本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别涉及适用于新能源汽车的双单盘离合器双电机混合动力总成。
背景技术：
随着社会和车辆工程技术的不断发展，车辆的保有量愈来愈大，车辆使用过程中对能源的消耗、以及尾气的排放对环境的污染受到社会各界的高度重视。越来越多的国家和地区对新能源汽车的发展出台了激励政策，尤其大型商用车使用动力总成对积极促进新能源车辆、以及相关配套产业和技术的发展有着重要的作用。目前市场上采用的技术路线主要为混合动力技术和纯电动技术。不管是混合动力技术还是纯电动技术，传动系统、储能电源对整车能量的管理、优化匹配有着重要的影响。
储能电源装置面临两个挑战，一是单位体积重量电容量大；二是单位体积重量功率密度大。从过去超级电容、电池包作为单独储能电源发展到超级电容组合电池包双电源，超级电容作为功率型储能电源用于车辆起步、加速等短时大功率输出，电池包作为能量型储能电源用于车辆缓慢加速、匀速等工况平缓中小功率输出。但是，采用超级电容和主驱动电机单独驱动车辆低速快速起步，存在超级电容和驱动电机体积重量成本高，启动发电一体机得不到充分利用的技术问题。
在传动系统方面，需要配置具有低损耗空档模式、自适应行驶工况的离合器。目前，混合动力总成主要采用三种自动离合器，一是通过气缸推动拨叉分离轴承使干式离合器分离或结合的自动离合器；但是，存在切换平顺差、磨损 后很难实现线性化控制、分离轴承寿命短、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、故障概率较高、寿命短、维护成本高等技术问题。二是通过液压缸推动多片湿式摩擦副来实现离合的自动离合器；但是，存在多片湿式摩擦副带排阻力大、效率低、液压控制元件复杂、维护成本高等技术问题。三是气缸或电动执行器推动拨叉换挡的定轴式具有空档模式的2速或多速AMT。但是，AMT存在换挡平顺差、不能实现无动力间断换挡、换挡时间长、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、可靠性低、无法实现半联动驱动等技术问题。因此，上述三种类型的离合器都不满足混合动力总成性能匹配要求，造成了新能源汽车传递效率低，能量的管理、匹配不精益，以及总成性能低等技术问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供配置了无动力间断切换、切换响应迅速、控制系统简单、结构体积小、可靠性高、能耗小、传动效率高、维护成本低的干式单盘离合器，有效提高新能源汽车动力传递效率，能量管理匹配精益度和性能，以及降低超级电容和驱动电机体积重量成本，充分利用启动发电一体机的双单盘离合器双电机混合动力总成。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
双单盘离合器双电机混合动力总成，包括发动机、驱动桥总成、油门踏板、制动踏板，还包括弹性减震连接器、第一电机、前单盘离合器、第二电机、后单盘离合器、第一电机控制器、第二电机控制器、整车控制器、第一储能电源、第二储能电源，所述发动机、弹性减震连接器、前单盘离合器、第一电机、后单盘离合器、第二电机通过同轴依次连接；所述第二电机输出轴与驱动桥总成连接；所述第一储能电源分别与第一电机控制器、整车控制器电性连接；所述 第二储能电源分别与第一电机控制器、第二电机控制器、整车控制器电性连接；所述第一电机控制器还分别与整车控制器、第一电机电性连接；所述第二电机控制器还分别与整车控制器、第二电机电性连接；所述整车控制器还分别与油门踏板、制动踏板电性连接。
进一步地，所述前单盘离合器与后单盘离合器结构相同，均包括输入行星轮机构、输出行星轮机构、离合制动总成，所述输入行星轮机构的太阳轮、输出行星轮机构的太阳轮均与中间传动轴连接；所述离合制动总成与输入行星轮机构连接。
