一種新型車用雙電機多離合器混合動力系統的製作方法

2023-10-11 07:21:44 5

專利名稱：一種新型車用雙電機多離合器混合動力系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及混合動力汽車，尤其是插電式混合動力汽車，具體涉及車用串/並聯 雙電機多離合器動力換檔的混合動力電驅動單元及相應的多級混合動力驅動系統，以及與 所述電驅動單元和驅動系統優選對應的驅動方法。
背景技術：
在節能和環保成為汽車行業發展主流的今天，混合動力汽車已經成為各國汽車廠 商大力發展的關鍵核心技術。其中，插電式混合動力解決方案，作為除純電動以外的最省油 的混合動力解決方案，正為各大廠商所推崇。插電式混合動力主要由一個相對小排量的發 動機和一個或兩個電機所組成，其中一般情況下電機負責在中低速下實現純電動動力輸出 和制動能量回收，並在需要時實現發動機啟動以及發動機在必要時通過電機進行發電或參 與動力驅動等功能。在現有技術中，上述插電式混合動力驅動系統中的發動機和電機之間主要有以下 幾種聯結方法一、串聯方案，如通用汽車公司推出的雪佛蘭Volt混合動力概念車屬於插電式混 合動力車，即Plug-in Hybrid Electric Vehicle，可以使用家用電源插座(例如llOV/^ZOV 電源)對混合動力驅動系統中電池充電，插電式混合動力汽車比全混合電力汽車有較長純 電動行駛裡程，當電池處於較低電量時，發動機將啟動發電為車輛提供動力。但是該款汽車 的發動機不直接參與工作，長距離行駛時發動機驅動發電機發電經兩次交直流變換後才能 帶動主驅動電機，發動機動力輸出的工作效率偏低；此外為保證整車加速/爬坡性能，主驅 動電機和電池功率要求偏高，相應汽車成本要求較高。二、並聯方案，如大眾汽車有限公司推出的輝騰GP2混合動力汽車，該車的發動機 和傳統變速箱之間通過兩個離合器連接一個驅動發電一體機。該混合動力汽車設計方案結 構簡單，成本低，但由於汽車內部驅動系統的空間尺寸要求大，通常只適用於大型車或後驅 車輛，而且通常該驅動一體電機輸出功率不大，汽車純電動驅動時整車的行駛性能難以保 證。三、串並聯功率分配法，如豐田自動車株式會社推出的Toyota Hybrid System(參 考申請號為200480019795. 5的發明名稱為「混合動力車輛用動力輸出裝置」的中國專利申 請)以及美國通用公司的Advanced Hybrid System(參考申請號為200480038070. 0的發明 名稱為「具有四個固定傳動比的雙模式的複合分配模式的混合型機電變速器」的中國專利 申請)，均採用發動機和兩個電機通過一個或多個行星齒輪系統連接，運用功率分配(Power Split)原理實現動力協調和變速以滿足整車行駛需求，但是該方法動力傳輸路徑複雜，存 在不必要的將機械能轉換為電能再轉換為機械能進行驅動輸出而造成動力傳遞損失的現 象。因此，採用該方法用於插電式混合動力汽車將導致混合動力汽車純電行駛裡程的降低。比亞迪股份有限公司推出的F3DM型混合動力汽車採用了相對比較簡單的連接方 式(參考申請號為200610141069. 1的發明名稱為「混合動力車驅動裝置」的中國專利申請)，發動機與啟動發電一體機直接連接後通過離合器再直接與另一主電機連接，然後通過 主減速器直接與差速器輸入軸連接。該方法結構簡單，在理想工況下，動力傳遞直接，傳遞 效率較高。但是在汽車純電驅動行駛工況下，由於主減速器直接驅動車輛，很難兼顧過坡、 加速性能和最高電動行駛車速等方面的設計需求，通常必須採用大扭矩高速電機，與之相 配的功率電子(電動)控制器和電池系統功能要求相應提高，即便如此，在城市工況下也很 難保證電機經常在較高效率區間工作。另外，當電池能量較低需要轉入電機/發動機混合 行駛的情況下，由於發動機最低穩定轉速和扭矩特性的限制，在很多行駛條件下，如在面對 中低速城市路況和過坡路況時，發動機只能像前述串聯方式那樣參與工作，大大降低了能 量利用效率。

發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是通過對混合動力驅動系統的結構及連接 方式的改進來提供一種車用串/並聯雙電機多離合器混合動力電驅動單元及相應的驅動 系統、驅動控制方法。根據本發明的一個方面，提供一種用於汽車的兩離合器的混合動力電驅動單元， 包括主驅動電機、集成啟動發電機、主軸、主離合器、第一級減速裝置及差速器；所述主軸連 接主離合器與所述主驅動電機，用於傳輸所述混合動力電驅動單元各動力源的動力；所述 主離合器連接集成啟動發電機以及汽車發動機，通過控制所述主離合器的離合來實現控制 所述發動機及集成啟動發電機與所述主軸的動力連接與斷開；所述混合動力電驅動單元通 過所述第一級減速裝置輸出動力；所述混合動力電驅動單元還包括第一離合器，所述混合 動力電驅動單元通過控制所述第一離合器實現控制所述混合動力電驅動單元動力輸出的 停止與啟動。根據本發明的另一個方面，還提供一種用於汽車的三離合器的混合動力電驅動單 元，在上段所述兩離合器的混合動力電驅動單元的基礎上，所述混合動力電驅動單元還包 括第二離合器，所述混合動力電驅動單元通過控制所述第一離合器及第二離合器實現控制 所述混合動力電驅動單元動力輸出的停止、啟動及檔位切換。根據本發明的一個方面，提供一種用於汽車的兩離合器的混合動力驅動系統，包 括主軸、主離合器、第一級減速裝置、主驅動電機、集成啟動發電機及發動機，所述主軸連接 主離合器與所述主驅動電機，用於傳輸所述混合動力驅動系統各動力源的動力；所述主離 合器連接集成啟動發電機以及發動機，通過控制所述主離合器的離合來實現控制所述發動 機及集成啟動發電機與所述主軸的動力連接與斷開；所述混合動力驅動系統通過所述第一 級減速裝置輸出動力；所述混合動力驅動系統還包括第一離合器，所述混合動力驅動系統 通過控制所述第一離合器實現控制所述混合動力驅動系統動力輸出的停止與啟動。根據本發明的又一個方面，還提供一種基於上述兩離合器結構的混合動力驅動系 統的控制方法，所述方法至少包括空檔駐車模式、停車充電模式、急加速模式、純電驅動模 式、混合動力並聯驅動模式、行車充電串聯工作模式、行車充電並聯工作模式以及制動減速 能量回收模式。根據本發明的另一個方面，還提供一種用於汽車的三離合器的混合動力驅動系 統，在前述兩離合器的混合動力驅動系統的基礎上，所述混合動力驅動系統還包括第二離合器，所述混合動力驅動系統通過控制所述第一離合器及第二離合器實現控制所述混合動 力驅動系統動力輸出的停止、啟動及檔位切換。根據本發明的又一個方面，還提供一種基於上述三離合器結構的混合動力驅動系 統的控制方法，所述方法至少包括空檔駐車模式、停車充電模式、急加速及換檔模式、純電 驅動及換檔模式、混合動力並聯驅動及換檔模式、行車充電串聯工作及換檔模式、行車充電 並聯工作及換檔模式以及制動減速能量回收模式。本發明提供的混合動力驅動單元可以作為混合動力汽車的獨立工作部件進行設 計和製作，例如，作為一個獨立的部件提供給整車製造商，從而實現集成化。本發明提供的混合動力驅動系統通過簡單有效的設計，使其能夠合理利用發動機 以及兩個電機輸出的動力實現混合動力汽車的串/並聯動力輸出，並能根據不同的路況及 電池電量切換不同的工作模式，以達到混合動力汽車節油環保以及滿足不同路況所需系統 性能的要求。本發明至少在現有技術提供的由主軸、主離合器、第一級減速裝置、主驅動電 機、集成啟動發電機及發動機等部件組成的混合動力驅動系統的基礎上優選採用第一離合 器、第一齒輪軸、第二離合器、第二齒輪軸、第三齒輪軸及第二級減速裝置等部件，實現了各 動力源在混合動力驅動系統中的合理連接，並通過三個離合器以及各齒輪軸的設置，將主 驅動電機動力源和混合動力電驅動單元的傳動部件進行合理緊湊地連接，能夠實現各混合 動力源與車輪之間連接及斷開的切換，以及通過變換動力輸出扭矩，實現混合動力驅動系 統工作模式及檔位的變換。進一步地，本發明提供的三離合器混合動力驅動系統在切換檔位時能夠通過控制 第一離合器和第二離合器的同步離/合，實現不間斷動力換檔功能。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、 目的和優點將會變得更明顯圖1示出了根據本發明的一個具體實施方式
