一种混合动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混合动力系统及其控制方法，属于车辆驱动领域。包括发电机、发动机、变速箱、电动机、储能装置，所述发电机与所述发动机相连接，所述发动机、变速箱、电动机依次同轴相连接，所述储能装置与所述电动机相连接，所述电动机输出轴与车辆驱动桥相连接。该动力系统中不使用离合装置，而用发电机带动发动机进行速度同步，简化系统结构的时间方便了控制系统的设计和制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
目前，全球石油原油储量下降，不可再生能源逐渐枯竭，油价持续攀升，给人们的经济生活带来极大的压力。人们在享受便捷的生活方式的同时，不得不开始寻找燃油的替代能源，缓解能源压力。另一方面，以内燃机为动力的汽车由于行驶经济性差、排放高，已成为构成能源压力、城市环境问题的一个重要方面。我国城市公交车保守计算超过40万辆，城市交通拥堵的现实情况使城市公交车经常处于时走时停，行车缓慢的状态，而发动机固有特性决定其在城市公交工况下始终处于低效率高排放，出现能源消耗大、排放水平高的、黑烟、高温的现象，严重影响城市环境状况。纯电动公交车是目前解决上述一系列问题的最有效途径，但是由于纯电动公交车造价高，电池续航能力差，其推广使用还存在一系列的问题。混合动力公交车是传统汽车向纯电动公交车过渡的新能源车辆，其沿用传统公交车的燃油发动机，经过系统改造，使其长时间工作在燃油高效区，提高能源使用效率，由于系统成本低于纯电动公交车，也使其更容易推广应用，目前已经在多个城市成功运行。现有技术中混合动力系统一般使用离合器将发动机部与电动机部相连接，以实现发动机与电动机的匹配。如图I所示，现有混合动力系统通常包括发动机10、离合器20、电机40和储能装置50，所述电机40与储能装置50相连，所述发动机10通过离合器20与所述变速箱30的输入轴相连，所述变速箱30的输入轴与所述电机40的输出轴相连，从而所述发动机10和电机40的动力均经由所述变速箱的输出轴而被输出。上述混合动力系统由于离合器的使用，使系统体积增大，可靠性下降，并给控制系统的设计带来一定的难度。专利技术内容本专利技术提供一种适用于公交车等大型混合动力车辆上的驱动系统，并详细介绍了系统的控制方法。本专利技术提供的解决上述问题的技术方案为一种混合动力系统，其特征在于，包括发电机、发动机、变速箱、电动机、储能装置，所述发电机与所述发动机相连接，所述发动机、变速箱、电动机依次同轴相连接，所述储能装置与所述电动机相连接，所述电动机输出轴与车辆驱动桥相连接。上述变速箱可以为两档变速箱；另外，本混合动力系统还包括一个电控制装置，与所述变速箱相连接，这里所说的电控制装置是指不同于手动控制的装置，如变速装置控制器或者整车控制器。另外，本专利技术还设计了针对本混合动力系统的控制方法，包括根据当前车速和储能装置电量判断使用纯电动模式或者纯发动机模式；纯电动模式下，所述变速箱挂空档，由电动机单独驱动车辆行驶；纯发动机模式下，所述变速箱挂非空档，由发动机驱动车辆行驶。本专利技术的有益效果在于该动力系统中不使用离合装置，而用发电机带动发动机进行速度同步，简化系统结构的时间方便了控制系统的设计和制造。附I是现有技术中混合动力系统的结构示意图；图2是本专利技术混合动力系统结构示意图；本专利技术混合动力系统中，I是发动机，2是变速箱,3是电动机，4是发电机,5是储能装置。具体实施例方式下面结合具体的实施例对本专利技术提供的混合动力系统的结构示意图进行详细的说明。 本专利技术混合动力系统包括发动机I、变速箱2、电动机3、发电机4、储能装置5，其中发电机4与发动机I相连接，储能装置5分别与发电机4和电动机3相连接，发动机I、变速箱2、电动机3依次同轴相连，并与车轮相连接。这种混合动力系统省略了传统的混合动力系统中用于控制发动机和电动机动力耦合的离合装置，减少了系统中的不稳定因素，可以增强系统的安全性和可靠性。本专利技术中所述的变速箱具有一档位杆，与一个气缸相连接，换档过程由气缸推动档杆完成，该气缸与车内的储气装置相连接，并由所述变速箱控制器控制，以两档变速箱为例，本专利技术混合动力系统可以有以下工作模式纯电动模式当车辆处于启动或低速工况下，使用电动机单独驱动，发动机不参与工作，车辆处于纯电动模式。