进一步地，所述离合制动总成包括制动动力装置、制动主缸、制动器、制动连接盘，所述制动动力装置、制动主缸、制动器、制动连接盘依次连接。
进一步地，所述离合制动总成的制动连接盘与输入行星轮机构输入齿圈连接。
进一步地，所述弹性减震连接器与前单盘离合器的输入行星轮机构的输入行星架连接，所述前单盘离合器的输出行星轮机构的输出行星架与第一电机连接。
进一步地，所述第一电机的输出轴与后单盘离合器的输入行星轮机构的输入行星架连接，后单盘离合器的输出行星轮机构的输出行星架与第二电机的输入轴连接。
进一步地，所述制动动力装置的动力源为气源驱动、液压驱动、电动驱动其中任一种类。
进一步地，所述制动主缸上还连接有油压报警器，所述油压报警器还与整车控制器电性连接；所述制动器还安装有换挡测速传感器，所述换挡测速传感 器与整车控制器电性连接。
进一步地，所述第一电机的输出轴侧还连接有输出测速传感器，所述输出测速传感器与第一电机控制器电性连接；所述第二电机的输入轴侧还连接有输入测速传感器，所述输入测速传感器与第二电机控制电性连接。
进一步地，所述第一储能电源通过电性连接的第一电机进行充电，或第一储能电源通过连接外部电源进行充电；所述第二储能电源通过电性连接的第一电机进行充电，或第二储能电源通过连接外部电源进行充电。
采用上述技术方案，由于使用了发动机、驱动桥总成、弹性减震连接器、第一电机、前单盘离合器、第二电机、后单盘离合器、第一电机控制器、第二电机控制器、整车控制器、第一储能电源、第二储能电源等技术特征。在第一电机(启动发电一体机)前侧串联连接了单盘离合器，使得本实用新型的第一电机在车辆低速快速起步能得到有效利用，有效降低超级电容和驱动电机体积重量成本。本实用新型单盘离合器采用两星型机构传动箱与离合制动总成的分体设计，离合过程产生热量不会影响传动箱内部传动机构运行。单盘离合器对电机及发动机无任何轴向力产生、离合迅速、可较长时间滑摩结合、单盘离合器的制动盘结构空档损耗小、采用同轴星型机构结合传动损耗小、轴向尺寸小、更换离合元件时无需将总成从底盘拆卸、传递转矩功率大、具有转矩过载保护功能、速比可调、使用维护成本低等优点。采用前单盘离合器、第一电机、后单盘离合器、第二电机串联连接的结构，使得整个总成的能源输出可以在发动机、储能电源之间根据总成的运行工况进行随意切换，同时单盘离合器由于实现正向分离、反向分离、正向驱动等性能，使得第一电机、第二电机有效将在减速、制动过程中的能量进行回收、储存在储能电源中；有效提高了新能源汽车动力传递效率，优化了能量的管理和匹配，以及提高了整机的性能。
附图说明
图1为本实用新型机构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如附图1所示，双单盘离合器双电机混合动力总成，包括发动机1、弹性减震连接器2、第一电机17、后单盘离合器45、第二电机34、第一电机控制器38、第二电机控制器37、整车控制器39、驱动桥总成36、油门踏板43、制动踏板44、第二储能电源41、前单盘离合器46、第一储能电源42。发动机1、弹性减震连接器2、前单盘离合器46、第一电机17、后单盘离合器45、第二电机34通过同轴依次连接；第二电机34输出轴与驱动桥总成36连接；第一储能电源42分别与第一电机控制器38、整车控制器39电性连接；第二储能电源41分别与第一电机控制器38、第二电机控制器37、整车控制器39电性连接；第一电机控制器38还分别与整车控制器39、第一电机17电性连接；第二电机控制器37还分别与整车控制器39、第二电机34电性连接；所述整车控制器39还分别与油门踏板43、制动踏板44电性连接。