的，混合動力汽車的驅動系統以及電 驅動單元等部件連接關係的原理圖；圖2示出了根據本發明的第一實施例的，本發明提供的用於汽車的兩離合器式混 合動力驅動系統的結構示意圖；圖3示出了根據本發明的第二實施例的，本發明提供的用於汽車的三離合器式混 合動力驅動系統的結構示意圖；圖4示出了根據本發明的第一實施例的，本發明提供的用於汽車的兩離合器式混 合動力驅動系統的工作模式表；以及圖5示出了根據本發明的第二實施例的，本發明提供的用於汽車的三離合器式混 合動力驅動系統的工作模式表。標號說明1、發動機2、主離合器主動盤3、主離合器從動盤 4、集成啟動發電機5、第二級減速裝置 6、第三齒輪軸7、差速器8、主軸
9、第一級減速裝置 10、第--齒輪軸
11、第二齒輪軸12、第二離合器
13、主驅動電機轉子14、主驅動電機轉子支架
15、第一離合器16、主離合器
17、主驅動電機20、車輪
41、集成啟動發電機轉子支架42、集成啟動發電機轉子
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的一個具體實施方式
的，混合動力驅動系統以及電驅動單 元等部件連接關係的原理圖，即示出了應用本發明提供的混合動力驅動系統的混合動力汽 車的發動機、車輪和電驅動單元的集成啟動發電機、主驅動電機、差速器以及其他各部件的 連接方式，其中發動機及電驅動單元組成了本發明所述的混合動力驅動系統。具體地，所述 發動機連接所述電驅動單元，通過所述電驅動單元將混合動力通過差速器傳輸至車輪。其 具體連接方式及工作模式將在下述具體實施方式
中詳細敘述，在此不予贅述。本領域技術 人員理解，傳統汽車一般由發動機、底盤、車身和電氣設備等四個基本部分組成，而本發明 提供的混合動力驅動系統包括了混合動力汽車的三個動力源(即主驅動電機、集成啟動發 電機及發動機)以及汽車底盤和電氣設備的部分結構，實現了傳統汽車發動機、汽車底盤 及電氣設備的部分功能，其相當於混合動力汽車的動力系、底盤及電氣設備。具體地，本領 域技術人員可以參考其他相關的動力系、底盤、車身和電氣設備等現有技術來實現所述混 合動力驅動系統及相應的電驅動單元與其他部件配合以構成一個混合動力汽車，在此不予 贅述。進一步地，本發明提供的混合動力兩級電驅動單元還實現了混合動力汽車空檔、 一檔及二檔的檔位變換，並且使得混合動力驅動系統不需要匹配高性能的發動機及主驅動 電機就能夠適應各種路況下的工作要求，使得混合動力汽車更加符合實用需要。其具體工 作原理將在本發明的第一及第二實施例中詳細闡述，在此不予贅述。更進一步地，本發明提供的混合動力兩級電驅動單元在檔位切換時還能夠通過整 車控制器的控制實現不間斷動力換檔功能，是該項技術在混合動力汽車中的初次應用。該 項技術的應用不僅使得本發明提供的混合動力驅動系統具有更好的節能效果，而且擁有更 高的驅動性能。其具體工作原理將在下述第二實施例中詳細闡述，在此不予贅述。圖2示出了根據本發明的第一實施例的，本發明提供的用於汽車的兩離合器式混 合動力驅動系統的結構示意圖。下面以圖2為例來描述本實施例，其中，所述混合動力驅動 系統包括主軸8、主離合器16、第一級減速裝置9、主驅動電機17、集成啟動發電機4及發動 機1，還包括第一離合器15及第一齒輪軸10。所述主離合器16的主動盤2與所述發動機1 及所述集成啟動發電機4的轉子支架41連接；具體地，在本實施例中，所述主動盤2靠近中 心的部分與所述發動機1直接連接，相應地，所述主動盤2在遠離中心的外緣處連接所述集 成啟動發電機轉子支架41。所述主離合器16的從動盤3通過減震彈簧與所述主軸8的一 端連接；具體地，在本實施例中，所述從動盤3的中心部分連接所述主軸8。所述主軸8遠離 主離合器16的一端連接所述主驅動電機17轉子支架14。所述主驅動電機的轉子支架14 通過所述第一離合器15連接所述第一齒輪軸10的一端，所述第一齒輪軸10的另一端連接所述第一級減速裝置9的第一級主動齒輪。所述第一級減速裝置9的第一級從動齒輪連接 車輛差速器7。在本實施例中，參考圖2，所述發動機1和集成啟動發電機4同時與所述主離合器 16的主動盤2進行連接，本領域技術人員理解，上述設計使得所述發動機1與集成啟動發 電機4保持動力連接，即所述發動機1能夠向所述集成啟動發電機4輸出動力，所述集成啟 動發電機4既能夠利用所述發動機1輸出的動力進行發電，也能夠與發動機1 一起輸出動 力。所述主軸8用於傳輸所述混合動力驅動系統各動力源的動力，所述混合動力驅動系統 通過控制所述主離合器16的離合來實現控制所述發動機1及集成啟動發電機4與所述主 軸8的動力連接與斷開。具體地，所述主離合器16的從動盤3連接所述主軸8，使得混合動 力驅動系統能夠通過控制所述主離合器16的離合來控制所述發動機1和集成啟動發電機4 是否向車輪20直接輸出機械動力。所述主軸8與所述主驅動電機轉子支架14直接連接， 使得所述發動機1及集成啟動發電機4輸出的動力能夠傳輸至所述主驅動電機轉子支架14 上，實現混合動力驅動系統三個動力源的動力耦合。優選地，所述第一離合器15的主動盤 設置在所述主驅動電機轉子支架14上，所述第一離合器15的從動盤設置在第一齒輪軸10 上，使得所述混合動力驅動系統通過第一離合器15連接所述第一齒輪軸10，將動力經所述 第一離合器15、第一齒輪軸10、第一級減速裝置9及差速器7向外輸出，實現混合動力驅動 系統的動力傳輸路徑。進一步地，本領域技術人員理解，在本實施例中，所述混合動力驅動系統中除了汽 車發動機1之外的其他部件(及其連接方式)構成了本發明所述的混合動力電驅動單元。 具體地，參考圖2，所述用於汽車的混合動力電驅動單元包括主驅動電機17、集成啟動發電 機4、差速器7、主軸8、第一級減速裝置9、主離合器16及第一離合器15，所述主軸8連接 所述主驅動電機17，所述主離合器16的主動盤2連接集成啟動發電機4以及汽車的發動 機1，所述主離合器16的從動盤3連接所述主軸8，所述主驅動電機17通過所述第一離合 器15連接所述第一級減速裝置9，所述混合動力電驅動單元通過所述第一級減速裝置9輸 出動力。具體地，所述電驅動單元的連接方式可以參照本實施例所描述的混合動力驅動系 統來進行，在此不予贅述。本領域技術人員理解，所述混合動力驅動單元可以作為混合動力 汽車的獨立工作部件進行設計和製作，例如，作為一個獨立的部件提供給整車製造商，從而 實現集成化的技術效果。優選地，在本實施例中，所述主軸8及第一齒輪軸10在所述混合動力驅動系統中 同軸設置，優選地，所述第一齒輪軸10採用空心軸的方式設置在所述主軸8的外圈。本領 域技術人員理解，這並不影響本發明的實質內容，這並不影響本發明的實質內容，在此不予 贅述。進一步地，在本具體實施方式
