專利名稱：混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)
背景技術(shù)：
目前，由于混合動力汽車在節(jié)能環(huán)保方面表現(xiàn)優(yōu)異，因此已逐漸成為汽
車行業(yè)的發(fā)展方向。CN1118387C中公開了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，如圖1 所示，其包括發(fā)動機1、與發(fā)動機1的輸出軸2連接的發(fā)電機3、用于存儲 由發(fā)電機3產(chǎn)生的電力的電池4、由電池4驅(qū)動的電動機5、與發(fā)動機l的 輸出軸2連接的動力傳遞機構(gòu)11、以及與電動機5和動力傳遞機構(gòu)11連接 的減速齒輪6，所述減速齒輪6的輸出最終將傳遞給車輪。
上述驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法為，在車輛正常行駛過程中，發(fā)動機l驅(qū)動發(fā) 電機3,以通過電動機5將動力輸入減速齒輪6，并最終傳遞到車輪。當(dāng)車 輛處于緊急情況下，如電動機5損壞時，發(fā)動機1的輸出直接經(jīng)動力傳遞機 構(gòu)11輸入減速齒輪6，并最終傳遞到車輪。
但是，在上述這種驅(qū)動系統(tǒng)中， 一方面，用于將發(fā)動機1的動力傳遞到 減速齒輪6的動力傳遞機構(gòu)11結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅包括離合器，還包括轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn) 換器和另一減速齒輪，因此導(dǎo)致整個驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，這不僅給系統(tǒng)的整 體布置帶來不便，而且還使得車身重量增加。另一方面，當(dāng)發(fā)動機l的動力 直接經(jīng)動力傳遞機構(gòu)11輸入減速齒輪6的同時會帶動電動機5空轉(zhuǎn)，而且 發(fā)動機1運行的同時也會帶動發(fā)電機3空轉(zhuǎn)，因此會產(chǎn)生一定的能量損失。 此外，該驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動模式單一，能量有效利用率低，不能滿足車輛實際 行駛時各種復(fù)雜工況的動力需求。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單，能量利用率高，且具有多種工作模式。
根據(jù)本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、第一離合器、第二 離合器、第三離合器、第一電機、第二電機、儲能裝置、以及減速機構(gòu)，所 述發(fā)動機通過第一離合器與減速機構(gòu)相連，所述儲能裝置與第一電機和第二 電機分別電連接，所述第二電機通過第二離合器與減速機構(gòu)相連，所述發(fā)動 機與第一電機通過第三離合器相連。
本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，而且該驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動 方法可以根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率以及儲能裝置的儲能情況來靈活控制驅(qū) 動系統(tǒng)處于多種工作模式，同時，當(dāng)不需要第電機工作時可以控制離合器處 于分離狀態(tài)，提高了能量利用率；并且該方法可以使混合動力驅(qū)動系統(tǒng)很好 地發(fā)揮自身的效能，在滿足需求功率的同時實現(xiàn)對能量最大效率的利用，避 免發(fā)動機處于怠速或低速運轉(zhuǎn)的工況，從而達到提高燃油利用率、減少尾氣 排放的目的，最終實現(xiàn)整車的低排放、低油耗、以及高動能。本實用新型的 附加特征以及相應(yīng)的優(yōu)點在下面的具體實施方式
部分進行詳細(xì)說明。


圖1為CN1118387C中公開的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第一種實施例的方框簡
圖3為本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第一種實施例的優(yōu)選實施 方式的原理簡圖4為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在純電動工況 下的能量傳遞路徑圖；圖5為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在串聯(lián)工況下 的能量傳遞路徑圖6為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在并聯(lián)工況下 的能量傳遞路徑圖7為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在混聯(lián)工況下 的能量傳遞路徑圖8為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在三動力源工 況下的能量傳遞路徑圖；以及