上述技术方案，由于本实用新型前单盘离合器46、后单盘离合器45均采用了两级行星轮机构整体设计，以及两级行星轮机构与离合制动总成采用分体设计，其控制系统简单、结构体积小，离合制动总成实现自散热风冷，可在不拆解行星齿轮箱的情况下实现离合器元件更换，维护保养成本低。本实用新型前单盘离合器46、后单盘离合器45实现离合切换的无动力中断输出，实现离合器 的线性化控制；正/逆空档损耗非常小，离合切换耗能小，响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低、使用寿命长。采用前单盘离合器46、第一电机17、后单盘离合器45、第二电机34串联连接的方式，使得整个总成的能源输出可以在发动机、储能电源之间根据总成的工况进行随意切换，同时前单盘离合器46、后单盘离合器45由于实现正向分离、反向分离、正向驱动等性能，使得总成的第一电机17、第二电机34有效将在减速、制动过程中的能量进行回收、储存在第二储能电源41中；在第一电机17(启动发电一体机)前侧串联连接了单盘离合器46，使得本实用新型的第一电机17在车辆低速快速起步能得到有效利用，有效降低超级电容和驱动电机体积重量成本。本实用新型优化了整机能量的管理和匹配，有效提高了新能源汽车动力传递效率和性能。
更为具体地，前单盘离合器46与后单盘离合器45结构相同，均包括输入行星轮机构、输出行星轮机构、离合制动总成，输入行星轮机构与输出行星轮机构连接，离合制动总成与输入行星轮机构连接。
前单盘离合器46输入行星轮机构的第一行星架3安装多个第一输入行星轮5，第一输入行星轮5与第一输入太阳轮4外啮合，与第一输入齿圈6内啮合。第一输入太阳轮4、第二输出太阳轮8均固连在第一中间传动轴7上，实现同轴转动。输出星型轮机构的第二行星架11上均匀安装多个第一输出行星轮9，第一输出行星轮9与第一输出太阳轮8外啮合，与第一输出齿圈10内啮合。第一输出齿圈10可以固定连接的壳体上，也可以直接在壳体上加工形成第一输出齿圈10，本案实施中第一输出齿圈10采用了固定连接方式。
后单盘离合器45输入行星轮机构的第三行星架19安装多个第二输入行星轮21，第二输入行星轮21与第二输入太阳轮20外啮合，与第二输入齿圈22内啮合。第二输入太阳轮20、第二输出太阳轮24均固连在第二中间传动轴23上， 实现同轴转动。输出星型轮机构的第四行星架26上均匀安装多个第二输出行星轮25，第二输出行星轮25与第二输出太阳轮24外啮合，与第二输出齿圈33内啮合。第二输出齿圈33可以固定连接的壳体上，也可以直接在壳体上加工形成第二输出齿圈33，本案实施中采用了固定连接方式。
发动机1通过飞轮盘与弹性减震连接器2外圆盘连接，弹性减震连接器2通过花键与前单盘离合器46输入行星轮机构的第一行星架3连接。前单盘离合器46输出行星轮机构的第二行星架11与第一电机17的输入轴连接。第一电机17的输出轴通过花键与后单盘离合器45的输入行星轮机构的第三行星架19连接，第一电机17与后单盘离合器45通过外圆法兰止口定位连接。后单盘离合器45输出行星轮机构的第四行星架26通过花键与第二电机34连接，后单盘离合器45与第二电机34通过法兰止口连接定位；第二电机34通过万向传动轴35将动力传递给驱动桥总成36。第一储能电源42分别与第一电机控制器38、整车控制器39电性连接。第二储能电源41分别与第一电机控制器38、第二电机控制器37、整车控制器39电性连接；第一电机控制器38还分别与整车控制器39、第一电机17电性连接；第二电机控制器37还分别与整车控制器39、第二电机34电性连接；整车控制器39还分别与油门踏板43、制动踏板44电性连接。第一电机控制器38控制第一电机17处于驱动电机、发电机状态，也控制第二储能电源41将直流电转变为交流电或将第一电机17发出的交流电转变为直流电。第二电机控制器37控制第二电机34处于驱动电机、发电机状态，也控制将第二储能电源41直流电转变为交流电或将第二电机21发出的交流电转变为直流电。第一电机17、第二电机34可以是但不限于三相交流异步电机、永磁同步电机；可以采用风冷散热也可采用水冷散热。第一电机17的输出轴上还连接有输出测速传感器18，输出测速传感器18与第一电机控制器38电性连接；第 二电机34的输入轴侧还连接有输入测速传感器27，输入测速传感器27与第二电机控制器37电性连接。