中，所述主離合器16的從動盤3優選地通過減震彈 簧與所述主軸8的一端連接。本領域技術人員理解，所述主離合器16的從動盤3還可以通 過其他彈性裝置與主軸8進行連接，只要能夠達到減震的技術目的即可，在此不予贅述。進一步地，本領域技術人員理解，本發明提供的混合動力驅動系統通過所述第一 級減速裝置9輸出動力。具體地，所述第一級減速裝置9包括一個第一級主動齒輪、一個第 一級從動齒輪，在本實施例中，所述第一級減速裝置9的第一級主動齒輪設置在所述第一 齒輪軸10上。優選地，所述第一級減速裝置9還可以包括一個過橋齒輪，即所述第一級主動齒輪和第一級從動齒輪根據需要可以通過所述過橋齒輪圈進行嚙合，以改變速差輸出與主 軸8的中心距。具體地，在本實施例中，所述第一級減速裝置9的第一級主動齒輪與所述第 一齒輪軸10的一端連接，在垂直於主軸8方向上，所述第一級主動齒輪與過橋齒輪嚙合且 所述過橋齒輪與第一級從動齒輪嚙合，所述第一級從動齒輪再與差速器7的外殼連接。本 領域技術人員理解，上述設計實現了所述混合動力驅動系統輸出的動力傳輸，當所述第一 離合器15結合時，所述混合動力驅動系統通過所述第一齒輪軸10向第一級減速裝置9輸 出動力，此時所述第一級減速裝置9的減速比相當於所述第一級從動齒輪與第一級主動齒 輪的齒數比，實現所述混合動力驅動系統的最終輸出扭矩的增大。圖4示出了根據本發明的第一實施例的，本發明提供的用於汽車的兩離合器式混 合動力驅動系統的工作模式表。參考上述圖2及圖4，本領域技術人員理解，汽車混合動力 驅動系統使用本發明第一實施例所提供的混合動力驅動系統後，通過離合器控制系統控制 第一離合器15的離合可實現所述混合動力驅動系統不同工作狀態的轉換，車輛混合動力 驅動系統通過所述第一離合器15的離合實現混合動力驅動系統與車輪20間動力斷開與連 接，即當所述第一離合器15結合時，所述混合動力驅動系統能夠向車輪20輸出動力，當所 述第一離合器15分離時，所述混合動力驅動系統不向車輪20輸出動力。相應地，汽車混合 動力整車控制系統根據駕駛者的油門/制動踏板輸入要求分別對發動機1、集成啟動發電 機4、主驅動電機17進行控制，從而使混合動力汽車實現各種工作模式。具體地，在本實施 例中，至少基於圖2所示車輛混合動力驅動系統的架構，可以針對主驅動電機17提供至少 空檔駐車模式、停車充電模式、急加速模式、純電驅動模式、混合動力並聯驅動模式、行車充 電串聯工作模式、行車充電並聯工作模式以及制動減速能量回收模式等工作模式。本領域技術人員理解，在本實施例中，實現上述控制模式的混合動力驅動系統包 括主軸8、主離合器16、第一級減速裝置9、主驅動電機17、集成啟動發電機4及發動機1，還 包括實現本發明控制混合動力輸出的停止及啟動的第一離合器15及第一齒輪軸10。具體 地，在本實施例中，所述主離合器16的主動盤2與所述發動機1及所述集成啟動發電機轉 子支架41連接，主離合器16的從動盤3通過減震彈簧與所述主軸8的一端連接，所述主軸 8遠離主離合器16的一端連接所述主驅動電機轉子支架14，所述主驅動電機轉子支架14 通過所述第一離合器15依次連接所述第一齒輪軸10及所述第一級減速裝置9的第一級主 動齒輪，所述第一級從動齒輪連接所述差速器7。具體地，下面分別描述基於第一實施例的工作模式1)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於空檔駐車模式時，所述車輛混 合動力驅動系統的發動機1、主驅動電機17及集成啟動發電機4三個動力源與車輪20動力 斷開，該模式下控制所述主離合器16及第一離合器15分離，控制所述發動機1、主驅動電機 17及集成啟動發電機4停止工作。本領域技術人員理解，在所述車輛混合動力驅動系統所 應用的車輛處於空檔駐車模式時，從而斷開混合動力驅動系統動力源與車輪20之間的動 力連接，實現車輛空檔駐車功能以及防止車輛故障需要拖車時因電勢過高損壞電機及逆變
ο2)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於停車充電模式時，所述集成啟 動發電機4在汽車停止時進行利用發動機1輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充 電，該模式下控制所述主離合器16及第一離合器15分離，混合動力汽車的整車控制器控制集成啟動發電機4首先進入啟動模式，對發動機1進行點火工作，然後所述集成啟動發電機 4進入發電工作模式，對電池組進行充電，所述主驅動電機17不工作。本領域技術人員理 解，只有在整車控制器發現電池電量過低時，例如長時間停車且空調處於工作狀態下，才有 必要進入停車充電模式。3)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於急加速模式時，所述混合動力 驅動系統利用所述發動機1、集成啟動發電機4及主驅動電機17輸出的動力共同驅動汽車 行駛，該模式下控制所述發動機1、主驅動電機17及集成啟動發電機4進行動力輸出，控制 所述主離合器16及第一離合器15結合。本領域技術人員理解，在所述車輛混合動力驅動 系統所應用的車輛需要急加速時，發動機1、主驅動電機17和集成啟動發電機4共同工作輸 出動力驅動車輛，實現最大化地輸出所述混合動力驅動系統的動力。4)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於純電驅動模式時，所述混合動 力驅動系統利用所述主驅動電機17輸出的動力驅動汽車行駛，該模式下控制所述主驅動 電機17進行動力輸出，所述發動機1及集成啟動發電機4停止工作，控制所述主離合器16 分離、所述第一離合器15結合。本領域技術人員理解，在車輛需求功率低於主驅動電機17 所能提供的驅動功率，且電池組電量足夠時，主驅動電機17單獨驅動車輛，電池組為主驅 動電機17提供電能，所述混合動力驅動系統將主驅動電機17輸出的動力向車輪20輸出。5)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於混合動力並聯驅動模式時，混 合動力驅動系統利用所述發動機1及主驅動電機17或集成啟動發電機4輸出的動力驅動 汽車行駛，該模式下控制所述發動機1和主驅動電機17或集成啟動發電機4 二者之一(根 據總體效率由整車控制器進行判斷)進行動力輸出，控制所述主離合器16及第一離合器15 結合。本領域技術人員理解，在車輛長距離正常行駛時，所述發動機1與所述主驅動電機17 或集成啟動發電機4兩個電機之一共同驅動車輛，所述混合動力驅動系統將發動機1與所 述主驅動電機17或集成啟動發電機4兩個電機之一的動力向車輪20輸出。6)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於行車充電串聯模式時，混合動 力驅動系統利用發動機1輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充電、利用所述主驅動 電機17輸出的動力驅動汽車。