后通过第一半轴和第二半轴传递到第一车轮和第二车轮，实现了无级变速，提高了驾驶的舒适性和降低了驾驶员劳动强度。2)低系统成本。由于第二电机采用了大功率大扭矩电机，取消了变速器和缓速器，有效避免了混合动力系统开发中自动机械变速系统的技术难题，降低系统成本和系统开发成本。3)低维修成本。采用可控自动离合器，减小了离合器结合与分离的频次，并实现了离合器小滑差或无滑差结合，最大程度地避免了离合器的磨损损坏，降低维护成本。另外，由于第一电机可提供第二电机驱动所需的全部或部分电能，降低了对储能装置的要求，由于储能装置在混合动力系统中是故障率和成本比例都较高的部件，因此进一步降低了系统成本和维护成本。4)与国际上著名同类产品相比有比较高的性能价格比，具有较强的市场竞争力。既可方便地自动切换到典型的串联系统结构，也可方便地自动切换到典型的并联系统结构，还可方便地切换到典型的双电机混联系统结构，使本专利技术可适用于各种路况，实现了混合动力系统的全部运行模式，而且模式控制比现有的技术更加灵活，可以很方便地实现储能装置电量平衡控制，延长其寿命，使应用本专利技术的混合动力汽车的动力性、燃油经济性和有害排放达到了综合最佳，显著优于串联系统、并联系统和现有的混联系统。经统计分析，应用本专利技术的混合动力客车，节油可达到30％以上、尾气排放可满足国4以上法规限制、动力性不低于现有车辆、驾驶平顺性明显优于现有车辆、驾驶员劳动强度显著降低，整车成-->本增加小于同类车辆的10％。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括：发动机1、发动机曲轴输出端2、第一电机3、离合器输入端4、离合器5、第二驱电机输入端6、第二电机7、传动轴8、差速减速器9、第一半轴10、第二半轴11、第一电机高压电路14、第一电机驱动控制装置15、第二电机高压电路16、第二电机驱动控制装置17、储能装置18、储能装置高压电路19。其连接关系为：发动机1通过发动机曲轴输出端2与第一电机3相连接，第一电机3再通过离合器输入端4与离合器5相连接，离合器5再通过第二电机输入端6与第二电机7相连接，第二电机7的的输出轴再通过传动轴8与差速减速器9相连接，差速减速器9再分别通过第一半轴10、第二半轴11与第一车轮12和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变速混联式混合动力驱动系统，包括：发动机（１）、发动机曲轴输出端（２）、第一电机（３）、离合器输入端（４）、离合器（５）、第二驱电机输入端（６）、第二电机（７）、传动轴（８）、差速减速器（９）、第一半轴（１０）、第二半轴（１１）、第一电机高压电路（１４）、第一电机驱动控制装置（１５）、第二电机高压电路（１６）、第二电机驱动控制装置（１７）、储能装置（１８）、储能装置高压电路（１９），其特征在于：发动机（１）通过发动机曲轴输出端（２）与第一电机（３）相连接，第一电机（３）再通过离合器输入端（４）与离合器（５）相连接，离合器（５）再通过第二电机输入端（６）与第二电机（７）相连接，第二电机（７）再通过传动轴（８）与差速减速器（９）相连接，差速减速器（９）再分别通过第一半轴（１０）、第二半轴（１１）与第一车轮（１２）和第二车轮（１３）相连接，第一电机（３）通过第一电机高压电路（１４）与第一电机驱动控制装置（１５）相连接，第二电机（７）通过第二电机高压电路（１６）与第二电机驱动控制装置（１７）相连接；储能装置（１８）通过储能装置高压电路（１９）分别与第一电机驱动控制装置（１５）和第二电机驱动控制装置（１７）相连接。...

【技术特征摘要】
1、一种无级变速混联式混合动力驱动系统，包括：发动机(1)、发动机曲轴输出端(2)、第一电机(3)、离合器输入端(4)、离合器(5)、第二驱电机输入端(6)、第二电机(7)、传动轴(8)、差速减速器(9)、第一半轴(10)、第二半轴(11)、第一电机高压电路(14)、第一电机驱动控制装置(15)、第二电机高压电路(16)、第二电机驱动控制装置(17)、储能装置(18)、储能装置高压电路(19)，其特征在于：发动机(1)通过发动机曲轴输出端(2)与第一电机(3)相连接，第一电机(3)再通过离合器输入端(4)与离合器(5)相连接，离合器(5)再通过第二电机输入端(6)与第二电机(7)相连接，第二电机(7)再通过传动轴(8)与差速减速器(9)相连接，差速减速器(9)再分别通过第一半轴(10)、第二半轴(11)与第一车轮(12)和第二车轮(13)相连接，第一电机(3)通过第一电机高压电路(14)与第一电机驱动控制装置(15)相连接，第二电机(7)通过第二电机高压电路(16)与第二电机驱动控制装置(17)相连接；储能装置(18)通过储能装置高压电路(19)分别与第一电机驱动控制装置(15)和第二电机驱动控制装置(17)相连接。2、根据权利要求1所述的无级变速混联式...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，冒晓建，卓斌，唐航波，陈自强，王俊席，肖文雍，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]