圖9為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在發(fā)動機工況 下的能量傳遞路徑圖10為本實用新型第一種實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在制動工況 下的能量傳遞路徑圖11為本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第二種實施例的方框簡
圖12為本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第三種實施例的方框簡圖。
具體實施方式
下面，將結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行詳細(xì)描述。 實施例一如圖2所示，本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā) 動機IOO、第一離合器200、第一電機300、第二電機400、儲能裝置500、 以及減速機構(gòu)600。所述發(fā)動機100通過第一離合器200與減速機構(gòu)600相 連，所述發(fā)動機100與第一電機300相連，所述儲能裝置500與第一電機300 和第二電機400分別電連接，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括第二離合器800，所述第 二電機400通過第二離合器800與減速機構(gòu)600相連，。如圖3所示，作為本實施例的一種優(yōu)選方式，在所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng) 中，所述第一離合器200具有第一離合器蓋201，所述發(fā)動機100通過第一 離合器蓋201與第一電機300相連。
其中，所述發(fā)動機100可以為汽油機、柴油機或者甲醇、乙醇等其它燃 料發(fā)動機等等。所述發(fā)動機100通過第一離合器200與減速機構(gòu)600相連， 從而在第一離合器200處于接合狀態(tài)的情況下，當(dāng)發(fā)動機100工作時，發(fā)動 機100的動力可以通過第一離合器200傳遞到減速機構(gòu)600。所述發(fā)動機100 通過第一離合器200的第一離合器蓋201與第一電機300相連，因此當(dāng)發(fā)動 機100工作時，不論第一離合器200是否接合，第一電機300都將被發(fā)動機 IOO帶動而運轉(zhuǎn)，而當(dāng)?shù)谝浑姍C300工作時，同樣也將帶動發(fā)動機100運轉(zhuǎn)。
所述第一電機300可以為AC交流電機、開關(guān)磁阻電機、直流永磁電機 等等。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述第一電機300既可以發(fā)電機模式工作，也可 以電動機模式工作。以發(fā)電機模式工作時，用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能。以電 動機模式工作時，用于將電能轉(zhuǎn)化為機械能。具體地說，當(dāng)發(fā)動機100工作， 發(fā)動機100帶動第一電機300以發(fā)電機模式工作，以將發(fā)動機100的動能轉(zhuǎn) 化為電能輸出至儲能裝置500。當(dāng)儲能裝置500向第一電機300供電時，第 一電機300以電動機模式工作，以將電能轉(zhuǎn)化為動能輸出至發(fā)動機100，即 帶動發(fā)動機100工作。
所述第二電機400可以為AC交流電機、開關(guān)磁阻電機、直流永磁電機 等等。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述第二電機400既可以發(fā)電機模式工作，也可 以電動機模式工作。以發(fā)電機模式工作時，用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能。以電 動機模式工作時，用于將電能轉(zhuǎn)化為機械能。具體地說，當(dāng)由減速機構(gòu)600 傳遞來的動能通過第二離合器800傳遞至第二電機400時，第二電機400以 發(fā)電機模式工作，以將減速機構(gòu)600的動能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置 500。當(dāng)儲能裝置500向第二電機400供電時，第二電機400以電動機模式工作，以將電能轉(zhuǎn)化為動能通過第二離合器800輸出至減速機構(gòu)600。
所述儲能裝置500為可控的能量存儲裝置，例如可以是蓄電池組、燃料 電池組等等。所述減速機構(gòu)600可以為減速齒輪、變速器等等，并且如本領(lǐng) 域技術(shù)人員所公知的，輸送至減速機構(gòu)600的動力可以通過聯(lián)軸器、車輪驅(qū) 動軸等最終傳遞到車輛車輪，以驅(qū)動車輛行駛。