該模式下控制所述發動機1驅動所述集成啟動發電機4進 行發電工作，主驅動電機17進行動力輸出工作，控制所述第一離合器15結合、所述主離合 器16分離。本領域技術人員理解，在車輛長時間低速行駛(如擁堵路況下)，主離合器16 由於機械速比和發動機1最低工作轉速的限制無法結合時，所述主驅動電機17驅動車輛， 所述集成啟動發電機4進入發電模式，所述主驅動電機17需要的電能由所述集成啟動發電 機4提供，不足或多餘部分由電池組提供或吸收，所述混合動力驅動系統將主驅動電機17 的動力通過主減速裝置向車輪20輸出。7)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於行車充電並聯模式時，混合動 力驅動系統利用所述發動機1及主驅動電機17輸出的動力驅動汽車行駛，同時利用集成啟 動發電機4進行發電對混合動力汽車的電池組進行充電。該模式下控制所述發動機1及主 驅動電機17進行動力輸出工作，所述集成啟動發電機4進行發電工作，控制所述主離合器 16及第一離合器15結合。此工況下發動機1的功率部分與主驅動電機17 —起直接參與驅 動，其餘部分由集成啟動發電機4發電後給電池充電。本領域技術人員理解，只有在某些特 定工況下，例如長距離爬坡工況，且電池因功率或能量受限不足以提供主驅動電機17所需功率，或主驅動電機17提供的扭矩不足以單獨驅動車輛克服阻力，才需要由整車控制器控 制混合動力驅動系統進入該工作模式。8)在所述混合動力驅動系統所應用的車輛處於制動減速能量回收模式時，根據主 離合器16的離/合狀態、制動功率需求、發電效率以及電池允許的充電功率，由整車控制器 (系統)決定所述集成啟動發電機4和/或主驅動電機17通過所述第一級減速裝置9在汽 車制動時進行能量回收。該模式下控制所述主驅動電機17和/或集成啟動發電機4進行 發電。本領域技術人員理解，在所述混合動力驅動系統所應用的車輛處於制動減速模式時， 此時混合動力驅動系統的電機控制器控制所述主驅動電機17和/或集成啟動發電機4通 過所述第一級減速裝置9在汽車制動時進行能量回收並給電池組進行充電。圖3示出了根據本發明的第二實施例的，本發明提供的用於汽車的三離合器式混 合動力驅動系統的結構示意圖。參考圖3，所述混合動力驅動系統包括主軸8、主離合器16、 第一級減速裝置9、主驅動電機17、集成啟動發電機4及發動機1，所述混合動力驅動系統還 包括第一離合器15、第一齒輪軸10、第二離合器12、第二齒輪軸11、第三齒輪軸6及第二級 減速裝置5。所述主離合器16的主動盤2與所述發動機1及所述集成啟動發電機轉子支架 41連接；具體地，在本實施例中，所述主動盤2靠近中心的部分與所述發動機1直接連接， 相應地，所述主離合器16的主動盤2在遠離中心的外緣處連接所述集成啟動發電機轉子支 架41。所述主離合器16的從動盤3與所述主軸8的一端連接；具體地，在本具體實施方式
中，所述從動盤3的中心部分連接所述主軸8。所述主軸8遠離主離合器16的一端連接所 述主驅動電機轉子支架14。所述主驅動電機轉子支架14通過所述第一離合器15連接所 述第一齒輪軸10的一端，所述的第一齒輪軸10的另一端連接所述第一級減速裝置9的第 一級主動齒輪。所述主驅動電機轉子支架14通過所述第二離合器12連接所述第二齒輪軸 11的一端，所述第二齒輪軸11的另一端連接所述第二級減速裝置5的第二級主動齒輪，所 述第二級減速裝置5的第二級從動齒輪通過所述第三齒輪軸6連接所述第一級減速裝置9 的過橋齒輪。所述第一級從動齒輪連接所述差速器7。在本實施例中，參考圖3，所述發動機1和集成啟動發電機4同時與主離合器16的 主動盤2進行連接，本領域技術人員理解，上述設計使得所述發動機1與集成啟動發電機4 保持動力連接，即所述發動機1能夠向所述集成啟動發電機4輸出動力，所述集成啟動發電 機4既能夠利用發動機1輸出的動力進行發電，也能夠與發動機1 一起輸出動力。所述主 軸8用於傳輸所述混合動力驅動系統各動力源的動力，所述混合動力驅動系統通過控制所 述主離合器16的離合來實現控制所述發動機1及集成啟動發電機4與所述主軸8的動力 連接與斷開。具體地，所述主離合器16的從動盤3連接所述主軸8，使得混合動力驅動系 統能夠通過控制所述主離合器16的離合來控制所述發動機1和集成啟動發電機4是否向 車輪20直接輸出機械動力；所述主軸8與所述主驅動電機轉子支架14直接連接，使得所述 發動機1及集成啟動發電機4輸出的動力能夠傳輸至所述主驅動電機轉子支架14上，實現 混合動力驅動系統三個動力源的動力耦合。所述混合動力驅動系統通過控制所述第一離合 器15及第二離合器12實現控制所述混合動力驅動系統動力輸出的停止、啟動及檔位切換。 具體地，所述第二離合器12的主動盤設置在所述主驅動電機轉子支架14上，使得所述混合 動力驅動系統能夠通過第二離合器12的從動盤連接所述第二齒輪軸11，將動力經所述第 二離合器12、第二齒輪軸11、第二級減速裝置5、第三齒輪軸6、第一級減速裝置9及差速器7後向外輸出，實現混合動力驅動系統一檔(低速檔)的動力傳輸路徑；所述第一離合器15 的主動盤設置在所述主驅動電機轉子支架14上，使得所述混合動力驅動系統通過第一離 合器15的從動盤連接所述第一齒輪軸10，將動力經所述第一離合器15、第一齒輪軸10、第 一級減速裝置9及差速器7向外輸出，實現混合動力驅動系統二檔(高速檔)的動力傳輸 路徑。進一步地，在本實施例中，所述混合動力驅動系統中除了汽車發動機1之外的其 他部件及其連接方式構成了與本實施例對應的混合動力電驅動單元。參考圖3，所述混合動 力電驅動單元包括主驅動電機17、集成啟動發電機4、差速器7、主軸8、第一級減速裝置9、 主離合器16、第一離合器15、第二離合器12及第二級減速裝置5，所述主軸8連接所述主驅 動電機17，所述主離合器16的主動盤2連接集成啟動發電機4以及汽車的發動機1，所述 主離合器16的從動盤3連接所述主軸8，所述混合動力電驅動單元通過所述第一級減速裝 置9輸出動力，所述主驅動電機17通過所述第一離合器15連接所述第一級減速裝置9，所 述主驅動電機17通過所述第二離合器12連接所述第二級減速裝置5，再通過所述第二級減 速裝置5連接所述第一級減速裝置9。具體地，所述電驅動單元的連接方式可參考本實施例 描述的混合動力驅動系統來進行，在此不予贅述。類似地，本領域技術人員理解，根據本實 施例的所述混合動力驅動單元可以作為混合動力汽車的獨立工作部件進行設計和製作，例 如作為一個獨立的部件提供給整車製造商，實現集成化的技術效果。本領域技術人員理解，當所述混合動力驅動系統在一檔模式下，輸出的動力經第 二級減速裝置5及第一級減速裝置9減速後輸出，動力輸出的扭矩大，轉速小，能夠滿足汽 車在起動、上坡及急加速等情況下的工作需要；而當所述混合動力驅動系統在二檔模式下， 輸出的動力經第一級減速裝置9減速後輸出，動力輸出的扭矩小、轉速大，能夠滿足汽車中 高速行駛等情況下的工作需要，其具體工作方式和控制模式在下文中具體描述，在此不予 贅述。進一步地，本發明提供的汽車混合動力驅動系統兩個檔位的選擇使得即使對主驅動 電機17的要求適當降低也能夠滿足混合動力汽車的扭矩輸出要求和高速行駛要求，而且 使得混合動力汽車的並聯驅動工作能夠適應的工況條件範圍擴大，同時所述主驅動電機17 的工作效率也得到進一步地優化。進一步地，在本具體實施方式
