[发明专利]一种动力耦合电控动力换挡混合动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种动力耦合电控动力换挡混合动力系统。

背景技术

节能与新能源汽车成为汽车工业的发展方向，插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车已经成为各大汽车厂商大力发展的关键核心技术。由于动力电池及燃料电池的性能和成本制约，使插电式混合动力技术成为一种成本低，性能优异的解决方案，正为各大厂商所推崇。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来，它继承了混合动力汽车的大部分特点，但把混合动力汽车的功率型电池替换为了比能量更大的功率能量兼顾型电池，其一般情况下电机负责在动力电池能量和功率比较高时实现纯电动动力输出和制动能量回收，在动力电池能量和功率下降到一个预置值时实现发动机启动，通过电机进行发电或直接参与动力驱动等功能。

插电式混合动力系统的技术解决方案中发动机与电机的耦合技术主要有：丰田汽车的普锐斯插电式混合动力车辆采用的行星齿轮动力耦合技术，采用发动机和两个电机通过一个行星齿轮连接，运用力矩叠加原理实现动力协调和变速以满足整个行驶需求。但是该方法动力传递及控制方法复杂，存在不必要的将机械能转换为电能再转换为机械能进行驱动输出而造成动力传递损失的现象，导致混合动力模式时效率降低；比亚迪汽车的F3DM采用的自动离合器动力耦合无换挡方案，发动机与集成启动发电机直接连接后通过离合器再直接与另一主驱动电机连接，然后通过主减速器直接与差速器输入轴连接。该方法结构简单，在理想情况下，动力传递直接，传递效率较高。但是在由于只有一个挡位，很难兼顾过坡、加速性能和最高电车速等方面的设计需求，以及很难在城市工况电机经常在较高效率区间工作。同时当电池能量较低需要转入发动机／电机混合行驶的情况下，由于发动机最低稳定转速和扭矩特性的限制，在很多行驶条件下如加速、爬坡和中低速城市工况，发动机只能像前述串联方式参与工作，大大降低了能量利用效率。

发明内容

本发明的目的在于通过对混合动力驱动系统的结构及连接方式的改进来提供一种动力耦合电控动力换挡混合动力系统。

为了达到以上目的，本发明公开了一种动力耦合电控动力换挡混合动力系统，包括：发动机、集成启动发电机、主驱动电机、传动耦合换挡驱动单元和车轮，所述发动机与集成启动发电机连接，发动机向所述集成启动发电机输出动力，所述集成启动发电机利用发动机输出的动力进行发电，集成启动发电机启动发动机并与发动机共同输出动力，发动机和集成启动发电机与主驱动电机通过传动耦合换挡驱动单元将耦合后的驱动力传递至车轮。

进一步，作为一种优选，所述传动耦合换挡驱动单元包括第一动力输入轴、第一轴一级减速装置、第一轴二级减速装置、换挡器和第二动力输入轴、第二轴单级减速装置、第三轴及差速器；所述第一动力输入轴连接集成启动发电机以及发动机，所述第二动力输入轴连接主驱动电机；所述换挡器套接在所述第一动力输入轴上，并与第一动力输入轴滑行连接；所述第一动力输入轴通过所述换挡器连接所述第一轴一级减速装置或第一轴二级减速装置，再连接至所述第三轴；所述第二动力输入轴通过所述第二轴单级减速装置连接第三轴。

进一步，作为一种优选，所述换挡器为同步器或啮合套换挡或齿圈轴套换挡。

进一步，作为一种优选，所述第一动力输入轴与所述第二动力输入轴同轴设置，第一动力输入轴末端经轴承支承在第二动力输入轴的末端孔内。

进一步，作为一种优选，所述第一轴一级减速装置包括一个第一级主动齿轮、一个第一级从动齿轮，其中，所述第一级主动齿轮在垂直于第一动力输入轴方向上与所述与第三轴连接的第一级从动齿轮啮合，再与所述差速器连接。

进一步，作为一种优选，所述第一级主动齿轮采用空套齿轮的方式设置在所述第一动力输入轴的外圈，通过滚针轴承支撑在第一轴上。

进一步，作为一种优选，所述第一轴二级减速装置包括一个第二级主动齿轮、一个第二级从动齿轮，其中，所述第二级主动齿轮在垂直于第一动力输入轴方向上与所述与第三轴连接的第二级从动齿轮啮合，再与所述差速器连接。

进一步，作为一种优选，所述第一轴二级主动齿轮采用空套齿轮的方式设置在所述第一动力输入轴的外圈，通过滚针轴承支撑在第一轴上。

进一步，作为一种优选，所述第二轴单级减速装置包括一个单级主动齿轮、一个单级从动齿轮，其中，所述单级主动齿轮在垂直于第二动力输入轴方向上与所述与第三轴连接的单级从动齿轮啮合，再与所述差速器连接。