優(yōu)選情況下，本實施例所提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括開關(guān)單元501， 所述開關(guān)單元501用于控制儲能裝置500與第一 電機300之間電連接的通斷， 例如可以將其置于儲能裝置500與第一電機300之間。在發(fā)動機100工作， 發(fā)動機100帶動第一電機300以發(fā)電機模式工作，使得第一電機300將機械 能轉(zhuǎn)化為電能，但此時儲能裝置500儲能充足，無需充電的情況下，可以通 過所述開關(guān)單元501斷開儲能裝置500與第一電機300之間的電連接，這樣 由于第一電機300沒有負(fù)載，處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此不向外輸出電能。此時由 于帶動第一電機300空轉(zhuǎn)的動能很小，所以可以忽略不計。
優(yōu)選情況下，所述儲能裝置500具有外接充電接口 (圖中未示出)，通 過該外接充電接口可以直接使用外部電源對所述儲能裝置500進行充電，例 如可以直接使用家用電源對其進行充電，因此大大提高了使用方便性。
優(yōu)選情況下，本實施例所提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括檢測單元(圖 中未示出)，所述檢測單元與所述儲能裝置500電連接，用于檢測所述儲能 裝置500的儲能狀態(tài)，即用于檢測所述儲能裝置500的荷電狀態(tài)。例如可以 根據(jù)需要設(shè)定當(dāng)所述檢測單元檢測到所述儲能裝置500的荷電狀態(tài)大于40 %時，表示所述儲能裝置500儲能充足；當(dāng)所述檢測單元檢測到所述儲能裝 置500的荷電狀態(tài)小于或等于40%但大于15%時，表示所述儲能裝置500 處于儲能不足狀態(tài)；當(dāng)所述檢測單元檢測到所述儲能裝置500的荷電狀態(tài)小 于或等于15%時，表示所述儲能裝置500處于儲能嚴(yán)重不足狀態(tài)。
下面，對本實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法進行詳細(xì)說明。本實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法主要包括根據(jù)所述驅(qū)動 系統(tǒng)的需求功率以及儲能裝置的儲能狀態(tài)，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于純電動工 況、串聯(lián)工況、并聯(lián)工況、混聯(lián)工況、三動力源工況、發(fā)動機工況、或者制 動工況。
其中，1)純電動工況
當(dāng)車輛正常平穩(wěn)行駛且儲能裝置500儲能充足時，比如當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)的需 求功率小于或等于第二電機400的輸出功率、同時儲能裝置500的荷電狀態(tài) 大于40%時，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于純電動工況。在純電動工況下，只有第 二電機400作為動力源驅(qū)動車輛行駛。
具體來說，此時，由于儲能裝置500電能充足，且由儲能裝置500輸送 到第二電機400的電能經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化后輸出的動能足以滿足車輛行駛的要 求，所以此時發(fā)動機100不工作。由于第一電機300與發(fā)動機100相連，因 此第一電機300也處于不工作狀態(tài)，同時第一離合器200處于分離狀態(tài)，第 二離合器800處于結(jié)合狀態(tài)。而儲能裝置500處于放電狀態(tài)，以向第二電機 400供電，第二電機400以電動機模式工作，以將由儲能裝置500輸送的電 能轉(zhuǎn)化為動能并通過第二離合器800輸出至減速機構(gòu)600，最終動能被輸送 至車輪700，從而驅(qū)動車輛行駛。
純電動工況下的能量傳遞路徑如圖4所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)，首先電能從儲能裝置500傳輸至第二電機400，經(jīng)過第二電機400的能 量轉(zhuǎn)化，電能被轉(zhuǎn)化為動能，然后第二電機400輸出的動能經(jīng)過第二離合器 800被傳輸至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700。
2)串聯(lián)工況
當(dāng)車輛正常平穩(wěn)行駛但儲能裝置500處于儲能不足狀態(tài)時，比如當(dāng)所述 驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率小于或等于第二電機400的輸出功率、同時儲能裝置 500的荷電狀態(tài)小于或等于40%但大于15%時，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于串聯(lián)工況。在串聯(lián)工況下，只有第二電機400作為動力源驅(qū)動車輛行駛。