中，所述主軸8、第一齒輪軸10及第二齒輪軸11在所 述混合動力驅動系統中同軸設置，所述第二齒輪軸11及第一齒輪軸10採用空心軸的方式 設置依次設置在所述主軸8的外圈，這並不影響本發明的實質內容，在此不予贅述。進一步地，在本具體實施方式
中，所述主離合器16的從動盤3優選地通過減震彈 簧與所述主軸8的一端連接。本領域技術人員理解，所述主離合器16的從動盤3還可以通 過其他彈性裝置與主軸8進行連接，只要能夠達到減震的技術目的即可，在此不予贅述。進一步地，本領域技術人員理解，本發明提供的混合動力驅動系統通過所述第一 級減速裝置9輸出動力。在本實施例中，所述第一級減速裝置9的第一級主動齒輪設置在 所述第一齒輪軸10上，所述第二級減速裝置5的第二級主動齒輪設置在所述第二齒輪軸11 上。具體地，所述第一級減速裝置9包括一個第一級主動齒輪、一個第一級從動齒輪和一個 過橋齒輪，即所述第一級主動齒輪和第一級從動齒輪根據需要還優選地通過所述過橋齒輪 圈進行嚙合，以改變速差輸出與主軸8的中心距。其中，所述第一級減速裝置9的第一級主 動齒輪與所述第一齒輪軸10的一端連接，在垂直於主軸8方向上，所述第一級主動齒輪與過橋齒輪嚙合且所述過橋齒輪與第一級從動齒輪嚙合，所述第一級從動齒輪再與差速器7 的外殼連接。所述第二級減速裝置5包括一個第二級主動齒輪和一個第二級從動齒輪，所 述第二級減速裝置5的第二級主動齒輪與所述第二齒輪軸11的一端連接，所述第二級主動 齒輪在垂直於主軸8方向上與第二級從動齒輪嚙合，所述第二級從動齒輪連接所述第三齒 輪軸6的一端，所述第三齒輪軸6的另一端連接所述第一級減速裝置9的過橋齒輪。具體 地，在本實施例中，所述第三齒輪軸6平行於主軸8設置，有利於本發明提供的混合動力驅 動系統及相應的混合動力兩級電驅動單元內部齒輪軸的布置。本領域技術人員理解，上述 設計使得所述混合動力驅動系統輸出的動力可以實現兩種路徑的傳輸，當所述第一離合器 15結合時，此時所述第二離合器12分離，所述混合動力驅動系統通過所述第一齒輪軸10向 第一級減速裝置9輸出動力，此時所述第一級減速裝置9的減速比為所述第一級從動齒輪 與第一級主動齒輪的齒數比，實現了所述混合動力驅動系統二檔的減速以及增大輸出扭矩 的工作；當所述第二離合器12結合時，此時所述第一離合器15分離，所述混合動力驅動系 統通過所述第二齒輪軸11向第二級減速裝置5及第一級減速裝置9輸出動力，此時所述第 二級減速裝置5及第一級減速裝置9的減速比為所述第二級從動齒輪與第二級主動齒輪的 齒數比和所述第一級從動齒輪與過橋齒輪的齒數比之積，實現了所述混合動力驅動系統一 檔的減速以及增大輸出扭矩的工作。更進一步地，本發明提供的混合動力汽車在從一檔至二檔(升檔)或從二檔至一 檔(降檔)轉換時，混合動力汽車的整車控制器還能夠通過第一和第二離合器12控制機構 進行離/合同步協調，實現不間斷動力換檔(powershift)功能在混合動力汽車中的應用， 保證換檔時通過第一離合器15和第二離合器12的同步離/合控制。本領域技術人員理解， 本發明的第一齒輪軸10及第二齒輪軸11這兩根輸出軸的動力都要和所述電驅動單元的最 終輸出軸聯動在一起，將動力輸送到車輪20上。具體地，當混合動力汽車檔位轉換時，整車 控制器通過同時控制第一離合器15和第二離合器12，使得當其中一個離合器進行分離時， 另一個離合器同時進行結合，保證所述混合動力驅動系統輸出的動力始終能通過第一離合 器15或第二離合器12向車輪20輸出，實現不間斷動力換檔功能。其具體實施方案可以參 照其他專利文件或現有技術進行，在此不予贅述。圖5示出了根據本發明的第二實施例的，本發明提供的用於汽車的三離合器式混 合動力驅動系統的工作模式表。參考上述圖3及圖5，本領域技術人員理解，汽車混合動力 驅動系統使用本實施所提供的混合動力驅動系統後，離合器控制系統可以通過控制第一離 合器15及第二離合器12的離合，來實現所述混合動力驅動系統不同工作狀態的轉換，車輛 混合動力驅動系統通過所述第一離合器15及第二離合器12的離合實現混合動力驅動系統 與車輪20間動力斷開與連接以及檔位切換，即當所述第一離合器15結合且第二離合器12 分離或者所述第一離合器15分離且第二離合器12結合時，所述混合動力驅動系統能夠向 車輪20輸出動力，當所述第一離合器15及第二離合器12分離時，所述混合動力驅動系統 不能向車輪20輸出動力，當所述混合動力驅動系統換檔時，所述混合動力驅動系統能夠改 變動力輸出扭矩。相應地，汽車混合動力整車控制系統根據駕駛者的油門/制動踏板輸入 要求分別對發動機1、集成啟動發電機4、主驅動電機17進行控制並能夠根據駕駛者的功率 需求優化選擇高效的動力源，從而使混合動力汽車實現各種工作模式。具體地，在本實施例 中，至少基於圖3所示車輛混合動力驅動系統的架構，可以針對所述主驅動電機17提供至少空檔駐車模式、停車充電模式、急加速及換檔模式、純電驅動及換檔模式、混合動力並聯 驅動及換檔模式、行車充電串聯工作及換檔模式、行車充電並聯工作及換檔模式以及制動 減速能量回收模式等工作模式。本領域技術人員理解，優選地，本實施例提供的能夠實現上述控制模式的混合動 力驅動系統包括主軸8、主離合器16、第一級減速裝置9、主驅動電機17、集成啟動發電機 4及發動機1，還包括實現本發明控制混合動力輸出的停止、啟動及檔位切換的第一離合器 15、第一齒輪軸10、第二離合器12、第二齒輪軸11、第三齒輪軸6及第二級減速裝置5。具 體地，在本實施例中，所述主離合器16的主動盤2與所述發動機1及所述集成啟動發電機 轉子支架41連接，主離合器16的從動盤3通過減震彈簧與所述主軸8的一端連接，所述主 軸8遠離主離合器16的一端連接所述主驅動電機轉子支架14，所述主驅動電機轉子支架 14通過所述第一離合器15依次連接所述第一齒輪軸10及所述第一級減速裝置9的第一級 主動齒輪，所述主驅動電機轉子支架14通過所述第二離合器12依次連接所述第二齒輪軸 11及所述第二級減速裝置5的第二級主動齒輪，所述第二級從動齒輪通過所述第三齒輪軸 6連接所述第一級減速裝置9的過橋齒輪，所述第一級從動齒輪連接所述差速器7。進一步地，本領域技術人員理解，本實施例提供的車輛三離合器混合動力驅動系 統在各模式下切換檔位時能夠實現不間斷動力換檔功能，保證換檔時通過第一離合器15 和第二離合器12的同步離/合控制。其具體地控制方式參照上述第二個具體實施方式
