[发明专利]一种用于并联式混合动力汽车的动力耦合器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及并联式混合动力汽车领域，特指一种用于并联式混合动力汽车的动力耦合器及其控制方法。

背景技术

国际石油价格的飙升和世界环境保护的压力使得电动汽车成为汽车工业新的发展方向。世界各国政府对此也高度重视，不仅颁布了严格的法规限制汽车的排放对环境的污染，同时也出台政策，用于鼓励和资助电动汽车发展，世界各大汽车企业都在不断深入研究用于电动汽车的核心技术。由于当前动力电池的能量密度偏低、质量大、成本高、续驶里程短和充电时间长等问题，纯电动汽车的市场化推广进程缓慢。而混合动力汽车因其具有的低能耗、低排放和价格优势已成为全球新能源汽车开发的热点。混合动力汽车的燃油经济性较传统车辆降低30％-40％，尾气排放指标降低了50％-60％，由于国内大城市交通拥挤，环境保护压力大，混合动力汽车十分适合我国国情，其在中国市场的前景也被看好。

相比于串联式混合动力系统，并联混合动力系统具有一定的优势：(1)并联混合动力系统在车辆起步时发动机怠速，电机独立驱动；充分利用了电机低速大转矩、响应快速的特点，在避开发动机低效率区的同时提高混合动力系统的效率；(2)并联混合动力只有一套电驱动系统，系统结构简单，成本降低。

同时并联混合动力系统也存在一些缺点：(1)并联式混合动力汽车主要使用发动机进行驱动，车辆匹配的动力电池容量较小，使得车辆在进行制动能量回收时，受到动力电池SOC、最大充放电电流和持续充电电流的限制，回收制动能量能力有限；(2)由于发动机的启动需要使其在较低转速下运行一段时间，若在行车过程中使用起动电机启动发动机，将会造成起动电机工作频繁，导致其过早达到疲劳寿命而失效，若通过驱动电机直接带动发动机实现行车启停功能，将会造成车辆的动力中断；(3)若并联混合动力系统的发动机不具有行车启停功能，则发动机在低速情况下需要保持怠速状态，这样增加的并联混合动力系统的能耗和对环境的污染。

发明内容

为了解决并联式混合动力汽车制动能量回收能力受到限制且实现行车启停功能困难的问题，本发明提供了一种用于并联式混合动力汽车的动力耦合器及其控制方法，该动力耦合器能够提高车辆制动能量回收能力，减少了发动机的能量消耗和污染排放。

本发明的用于并联式混合动力汽车的动力耦合器采用的技术方案是：

一种用于并联式混合动力汽车的动力耦合器，其特征在于，包括发动机输出轴齿轮、发动机传动齿轮组、发动机连接轴齿轮、发动机传动离合器、涡卷弹簧储能机构、驱动电机连接轴、驱动电机传动离合器、驱动电机连接轴齿轮、驱动电机传动齿轮组和驱动电机输出轴齿轮、发动机连接轴、整车控制器、动力耦合器控制器；

所述发动机传动齿轮组、驱动电机传动齿轮组均包括通过轴连接的大齿轮和小齿轮；

发动机输出轴齿轮与发动机的输出端连接，发动机传动齿轮组的大齿轮与发动机输出轴齿轮啮合，发动机传动齿轮组的小齿轮与发动机连接轴齿轮啮合，发动机连接轴齿轮通过发动机连接轴与发动机传动离合器同轴固定连接；

驱动电机输出轴齿轮与驱动电机的输出端连接，驱动电机传动齿轮组的大齿轮与驱动电机输出轴齿轮啮合，驱动电机传动齿轮组的小齿轮与驱动电机连接轴齿轮啮合，驱动电机连接轴齿轮与驱动电机传动离合器同轴固定连接；驱动电机连接轴齿轮通过驱动电机连接轴与车桥连接；

涡卷弹簧储能机构安装在发动机连接轴上，包括太阳轮、齿圈，以及均与太阳轮同轴安装的可变向棘轮机构、行星架、行星架制动器、储能机构输出盘、太阳轮制动器、涡卷弹簧、太阳轮离合器和行星架离合器，可变向棘轮机构固定安装在齿圈的右端，而涡卷弹簧安装在齿圈上，太阳轮通过行星架与齿圈连接，行星架、太阳轮和齿圈组成行星齿轮机构，太阳轮制动器安装在太阳轮的右侧，太阳轮离合器安装在太阳轮的左侧，行星架制动器和行星架离合器均安装在行星架的左侧，太阳轮离合器和行星架离合器也与储能机构输出盘相对安装；

发动机传动离合器和驱动电机传动离合器均与储能机构输出盘同轴相对安装；

所述动力耦合器控制器通过信号线与涡卷弹簧储能机构连接，所述动力耦合器控制器用于通过控制旋转电机、行星架制动器、太阳轮制动器、太阳轮离合器、行星架离合器、发动机传动离合器、驱动电机传动离合器的工作状态；

整车控制器、动力耦合器控制器、驱动电机及发动机通过CAN总线连接，所述整车控制器用于向动力耦合器控制器、驱动电机、发动机发出控制指令。