具體來說，此時，由于儲能裝置500電能不足，需要及時充電，以保證 繼續(xù)行駛，所以啟動發(fā)動機IOO，使發(fā)動機100帶動第一電機300，以將發(fā) 動機100的動能傳遞到第一電機300，使第一電機300以發(fā)電機模式工作， 以將發(fā)動機100的動能轉(zhuǎn)化為電能輸出至儲能裝置500對其進行充電。此時 由于由儲能裝置500輸送到第二電機400的電能經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化后輸出的動能 足以滿足車輛行駛的要求，所以可以控制第一離合器200處于分離狀態(tài)、控 制第二離合器800處于結(jié)合狀態(tài)，因此發(fā)動機100的動能不會傳遞到減速機 構(gòu)600。此時只有儲能裝置500向第二電機400供電，使第二電機400以電 動機模式工作，以將由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并通過第二離合 器800輸出至減速機構(gòu)600，最終動能被輸送至車輪700，從而驅(qū)動車輛行 駛。
串聯(lián)工況下的能量傳遞路徑如圖5所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)，首先發(fā)動機100產(chǎn)生的動能經(jīng)第一電機300轉(zhuǎn)化為電能后傳遞至儲能 裝置500，然后儲能裝置500中的電能經(jīng)第二電機400轉(zhuǎn)化為動能后經(jīng)第二 離合器800傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700。
3)并聯(lián)工況
當(dāng)車輛處于爬坡或加速等行駛工況且儲能裝置500儲能充足時，比如當(dāng) 驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率大于第二電機400的輸出功率且小于或等于第二電機 400的輸出功率與發(fā)動機的輸出功率之和、同時儲能裝置500的荷電狀態(tài)大 于40%時，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于并聯(lián)工況。在并聯(lián)工況下，發(fā)動機100 和第二電機400同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛。
具體來說，此時，由于第二電機400輸出的動能無法滿足車輛行駛要求， 需要發(fā)動機100為其提供助力，所以啟動發(fā)動機100，并使第一離合器200 處于接合狀態(tài)，從而可以通過第一離合器200將發(fā)動機100輸出的動能傳遞到減速機構(gòu)600。同時，電能充足的儲能裝置500處于放電狀態(tài)，以向第二 電機400供電，第二電機400以電動機模式工作，同時控制第二離合器800 也處于結(jié)合狀態(tài)，第二電機400以將由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能 并通過第二離合器輸出至減速機構(gòu)600。輸送至減速機構(gòu)600的動能最終將 全部輸送至車輪700，以驅(qū)動車輛行駛。此時，由于儲能裝置500電能充足， 所以無需對其進行充電，但是此時發(fā)動機100處于工作狀態(tài)，發(fā)動機100會 帶動第一電機300，使得第一電機300將機械能轉(zhuǎn)化為電能進行輸出，因此 此時可以通過開關(guān)單元501斷開儲能裝置500與第一 電機300之間的電連接， 這樣由于第一電機300沒有負(fù)載，處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此不會向外輸出電能。 此時帶動第一電機300空轉(zhuǎn)的動能很小，可以忽略不計。
并聯(lián)工況下的能量傳遞路徑如圖6所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)， 一條能量傳遞路徑為發(fā)動機100產(chǎn)生的動能經(jīng)第一離合器200傳遞 至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700;另一條能量傳遞路徑為儲能裝 置500中的電能由第二電機400轉(zhuǎn)化為動能后經(jīng)第二離合器800傳遞至減速 機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700。
4)混聯(lián)工況
當(dāng)車輛處于爬坡或加速等行駛工況但儲能裝置500處于儲能不足狀態(tài) 時，比如當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率大于第二電機400的輸出功率且小于或等于 第二電機400的輸出功率與發(fā)動機的輸出功率之和、同時儲能裝置500的荷 電狀態(tài)小于或等于40%但大于15%時，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于混聯(lián)工況。 在混聯(lián)工況下，發(fā)動機100和第二電機400同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛。