來 進行，不贅述。具體地，下面分別描述上述第二實施例的工作模式1)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於空檔駐車模式時，所述車輛混 合動力驅動系統的發動機1、主驅動電機17及集成啟動發電機4三個動力源與車輪20動力 斷開，該模式下控制所述主離合器16、第一離合器15及第二離合器12分離，控制所述發動 機1、主驅動電機17及集成啟動發電機4停止工作。本領域技術人員理解，在所述車輛混合 動力驅動系統所應用的車輛處於空檔駐車模式時，從而斷開混合動力驅動系統動力源與車 輪20之間的動力連接，實現車輛空檔駐車功能以及防止車輛故障需要拖車時因電勢過高 損壞電機及逆變器。2)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於停車充電模式時，所述集成啟 動發電機4在汽車停止時進行利用所述發動機1輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行 充電，該模式下控制所述主離合器16、第一離合器15及第二離合器12分離，車輛整車控制 器控制集成啟動發電機4首先進入啟動模式，對所述發動機1進行點火工作，然後所述集成 啟動發電機4進入發電工作模式，對電池組進行充電，所述主驅動電機17不工作。本領域 技術人員理解，只有在整車控制器發現電池電量過低時，例如長時間停車且空調處於工作 狀態下，才有必要進入停車充電模式。3)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於急加速及換檔模式時，所述混 合動力驅動系統利用所述發動機1、集成啟動發電機4及主驅動電機17輸出的動力共同驅 動汽車行駛並進行換檔功能，該模式下控制所述發動機1、主驅動電機17及集成啟動發電 機4進行動力輸出工作，控制所述主離合器16及第二離合器12結合、所述第一離合器15 分離實現該模式下的一檔功能，控制所述主離合器16及第一離合器15結合、所述第二離合 器12分離實現該模式下的二檔功能。本領域技術人員理解，在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛需要急加速模式時，在車輛需求功率大於發動機1效率優化功率時，所述發 動機1、主驅動電機17和集成啟動發電機4共同工作輸出動力驅動車輛，實現最大化地輸出 所述混合動力驅動系統的動力。4)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於純電驅動及換檔模式時，所述 混合動力驅動系統利用所述主驅動電機17輸出的動力驅動汽車行駛並進行換檔，該模式 下控制所述主驅動電機17進行動力輸出，所述發動機1及集成啟動發電機4停止工作，控 制所述主離合器16及第一離合器15分離、所述第二離合器12結合實現該模式下的一檔功 能，控制所述主離合器16及第二離合器12分離、所述第一離合器15結合實現該模式下的 二檔功能。本領域技術人員理解，在車輛需求功率低於主驅動電機17所能提供的驅動功 率，且電池組電量足夠時，主驅動電機17單獨驅動車輛，電池組為主驅動電機17提供電能， 所述混合動力驅動系統將主驅動電機17輸出的動力向車輪20輸出。5)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於混合動力並聯驅動及換檔模 式時，混合動力驅動系統利用所述發動機1及主驅動電機17或集成啟動發電機4輸出的動 力驅動汽車行駛並進行換檔，該模式下控制所述發動機1和主驅動電機17或集成啟動發電 機4二者之一(根據總體效率由整車控制器進行判斷)進行動力輸出工作，控制所述主離 合器16及第二離合器12結合、所述第一離合器15分離實現該模式下的一檔功能，控制所 述主離合器16及第一離合器15結合、所述第二離合器12分離實現該模式下的二檔功能。 本領域技術人員理解，在車輛長距離正常行駛，所述發動機1與所述主驅動電機17或集成 啟動發電機4兩個電機之一共同驅動車輛，所述混合動力驅動系統將發動機1與所述主驅 動電機17或集成啟動發電機4兩個電機之一的動力向車輪20輸出。6)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於行車充電及換檔串聯模式時， 混合動力驅動系統利用所述發動機1輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充電、利用 所述主驅動電機17輸出的動力驅動汽車行駛並進行換檔。該模式下控制所述發動機1進 行驅動所述集成啟動發電機4進行發電工作，主驅動電機17進行動力輸出工作，控制所述 第二離合器12結合、所述主離合器16及第一離合器15分離實現該模式下的一檔功能，控 制所述第一離合器15結合、所述主離合器16及第二離合器12分離實現該模式下的二檔功 能。本領域技術人員理解，在車輛長時間低速行駛(如擁堵路況下)，主離合器16由於機械 速比和所述發動機1最低工作轉速的限制無法結合時，所述主驅動電機17驅動車輛，所述 集成啟動發電機4進入發電模式，所述主驅動電機17需要的電能由所述集成啟動發電機4 提供，不足或多餘部分由電池組提供或吸收，所述混合動力驅動系統將主驅動電機17的動 力向車輪20輸出。7)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於行車充電及換檔並聯模式時， 混合動力驅動系統利用所述發動機1及主驅動電機17輸出的動力驅動汽車行駛，同時利用 集成啟動發電機4進行發電對混合動力汽車的電池組進行充電，並進行換檔。該模式下控 制所述發動機1及主驅動電機17進行動力輸出工作，所述集成啟動發電機4進行發電工 作，控制所述主離合器16及第二離合器12結合、所述第一離合器15分離實現該模式下的 一檔功能，控制所述主離合器16及第一離合器15結合、所述第二離合器12分離實現該模 式下的二檔功能。此工況下發動機1的功率部分與主驅動電機17 —起直接參與驅動，其餘 部分由集成啟動發電機4發電後給電池充電。本領域技術人員理解，只有在某些特定工況下，例如長距離爬坡工況，且電池因功率或能量受限不足以提供主驅動電機17所需功率， 或主驅動電機17提供的扭矩不足以單獨驅動車輛克服阻力，才需要由整車控制器控制混 合動力驅動系統進入該工作模式。8)在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於制動減速能量回收模式時，根 據主離合器16的離/合狀態、制動功率需求、發電效率以及電池允許的充電功率，由整車控 制器決定所述集成啟動發電機4和/或主驅動電機17通過所述第一級減速裝置9在汽車 制動時進行能量回收。該模式下控制所述主驅動電機17和/或集成啟動發電機4進行發 電。本領域技術人員理解，在所述車輛混合動力驅動系統所應用的車輛處於制動減速模式 時，此時混合動力驅動系統的電機控制器控制所述主驅動電機17和/或集成啟動發電機4 在汽車制動時進行能量回收並給電池組進行充電。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述 特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影 響本發明的實質內容。
權利要求
一種用於汽車的混合動力電驅動單元，包括 主驅動電機、集成啟動發電機以及差速器； 主軸，所述主軸連接主離合器與所述主驅動電機，用於傳輸所述混合動力電驅動單元各動力源的動力； 主離合器，所述主離合器連接集成啟動發電機以及汽車發動機，通過控制所述主離合器的離合來實現控制所述發動機及集成啟動發電機與所述主軸的動力連接與斷開； 第一級減速裝置，所述混合動力電驅動單元通過所述第一級減速裝置輸出動力；其特徵在於，所述混合動力電驅動單元還包括第一離合器，所述混合動力電驅動單元通過控制所述第一離合器實現控制所述混合動力電驅動單元動力輸出的停止與啟動。
