[发明专利]一种混合动力系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力系统及其控制方法。

背景技术

目前，全球石油原油储量下降，不可再生能源逐渐枯竭，油价持续攀升，给人们的经济生活带来极大的压力。人们在享受便捷的生活方式的同时，不得不开始寻找燃油的替代能源，缓解能源压力。另一方面，以内燃机为动力的汽车由于行驶经济性差、排放高，已成为构成能源压力、城市环境问题的一个重要方面。我国城市公交车保守计算超过40万辆，城市交通拥堵的现实情况使城市公交车经常处于时走时停，行车缓慢的状态，而发动机固有特性决定其在城市公交工况下始终处于低效率高排放，出现能源消耗大、排放水平高的、黑烟、高温的现象，严重影响城市环境状况。

纯电动公交车是目前解决上述一系列问题的最有效途径，但是由于纯电动公交车造价高，电池续航能力差，其推广使用还存在一系列的问题。混合动力公交车是传统汽车向纯电动公交车过渡的新能源车辆，其沿用传统公交车的燃油发动机，经过系统改造，使其长时间工作在燃油高效区，提高能源使用效率，由于系统成本低于纯电动公交车，也使其更容易推广应用，目前已经在多个城市成功运行。

现有技术中混合动力系统一般使用离合器将发动机部与电动机部相连接，以实现发动机与电动机的匹配。如图1所示，现有混合动力系统通常包括发动机10、离合器20、电机40和储能装置50，所述电机40与储能装置50相连，所述发动机10通过离合器20与所述变速箱30的输入轴相连，所述变速箱30的输入轴与所述电机40的输出轴相连，从而所述发动机10和电机40的动力均经由所述变速箱的输出轴而被输出。上述混合动力系统由于离合器的使用，使系统体积增大，可靠性下降，并给控制系统的设计带来一定的难度。

发明内容

本发明提供一种适用于公交车等大型混合动力车辆上的驱动系统，并详细介绍了系统的控制方法。

本发明提供的解决上述问题的技术方案为：一种混合动力系统，其特征在于，包括发电机、发动机、变速箱、电动机、储能装置，所述发电机与所述发动机相连接，所述发动机、变速箱、电动机依次同轴相连接，所述储能装置与所述电动机相连接，所述电动机输出轴与车辆驱动桥相连接。上述变速箱可以为两档变速箱；另外，本混合动力系统还包括一个电控制装置，与所述变速箱相连接，这里所说的电控制装置是指不同于手动控制的装置，如变速装置控制器或者整车控制器。

另外，本发明还设计了针对本混合动力系统的控制方法，包括：根据当前车速和储能装置电量判断使用纯电动模式或者纯发动机模式；纯电动模式下，所述变速箱挂空档，由电动机单独驱动车辆行驶；纯发动机模式下，所述变速箱挂非空档，由发动机驱动车辆行驶。

本发明的有益效果在于：该动力系统中不使用离合装置，而用发电机带动发动机进行速度同步，简化系统结构的时间方便了控制系统的设计和制造。

附图

图1是现有技术中混合动力系统的结构示意图；

图2是本发明混合动力系统结构示意图；

本发明混合动力系统中，1是发动机，2是变速箱，3是电动机， 4是发电机，5是储能装置。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明提供的混合动力系统的结构示意图进行详细的说明。

本发明混合动力系统包括发动机1、变速箱2、电动机3、发电机4、储能装置5，其中发电机4与发动机1相连接，储能装置5分别与发电机4和电动机3相连接，发动机1、变速箱2、电动机3依次同轴相连，并与车轮相连接。这种混合动力系统省略了传统的混合动力系统中用于控制发动机和电动机动力耦合的离合装置，减少了系统中的不稳定因素，可以增强系统的安全性和可靠性。

本发明中所述的变速箱具有一档位杆，与一个气缸相连接，换档过程由气缸推动档杆完成，该气缸与车内的储气装置相连接，并由所述变速箱控制器控制，

以两档变速箱为例，本发明混合动力系统可以有以下工作模式：

纯电动模式：当车辆处于启动或低速工况下，使用电动机单独驱动，发动机不参与工作，车辆处于纯电动模式。该模式可以使变速装置处于空档位来实现。

发动机模式一：主要由发动机驱动车辆，当车辆处于较低速度行驶，变速器置于低速档。

发动机模式二：主要由发动机驱动车辆，当车辆处于较高速度行驶，变速器置于高速档。