前单盘离合器46离合制动总成的制动动力装置12与制动主缸13连接，制动主缸13与安装在制动器15上的活塞连接，活塞的活塞杆安装内摩擦块、制动器15上安装外摩擦块；制动连接盘47的制动盘位于内摩擦块与外摩擦块之间并保持一定间隙。制动连接盘47的连接盘与第一输入齿圈6连接；制动动力装置12可以采用但不限于气动动力、液压动力或电动动力，只要产生轴向推力的机构均可以采用；制动动力装置12推动制动主缸13的液体产生高压液压，高压液压推动制动器15上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下将制动连接盘47的制动盘固定；从而使与第一输入齿圈6连接的制动连接盘47的连接盘固定，实现对第一输入齿圈6固定，从而为第一出入行星轮5提供反作用力，第一输入行星轮5驱动太阳轮6运动，同轴的第一输出太阳轮6再驱动第二行星架11运动，由于第一输出齿圈10是固定在壳体上的，第一输出太阳轮8将驱动第二行星架11运动实现动力输出。制动主缸13还连接有油压报警器14，油压报警器14与整车控制器39电性连接；在制动器15上还安装有测速传感器16；测速传感器16与整车控制器39电性连接。
同理，后单盘离合器45的离合制动总成的制动动力装置28与制动主缸29连接，制动主缸29与安装在制动器31上的活塞连接，活塞的活塞杆安装内摩擦块、制动器31上安装外摩擦块；制动连接盘48的制动盘位于内摩擦块与外摩擦块之间并保持一定间隙，后单盘离合器45的制动连接盘48的连接盘与第二输入齿圈22连接。制动动力装置28可以采用但不限于气动动力、液压动力或电动动力，只要产生轴向推力的机构均可以采用。制动动力装置28推动制动主缸29的液体产生高压液压，高压液压推动制动器31上的活塞运动，活塞杆 推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下将制动连接盘48的制动盘固定；从而使第二输入齿圈22连接的制动连接盘48的连接盘固定；实现对第二输入齿圈22的固定。第二输入齿圈22为第二输入行星轮21提供反作用力，使第二输入行星轮21驱动第二输入太阳轮20运动，驱动同轴的第二输出太阳轮24转动；由于第二输出齿圈33是固定再壳体上的，第二输出太阳轮24将驱动输出第四行星架26运动实现动力输出。制动主缸28还连接有油压报警器30，油压报警器30与整车控制器39电性连接；在制动器31上还安装有测速传感器32；测速传感器32与整车控制器39电性连接。
如果需要前单盘离合器46结合传递动力时，只需要启动制动动力装置12，制动动力装置12推动制动主缸13的液体产生高压液压，高压液压推动制动器15上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下将制动连接盘47的制动盘固定，从而使与第一输入齿圈6连接的制动连接盘47的连接盘固定，实现对第一输入齿圈6的固定，从而为第一输入行星轮5提供发作用力，使第第一输入行星轮5驱动太阳轮6运动，驱动同轴的第一输出太阳轮8转动。由于第一输出齿圈10是固定在壳体上的，将为第一输出太阳轮8提供反作用力，第一输出太阳轮8将驱动第一输出行星轮9转动，第一输出行星轮9带动第二行星架11转动，实现动力的输出。卸掉动力装置13加载的动力，将制动连接盘12的连接盘释放，即可解除第一输入齿圈6制动。运行过程中，油压报警器14用来监控制动主缸13最低油压，并将信号反馈给整车控制器39，整车控制器39通过逻辑判断选择控制制动动力装置12的工作状态；当制动动力装置12损坏或制动主缸13损坏或液压连接管路出现泄漏时，均会导致油压报警器14向整车控制器39低压故障报警进行及时更换，以提高使用的安全性。
