带AMT变速器的混合动力驱动系统的制作方法

本发明涉及混合动力驱动系统，特别涉及具有电控机械式自动变速器(amt)的混合动力系统。

背景技术：

现代社会中，人们大规模使用汽车代步。大量的汽车在提供生活便利的同时，也造成了巨大的能源消耗和沉重的生态压力。随着能源短缺和全球气候变暖的进一步加剧，节能减排已经成为全世界关注的焦点。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。因此，混合动力汽车、纯电动汽车已成为当今汽车业发展的趋势。

目前市场上混动变速箱，从结构上来说，包括：cvt混动变速箱、dct混动变速箱、at混动变速箱，该类变速箱制造复杂，技术难度大，成本高。amt传动系统技术国内相对具有一定的基础,且由于amt技术是在原来手动变速箱的基础上做改动,成本投入很低。因此,我国现阶段,选择amt技术实现汽车自动变速,是根据我国现阶段的国情作出切实的选择,amt技术将在较长时间内在中国国产汽车上充当起汽车自动变速的领头羊,利用amt技术实现的混合动力轿车必将成为我国汽车发展史上的一大亮点。

但是传统amt变速箱在发动机独立驱动和(驱动电机位置在离合器之后，变速箱之前)混合动力驱动模式中的换档过程出现的动力中断现象——如：amt变速箱2档切换到3档的过程中，首先需要断开离合器，再将2档同步器置于空挡(断开与2档从动齿轮的结合)，在此过程中发动机或电机的动力均无法驱动车轮转动，从而出现动力中断，进而影响了车辆的使用舒适性，且在爬坡路段，有可能会影响到车辆的行驶安全性。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种在现有amt变速器基础上进行改进，对现有变速传动系统改动小、结构简单且可实现动力不中断下换档的混合动力驱动系统。

本发明的技术方案是提供一种带amt变速器的混合动力驱动系统，包括第一驱动部、第二驱动部和控制部；第一驱动部和第二驱动部连接，且第一驱动部和第二驱动部均连接有动力电池，其中第一驱动部的动力来源为电动力与燃油动力混合动力，第二驱动部的动力来源为纯电动力；控制部控制第二驱动部单独运行或者第一驱动部、第二驱动部相互配合同时运行，以及监测动力电池电量并控制充断电和放电。

进一步地，上述第一驱动部包括发动机驱动组和第一电机，第一电机设置于发动机驱动组靠近第二驱动部的一端或者设置于发动机驱动组中，动力电池为第一电机提供电力，第一电机输出电动力且能够与发动机驱动组的燃油动力耦合。

进一步地，上述发动机驱动组包括发动机、离合器、变速器和第一减速器，发动机与第一电机连接。

进一步地，上述第二驱动部包括相互连接的第二电机和第二减速器，动力电池为第二电机提供电力。

进一步地，上述控制部包括自动变速箱控制单元、发动机管理单元、电池管理单元、第一电机控制单元、第二电机控制单元和整车控制单元，其中整车控制单元能够控制自动变速箱控制单元、发动机管理单元、电池管理单元、第一电机控制单元和第二电机控制单元。

本发明的优点和有益效果：第一驱动部和第二驱动部能够分别单独运行或者两者相互配合同时运行，其中第一驱动部在换档状态下，会出现动力中断现象，此时第二驱动部能够提供驱动力保证动力不中断下换档，以此确保行车的舒适性与安全性；且整体布置结构简单，有利于在现有amt变速器基础上大规模改进。此外第一驱动部与第二驱动部可以同时提供动力驱动车辆因此极大地提高了加速性能和爬坡速度。

附图说明

图1是本发明双向动力输出的混合动力驱动系统的结构示意图。

图中，1-发动机，2-离合器，3-变速器，4-第一减速器，5-第一电机，6-动力电池，7-第二减速器，8-第二电机，9-第二电机控制单元，10-第一电机控制单元，11-车轮

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供一种带amt变速器的混合动力驱动系统，图1为本发明与车辆结合的结构示意图，包括第一驱动部、第二驱动部和控制部；第一驱动部和第二驱动部连接，且第一驱动部和第二驱动部均连接有动力电池6，其中第一驱动部的动力来源为电动力与燃油动力混合动力，第二驱动部的动力来源为纯电动力；控制部控制第二驱动部单独运行或者第一驱动部、第二驱动部相互配合同时运行，以及监测动力电池6电量并控制充断电和放电。

其中第二驱动部可以始终保持运行，也可以仅在换档过程中当第一驱动部动力中断时运行，通过设计第二驱动部提供电动力来实现驱动从而实现动力不中断下换档的目的，保证行车过程舒适安全。

作为进一步改进，第一驱动部包括发动机驱动组和第一电机5，第一电机5设置于发动机驱动组外部靠近第二驱动部的一端或者设置于发动机驱动组中，动力电池6为第一电机5提供电力，第一电机5输出电动力且能够与发动机驱动组的燃油动力耦合。第一电机5可以选择bsg电机。

作为进一步改进，发动机驱动组包括发动机1、离合器2、变速器3和第一减速器4，其中第一电机5设置于发动机1的前端(即与发动机1的动力输出端相反的一端，参见图1所示)，或者第一电机5设置于发动机1与离合器2之间，或者第一电机5设置于离合器2远离发动机1的一端；

