双电机直连混合动力系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双电机直连混合动力系统，包括发动机，第一电动机，第二电动机，变速箱，第一电源，第二电源，其特征在于，所述发动机、第一电动机、变速箱、第二电动机依次连接，所述发动机与所述发电机间设置有离合装置，所述第一电源与所述第二电源通过控制装置与所述发电机和所述电动机相连。本实用新型混合动力系统采用双电机驱动的方式，在纯电驱动模式下能够提供更强的动力，且双电源的配置可以有效提高纯电行驶里程，达到节能减排的效果。
【专利说明】双电机直连混合动力系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双电机直连混合动力系统，能够实现多种动力能源协调分配，适用于长时间纯电动行驶的插电式混合动力汽车。
【背景技术】
[0002]随着全球环境恶化加剧，各国不断出台相关的治理政策，进行空气污染的整治，其中就包括汽车排放标准的严格化。针对上述情况，传统汽车无论是在能耗还是在排放方面，都面临巨大的挑战。混合动力车辆作为传统车型向零排放的纯电动车型的过渡，必将得到最广泛的应用。混合动力汽车是指由两种或者两种以上不同类型的动力源联合驱动的车辆，车辆的行驶动力依据车辆状态由单个动力源单独或者多个动力源共同提供。曲型的混合动力车辆是混合动力电动汽车，由两中或者两种以上不同类型的动力源作为驱动能源，其中至少有一种能提供电动。 申请人:先前已经开发了多种混合动力驱动系统，适应不同的工况要求，并且多数已经量产，并取得了较好的经济效益。但是，现有的常规混合动力车型致力于能量自动回收，配置单一电源，利用发动机提供的能量进行系统内部能量转化，实现油驱和电驱双驱动，这种能量转化的方式虽然成本较低，但是在能源消耗和排放方面还有很大的改进空间。比如，现有常规混合动力技术中纯电动驱动行驶里程较低，在行驶工况的大部分还是使用发动机驱动。究其原因，一方面受限于电源存储电量不足，不能长时间维持车辆纯电动行驶；另一方面由于混合动力驱动系统主要来自于传统车型，现有成熟的设计中电动机只是起到发动机驱动的辅助驱动，其排布方式以及动力特性都不足以长时间单独驱动车辆，以上两方面原因在大型混合动力商用车上的体现尤为明显。为了解决上述混合动力车辆纯电行驶里程较低，纯电行驶动力不足的问题，本实用新型提供了一种全新的混合动力系统设计。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供的双电机直连混合动力系统，包括发动机，第一电动机，第二电动机，变速箱，第一电源，第二电源，其特征在于，所述发动机、第一电动机、变速箱、第二电动机依次连接，所述发动机与所述第一电动机间设置有离合装置，所述第一电源与所述第二电源通过控制装置与所述发电机和所述电动机相连。
[0004]根据本实用新型的一方面，所述第一电源与所述为超级电容，所述第二电源为动力电池。
[0005]作为一种优选的方式，所述第一电动机和所述第二电动机为多相双绕组电动机。进一步地，在纯电驱动工况下，所述超级电容向所述第二电动机提供电能。或者，在纯电驱动工况下，所述动力电池向所述第一电动机和所述第二电动机提供电能。又或者，在纯电驱动工况下，所述动力电池和所述超级电容向共同向所述第一电动机和所述第二电动机提供电能。
[0006]作为另一种优选的方式，在制动能量回收工况下，由所述第二电动机回收能量，转化成电能后存储至超级电容。
[0007]还可以，所述第一电动机和/或所述第二电动机为三相交流电动机。
[0008]所述控制装置设置有充电接口，通过该充电接口向动力电池充电。
[0009]所述变速箱为EMT变速箱。EMT变速箱与整车控制装置相电连接，控制效率更高。
[0010]本实用新型混合动力系统采用双电机驱动的方式，充分利用双电源、变速箱的配置优势，在纯电驱动模式下能够提供更强的动力，且双电源的配置可以有效提高车辆纯电动行驶里程，达到节能减排的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是双电机直连混合动力系统结构不意图；
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的双电机直连混合动力系统进行详细说明。