同理，如果需要后单盘离合器45结合传递动力时，其运行过程与前单盘离合器46相同。运行过程中，油压报警器30用来监控制动主缸29最低油压，并将信号反馈给整车控制器39，整车控制器39通过逻辑判断选择控制制动动力装置28的工作状态；当制动动力装置28损坏或制动主缸29损坏或液压连接管路出现泄漏时，均会导致油压报警器30向整车控制器39低压故障报警进行及时更换，以提高使用的安全性。第一储能电源42预留了外部电源充电接口，可通过连接外部电源进行充电；第二储能电源41也预留了外部电源充电接口，可通过连接外部电源进行充电。
油门踏板43有定位触点a点，a点用来标定纯电驱动至车速Va时，若整车控制器39发出指令，则会切换到后单盘离合器45发动机1驱动模式。制动踏板44有一个定位触点c点，c点用来划分纯电动制动和机械-电复合制动模式。
本实用新型主要控制策略和运行过程包括以下几个方面：
发动机快速启动：
当整车控制器39接受到发动机启动指令时，有两种工作情况：一是整车控制器39向发动机1的ECU发出指令，让其自带起动电机驱动发动机曲轴带动到指定转速(100-200rpm),同时，为了减小转动惯量和负载，控制器29向制动动力装置12发出驱动指令，制动动力装置12保持关闭状态，前离合器46处于分离状态；二是整车控制器39向制动动力装置12发出驱动指令，制动动力装置12接通气压、液压或电力驱动制动主缸13使其产生高压液压，高压液压推动制动器15上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下逐渐将制动连接盘47的制动盘夹紧。同时整车控制器39检测到制动动力装置12的气压、油压或电流达到设定阈值时，向第一电机控制器38发出指令使第一电机17驱动发动机1曲轴至设定转速(600-1200rpm)，发动机 1的ECU发出指令开始喷油，发动机1完成启动。
第一电机发电：
当整车控制器39检测到第一储能电源42和第二储能电源41中的电量值低于设定阈值时，整车控制器39向制动动力装置12发出驱动指令，制动动力装置12接通气压或液压或电力驱动制动主缸13，使其产生高压液压，高压液压推动制动器15上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下逐渐将制动连接盘47的制动盘夹紧，使前离合器46结合。后离合器45的制动动力装置28保持关闭状态，即使后离合器45处于分离状态。发动机1通过弹性减震连接器2以第一电机17额定转速带动第一电机17发电，并通过第一电机控制器38将所发三相交流电转变为直流电储存到第一储能电源42和第二储能电源41中。
纯电动行驶：
当踩下油门踏板43达到a之前或车速未达到Va时，前离合器46保持分离状态，车辆由第一电机17和第二电机34联合驱动行驶，具体如下：45后单盘离合器保持结合状态，第一电机17带动前离合器46的第二行星架11和后离合器45的第三行星架19转动，前离合器46的第二行星架11带动第一输出行星轮9转动，由于第一输入齿圈6处于自由转动状态，因此，前离合器46的第二行星架11与第一行星架3处于动力中断。后离合器45第三行星架19带动与第二输入行星轮21转动，第二输入行星轮21与第二输入太阳轮20外啮合运动，由于第二输入齿圈22被制动，后离合器45的第三行星架19将动力传递给第二输入太阳轮20，第二输入太阳轮20通过第二中间传动轴23将动力传递给第二输出太阳轮24，第二输出太阳轮24与第二输出行星轮25外啮合，第二输出行星轮25与第二输出齿圈33内啮合，第二输出齿圈33固定安装在后离合器45 箱体上，第二输出太阳轮24将动力传递给第四行星架26，第四行星架26与第二电机34转子轴连接，整车控制器39、第一电机控制器38和第二电机控制器37协同控制，第一电机17和第二电机34动力叠加后联合驱动车辆行驶。
发动机驱动行驶：
