[发明专利]汽车混合动力耦合系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车混合动力耦合系统及其控制方法。

背景技术

进入21世纪以来，中国汽车产销量持续增长，成为世界汽车大国。在此背景下，汽车产业内部增长动力、消费结构、生产模式与竞争格局等均在发生深刻变化，而能源、环境、交通等产业外部因素制约也日益严峻。节能与新能源汽车作为汽车工业未来发展的重要方向，对中国能源、环境、科技、经济等方面将产生深远影响。发展节能与新能源汽车(如油电混合动力汽车)，遵循了中国倡导发展循环经济与节约经济的战略方针，对于践行供给侧改革思路、促进汽车产业转型升级、提升产业国际竞争力，以及建设环境友好型社会具有重大战略意义。

最常见的油电混合动力汽车是有发动机和电动机，发动机消耗燃油，牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来，用于混合动力汽车的动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。

由于混合动力系统涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，结构往往比较复杂，占用空间较大，影响车辆其他部件的布置。由于受尺寸限制，电机的功率一般不大，纯电动下动力性能较差。而且，目前混合动力变速箱集成电机的方案中，发动机与发电机之间普遍采用一档齿轮结构连接，无法实现多个速比可调的效果，要获得动力性和经济性都满意往往比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、节省空间、速比可调且能够实现动力模式切换的汽车混合动力耦合系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种汽车混合动力耦合系统，其包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，所述发动机通过第一行星齿轮与所述发电机连接，所述第一行星齿轮上还连接有第一制动器，所述驱动电机通过传动装置与所述差速器连接，所述传动装置与所述第一行星齿轮通过第一齿轮副连接；

所述第一行星齿轮包括三个旋转元件，所述三个旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

所述第一制动器与所述第一齿轮副分别连接于所述第一行星齿轮的三个所述旋转元件中的同一个旋转元件上，所述第一行星齿轮其余的两个旋转元件分别与所述发动机、所述发电机一一对应连接。

作为优选方案，所述发动机与所述第一齿圈连接，所述发电机与所述第一太阳轮连接，所述第一制动器与所述第一行星架连接，所述第一行星架通过第一齿轮副与所述传动装置连接。

作为优选方案，所述系统还包括第二制动器，所述第二制动器与所述第一齿圈连接。

作为优选方案，所述传动装置包括第二行星齿轮和第二齿轮副，所述第二行星齿轮包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

所述驱动电机与所述第二太阳轮连接，所述第一齿轮副与所述第二齿圈连接，所述第二行星架通过第二齿轮副与所述差速器连接。

作为优选方案，所述系统还包括扭转减震器，所述扭转减震器的一端与所述发动机连接，所述扭转减震器的另一端与所述第一行星齿轮连接。

为了实现相同的上述目的，本发明还提供一种基于所述的汽车混合动力耦合系统的控制方法，包括以下步骤：判断电池的剩余电量值以及车速，并根据判断的结果，切换所述系统的工作模式：

当电池的剩余电量值高于第一阈值时，控制所述第一制动器与所述第一行星齿轮接合，且所述发动机不工作，所述驱动电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器，所述系统进入单电机纯电动模式；

当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时，控制所述第一制动器与所述第一行星齿轮接合，且所述发动机工作，所述发动机带动所述发电机发电，所述驱动电机的动力经所述传动装置传递给所述差速器，所述系统进入增程模式；

当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速高于第二阈值时，控制所述第一制动器与所述第一行星齿轮断开，且所述发动机工作，发动机的一部分动力与所述驱动电机的动力相耦合并传递给所述差速器，所述发动机的另一部分动力带动所述发电机发电，所述系统进入混合驱动模式。

作为优选方案，所述系统还包括第二制动器，所述第二制动器与所述发动机连接于所述第一行星齿轮的同一所述旋转元件上，所述控制方法包括：

当电池的剩余电量值高于第一阈值时，控制所述第一制动器与所述第一行星齿轮断开，控制第二制动器与所述第一行星齿轮接合，且所述发电机工作，所述发电机与所述驱动电机的动力相耦合并经所述传动装置将动力传递给所述差速器，所述系统进入双电机纯电动模式。

作为优选方案，所述控制方法还包括：