[发明专利]混合动力驱动系统及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系统及其驱动方法。 

背景技术

混合动力车辆同时采用两种不同的动力源，根据动力系统的连接方式不同，主要可以分为三种结构形式，即串联、并联和混联。 

串联结构的特征是以电力形式进行复合，发动机直接驱动发电机对储能装置和电动机供电，电动机用来驱动车轮。并联结构的特征是以机械形式进行复合，发动机与驱动轴相连，电机可同时用作电动机和发电机以平衡发动机所受的载荷。串联结构和并联结构的驱动模式相对单一，不能充分发挥混合动力驱动系统的优势。 

目前，在现有技术中经常使用的混合动力驱动系统通常是混联模式。 

现有的一种混联模式是通过行星齿轮机构来实现各动力单元之间的动力分配。在这种结构中，发动机与行星架相连，发动机的一部分机械能通过第一电机转化为电能对第二电机供电或对储能装置进行充电，另一部分机械能直接作用于齿圈上。同时第二电机与齿圈相连，提供部分功率和转矩。 

现有的另一种混联模式是通过离合器来实现各动力单元之间的动力分配，例如美国专利No.6209672B1。在这种结构中，发动机与第一电机相连，第一电机和第二电机之间通过离合器相连，整车动力通过第二电机的输出轴连接到车轮。通过控制离合器的接合或者分离，可以实现多种行车模式。 

上述两种混联模式通常都具有两个电机，有时候还需要变速器，对于第一种模式还需要行星齿轮机构，因此结构复杂，占用空间大，不利于整车布置和减轻整车重量。 

现有技术中还有一种混联模式是利用离合器和变速器来实现各动力单元之间的动力分配。 

例如，美国专利申请公开号2006/0254837A1公开了一种混合动力驱动系统，其中发动机通过离合器连接到变速器的第一输入轴，电机连接到变速器的第二输入轴，发动机和/或电机的动力通过变速器的输出轴传递给车轮。第一输入轴和第二输入轴可以是穿过变速器的一根共用主轴的两个端部，或者是彼此接合在一起的两根独立的轴。离合器接合时，发动机可以单独驱动车辆行驶(此时还可以控制电机进行发电)，或者发动机和电机并联驱动车辆行驶。当离合器分离时，由电机单独驱动车辆行驶。在这种技术方案中，各个动力单元之间的动力分配主要是利用了离合器，变速器主要起到传统的变速作用。因此，这种驱动系统的驱动模式相对比较简单。另外，使用的变速器体积庞大，不利于减轻整车重量。 

另外，美国专利5,337,848和6,019,698也公开了类似的结构，即在发动机和变速器之间设置离合器，通过离合器的接合和断开实现车辆的不同驱动模式。另外，发动机和电机的动力可以通过变速器耦合后传递给车轮。这种结构同样存在上述问题，即驱动模式相对简单，并且由于变速器体积庞大而不利于减轻整车重量。 

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力驱动系统及其驱动方法，所述驱动系统结构简单，占用空间小，并且具有多种驱动模式。所述驱动方法控制简单，在不同驱动模式之间切换方便。 

根据本发明的一个方面，提供一种混合动力驱动系统，该驱动系统包括发动机，离合器，相互平行布置的第一轴和第二轴，电机，储能装置以及输出齿轮，其中：所述发动机和所述第一轴通过所述离合器连接；所述电机与所述第二轴直接或间接连接，并与所述储能装置电连接；所述第一轴上具有第一齿轮、第二齿轮和第一同步器，所述第一齿轮和第二齿轮通过轴承套装在所述第一轴上，所述第一同步器选择性地接合所述第一齿轮或者第二齿轮；所述第二轴上具有第三齿轮、第四齿轮和第二同步器，所述第三齿轮通过轴承套装在所述第二轴上，所述第四齿轮固定在所述第二轴上，所述第二同步器选择性地接合所述第三齿轮；所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第二齿轮与所述第四齿轮啮合，并且所述第三齿轮与所述输出齿轮啮合，以便通过输出齿轮输出动力。