[0013]图中发动机I，第一电动机2，变速箱3，第二电动机4依次连接，发动机I与第一电动机2之间设置有离合装置5。第一电动机2、第二电动机4与一控制装置6相连接。此夕卜，设置有第一电源7和第二电源8,为第一电动机2及第二电动机4提供能量。其中第一电源7和第二电源8可以为动力电池和超级电容，或者其它能够为电动机提供能量的能量源。在本说明书中，为了描述方便宜，用分别以动力电池和超级电容为例进行说明该动力系统的工作方式。第二电动机3连接于车轮驱动端，即车轮的驱动力来自于发动机I和/或第一电动机2和/或第二电动机3。
[0014]本系统中变速箱4为具有空档模式的变速箱，优选为自动变速箱AMT或半自动变速箱EMT，可以通过电动控制执行机构进行换档，实现整个动力系统全自动化电控。第一电源7和第二电源8分别是具有较大的电荷容量，如动力电池，和较大充放电流电能存储装置如超级电容。第一电源7和第二电源8的类别并不限于动力电池和超级电容，也可以是其它与动力电池和超级电容有类似性质的电能存储元件。此外，本文件中“第一”、“第二”是为了区分两电源，并不对电源的类别进行限制，以超级电容和动力电池为例，
[0015]在本实用新型的一个实施例中，第一电动机2和第二电动机4都为常见的三相交流电动机。第一电动机既可以用作电动机起到驱动的作用，也可以用作发电机进行发电；第二电动机既可以用作电动机起到驱动的作用，也可以用作发电机进行制动能量回收。第一电动机和第二电动机通过控制装置6控制实现其相应的功能。第一电源与第二电源分别通过控制装置6为第一电动机和第二电动机提供能源。在本实施例中，第一电动机主要起到发电机的作用，必要时驱动车辆；第二电动机主要起到驱动电机的作用，必要时作发电机使用。将第一电源和第二电源分别配置为动力电池和超级电容，其中动力电池与第一电动机(发电机)相连，超级电容与第二电动机(驱动电机)相连。
[0016]本实用新型提供的混合动力系统通过以下方式实现混合动力车辆工作:车辆起步时，离合装置5将发动机与电动机切断，由动力电池通过控制装置6向驱动电机供电，由驱动电机驱动车辆起步，此时，发电机2可以根据需要空转或者向系统提供辅助驱动力，即当车辆上坡起步或者负载较大起步时，驱动电机单独驱动不足以起动车辆，发电机被控制提供辅助转矩，与驱动电机一起驱动车辆起步。需要指出的时，本模式工作方式的基本思想是必要时由第一电动机和第二电动机共同提供系统驱动力，故第一电动机和第二电动机中任何一个都可以作为系统的主驱动力(驱动电机)。并且，第一电动机可以利用变速箱4进行合适的变比，提供多种转矩转速组合，使第一电动机的设计更加灵活，且由于变速箱的使用，使第一电动机的体积和质量可以有效降低，进一步降低系统成本。
[0017]当车辆以纯电模式驱动行驶满足发动机接入条件时，变速箱4置空档，使第一电动机与第二电动机脱离，降低第一电动机转速，然后接合离合装置5，将发动机启动至预定转速，然后使变速箱4接入预定档位，由发动机驱动系统运行。满足发动机接入的条件包括以下任意条件:a)当前工况能够满足发动机驱动时可以运行在其高效区；b)动力电池和/或超级电容电量不足。
[0018]发动机预定转速确定基于当前工况目标档位。即根据当前工况和驾驶员的驾驶意图等判断目标车速和转矩，进而确定目标档位，根据当前车速和目标档位变比判断发动机目标转速，即预定转速。当发动机接近或处于预定转速时，由变速箱执行完成目标档位接入。换档时，执行上述类似操作。例如，当发动机由一档换至二档时，首先将变速箱置空档，使发动机与车辆驱动端脱离，必要时由第二电动机提供动力维持车辆当前状态。通过二档的变比计算发动机转速，调整发动机转速至预定转速，当发动机接近或处于预定转速时，变速箱执行接入二档。
[0019]本系统还可以实现行车发电，即当第二电动机单独驱动时，接合离合装置5，将变速箱置空档，发动机启动后可带动第一电动机通过控制装置控制，向动力电池充电。当车辆制动时，由第二电动机回收制动能量，通过控制装置转化成电能后存储于超级电容中，即在本优选实施例下，由发动机提供动力所产生的电能对应充入动力电池，而制动回收所转化的电能对应充入超级电容，这样充分利用超级电容快速充放电的优势，能够回收存储更多的电能。
