用于汽车的混合动力系统、混合动力车及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于汽车的混合动力系统，包括：发动机；动力电池；电能管理器，电能管理器与动力电池电连接；第一电机，第一电机与发动机相连并且与电能管理器电连接；第二电机，第二电机与电能管理器电连接并且通过单级减速器连接至后驱动桥；变速器，变速器经过主离合器连接至第一电机；行星齿轮，行星齿轮的行星架与变速器的输出轴相连，行星齿轮的齿圈通过前离合器连接至前驱动桥并且行星齿轮的太阳轮通过后离合器连接至第二电机；以及控制器，控制器在不同汽车工况下控制发动机、动力电池、第一电机和第二电机组成的组中的至少之一以驱动整车，其中汽车工况包括汽车的车速、SOC和负载。本发明专利技术还提出了一种混合动力车及其控制方法。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车的混合动力系统、混合动力车及其控制方法
本专利技术属于车用动力控制
，具体涉及一种用于汽车的混合动力系统、混合动力车及其控制方法。
技术介绍
新能源电动汽车工作模式主要分为串联模式、并联模式和纯电动模式。串联模式下由于其发动机的转速不受车速的约束，对发动机的优化灵活性很大，理论节油率很高，但由于串联模式是单独由电机驱动整车，动力性较差。并联模式下发动机的转速受车速约束，理论经济性较差，特别是在低速低负荷时对发动机的优化十分有限；并联模式下发动机的扭矩可以和电机扭矩进行耦合，当整车仅仅为两轮驱动时，往往会受到附着力的限制。纯电动模式能达到无污染零排放，但是由于电池性能因素的影响，导致正常的动力性、经济型均不理想。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的串联模式下动力性较差，并联模式下低速低负荷经济性较差的问题、并联模式下扭矩耦合对整车动力性影响的问题。为此，本专利技术需要提供一种用于汽车的混合动力系统，该用于汽车的混合动力系统需要能够在不同汽车工况下采用不同的工作模式，既能最大限度发挥其动力性，还能实现最佳的节油效果。本专利技术还需要提供一种包括该混合动力系统的混合动力车。进一步地，本专利技术还需要提供一种混合动力车的控制方法。为此，根据本专利技术的一方面，提供了一种用于汽车的混合动力系统，包括：发动机；动力电池；电能管理器，所述电能管理器与所述动力电池电连接；第一电机，所述第一电机与所述发动机相连，并且所述第一电机与所述电能管理器电连接；第二电机，所述第二电机与所述电能管理器电连接，并且通过单级减速器连接至后驱动桥；变速器，所述变速器经过主离合器连接至所述第一电机；行星齿轮，所述行星齿轮的行星架与所述变速器的输出轴相连，所述行星齿轮的齿圈通过所述前离合器连接至前驱动桥，并且所述行星齿轮的太阳轮通过后离合器连接至所述第二电机；以及控制器，所述控制器在不同汽车工况下控制所述发动机、所述动力电池、所述第一电机和所述第二电机组成的组中的至少之一以驱动整车，其中所述汽车工况包括所述汽车的车速、SOC和负载。根据本专利技术实施例的用于汽车的混合动力系统能够在不同汽车工况下采用不同的工作模式，既能最大限度发挥其动力性，还能实现最佳的节油效果。另外，根据本专利技术实施例的用于汽车的混合动力系统还具有如下附加技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述汽车工作在纯电动模式下时，所述控制器被配置成：控制所述发动机与所述第一电机不工作；控制所述动力电池放电，通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、后离合器和前离合器断开。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在串联模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机带动所述第一电机发电；控制所述第一电机产生的电能传递给所述电能管理器进行分配，一部分所述电能用于对所述动力电池充电，另一部分所述电能通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、后离合器和前离合器断开。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在并联充电模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，并且控制所述第二电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩的一部分带动第一电机发电，将所述第一电机产生的电能经过所述电能管理器对所述动力电池充电；控制所述发动机的输出扭矩的另一部分通过所述变速器和行星齿轮驱动所述前驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器闭合，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在纯发动机模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，并且控制所述第一电机和所述第二电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩通过所述变速器和行星齿轮驱动所述前驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器处于闭合状态，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在第二电机助力模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，控制所述动力电池放电，并且控制所述第一电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩通过所述变速器和所述行星齿轮驱动所述前驱动桥；控制所述动力电池放出的电能经过所述电能管理器后通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器处于闭合状态，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在全驱动模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，控制所述动力电池放电，并且控制所述第一电机和所述第二电机工作；控制所述发动机带动所述第一电机助力将输出扭矩传递给所述变速器，所述变速器的输出扭矩通过行星齿轮分配给所述前离合器和所述后离合器以分别驱动所述前驱动桥和所述后驱动桥；控制所述动力电池放出的电能经过所述电能管理器后通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、所述前离合器和所述后离合器闭合，并且控制所述行星齿轮的所有构件均工作。根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在制动回馈模式下时，所述控制器被配置成：控制所述发动机和所述第一电机不工作；控制所述后驱动桥带动所述第二电机发电，将所述第二电机产生的电能经过所述电能管理器对所述动力电池充电；以及控制所述主离合器、所述前离合器和所述后离合器断开。