[发明专利]一种采用双离合器的混合动力系统及其实现方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种混合动力汽车的动力系统。

背景技术

混合动力汽车是指使用两种以上能量来源的车辆。最常见的油电混合动力汽车（Hybrid electric vehicle，简称HEV）具有发动机和电动机，发动机消耗燃油，电动机消耗动力电池的电能。

HEV主要有串联式（Series Hybrid）、并联式（Parallel Hybrid）和混联式（Combined Hybrid或Series-Parallel Hybrid或Parallel-Series Hybrid）三种混合动力系统。

串联式混合动力系统仅以电动机作为驱动装置，发动机仅驱动发电机为动力电池充电及为电动机供电。由于发动机不直接参与车辆驱动，同时受到电动机功率大小的限制，整车动力性能普遍较差。

并联式混合动力系统采用发动机和/或电动机共同驱动车辆。与串联式混合动力系统相比，整车动力性能有所提高，但发动机不能始终工作在最佳工作区域，燃油经济性较差。

混联式混合动力系统采用发动机和/或电动机共同驱动车辆，另增一台集成式起动/发电机（integrated starter/generator，简称ISG）。该ISG既作为发动机的起动电机，又作为发动机运转后的发电机。混联式混合动力系统兼具串联式和并联式的功能及特性，但结构较为复杂，体积较大，且成本较高。

在单电机并联式混合动力系统中，普遍取消传统发动机起动电机，改用电动机起动发动机。但由于低温下锂电池材料的化学特性，在低温下的动力输出较差，使发动机低温冷起动的平顺性较差。由纯电驱动模式向发动机和电动机共同驱动模式切换过程中，电动机不仅需要驱动车辆行驶，还需要提供足够大的扭矩快速起动发动机。由于行驶工况复杂多变，电动机往往峰值扭矩输出不足，直接影响该切换过程中发动机起动的平顺性。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种并联式混合动力系统，采用双离合器实现并联式混合动力系统的各种功能。为此，本申请还要提供所述并联式混合动力系统的实现方法。

为解决上述技术问题，本申请采用双离合器的混合动力系统包括：

——双离合器，其中具有第一离合器和第二离合器；第一离合器控制双离合器第一输入轴与电机输出轴接合或分离；第二离合器控制双离合器第二输入轴与电机输出轴接合或分离；双离合器第一输入轴连接电机高速挡齿轮组，电机高速挡齿轮组连接动力输出轴；双离合器第二输入轴连接电机低速挡齿轮组，电机低速挡齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与四挡齿轮组接合；

——驱动电机，其输出轴连接着双离合器；

——电机控制器，对驱动电机进行控制；电机控制器还连接着动力电池；

——发动机，其输出轴连接第三离合器的一端，第三离合器的另一端受到同步器一和同步器二的控制而与一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一接合或均不接合；一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组均连接着动力输出轴；四挡齿轮组受到同步器三的控制而与动力输出轴接合、或与电机低速挡齿轮组接合。

本申请采用双离合器的混合动力系统的实现方法是：

低速纯电驱动模式下，电机控制器使驱动电机运转，驱动电机再通过第二离合器、电机低速挡齿轮组驱动车辆行驶；

高速纯电驱动模式下，电机控制器使驱动电机运转，驱动电机再通过第一离合器、电机高速挡齿轮组驱动车辆行驶；

低速制动能量回收模式下，驱动电机通过电机低速挡齿轮组、第二离合器回收车辆制动时的能量并转换为电能，再通过电机控制器为动力电池充电；

高速制动能量回收模式下，驱动电机通过电机高速挡齿轮组、第一离合器回收车辆制动时的能量并转换为电能，再通过电机控制器为动力电池充电；

发动机驻车起动模式下，电机控制器使驱动电机运转，驱动电机的动力再通过第二离合器、电机低速挡齿轮组、四挡齿轮组、第三离合器带动发动机起动；

发动机行车起动模式下，电机控制器使驱动电机运转；驱动电机的动力一方面通过第一离合器、电机高速挡齿轮组传递给动力输出轴以驱动车辆行驶；驱动电机的动力另一方面通过第二离合器、电机低速挡齿轮组、四挡齿轮组、第三离合器带动发动机起动；

发动机单独驱动模式下，发动机的动力通过第三离合器和一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组之一传递给动力输出轴，驱动车辆以相应挡位行驶；