[发明专利]基于多动力源的功率分流动力系统

说明书

本发明设计了基于多动力源的功率分流动力系统，通过采用发动机加电机/发电机驱动后轴与双电机加行星齿轮驱动前轴的多轴驱动形式在提高动力系统效率的同时，改善车辆应对复杂路况的响应能力。相较于现有其他动力系统，本方案通过四轮分布式驱动结构，降低了车辆对于各驱动电机的功率和扭矩需求，进而缩小了电机的效率波动区间，同时有利于提高发动机的工作效率。通过设置电机的外特性曲线和与之配对的行星齿轮减速比范围及能量管理策略，可以进一步提升多动力源‑多档位‑多轴协同驱动系统的工作效率。

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及到一种基于多动力源的混合动力汽车动力系统。

背景技术

随着世界各国越来越重视环境保护和提倡节能，提高汽车能量利用效率和减少汽车排放便成为至今仍炙手可热的话题，这也是当今汽车工业的未来战略布局和主要研究方向。混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)是指驱动系统由两个或多个能够同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由不同驱动系统单独或共同提供，目前普遍的混合动力汽车是由传统内燃机和电机作为动力源单独或共同工作为汽车提供所需要的能量。与传统汽车相比，混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)因为电机辅助发动机进行工作，从而可以使发动机工作在高效率区域范围内，可以更加明显的节约能量和提高燃油效率；与纯电动汽车(EV)相比，混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)因为其具有发动机和电机多个动力源从而可以保证其出行里程。综上所述，集燃油汽车和电动汽车于一体的混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)被认为是当下时期绿色出行不错的选择。

针对混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)来说，提高经济性的主要方向是改进汽车动力系统结构或制定更好的能量管理策略来减少燃油的消耗。其中，动力系统结构是制定能量管理策略的基础，在动力系统结构设计方面，主要通过改变发动机和电机的布置形式或者通过利用行星齿轮来改变其动力系统结构。目前国内外混合动力系统结构形式主要为串联式、并联式和功率分流式，串联式动力系统仅由电机提供动力，发动机仅在电池电量较低时带动发电机给电池充电或者为电机提供电能，虽然发动机可以工作在高效率区域内，但是发动机不能作为直接动力源来驱动车辆，二次能量转换使得其在高速行驶工况下的效率甚至低于传统燃油汽车。并联式动力系统结构包含离合器、发动机和电机等装置，发动机和电机可以一起提供动力，根据电机相对发动机和变速箱位置的不同可以将其分为P0、P1、P2、P3、P4五种构型，虽然发动机和电机可以独自或者一起为车辆提供动力，但在电机工作的时候不能进行发电，从而限制了纯电动行驶里程和工作时间，由于大多数只有单个电机进行能量回收，在制动能量回收阶段不能够对能量进行很好地回收利用。功率分流式动力系统结构中较为常见的是利用行星齿轮将发动机、电机和驱动轴连接，虽然兼具了串联动力系统结构和并联动力系统结构的优点，但是由于行星齿轮结构特性，使得发动机、发电机和电机存在转速关系和转矩关系的限制，不能充分发挥出串联和并联结构的特点。

重庆青山工业有限责任公司的毛江等人申请的中国发明专利CN201710070469.6公开了一种混合动力汽车动力系统，该动力系统中发动机通过离合器与行星排太阳轮连接，电机与行星排外齿圈连接来提高换挡平顺性和工作效率，通过两个离合器、单个锁止离合器可以实现单发动机模式、纯电动模式、混动模式、充电模式以及能量回收模式等驱动模式，但是该系统并未考虑增加发电机以改善发动机工作，因而发动机的工作效率提升有限。綦江齿轮传动有限公司邹婵申请的中国专利CN201521051061.7公开了一种混联式混合动力汽车的行星机构变速器，使结构变得紧凑，提高了混联式混合动力系统的可靠性，但是该动力系统由于采用双行星齿轮机构，使得结构较为复杂，成本较高，且控制起来较为困难。