[发明专利]一种车用三电机混合动力变速驱动系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种车用三电机混合动力变速驱动系统，其发动机曲轴连接并驱动发电机；发电机通过花键连接变速箱输入轴；变速箱输入轴连接并驱动行星轮系I和行星轮系II；行星轮系I分别连接并驱动换挡电机I和奇数档主动齿轮；行星轮系II分别连接并驱动换挡电机II和偶数档主动齿轮；奇数档主动齿轮连接并驱动档位分配轴I；偶数档主动齿轮连接并驱动档位分配轴II；档位分配轴I和档位分配轴II能分别驱动最终输出轴；发电机、换挡电机I和换挡电机II分别电性连接至动力电池。本发明具有系统结构简单，不需要机械双离合变速器的摩擦片式离合器，降低了系统的故障率、控制难度及保养要求。

【技术领域】

本发明涉及一种汽车驱动系统，具体涉及一种车用三电机混合动力变速驱动系统及其控制方法，属于汽车驱动系统技术领域。

【背景技术】

现有混合动力乘用车驱动系统主要由以下几种类型及特点：

1、串联式混合动力驱动系统

主要组成：发动机+发电机(/起动机)+电动机(/发电机)+功率电子设备+动力电池及管理器；

传动系统原理：发动机驱动发电机给动力电池充电，动力电池通过功率电子设备驱动电动机，再经过驱动桥驱动车辆行驶；

主要特点：发动机与车轮之间无机械联系，只负责驱动发电机发电，由电动机驱动车辆及车辆制动时的能量回收；由于发动机只负责发电，其工况与车速无关，可以通过使发动机在经济工况下进行发电及车辆减速时的能量回馈来提高车辆的燃油经济性。

2、并联式混合动力驱动系统

主要组成：发动机+电动机+机械式变速器+功率电子设备+动力电池及管理器；

传动系统原理：发动机、电机安装于一根轴上共同驱动机械变速器，经过驱动桥驱动车辆行驶；

主要特点：电机可以根据车辆实时功率需要在发电机与电动机之间转换，发动机可以工作于较好的经济工况，提高车辆的燃油经济性。

3、混联式混合动力驱动系统

混联式混合动力系统的结构较多，代表性的结构主要有：行星齿轮功率分流器的ECVT混动机构(丰田)、机械双离合变速器+单电机+减速器(比亚迪秦、荣威)、三套行星齿轮机构+双电机+四个离合器(/制动器)(GM、BMW、戴姆勒)等。

丰田混动系统组成：发动机+发电机(/起动机)+电动机(/发电机)+功率分流机构(行星齿轮机构)+功率电子设备+动力电池及管理器；传动系统原理：通过机械功率分流机构(行星齿轮机构)，电动机可以独立驱动车辆，也可以与发动机共同驱动车辆；由于电动机具有低速大扭矩特点，可以直接驱动驱动桥，系统可以无需机械变速器。

比亚迪混动系统组成：发动机+双离合变速器+电动机(/发电机)+减速机构+动力电池及管理器；传动系统原理：通过双离合变速器可以结合或切断发动机动力，发动机可以单独或联合电机驱动车辆，也可以驱动电机发电，电机也可以通过减速机构单独或联合发动机驱动车辆。

主要特点：

(1)丰田系统：由于没有机械变速器，发动机不能单独驱动车辆，只能通过行星齿轮机构将动力部分分配给发电机和驱动桥，车辆的驱动力(特别是车辆起步及低速工况)主要由电动机提供，所以车辆的动力性主要由电动机的性能决定；发电机根据动力电池及车况实时改变发电负荷以满足动力电池充电及电动机的功率输出需求。

(2)比亚迪系统：由于具有双离合变速器及电机驱动所需的减速机构，发动机及电动机均可单独驱动车辆，也可根据车辆工况联合驱动车辆，或电动机作为发电机给电池充电。

现有主要混联式系统发动机直接驱动的实现方法及特点如下：

从上述车辆混联动力传动系统组成可见，发动机直接驱动车辆的实现方式主要有两种方案：