[0020]本实用新型提供的第二优选实施例是第一电动机2与第二电动机4中其一为多相电动机，另一为三相交流电动机。以第二电动机为六相双绕组电动机为例，其系统驱动方式与三相交流电动机相同，但是其电能分配方式为:当第一电动机和第二电动机驱动车辆时，由动力电池向第一电动机和第二电动机提供电能，而制动回收能量时，可以选择性地将通过第二电动机回收的电能存储入动力电池或者超级电容，具体的存储条件根据实际工况进行设计，本领域技术人员容易理解其实用性。若第一电动机为六相双绕组电动机时，由通过第一电动机转化的电能可以选择性地存储入动力电池或者超级电容，具体的存储条件根据实际工况进行设计，本领域技术人员容易理解其实用性。
[0021]本实用新型提供的第三优选实施例为第一电动机和第二电动机皆为多相电动机，以六相双绕组电动机为例，其系统驱动方式与三相交流电动机相同，但是其电能分配方式为:纯电驱动时，动力电池和超级电容可以同时向第一电动机或/第二电动机提供电能，具体能量源的选择根据实际情况进行，例如可以以超级电容为优先能量源，当超级电容电量不足时使用动力电池。当通过第一电动机发电时，可以将转化的电能选择性地存入动力电池或者超级电容。制动回收的能量也可以选择性地存入动力电池或者超级电容，例如优先存入超级电容，超级电容满后存入动力电池。
[0022]以上所述为实现本实用新型技术方案的最优选条件，不排除本实用新型还存在其他次优选条件可以实现相同或者相似的技术效果，所有在本实用新型技术方案基础上所做的改进且能够实现本实用新型所述的技术效果的方案皆在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种双电机直连混合动力系统，包括发动机，第一电动机，第二电动机，变速箱，第一电源，第二电源，其特征在于，所述发动机、第一电动机、变速箱、第二电动机依次连接，所述发动机与所述第一电动机间设置有离合装置，所述第一电源与所述第二电源通过控制装置与所述发电机和所述电动机相连。
2.根据权利要求1所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，所述第一电源与所述为超级电容，所述第二电源为动力电池。
3.根据权利要求2所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，所述第一电动机和所述第二电动机为多相双绕组电动机。
4.根据权利要求3所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，在纯电驱动工况下，所述超级电容向所述第二电动机提供电能。
5.根据权利要求3所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，在纯电驱动工况下，所述动力电池向所述第一电动机和所述第二电动机提供电能。
6.根据权利要求3所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，在纯电驱动工况下，所述动力电池和所述超级电容向共同向所述第一电动机和所述第二电动机提供电能。
7.根据权利要求2所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，在制动能量回收工况下，由所述第二电动机回收能量，转化成电能后存储至超级电容。
8.根据权利要求2所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，所述第一电动机和/或所述第二电动机为三相交流电动机。
9.根据权利要求2所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，所述控制装置设置有充电接口，通过该充电接口向动力电池充电。
10.根据权利要求1所述的双电机直连混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为EMT变速箱。
【文档编号】B60K6/46GK204123948SQ201420127734
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】高小二, 蒋平 申请人:天津市松正电动汽车技术股份有限公司