该模式可以使变速装置处于空档位来实现。发动机模式一主要由发动机驱动车辆，当车辆处于较低速度行驶，变速器置于低速档。发动机模式二 主要由发动机驱动车辆，当车辆处于较高速度行驶，变速器置于高速档。本专利技术还针对上述混合动力系统提供了一种控制方法。该方法包括根据当前车速和储能装置电量判断使用纯电动模式或者纯发动机模式；纯电动模式下，所述变速箱挂空档，由电动机单独驱动车辆行驶；纯发动机模式下，所述变速箱挂非空档，由发动机驱动车辆行驶。其中，根据当前车速和储能装置电量判断使用纯电动模式或者纯发动机模式包括储能装置电量判断，当电量SOOSOC1，则系统进入纯电动工作模式，否则，系统或者停车发电，或者使用纯发动机驱动行驶；当速度ν>νι，控制器控制系统进入发动机模式一，变速箱置于低速档，其中Vi是根据变速箱置于低速档时发动机的处于燃油高效区的转速确定的；当速度V>V2，控制器控制系统进入发动机模式二，变速箱置于高速档，其中V2是根据变速箱置于高速档时发动机的处于燃油高效区的转速确定的。本专利技术还针对所述混合动力系统提供了换档步骤，该步骤包括SI.所述变速箱挂空档；S2.计算发动机目标档位转速；S2.所述发电机带动发动机到达目标档位转速，使发动机与当前车速同步；S3.控制所述变速箱换到目标档位；S4.换档结束后，根据司机要求给定油门。下面对上述步骤具体操作解释如下当车辆从纯电动模式进入发动机模式一，变速箱处于空档，基于当前车速及变速箱低速档计算发动机的目标档位转速，即当前车速下变速箱处于低速档时发动机对应的转速。然后由发电机带动发动机启动并达到目标档位转速，使发动机与当前车速同步匹配。控 制变速箱换到目标档位，换档完成后可根据司机需要给定油门。上述换档过程内置于控制器程序之中，由控制器自动控制完成。车辆从发动机模式一到发动机模式二，即变速箱从低速档到高速档变换时，先将变速箱置于空档，然后重复上述步骤即可完成，这里不再详述。权利要求1.一种混合动力系统，其特征在于，包括发电机、发动机、变速箱、电动机、储能装置，所述发电机与所述发动机相连接，所述发动机、变速箱、电动机依次同轴相连接，所述储能装置与所述电动机相连接，所述电动机输出轴与车辆驱动桥相连接。2.根据权利要求I所述的混合动力系统，其特征在于，所述变速箱包括一个档杆和多个齿轮，所述档杆和一气缸相连接，所述气缸和一控制装置相连接。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制装置与整车控制器相连接。4.根据权利要求I或2所述的混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为两档以上变速箱。5.权利要求I所述的混合动力系统的控制方法，包括 根据当前车速和储能装置电量判断使用纯电动模式或者纯发动机模式； 纯电动模式下，所述变速箱挂空档，由电动机单独驱动车辆行驶；纯发动机模式下，所述变速箱挂非空档，由发动机驱动车辆行驶。6.根据权利要求5所述的混合动力系统的控制方法，其特征在于，还包括换档步骤，所述步骤包括 51.所述变速箱挂空档； 52.计算发动机目标档位转速； 52.所述发电机带动发动机到达目标档位转速，使发动机与当前车速同步； 53.控制所述变速箱换到目标档位； 54.换档结束后，根据需要给定油门。7.根据权利要求6所述的混合动力系统的控制方法，其特征在于，所述发动机的目标转速是根据当前车速、变速箱的变比来计算的。8.根据权利要求5所述的混合动力系统的控制方法，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力系统，其特征在于，包括发电机、发动机、变速箱、电动机、储能装置，所述发电机与所述发动机相连接，所述发动机、变速箱、电动机依次同轴相连接，所述储能装置与所述电动机相连接，所述电动机输出轴与车辆驱动桥相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高小二，赵建虎，
申请(专利权)人：天津市松正电动汽车技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：