具體來說，此時， 一方面，由于第二電機400輸出的動能無法滿足車輛 行駛要求，需要發(fā)動機100為其提供助力，所以啟動發(fā)動機IOO，并使第一 離合器200處于接合狀態(tài)，從而可以通過第一離合器200將發(fā)動機100輸出 的動能傳遞到減速機構(gòu)600。同時，控制第二離合器800處于結(jié)合狀態(tài)，由儲能裝置500向第二電機400供電，第二電機400以電動機模式工作，以將 由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并經(jīng)過第二離合器800輸出至減速機 構(gòu)600。輸送至減速機構(gòu)600的動能最終將全部輸送至車輪700,以驅(qū)動車 輛行駛。另一方面，由于儲能裝置500電能不足，需要及時充電，以保證繼 續(xù)行駛，所以在發(fā)動機100處于工作狀態(tài)的情況下，可以通過第一離合器200 的第一離合器蓋201來使發(fā)動機100帶動第一電機300，以將發(fā)動機100的 動能傳遞到第一電機300，此時第一電機300以發(fā)電機模式工作，以將發(fā)動 機100的動能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置500以對其進行充電。
混聯(lián)工況下的能量傳遞路徑如圖7所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)， 一條能量傳遞路徑為發(fā)動機100產(chǎn)生的部分動能經(jīng)第一離合器200 傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700;另一條能量傳遞路徑為發(fā) 動機100產(chǎn)生的另一部分動能經(jīng)第一電機300轉(zhuǎn)化為電能后傳遞至儲能裝置 500;再一條能量傳遞路徑為儲能裝置500中的電能經(jīng)第二電機400轉(zhuǎn)化 為動能后經(jīng)第二離合器800傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700。
5)三動力源工況
當(dāng)車輛處于極其惡劣的行駛工況時，比如當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率大于第 二電機400的輸出功率與發(fā)動機的輸出功率之和時，控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于 三動力源工況。在三動力源工況下，發(fā)動機100、第一電機300、以及第二 電機400同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛。
具體來說，此時， 一方面，啟動發(fā)動機100，使第一離合器200處于接 合狀態(tài)，以通過第一離合器200將發(fā)動機100自身產(chǎn)生的動能傳遞到減速機 構(gòu)600。另一方面，由儲能裝置500向第一電機300供電，第一電機300以 電動機模式工作，以將儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并通過第一離合 器200的第一離合器蓋201輸出至發(fā)動機100，由于此時第一離合器200處 于接合狀態(tài)，因此可以通過第一離合器200將由第一電機300傳遞來的動能輸送到減速機構(gòu)600。與此同時，使第二離合器800處于結(jié)合狀態(tài)，由于儲 能裝置500也向第二電機400供電，第二電機400以電動機模式工作，以將 由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并進過第二離合器800輸出至減速機 構(gòu)600。輸送至減速機構(gòu)600的動能最終將全部輸送至車輪700，以驅(qū)動車 輛行駛。
三動力源工況下的能量傳遞路徑如圖8所示(其中箭頭指向為能量傳遞 方向)， 一條能量傳遞路徑為發(fā)動機IOO自身產(chǎn)生的動能經(jīng)第一離合器200 傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700;另一條能量傳遞路徑為儲 能裝置500中的電能經(jīng)第一電機300轉(zhuǎn)化為動能后，再經(jīng)發(fā)動機100和第一 離合器200傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700;再一條能量傳遞 路徑為儲能裝置500中的電能經(jīng)第二電機400轉(zhuǎn)化為動能后經(jīng)第二離合器 800傳遞至減速機構(gòu)600，并最終傳輸至車輪700。
6)發(fā)動機工況
當(dāng)儲能裝置500處于儲能嚴(yán)重不足狀態(tài)且車輛處于較好的行駛工況時， 比如當(dāng)儲能裝置500的荷電狀態(tài)小于或等于15%,已不足以驅(qū)動第二電機 400、同時驅(qū)動系統(tǒng)的需求功率小于發(fā)動機的輸出功率時，控制所述驅(qū)動系 統(tǒng)處于發(fā)動機工況。在發(fā)動機工況下，僅由發(fā)動機100作為動力源驅(qū)動車輛 行駛。
