本发明涉及车辆传动系统领域，特指一种多模式混合动力传动系统。
背景技术：
随着国家对新能源汽车支持力度的不断加大，以及电池技术的高速发展，新能源汽车已是未来汽车发展的必然趋势，由于纯电动汽车续航里程低，电池成本高，短期之内在我国难以大量普及，混合动力汽车作为纯电动汽车的过渡产品，是当前我国解决能源危机的重要突破口。然而，混合动力系统结构复杂、成本高，核心技术被国外几大汽车公司垄断，为了克服上述障碍，加速电动化汽车商业化的进程，提升整车经济性能，降低碳氧化合物等污染物的排放，开发研制一种增程式混合动力势在必行。
混合动力传动装置的设计目的是实现混合动力系统的不同工作模式，如电动机单独工作模式、发动机单独工作模式、发动机与电动机共同工作模式、功率分流模式、再生制动模式以及停车充电模式，传统的混合动力传动系统主要包含行星齿轮式、直齿串并联式、双电机串并联式等多种形式，其中行星齿轮式混合动力传动系统应用较为活跃，丰田prius和福特escape采用的是双电机、单行星齿轮系机构；通用凯迪拉克ct6采用双电机、三个行星齿轮系机构，能够实现多种工作模式，雷诺汽车采用双行星齿轮系机构，通过两个电机能够实现无极变速，但工作模式较为单一，无法实现不同工况，因此探索多模式行星齿轮传动系统至关重要。
技术实现要素：
本发明需要解决的问题在于：针对现有技术存在的缺陷，提供一种传动效率高、功率损耗小的多模式混合动力传动系统，以实现发动机与电机的高效工作，并能实现混合动力在多种工作模式下均能正常高效工作。
本系统采用的技术方案是：一种多模式混合动力传动系统，包括有：发动机、isg电机、驱动电机、动力电池组、双行星齿轮系(p1为第一行星齿轮系,p2为第二行星齿轮系)、离合器、制动器和驱动控制系统，其特征在于：所述驱动控制系统控制汽车不同模式切换，包括：控制发动机、isg电机、驱动电机、双行星齿轮系、离合器和制动器处于不同工作状态；所述离合器和制动器处于不同状态能够保证驱动系统处于多种工作模式，包括纯电动模式、混合动力起步、倒车、低速、高速等运行模式。
进一步，所述离合器c1闭合，制动器b1、b3断开，制动器b2闭合时，发动机和isg电机均不工作，驱动电机单独驱动整车以纯电动模式行驶，能够完成整车起步、倒车、低速行驶；所述离合器c1断开，制动器b1，制动器b2、b3断开，驱动电机不工作，发动机与isg电机能够驱动整车以中低速运行，isg电机能够驱动发动机正常启停，同时还能回收发动机制动时的能量，当电池电量不足时，发动机功率分流部分扭矩用于驱动isg电机向动力电池充电，当电量足够时，制动器b2可锁死，由发动机单独驱动，能够完成整车中低速行驶要求；所述离合器c1结合，制动器b1、b2结合，制动器b3断开，isg电机不工作，发动机与驱动电机同时工作，驱动电机能够补偿发动机输出扭矩，减轻整车振动和冲击，该模式下，汽车可运行在中高速路况，当汽车启用自动巡航模式时，驱动电机能够辅助发动机始终工作在节能高效区，降低整车能耗和排放。
进一步，所述isg电机既能运行与电动机模式，也能运行与发电机模式，当发动机需要工作时，isg电机能够驱动发动机启动，同时还能辅助电机平稳驱动，当动力电池电量较低时，发动机可驱动isg电机对动力电池充电，所述动力电池组可以通过车载充电机充入对动力电池充电，节约石油燃料的消耗，降低燃油消耗。
进一步，所述isg电机与第一行星齿轮系太阳轮连接，发动机减速齿轮位于发动机与第一行星齿轮系外齿圈之间，以便降低发动机传递到第一行星齿轮系的转速，达到减速增扭的目的，驱动电机减速齿轮位于驱动电机与第二行星齿轮系外齿圈之间，同样可以达到减速增扭的目的。
进一步，所述离合器c1位于驱动电机与驱动电机减速齿轮之间，制动器b1位于isg电机与第一行星齿轮系太阳轮之间，制动器b2位于第一行星齿轮系行星架第二行星齿轮系太阳轮组件之间，制动器b3位于离合器c1与驱动电机减速齿轮之间，离合器与制动器的不同组合方式能够实现汽车以不同模式运行。
本发明与现有技术相比具有以下优点。
1、与通用双行星排混合动力系统相比，减少了发动机用于动力切断的离合器，可通过isg电机以及b1制动器用以反向拖拽发动机，同时isg电机可将这部分能量回收，在简化结构的同时，能够提高整车的燃油经济性。
2、与雷诺混合动力传动系统相比，能够通过离合器c1、制动器b1、b2、b3实现混合动力传动系统多模式切换，在起步加速工况能够使用纯电动模式工作，减少石油燃料的消耗。
3、与铁姆肯公司双模式混合动力相比，仅使用一台isg电机，电动机1处于传动系统尾端，在低速模式下，传动链短，能够有效保持传动系统高效运作，在高速模式，能够实时调节发动机输出扭矩，保证在高速阶段汽车能够平稳运行。同时电池组直接从外界充电装置连接，节约石油燃料消耗。
附图说明
图1为多模式混合动力驱动系统结构示意图。
图2为多模式混合动力驱动控制系统电信号流程示意图。
图3为纯电动起步、倒车和低速运行动力驱动结构示意图。