此外，根据本专利技术的另一方面，提供了一种混合动力车。该混合动力车可以包括如上所述的任一混合动力系统。基于其与本专利技术的混合动力系统相似的结构特点，根据本专利技术实施例的混合动力车，能够在不同汽车工况下采用不同的工作模式，既能最大限度发挥其动力性，还能实现最佳的节油效果。进一步地，根据本专利技术的又一方面，提供了一种混合动力车的控制方法。该混合动力车可以包括如上所述的混合动力系统。所述控制方法可以包括以下步骤：S1.检测汽车工况，所述汽车工况包括所述汽车的车速、SOC和负载；S2.根据所述汽车工况，确定所述汽车工作模式的类型，所述汽车工作模式选自纯电动模式、串联模式、并联充电模式、纯发动机模式、第二电机助力模式、全驱动模式或者制动回馈模式中的一种；以及S3.控制所述汽车在所述汽车工作模式下工作。根据本专利技术实施例的混合动力车的控制方法能够使汽车在不同汽车工况下采用不同的工作模式，既能最大限度发挥汽车的动力性，还能实现最佳的节油效果。另外，根据本专利技术实施例的混合动力车的控制方法还可以具有如下附加技术特征：根据本专利技术的一个实施例，当所述汽车工作在纯电动模式下时，所述步骤S3具体包括：控制所述发动机与所述第一电机不工作；控制所述动力电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车的混合动力系统，其特征在于，包括：发动机；动力电池；电能管理器，所述电能管理器与所述动力电池电连接；第一电机，所述第一电机与所述发动机相连，并且所述第一电机与所述电能管理器电连接；第二电机，所述第二电机与所述电能管理器电连接，并且通过单级减速器连接至后驱动桥；变速器，所述变速器经过主离合器连接至所述第一电机；行星齿轮，所述行星齿轮的行星架与所述变速器的输出轴相连，所述行星齿轮的齿圈通过所述前离合器连接至前驱动桥，并且所述行星齿轮的太阳轮通过后离合器连接至所述第二电机；以及控制器，所述控制器在不同汽车工况下控制所述发动机、所述动力电池、所述第一电机和所述第二电机组成的组中的至少之一以驱动整车，其中所述汽车工况包括所述汽车的车速、SOC和负载。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车的混合动力系统，其特征在于，包括：发动机；动力电池；电能管理器，所述电能管理器与所述动力电池电连接；第一电机，所述第一电机与所述发动机相连，并且所述第一电机与所述电能管理器电连接；第二电机，所述第二电机与所述电能管理器电连接，并且通过单级减速器连接至后驱动桥；变速器，所述变速器经过主离合器连接至所述第一电机；行星齿轮，所述行星齿轮的行星架与所述变速器的输出轴相连，所述行星齿轮的齿圈通过前离合器连接至前驱动桥，并且所述行星齿轮的太阳轮通过后离合器连接至所述第二电机；以及控制器，所述控制器在不同汽车工况下控制所述发动机、所述动力电池、所述第一电机和所述第二电机组成的组中的至少之一以驱动整车，其中所述汽车工况包括所述汽车的车速、SOC和负载；所述汽车工作在纯电动模式下时，所述控制器被配置成：控制所述发动机与所述第一电机不工作；控制所述动力电池放电，通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、后离合器和前离合器断开。2.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在串联模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机带动所述第一电机发电；控制所述第一电机产生的电能传递给所述电能管理器进行分配，一部分所述电能用于对所述动力电池充电，另一部分所述电能通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、后离合器和前离合器断开。3.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在并联充电模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，并且控制所述第二电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩的一部分带动第一电机发电，将所述第一电机产生的电能经过所述电能管理器对所述动力电池充电；控制所述发动机的输出扭矩的另一部分通过所述变速器和行星齿轮驱动所述前驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器闭合，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。4.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在纯发动机模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，并且控制所述第一电机和所述第二电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩通过所述变速器和行星齿轮驱动所述前驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器处于闭合状态，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。5.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在第二电机助力模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，控制所述动力电池放电，并且控制所述第一电机不工作；控制所述发动机的输出扭矩通过所述变速器和所述行星齿轮驱动所述前驱动桥；控制所述动力电池放出的电能经过所述电能管理器后通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器和前离合器处于闭合状态，控制所述后离合器断开，控制所述行星齿轮的太阳轮锁止。6.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在全驱动模式下时，所述控制器被配置成：当所述发动机处于停机状态时，控制所述第一电机提供动力，快速将所述发动机带到怠速转速，此过程中所有离合器均断开，所述第二电机驱动整车；控制所述发动机工作，控制所述动力电池放电，并且控制所述第一电机和所述第二电机工作；控制所述发动机带动所述第一电机助力将输出扭矩传递给所述变速器，所述变速器的输出扭矩通过行星齿轮分配给所述前离合器和所述后离合器以分别驱动所述前驱动桥和所述后驱动桥；控制所述动力电池放出的电能经过所述电能管理器后通过所述第二电机驱动所述后驱动桥；以及控制所述主离合器、所述前离合器和所述后离合器闭合，并且控制所述行星齿轮的所有构件均工作。7.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，当所述汽车工作在制动回馈模式下时，所述控制器被配置成：控制所述发动机和所述第一电机不工作；控制所述后驱动桥带动所述第二电机发电，将所述第二电机产生的电能经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张君鸿，付明勇，鲁连军，赵晓峰，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11