具體來說，此時，由于儲能裝置500的電能己經(jīng)嚴(yán)重不足，己不足以驅(qū) 動第二電機400，因此需要及時充電，以保證繼續(xù)行駛。同時，發(fā)動機100 產(chǎn)生的動能除了能夠驅(qū)動車輛正常行駛之外還有富余，以帶動第一電機300 和第二電機400同時為儲能裝置500充電。于是在此情況下，啟動發(fā)動機100， 并使第一離合器200處于接合狀態(tài)，以通過第一離合器200將發(fā)動機100產(chǎn) 生的一部分動能傳遞到減速機構(gòu)600。同時由于在發(fā)動機100處于工作狀態(tài) 的情況下，發(fā)動機100可以通過第一離合器200的第一離合器蓋201帶動第一電機300，因此可以將發(fā)動機100產(chǎn)生的另一部分動能傳遞到第一電機 300，此時第一電機300以發(fā)電機模式工作，以將由發(fā)動機100傳遞的動能 轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置500以對其進行充電。并且，此時控制第二離 合器800結(jié)合，傳遞到減速機構(gòu)600的一部分動能被最終傳遞到車輪700以 驅(qū)動車輛行駛，而另一部分動能則通過第二離合器800被傳遞至第二電機 400,此時第二電機400以發(fā)電機模式工作，以將由減速機構(gòu)600傳遞來的 動能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置500以對其進行充電。當(dāng)所述儲能裝置 500充電完成時，可以通過開關(guān)單元501斷開儲能裝置500與第一電機300 之間的電連接，通過分離第二離合器800斷開減速機構(gòu)600與第二電機400 的的連接，避免發(fā)動機繼續(xù)帶動第二電機400旋轉(zhuǎn)造成不必要的能量損失及 浪費。
發(fā)動機工況下的能量傳遞路徑如圖9所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)， 一條能量傳遞路徑為發(fā)動機100產(chǎn)生的部分動能經(jīng)第一離合器200 傳遞至減速機構(gòu)600后，其中一部分最終傳輸至車輪700;另一條能量傳遞 路徑為發(fā)動機100產(chǎn)生的部分動能經(jīng)第一離合器200傳遞至減速機構(gòu)600 后，其中另一部分在經(jīng)第二離合器800傳輸?shù)降诙姍C400，經(jīng)第二電機400 轉(zhuǎn)化為電能后傳遞至儲能裝置500;再一條能量傳遞路徑為發(fā)動機100產(chǎn) 生的另一部分動能經(jīng)第一電機300轉(zhuǎn)化為電能后傳遞至儲能裝置500。
7)制動工況
當(dāng)車輛進入剎車狀態(tài)時，制動踏板被踩下，油門踏板被松開，此時控制 第二離合器800進入結(jié)合狀態(tài)，來自車輪700的動能經(jīng)過減速機構(gòu)600，通 過第二離合器800驅(qū)動第二電機400發(fā)電以回收能量。通過這種工作模式， 可以通過第二電機400被拖動來實現(xiàn)對車輛的制動。當(dāng)?shù)诙姍C400被拖動 發(fā)電不足以制動車輛時，還可以通過接合第一離合器200來反拖發(fā)動機100 以進一步提高制動能力。當(dāng)然，也可以使用車輛上的制動器實現(xiàn)車輛的制動操作。
制動工況下的能量傳遞路徑如圖10所示(其中箭頭指向為能量傳遞方 向)，能量傳遞路徑為車輪700的動能經(jīng)過減速機構(gòu)600、第二離合器800 傳輸?shù)降诙姍C400，經(jīng)第二電機400轉(zhuǎn)化為電能后傳遞至儲能裝置500。
8)外接電源充電工況
由于所述儲能裝置500具有外接充電接口，因此在車輛停止時可以通過 該外接充電接口直接使用外部電源，如家用電源對所述儲能裝置500進行充 電，以提高使用方便性。此時，發(fā)動機100、第一電機300、以及第二電機 400都不工作，第一離合器200處于分離狀態(tài)或接合狀態(tài)。
此外，需要說明的是，當(dāng)車輛制動時，發(fā)動機100的動能可以通過第一 電機300和第二電機400回收，以使第一電機300和第二電機400均以發(fā)電 機模式工作，從而為儲能裝置500充電。
實施例二如圖11所示，本實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā) 動機IOO、第一離合器200、第一電機300、第二電機400、第三離合器900、 儲能裝置500、以及減速機構(gòu)600。其中所述發(fā)動機100通過第一離合器200 與減速機構(gòu)600相連，所述儲能裝置500與第一電機300和第二電機400分 別電連接，所述第二電機400與減速機構(gòu)600相連，所述發(fā)動機100與第一 電機300通過第三離合器900相連。
可以看出本實施例與實施例一的不同點在于所述離合器的位置設(shè)置不 同，而且作為實施例二中離合器的一種等效替換，可以使用一雙離合器來替 代本實施例中第一離合器200和第三離合器900，此屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員不 經(jīng)過創(chuàng)造性勞動就能簡單做出的等效替換，在此不再贅述。
由于第三離合器900設(shè)置在所述發(fā)動機100與第一電機300之間，可以 控制發(fā)動機100與第一電機300之間動力的通斷，因此本實施例中的第一電 機300與儲能裝置500之間直接電連接，并沒有設(shè)置開關(guān)單元501，當(dāng)儲能裝置500儲能充足，無需充電的情況下，可以控制第三離合器900分離，切 斷發(fā)動機100傳向第一電機300的能量，防止發(fā)動機100帶動第一電機300 繼續(xù)旋轉(zhuǎn)而造成的能量損失，同時也防止了儲能裝置500因過充電而造成的 對儲能裝置500內(nèi)部的損壞。