2.根據權利要求1所述的混合動力電驅動單元，其特徵在於，所述主驅動電機通過所 述第一離合器連接所述第一級減速裝置，所述第一離合器能夠實現控制所述混合動力電驅 動單元向第一級減速裝置輸出動力。
3.根據權利要求2所述的混合動力電驅動單元，其特徵在於，所述混合動力電驅動單 元還包括第一齒輪軸，所述第一離合器通過所述第一齒輪軸直接連接所述第一級減速裝 置。
4.根據權利要求2所述的混合動力電驅動單元，所述混合動力電驅動單元還包括第二 級減速裝置，其特徵在於，所述第一離合器通過所述第二級減速裝置連接所述第一級減速直ο
5.根據權利要求1所述的混合動力電驅動單元，其特徵在於，所述混合動力電驅動單 元還包括第二離合器，所述混合動力電驅動單元通過控制所述第一離合器及第二離合器實 現控制所述混合動力電驅動單元動力輸出的停止、啟動及檔位切換。
6.根據權利要求5所述的混合動力電驅動單元，所述混合動力電驅動單元還包括第二 級減速裝置，其特徵在於，所述主驅動電機通過所述第一離合器連接所述第一級減速裝置， 所述主驅動電機通過所述第二離合器連接所述第二級減速裝置，再通過所述第二級減速裝 置連接所述第一級減速裝置，所述第一離合器及第二離合器能夠實現控制所述混合動力電 驅動單元向第一級減速裝置輸出動力並控制動力輸出的扭矩。
7.根據權利要求6所述的混合動力電驅動單元，其特徵在於，所述混合動力電驅動單 元還包括第一齒輪軸、第二齒輪軸及第三齒輪軸，所述第一離合器通過所述第一齒輪軸直 接連接所述第一級減速裝置，所述第二離合器通過所述第二齒輪軸連接所述第二級減速裝 置，所述第二級減速裝置通過所述第三齒輪軸連接所述第一級減速裝置。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的混合動力電驅動單元，其特徵在於，所述三離合 器混合動力電驅動單元能實現不間斷動力換檔功能，保證換檔時通過第一離合器和第二離 合器的同步離/合控制。
9.一種用於汽車的混合動力驅動系統，包括-主驅動電機、集成啟動發電機、以及發動機；-主軸，所述主軸連接主離合器與所述主驅動電機，用於傳輸所述混合動力驅動系統各 動力源的動力；-主離合器，所述主離合器連接集成啟動發電機以及發動機，通過控制所述主離合器的 離合來實現控制所述發動機及集成啟動發電機與所述主軸的動力連接與斷開；「第一級減速裝置，所述混合動力驅動系統通過所述第一級減速裝置輸出動力；其特徵在於，所述混合動力驅動系統還包括第一離合器，所述混合動力驅動系統通過 控制所述第一離合器實現控制所述混合動力驅動系統動力輸出的停止與啟動。
10.根據權利要求9所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，所述主驅動電機通過所述 第一離合器連接所述第一級減速裝置，所述第一離合器能夠實現控制所述混合動力驅動系 統向第一級減速裝置輸出動力。
11.根據權利要求10所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，所述混合動力驅動系統 還包括第一齒輪軸，所述第一離合器通過所述第一齒輪軸直接連接所述第一級減速裝置。
12.根據權利要求10所述的混合動力驅動系統，所述混合動力驅動系統還包括第二級 減速裝置，其特徵在於，所述第一離合器通過所述第二級減速裝置連接所述第一級減速裝 置。
13.根據權利要求9所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，所述混合動力驅動系統還 包括第二離合器，所述混合動力驅動系統通過控制所述第一離合器及第二離合器實現控制 所述混合動力驅動系統動力輸出的停止、啟動及檔位切換。
14.根據權利要求13所述的混合動力驅動系統，所述混合動力驅動系統還包括第二級 減速裝置，其特徵在於，所述主驅動電機通過所述第一離合器連接所述第一級減速裝置，所 述主驅動電機通過所述第二離合器連接所述第二級減速裝置，再通過所述第二級減速裝置 連接所述第一級減速裝置，所述第一離合器及第二離合器能夠實現控制所述混合動力驅動 系統向第一級減速裝置輸出動力並控制動力輸出的扭矩。
15.根據權利要求14所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，所述混合動力驅動系統 還包括第一齒輪軸、第二齒輪軸及第三齒輪軸，所述第一離合器通過所述第一齒輪軸直接 連接所述第一級減速裝置，所述第二離合器通過所述第二齒輪軸連接所述第二級減速裝 置，所述第二級減速裝置通過所述第三齒輪軸連接所述第一級減速裝置。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，通過控制 第一離合器和第二離合器的同步離/合，實現不間斷動力換檔。
17.根據權利要求9至16中任一項所述的混合動力驅動系統，其特徵在於，所述主離合 器的從動盤通過減震彈簧與所述主軸的一端連接。
18.一種用於根據上述權利要求9至12任一項所述的混合動力驅動系統的控制方法， 其特徵在於，所述控制方法至少對空檔駐車模式、停車充電模式、急加速模式、純電驅動模 式、混合動力並聯驅動模式、行車充電串聯工作模式、行車充電並聯工作模式以及制動減速 能量回收模式進行控制。
19.根據權利要求18所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動力驅動系統所 應用的車輛處於空檔駐車模式時，所述車輛混合動力驅動系統的發動機、主驅動電機及集 成啟動電三個動力源與車輪動力斷開，該模式下控制所述主離合器及第一離合器分離，控 制所述發動機、主驅動電機及集成啟動發電機停止工作。
20.根據權利要求18或19所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動力驅動系 統所應用的車輛處於停車充電模式時，所述集成啟動發電機在汽車停止時對發動機進行點 火工作後利用發動機輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充電，該模式下控制所述主 離合器及第一離合器分離，控制所述發動機進行工作，所述集成啟動發電機進行發電工作，所述主驅動電機停止工作。
21.根據權利要求18至20中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於急加速模式時，混合動力驅動系統利用所述發動機、主驅動 電機及集成啟動發電機輸出的動力驅動汽車行駛，該模式下控制所述主離合器及第一離合 器結合，控制所述發動機、主驅動電機及集成啟動發電機進行動力輸出工作。
22.根據權利要求18至21中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於純電驅動模式時，混合動力驅動系統利用所述主驅動電機輸 出的動力驅動汽車行駛，該模式下控制所述主離合器分離、第一離合器結合，控制所述主驅 動電機進行動力輸出工作，所述發動機及集成啟動發電機停止工作。
23.根據權利要求18至22中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於混合動力並聯驅動模式時，混合動力驅動系統利用所述發動 機與主驅動電機或集成啟動發電機兩個電機之一輸出的動力驅動汽車行駛，該模式下控制 所述主離合器及一檔離合器結合，控制所述發動機與主驅動電機或集成啟動發電機兩個電 機之一進行動力輸出工作。
