[发明专利]混合动力系统、车辆及其控制方法

说明书

本发明涉及一种混合动力系统、车辆及其控制方法。混合动力系统包括发动机、双机械端口电机、电池组、第一变速器和第二变速器。双机械端口电机包括内转子、外转子和定子；发动机的输出轴通过内转子转轴与第一变速器的输入轴相连接；外转子的输出轴与第二变速器的输入轴相连接；定子与电池组电连接；第一变速器和第二变速器的输出轴均用于与车轮相连接。由于发动机和双机械端口电机的外转子是完全独立的两个动力源，彼此互不约束，所以本发明实现了发动机在一般工况所需功率和储备功率的解耦控制，减小了发动机和之后的传动机构的体积和重量，本发明通过对储备功率的解耦，实现了传动系统在体积、重量和储备功率工况覆盖率三个维度上的优化。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力系统、车辆及其控制方法。

背景技术

为了满足重载轮式车辆高机动性和较广的工况适应性的要求，目前，主要方法是提高发动机的储备功率。但增加的储备功率实际使用效率不高、并且造成动力传动系统的体积变大、重量增加、还带来散热等一系列问题。另外，为了提高重载车辆动力传动系统的功率密度和比功率，目前常用的方法是尽量提高发动机的转速，这样可以降低传动系统的扭矩需求，以减小传动系统的体积，但是，当车辆处于大角度坡道起步工况时，在车辆初速度不高又需要动力系统提供大的扭矩的情况下，就容易对动力系统造成损害。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种混合动力系统、车辆及其控制方法，用以解决现有车辆为了增加储备功率而导致的传动系统体积变大的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一个方面，本发明提出了一种混合动力系统，该系统包括：发动机、双机械端口电机、电池组、第一变速器和第二变速器；其中，所述双机械端口电机包括内转子、外转子和定子；所述发动机的输出轴与所述内转子转轴的第一端相连接，所述内转子转轴的第二端与所述第一变速器的输入轴相连接；所述外转子的输出轴与所述第二变速器的输入轴相连接；所述定子与所述电池组电连接；所述第一变速器和所述第二变速器的输出轴均用于与车轮相连接。

进一步地，上述混合动力系统还包括：常闭离合器；其中，所述内转子转轴的第二端通过常闭离合器与所述第一变速器的输入轴相连接。

进一步地，上述混合动力系统中，所述第一变速器包括：第一输入轴、第一输出轴、一挡机构、三挡机构、五档机构和倒挡机构；其中，所述一挡机构、所述三挡机构、所述五档机构和所述倒挡机构的主动齿轮均与所述第一输入轴相连接；所述一挡机构、所述三挡机构、所述五档机构和所述倒挡机构的从动齿轮均与所述第二输入轴相设置，且通过相应接合套可选择地与所述第一输出轴相连接。

进一步地，上述混合动力系统中，所述第二变速器包括：第二输入轴、第二输出轴、二挡机构和四挡机构；其中，所述二挡机构和所述四挡机构的主动齿轮均与所述第二输入轴相连接；所述二挡机构和所述四挡机构的从动齿轮均与所述第二输出轴同轴设置，且通过相应接合套可选择地与所述第二输出轴相连接。

另一方面，本发明还提出了一种混合动力系统的控制方法，该方法包括如下步骤；判断安装有所述混合动力系统的车辆所处的工况；在所述车辆处于加速或爬坡工况时，控制所述发动机驱动所述内转子运转，所述电池组驱动所述外转子同时运转。

进一步地，上述混合动力系统的控制方法中，在所述车辆的第一变速器处于换挡工况时，控制所述电池组驱动外转子运转；在所述车辆的第二变速器处于换挡工况时，控制所述发动机驱动内转子运转。