本實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法與實施例一中的控制方 法基本相同，同樣控制所述驅(qū)動系統(tǒng)處于純電動工況、串聯(lián)工況、并聯(lián)工況、 混聯(lián)工況、三動力源工況、發(fā)動機工況、或者制動工況。不同之處是在每個 工況中對離合器的控制，如下
純電動工況下，第三離合器900處于分離狀態(tài)，第一電機300處于不工 作狀態(tài)，同時第一離合器200處于分離狀態(tài)。而儲能裝置500處于放電狀態(tài)， 以向第二電機400供電，第二電機400以電動機模式工作，以將由儲能裝置 500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并輸出至減速機構(gòu)600,最終動能被輸送至車輪 700，從而驅(qū)動車輛行駛；串聯(lián)工況下，控制第一離合器200處于分離狀態(tài)， 第三離合器900處于結(jié)合狀態(tài)，發(fā)動機100帶動第一電機300發(fā)電，儲能裝 置500向第二電機400供電，從而帶動車輛行駛；并聯(lián)工況下，第一離合器 200處于結(jié)合狀態(tài)，第三離合器900處于分離狀態(tài)，實現(xiàn)了發(fā)動機100和第 二電機400同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛；混聯(lián)工況下，第一離合器200與 第三離合器900同時處于結(jié)合狀態(tài)， 一方面，實現(xiàn)發(fā)動機100和第二電機400 同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛，另一方面，通過第三離合器900來使發(fā)動機 100帶動第一電機300發(fā)電，向儲能裝置500供電；三動力源工況下，第一 離合器200與第三離合器900都處于結(jié)合狀態(tài)，第一電機300、發(fā)動機100 與第二電機400同時作為動力源驅(qū)動車輛行駛；發(fā)動機工況下，第一離合器 200結(jié)合，發(fā)動機100的動力一部分通過減速機構(gòu)600驅(qū)動車輪700，另一 部分則通過減速機構(gòu)600帶動第二電機400發(fā)電，同時，第三離合器900處 于結(jié)合狀態(tài)，發(fā)動機一部分動力帶動第一發(fā)電機進行發(fā)電；制動工況與外接電源充電工況與所述第一實施例中的描述是一樣的。
其中，本實施例中所述各種工況中的能量傳遞路線與實施例一中的各工 況的能量傳遞路線是相同的。
實施例三如圖12所示，本實施例提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā) 動機IOO、第一離合器200、第二離合器800、第一電機300、第二電機400、 第三離合器900、儲能裝置500、以及減速機構(gòu)600。其中所述發(fā)動機100 通過第一離合器200與減速機構(gòu)600相連，所述儲能裝置500與第一電機300 和第二電機400分別電連接，所述第二電機400通過第二離合器800與減速 機構(gòu)600相連，所述發(fā)動機100與第一電機300通過第三離合器卯0相連。
本實施例中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)同時包括第一離合器200、第二離合器 800和第三離合器900，不但省去了開關(guān)單元501，在不需要第一電機300 繼續(xù)工作時，防止發(fā)動機100帶動第一電機300繼續(xù)旋轉(zhuǎn)而造成的能量損失， 同時也防止了儲能裝置500因過充電而造成的對儲能裝置500內(nèi)部的損壞。 而且在不需要第二電機400工作時，可以通過第二離合器800斷開第二電機 400與減速機構(gòu)600之間的連接，節(jié)省了能量，提高了能量利用率。
本實施例中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)提供的控制方法同樣控制所述驅(qū)動系 統(tǒng)處于純電動工況、串聯(lián)工況、并聯(lián)工況、混聯(lián)工況、三動力源工況、發(fā)動 機工況、或者制動工況。其中與第一實施例及第二實施例中唯一不同的地方 在于對離合器的控制。
純電動工況時，控制第一離合器200處于分離狀態(tài)，第二離合器800處 于結(jié)合狀態(tài)。而儲能裝置500處于放電狀態(tài)，以向第二電機400供電，第二 電機400以電動機模式工作，以將由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并 通過第二離合器800輸出至減速機構(gòu)600，最終動能被輸送至車輪700，從 而驅(qū)動車輛行駛；串聯(lián)工況時，控制第一離合器200處于分離狀態(tài)、控制第 二離合器800與第三離合器900處于結(jié)合狀態(tài)，發(fā)動機100帶動第一電機300發(fā)電，以將發(fā)動機100的動能轉(zhuǎn)化為電能輸出至儲能裝置500對其進行充電， 儲能裝置500向第二電機400供電，使第二電機400以電動機模式工作，以 將由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并通過第二離合器800輸出至減速 機構(gòu)600，最終動能被輸送至車輪700，從而驅(qū)動車輛行駛；并聯(lián)工況時， 系統(tǒng)控制第三離合器900處于分離狀態(tài)，控制第一離合器200及第二離合器 800處于結(jié)合狀態(tài)，從而將發(fā)動機100的動能通過第一離合器200傳遞到減 速機構(gòu)600，同時第二電機400以將由儲能裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能 并通過第二離合器800輸出至減速機構(gòu)600。