发动机驱动存在两种情况：一是第一储能电源42和第二储能电源41中电量充足，发动机1关闭，前单盘离合器46处于分离状态，若需求转矩T<T1，则只需第二电机34驱动，后单盘离合器45处于分离状态。当踩下油门踏板43超过a点第二电机34驱动车速达到Va时，整车控制器39向制动动力装置12发出驱动指令，制动动力装置12接通气压、液压或电力驱动制动主缸13，使其产生高压液压，高压液压推动制动器15上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下逐渐将制动连接盘47的制动盘夹紧，使前离合器46结合，是第一电机17驱动发动机1进入发动机启动；当整车控制器39检测到测速传感器32转速n<n0时，发动机1喷油启动，同时，整车控制器39向制动动力装置28发出驱动指令，制动动力装置28接通气压或液压或电力驱动后单盘离合器45的制动主缸29产生高压液压，高压液压推动制动器31上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下将制动连接盘48逐渐夹紧。直至整车控制器39检测到测速传感器32转速n＝0，完成后单盘离合器45的结合。第一电机17和第二电机34退出驱动模式转换到传动轴，车辆完全有发动机1驱动行驶。
二是第一储能电源42和第二储能电源41中电量不足，且发动机1关闭，整车控制器39控制前单盘离合器46保持分离状态，后单盘离合器45保持分离状态，发动机1由自带起动电机完成启动，整车控制器39向发动机1的ECU发出指令使发动机1提升到第一电机17额定转速，整车控制器39向制动动力 装置12发出驱动指令，制动动力装置12接通气压、液压或电力驱动制动主缸13产生高压液压，高压液压通过高压管路进入到制动器15的活塞腔内，制动器15的活塞在液压的作用下推动摩擦块夹紧制动连接盘47，第一电机17转子转速不断提高，当测速传感器16转速n＝0时，完成前离合器结合，第一电机17转换到发电模式，所发电能一部分直接提供给第二电机34驱动车辆行驶到车速达到Va时，剩余部分储存到第一储能电源42和第二储能电源41中，整车控制器39向制动动力装置28发出驱动指令，制动动力装置28接通气压或液压或电力驱动后单盘离合器45的制动主缸29产生高压液压，高压液压推动制动器31上的活塞运动，活塞杆推动内摩擦块运动，在内摩擦块、外摩擦块的共同作用下将制动连接盘48逐渐夹紧。直至整车控制器39检测到测速传感器32转速n＝0，完成后单盘离合器45的结合。第一电机17退出发电模式转换到传动轴，第二电机34退出驱动模式转换到传动轴，车辆完全由发动机1驱动行驶。
制动：
当松开油门踏板43踩下制动踏板44时，有两种工作情况：一是制动踏板44并未踩过纯电制动点c，此时，若发动机1未关闭，则前单盘离合器46处于结合状态，后单盘离合器45处于分离状态，第一电机17转换为发电机，将所发出的电能储存到第一储能电源42中；第二电机34单独制动车辆减速并将制动能量转换为电能储存到第二储能电源41中。若发动机1关闭，则前离合器处于分离状态，后离合器处于结合状态，第一电机17和第二电机34联合制动车辆减速，第一电机17制动能量转换为电能储存在第一储能电源42中，第二电机34制动能量转换为电能储存在第二储能电源41中。二是制动踏板44踩过纯电制动点c，发动机1关闭，前离合器处于分离状态，后离合器处于结合状态，第一电机17、第二电机34和机械制动三者联合制动车辆减速，第一电机17制 动能量转换为电能储存在第一储能电源42中，第二电机34制动能量转换为电能储存第二储能电源41中。
滑行：
当松开油门踏板43和制动踏板44时，存在两种情况：一是发动机1关闭，前单盘离合器46和后单盘离合器45处于分离状态，驱动桥总成36由万向传动轴35带动第二电机34转子轴转动空载转动。二是发动机1未关闭，前单盘离合器46保持结合状态、后单盘离合器45处于分离状态，发动机1驱动第一电机17高效发电，当整车控制器39检测到储能电源42电量满足SOC>SOC1时，将发动机1关闭。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。