24.根據權利要求18至23中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於行車充電串聯模式時，混合動力驅動系統利用發動機輸出的 動力對混合動力汽車的電池組進行充電、利用所述主驅動電機輸出的動力驅動汽車行駛， 該模式下控制所述主離合器分離、一檔離合器結合，控制所述發動機驅動所述集成啟動發 電機進行發電工作，主驅動電機進行動力輸出工作。
25.根據權利要求18至24中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於行車充電並聯模式時，混合動力驅動系統利用所述發動機部 分動力及主驅動電機輸出的動力驅動汽車行駛，所述發動機其餘動力驅動集成啟動發電機 發電對混合動力汽車的電池組進行充電，該模式下控制所述主離合器、一檔離合器結合，控 制所述發動機及主驅動電機進行動力輸出工作，所述集成啟動發電機進行發電工作。
26.根據權利要求18至25中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於制動減速能量回收模式時，所述集成啟動發電機和/或主驅 動電機在汽車制動時進行能量回收，該模式下控制所述主驅動電機和/或集成啟動發電機 進行發電工作。
27.一種用於根據上述權利要求13至17任一項所述的混合動力驅動系統的控制方法， 其特徵在於，所述控制方法至少對空檔駐車模式、停車充電模式、急加速及換檔模式、純電 驅動及換檔模式、混合動力並聯驅動及換檔模式、行車充電串聯工作及換檔模式、行車充電 並聯工作及換檔模式以及制動減速能量回收模式進行控制。
28.根據權利要求27所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動力驅動系統所 應用的車輛處於空檔駐車模式時，所述車輛混合動力驅動系統的發動機、主驅動電機及集 成啟動電三個動力源與車輪動力斷開，該模式下控制所述主離合器、第一離合器及第二離 合器分離，控制所述發動機、主驅動電機及集成啟動發電機停止工作。
29.根據權利要求27或28所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動力驅動系 統所應用的車輛處於停車充電模式時，所述集成啟動發電機在汽車停止時對發動機進行點 火工作後利用發動機輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充電，該模式下控制所述主離合器、第一離合器及第二離合器分離，控制所述發動機進行工作，所述集成啟動發電機進 行發電工作，所述主驅動電機停止工作。
30.根據權利要求27至29中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於急加速及換檔模式時，混合動力驅動系統利用所述發動機、 主驅動電機及集成啟動發電機輸出的動力驅動汽車行駛並進行換檔，該模式下控制所述發 動機、主驅動電機及集成啟動發電機進行動力輸出工作，控制所述主離合器及第二離合器 結合、所述第一離合器分離或控制所述主離合器及第一離合器結合、所述第二離合器分離 實現混合動力驅動系統的一檔或二檔功能。
31.根據權利要求27至30中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於純電驅動及換檔模式時，混合動力驅動系統利用所述主驅動 電機輸出的動力驅動汽車行駛並進行換檔，該模式下控制所述主驅動電機進行動力輸出工 作，所述發動機及集成啟動發電機停止工作，控制所述第二離合器結合、所述主離合器及第 一離合器分離或控制所述第一離合器結合、所述主離合器及第二離合器分離實現混合動力 驅動系統的一檔或二檔功能。
32.根據權利要求27至31中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於混合動力並聯驅動及換檔模式時，混合動力驅動系統利用所 述發動機與主驅動電機或集成啟動發電機兩個電機之一輸出的動力驅動汽車行駛並進行 換檔，該模式下控制所述發動機與主驅動電機或集成啟動發電機兩個電機之一進行動力輸 出工作，控制所述主離合器及第二離合器結合、所述第一離合器分離或控制所述主離合器 及第一離合器結合、所述第二離合器分離實現混合動力驅動系統的一檔或二檔功能。
33.根據權利要求27至32中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於行車充電及換檔串聯模式時，混合動力驅動系統利用發動機 輸出的動力對混合動力汽車的電池組進行充電、利用所述主驅動電機輸出的動力驅動汽車 行駛並進行換檔，該模式下控制所述發動機驅動所述集成啟動發電機進行發電工作，所述 主驅動電機進行動力輸出工作，控制所述第二離合器結合、所述主離合器及第一離合器分 離或控制所述第一離合器結合、所述主離合器及第二離合器分離實現混合動力驅動系統的 一檔或二檔功能。
34.根據權利要求27至33中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於行車充電及換檔並聯模式時，混合動力驅動系統所述發動機 部分動力及主驅動電機輸出的動力驅動汽車行駛，所述發動機其餘動力驅動集成啟動發電 機發電對混合動力汽車的電池組進行充電，並進行換檔，該模式下控制所述發動機及主驅 動電機進行動力輸出工作，所述集成啟動發電機進行發電工作，控制所述主離合器及第二 離合器結合、所述第一離合器分離或控制所述主離合器及第一離合器結合、所述第二離合 器分離實現混合動力驅動系統的一檔或二檔功能。
35.根據權利要求27至34中任一項所述的控制方法，其特徵在於，在所述車輛混合動 力驅動系統所應用的車輛處於制動減速能量回收模式時，所述集成啟動發電機和/或主驅 動電機在汽車制動時進行能量回收，該模式下控制所述主驅動電機和/或集成啟動發電機 進行發電工作。
36.根據權利要求27至35中任一項所述的控制方法，其特徵在於，通過控制所述第一離合器和第二離合器的同步離/合，實現在各模式下不間斷動力換檔。
全文摘要
本發明提供一種新型車用雙電機兩離合器混合動力系統，其包括主驅動電機、集成啟動發電機、主軸、主離合器、第一級減速裝置、發動機及第一離合器，所述兩離合器混合動力系統通過控制所述第一離合器實現控制所述兩離合器混合動力系統動力輸出的停止與啟動。本發明還提供一種新型車用雙電機三離合器混合動力系統，在上述雙電機兩離合器混合動力系統的基礎上，所述雙電機三離合器混合動力系統還包括第二離合器，所述三離合器混合動力系統通過控制所述第一離合器及第二離合器實現控制所述三離合器混合動力系統動力輸出的停止、啟動及檔位切換。本發明提供的混合動力系統中的內部結構布置緊湊、內部連接高效合理。
文檔編號B60W10/04GK101920654SQ200910053260
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者盧建鋼, 姜煒, 張君鴻, 朱軍, 王健, 羅思東, 葛海龍, 高衛民 申請人:上海捷能汽車技術有限公司