輸送至減速機構(gòu)600的動能最 終將全部輸送至車輪700，以驅(qū)動車輛行駛；混聯(lián)工況時，控制離合器200、 800、 900同時處于結(jié)合狀態(tài)， 一方面發(fā)動100的一部分動能通過第一離合器 200傳遞到減速機構(gòu)600，另一方面發(fā)動機100的另一部分動能帶動第一電 機300發(fā)電，將電能儲存到儲能裝置500中，同時第二電機400以將由儲能 裝置500輸送的電能轉(zhuǎn)化為動能并通過第二離合器800輸出至減速機構(gòu)600。 輸送至減速機構(gòu)600的動能最終將全部輸送至車輪700，以驅(qū)動車輛行駛； 三動力源工況時，系統(tǒng)同樣控制三個離合器200、 800、及900同時處于結(jié)合 狀態(tài)，實現(xiàn)發(fā)動機IOO、第一電機300與第二電機400同時驅(qū)動車輪；發(fā)動 機工況下，控制三個離合器同時處于結(jié)合狀態(tài)，將發(fā)動機100產(chǎn)生的一部分 動能傳遞到第一電機300，此時第一電機300以發(fā)電機模式工作，以將由發(fā) 動機100傳遞的動能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置500以對其進行充電。同 時發(fā)動機100產(chǎn)生的另一部分動能傳遞到減速機構(gòu)600，遞到減速機構(gòu)600 的一部分動能被最終傳遞到車輪700以驅(qū)動車輛行駛，而另一部分動能則通 過第二離合器800被傳遞至第二電機400，此時第二電機400以發(fā)電機模式 工作，以將由減速機構(gòu)600傳遞來的動能轉(zhuǎn)化為電能并輸出至儲能裝置500 以對其進行充電。制動工況時，控制第二離合器800結(jié)合，將來自車輪700 的動能經(jīng)過減速機構(gòu)600，通過第二離合器800驅(qū)動第二電機400發(fā)電以回收能量；在外接電源充電工況下，使用外接充電口對儲能裝置進行充電時， 控制離合器200、 800及900處于結(jié)合或者分離狀態(tài)。
本實施例以上所述工況中的能量傳遞路徑與實施例一中對應(yīng)工況的能 量傳遞路徑相同，具體可參考附圖4—附圖10，在此不再贅述。
本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法可以根據(jù)車輛的實際 行駛工況，靈活控制驅(qū)動系統(tǒng)處于各種工作模式，而且驅(qū)動系統(tǒng)以電機驅(qū)動 為主，并使發(fā)動機工作在其最大效率區(qū)，不但實現(xiàn)能量合理利用的目的，而 且可以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。
權(quán)利要求1、一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機(100)、第一離合器(200)、第二離合器(800)、第三離合器(900)、第一電機(300)、第二電機(400)、儲能裝置(500)、以及減速機構(gòu)(600)，所述發(fā)動機(100)通過第一離合器(200)與減速機構(gòu)(600)相連，所述儲能裝置(500)與第一電機(300)和第二電機(400)分別電連接，其中，所述第二電機(400)通過第二離合器(800)與減速機構(gòu)(600)相連，所述發(fā)動機(100)與第一電機(300)通過第三離合器(900)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動系統(tǒng)還包 括與所述儲能裝置(500)電連接的用于檢測儲能裝置(500)的儲能狀態(tài)的 檢測單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述儲能裝置(500) 具有外接充電接口。
專利摘要一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、第一離合器、第二離合器、第三離合器、第一電機、第二電機、儲能裝置、以及減速機構(gòu)，所述發(fā)動機通過第一離合器與減速機構(gòu)相連，所述儲能裝置與第一電機和第二電機分別電連接，所述第二電機通過第二離合器與減速機構(gòu)相連，所述發(fā)動機與第一電機通過第三離合器相連。本實用新型提供的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動方法以電機驅(qū)動為主，并且可以靈活控制驅(qū)動系統(tǒng)處于多種工作模式，以滿足實際行駛的需要。
文檔編號B60K6/28GK201291753SQ20082021229
公開日2009年8月19日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者毅 任, 楊勝麟, 濤 王, 羅紅斌 申請人:比亞迪股份有限公司