进一步地，当第一电机5设置于发动机1的前端时，连接方式为第一电机5的动力输出端通过皮带或齿轮或链条与发动机1的前端连接，进一步地，第一电机5通过皮带或齿轮或链条驱动发动机1曲轴，从而使第一电机5的电动力与发动机1的燃油动力耦合，并将耦合动力传递至离合器2，再通过离合器2将动力传递至变速器3、第一减速器4，最终传递至差速器并通过传动轴驱动车轮11运转。本实施例中变速器3为电控机械式自动变速器(amt变速器)，应当指出的是将变速机构(如本发明的变速器3)、减速器(如本发明的第一减速器4)、差速器集成为一体的amt变速器系统同样适用本发明方案，不脱离本发明保护范围。

作为进一步改进，第二驱动部包括第二电机8和第二减速器7，第二电机8的动力输出端与第二减速器7连接，将电动力传递至第二减速器7，最终传递至差速器并通过传动轴驱动车轮11运转；动力电池6为第二电机8运转提供电力。第二电机8可以选择48v电机。

其中，以驱动四轮车辆为例，优选第一驱动部驱动前轮，第二驱动部驱动后轮。应当指出的是，第一、第二驱动部可以设置为同时驱动前轮或同时驱动后轮。

作为进一步改进，控制部包括变速器控制单元(例如可以选用tcu控制器)、发动机管理单元(例如可以选用ems控制器)、电池管理单元(例如可以选用bms控制器)、第一电机控制单元10、第二电机控制单元9和整车控制单元(例如可以选用vcu控制器)，其中整车控制单元能够控制自动变速箱控制单元、发动机管理单元、电池管理单元、第一电机控制单元10和第二电机控制单元9。控制部中各单元之间的连接形成了控制器局域网络。

具体地，变速器控制单元与变速器3连接，能够控制变速器3的运行；发动机管理单元与发动机连接，能够控制发动机1运行；电池管理单元与动力电池6连接，能够控制动力电池6的运行；第一电机控制单元10与第一电机5连接，能够控制第一电机5运行；第二电机控制单元9与第二电机8连接，能够控制第二电机8运行。整车控制单元通过发送指令控制上述各单元。进一步地，其中第一电机控制单元10通过三相线与第一电机5连接，第二电机控制单元9通过三相线与第二电机8连接，第一电机控制单元10、第二电机控制单元9分别通过直流线与电池管理单元连接。

作为进一步改进，动力电池6为蓄电池、超级电容或者两者复合，对应地电池管理单元为蓄电池管理单元、超级电容管理单元或者复合管理单元。

作为进一步改进，第一电机5、第二电机8均具有提供电动力和发电两种模式：

当提供驱动力时电机为提供电动力模式；

当车辆在制动或滑行过程中，电机切换为发电模式，能够进行能量回收为动力电池6充电，并且优选地第一驱动部驱动前轮、第二驱动部驱动后轮，因此当车辆制动或滑行时，第一、第二电机能够同时通过四个车轮11对动能进行回收，提高能量回收效率；另外发电模式还包括当动力电池6馈电情况下，第一电机控制单元10发送指令使第一电机5启动发电模式为动力电池6补充电力。

上述混合动力驱动系统的工作过程为：

以混合动力驱动系统应用于运输工具中的四轮车辆为例，并且设置为第一驱动部驱动前轮、第二驱动部驱动后轮。此时动力传输方向为，路径一，发动机1的燃油动力可与第一电机5的电动力耦合，变速器3以发动机1的输出端作为输入端，发动机和/或第一电机5的动力通过离合器2输出至变速器3，传递至第一减速器4，最终通过差速器传递至前轮传动轴驱动前轮运转；路径二，第二电机8的电动力传递至第二减速器7，最终通过差速器传递至后轮传动轴驱动后轮运转，上述设置，使得车辆结构更加紧凑，且动力传输更加高效；

当换档时，离合器2处于分离状态，发动机1或第一电机5的动力均无法按照上述动力输出路径一传递至前轮，即第一驱动部的动力输出被切断；此时第二电机8单独运行提供电动力并按照上述动力输出路径二电动力传递至后轮驱动车辆运行；待变速器3完成变速后，离合器2接合，发动机1的动力即可按照上述动力输出路径一将动力传递至前轮，同时第二电机8可仍旧按照动力输出路径二将动力传递至后轮，由此第一驱动部和第二驱动部同时运行提供动力驱动车辆行驶。换档过程中由于第二电机8可持续为车辆行驶提供动力，因此车辆动力不会中断，确保行车的舒适性与安全性；

此外，当车辆处于低速区时，离合器2处于分离状态，第一驱动部不提供动力，第二电机8独立驱动车辆，因此可以节省燃油消耗。

当车辆制动或滑行时，可以同时对四个车轮11的能量进行回收，此时回收能量的流动路径为，路径三，前轮通过传动轴将动能传递至第一减速器4，再传递至amt变速器，然后通过离合器2传递至发动机1带动发动机曲轴，从而由皮带带动第一电机5转动，第一电机5为发电模式，即第一电机5做负功为动力电池6充电；路径四，后轮通过传动轴将动能传递至第二减速器7，后传递至第二电机8，带动第二电机8转动，第二电机8为发电模式，即第二电机8做负功为动力电池6充电。

本发明实施例涉及到的材料、试剂和设备，如无特别说明，均为符合混合动力驱动领域的市售产品。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。