图4为发动机与isg电机协调工作动力驱动系统结构示意图。
图5为发动机单独工作动力系统驱动结构示意图。
图6为高速运行模式发动机与电机1协调工作动力系统驱动结构示意图。
图1到图6：1—发动机；2—isg电机；3—发动机减速齿轮；4—制动器b1；5—第一行星齿轮系外齿圈；6—第一星齿轮系行星轮；7—第一行齿轮系行星架第二行星齿轮系太阳轮组件；8—制动器b2；9—第二行星齿轮系外齿圈；10—第二行星齿轮系行星齿轮；11—第二行星齿轮系外齿圈输出轴组件；12—电机减速齿轮；13—制动器b3；14—离合器c1；15—驱动电机；16—电机控制器(mcu)；17—动力电池；18—车载充电机；19—充电插头；20—dc/dc转换器；21—高压控制盒(hvc)；22—行星齿轮系；23—整车控制单元(hcu)；24—发动机控制单元(ecu)；25—电池控制系统(bms)；26—蓄电池。
具体实施方案
以下将结合附图和本发明具体讲述多模式混合动力传动系统模式切换过程。
图1为本发明公开的多模式混合动力传动系统结构示意图，包括：发动机1；isg电机2；发动机减速齿轮3；制动器b1(4)；第一行星齿轮系外齿圈5；第一星齿轮系行星轮6；第一行星齿轮系行星架第二行星齿轮系太阳轮组件7；制动器b2（8）；第二行星齿轮系外齿圈9；第二行星齿轮系行星齿轮10；第二行星齿轮系外齿圈输出轴组件11；电机减速齿轮12；制动器b3（13）；离合器c1（14）；驱动电机15；电机控制器16；动力电池17；车载充电机18；充电插头19。其特征在于：所述离合器c1(14)和制动器b3(13)能够完成混合动力驱动模式向纯电动驱动模式的切换，所述isg电机2、制动器b1(4)能够辅助发动机启停，还能作为发电机对动力电池17供电，同时还能回收发动机制动能量，所述制动器b2(8)以及第二行星齿轮系能够辅助完成混合动力系统高低速模式切换，在高速模式，驱动电机也进入工作模式，有助于辅助调节发动机扭矩，使汽车平顺行驶。
图2为多模式混合动力驱动控制系统电信号流程示意图，包括：发动机1；isg电机2；驱动电机15；电机控制器(mcu)16；动力电池17；车载充电机18；dc/dc转换器20；高压控制盒(hvc)21；双行星齿轮系22；整车控制单元(hcu)23；发动机控制单元(ecu)24；电池控制系统(bms)25；蓄电池26。其特征在于：所述动力电池17对外输出直流高压电，分别供电给dc/dc转换器20、高压控制盒21、电池控制器23；所述车载充电机18为外接充电设备，可对动力电池17充电；所述isg电机2可用作发电机也可用作电动机，用作发电机时可对动力电池17供电，用作电动机时，可辅助发动机1对外输出扭矩。所述蓄电池24为mcu(16)、hcu(23)、ecu(24)、bms(25)供给低压电，驱动各控制器正常工作，保证传动系统正常运行。
图3为多模式混合动力传动系统切换至纯电动起步、倒车和低速运行动力驱动结构示意图，该模式下离合器c1、制动器b2处于接合状态，制动器b1、b3断开，发动机1与isg电机2不工作，驱动电机15直接驱动第二行星齿轮系外齿圈11工作，第二行星齿轮系太阳轮7被锁住，只有驱动电机15的转矩被传递到输出轴11，驱动汽车正常行驶。
图4为多模式混合动力传动系统切换至发动机1与isg电机2协调工作动力驱动系统结构示意图，该模式下离合器c1断开，制动器b1、b2断开，制动器b3闭合，isg电机2协调驱动发动机1起动和制动，当发动机1正常工作时，发动机1功率分流部分能量还能反向驱动isg电机2给动力电池17充电（若充电检测效率太低，还可将汽车切换至纯电动模式，然后将制动器b2锁死，发动机1输出扭矩反向驱动isg电机2，以驱动isg电机2给动力电池17供电），同时发动机1部分功率用于驱动汽车正常运行。
图5为多模式混合动力传动系统切换至发动机单独工作动力系统驱动结构示意图，该模式下离合器c1断开，制动器b1、b3闭合，制动器b2断开，发动机直接驱动双行星排机构，将输出扭矩传递给输出轴，此过程主要用于电池电量充足、发动机负荷较高或者电机出现故障等工况。
图6为多模式混合动力传动系统切换至高速运行模式发动机与电机1协调工作动力系统驱动结构示意图，该模式下离合器c1闭合，制动器b1、b2闭合，制动器b3断开，发动机1与驱动电机15协调驱动，驱动电机15可补偿发动机1部分输出扭矩，用于减轻整车冲击，保证汽车行驶平顺性，同时在高速巡航过程中，驱动电机15还能协调控制自身输出扭矩，用于保证发动机1始终运行在其节能高效区内，节省燃油，提高整车燃油经济性，改善整车振动和噪声。
以上所列举实例仅为本发明的优选实例，并不限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构原理和等效流程变换，直接或间接运用在其他相关技术领域，均包含在本发明的专利保护范围以内。