[发明专利]一种分布式双轴驱动混合动力系统及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车动力驱动系统领域，具体涉及一种分布式双轴驱动混合动力系统及其驱动方法。

背景技术

节能汽车及新能源汽车是未来的重点领域，当前国家确定了以纯电动汽车为新能源汽车和汽车工业转型的主要战略取向，但在纯电动汽车技术方面仍存在不足，充电基础设施不完善，价格仍普遍偏高的背景下，混合动力汽车作为新能源汽车的一种，以其对传统车改动小，改装成本低，改装后车辆动力经济性提升大等优点，已成为当前汽车转型过渡期的重点发展路线之一。

目前，市面上的混合动力汽车按动力布置形式的不同主要分为：串联结构形式、并联结构形式和混联结构形式。串联结构混合动力车由高效工作的发动机带动发电机提供电能，再由电机驱动车辆行驶，虽然发动机一直处于高效工作区间，但动力传递过程中存在多次能量转换，有很大的能量损失，系统综合效率低；并联结构混合动力车由发动机和电机单独或以动力耦合的形式共同驱动车辆，效率和经济性较好，但需要添加额外的动力耦合装置，增加了动力传动系统的复杂程度；混联结构混合动力汽车综合了串联和并联的优点，但其动力结构更为复杂，动力耦合装置要求更高，且很难达到发动机、电机的协调控制。此外，当前主流混合动力汽车多采用单轴驱动，而分布式双轴驱动混合动力系统具有更好的动力性和操纵性等优点，且具有更低的油耗和更好的经济性。

目前，分布式驱动理念主要应用于纯电动汽车上，具有很好的动力学可控制性、更高的驱动系统效率以及系统结构可靠性等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有汽车动力系统存在的上述不足，提供一种分布式驱动混合动力系统及其驱动方法，在最大程度保留原车结构布置的基础上，通过后轴或前轴加装驱动系统实现双轴驱动，有效地提高了动力系统效率和整车动力性、经济性；前后具有两套相对独立的动力总成，工作时也不需要额外的动力耦合装置，直接通过车身耦合；其中电机动力总成采用集成式设计，大大缩小了整体机构的轴向尺寸。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种分布式驱动双轴混合动力系统，包括发动机、离合器、第一差速器、逆变器、电机、电池、第一主减速器、整车控制器、第二主减速器、第二差速器、变速器，发动机输出端经离合器依次与变速器、第一主减速器和第一差速器连接，并与车辆半轴集成构成发动机动力总成；电机输出端经第二主减速器与第二差速器连接，并与车辆半轴集成构成电机动力总成(发动机输出端输出驱动扭矩经离合器、变速器、第一主减速器、第一差速器驱动车辆的一根轴，电机输出端输出驱动扭矩经第二主减速器、第二差速器驱动车辆的另一根轴)；逆变器与电池、电机相连，整车控制器与发动机、电池和逆变器相连。

按上述方案，所述发动机动力总成、电机动力总成可交换位置的连接在车辆前后轴，即发动机、离合器、变速器、第一主减速器和第一差速器连接车辆前轴时，电机、第二主减速器和第二差速器连接车辆后轴；发动机、离合器、变速器、第一主减速器和第一差速器连接车辆后轴时，电机、第二主减速器和第二差速器连接车辆前轴(发动机驱动车辆前桥或后桥，电机驱动车辆后桥或前桥)。

按上述方案，所述电机动力总成外部壳体直接相连构成一个整体的集成式驱动桥(结构紧凑，轴向尺寸小)。

按上述方案，所述发动机动力总成、电机动力总成相对独立，没有直接的机械连接，且同时工作时不设置额外的动力耦合装置，直接通过车身耦合。

本发明还提供了一种上述分布式双轴驱动混合动力系统的驱动方法，分布式双轴混合动力系统根据不同的行驶工况，包括四种驱动模式：纯电动驱动模式、发动机单独驱动模式、混合动力驱动模式和制动回收模式；

纯电动驱动模式：电机通过第二主减速器驱动车辆，发动机不工作；

发动机单独驱动模式：发动机通过离合器、变速器、第一主减速器后单独驱动车辆，电机不工作；

混合动力驱动模式：发动机和电机同时工作，发动机仍运行在高速(中高负荷)工况下，电机补充剩余的驱动转矩；

制动回收模式：当踩下制动踏板时，制动压力传感器将制动信号传递给整车控制器，此时驱动模式切换到制动回收模式，电机回收制动时产生的能量，将机械能转化为电能存储在电池里(电机在制动回收时输出电流经逆变器为电池充电)。

按上述方案，无论车辆处于纯电动驱动模式还是发动机单独驱动模式，当整车控制器检测到电机或发动机负载系数超过设定的最大负载系数时，整车驱动模式强制切换为混合动力驱动模式。