CN104999903A - 并联式混合动力系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联式混合动力系统及其操作方法。该并联式混合动力系统，包括：发动机；电机，其与所述发动机同轴布置，并通过第一离合器连接，该电机通过外接电源或高压电池供电；以及变速箱，其与所述电机同轴布置，并通过第二离合器连接。该并联式混合动力系统匹配手动机械变速箱时，离合器分离机构不改装，整车控制不改变，换挡操作简单，操作同传统车手动挡车辆一致；该并联式混合动力系统匹配自动机械变速箱时，换挡过程，变速箱一轴上的电机转子转动惯量不对变速箱有任何影响，同传统车AMT变速箱质量要求即可；另外，车辆起步时，电机与发动机可以同时提供动力，车辆起步动力充足。

Description

并联式混合动力系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及混合动力系统领域，特别涉及一种并联式混合动力系统及其操作方法。

背景技术

目前国际市场上混合动力系统，按照能量流划分，主要分为三种：并联式混合动力系统、串联式混合动力系统、混联式混合动力系统。其中并联式混合系统是国内外主流技术路线，其技术特点如图1所示：发动机11、电机12、变速箱13同轴布置，发动机11通过离合器14与电机12连接，电机12可以单独驱动车辆运行，发动机11可以单独驱动车辆运行，发动机与电机可以同时混合驱动车辆运行。因为并联式混合动力系统都带有变速箱，变速箱不同档位速比不一致，变速箱低档位具有减速增扭功能，故其适用面非常广，可以使用城市路况、山区路况、城郊路况等任何复杂环境。

此技术方案工作原理：车辆起步时，离合器完全分离，完全依靠电机功率带动车辆起步，当电机转速与发动机转速一致时，离合器结合，发动机与电机同时驱动；换挡时，离合器分离，变速箱脱到空档，电机调速，换挡时刻达到，变速箱进档。

此方案缺点：

1、变速箱当变速箱为手动机械变速箱(MT)时(手动机械变速箱)：由于变速箱一轴上带有一个转动惯量大的电机转子，需要提供换挡信号给整车控制器，整车控制逻辑复杂，离合器分离机构要进行改装，结构复杂，对司机换挡时刻技术掌握要求高，换挡难度大，换挡失败概率高。

2、当变速箱为自动机械变速箱(AMT)时(自动式机械变速箱)：换挡时，离合器分离，变速箱一轴带着电机转子一起调速，由于电机转子质量大，转动惯量大，换挡时对变速箱同步器、变速箱齿轮的冲击大，对变速箱质量及可靠性要求高。

3、车辆起步时，只能由电机提供动力，发动机不能参与工作，车辆起步动力不足。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的并联式混合动力系统及其操作方法，该并联式混合动力系统匹配手动机械变速箱时，离合器分离机构不改装，整车控制不改变，换挡操作简单，操作同传统车手动挡车辆一致；该并联式混合动力系统匹配自动机械变速箱时，换挡过程，变速箱一轴上的电机转子转动惯量不对变速箱有任何影响，同传统车AMT变速箱质量要求即可；另外，车辆起步时，电机与发动机可以同时提供动力，车辆起步动力充足。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种并联式混合动力系统，包括：发动机；电机，其与所述发动机同轴布置，并通过第一离合器连接，该电机通过外接电源或高压电池供电；以及变速箱，其与所述电机同轴布置，并通过第二离合器连接。

优选地，上述技术方案中，变速箱为手动机械变速箱，所述第一离合器为自动控制，所述第二离合器为手动控制。

优选地，上述技术方案中，变速箱为自动机械变速箱，所述第一离合器和第二离合器均为自动控制。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述的并联式混合动力系统的操作方法，变速箱为手动机械变速箱，

发动机启动：所述变速箱挂空档，所述第一离合器结合，所述第二离合器结合，电机带动发动机启动；

车辆起步时：所述第一离合器结合，电机和发动机同时工作输出动力，脚踩离合器踏板控制第二离合器半联动起步；

换挡操作时，所述第一离合器结合，第二离合器分离，电机与变速箱一轴脱开，变速箱手动换挡；

刹车时，所述第一离合器分离，所述第二离合器结合，进行最大能量回收；

停车时，变速箱挂空档，所述第一离合器结合，第二离合器结合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述的并联式混合动力系统的操作方法，变速箱为自动机械变速箱，

发动机启动：所述变速箱挂空档，所述第一离合器结合，所述第二离合器结合，电机带动发动机启动；

车辆起步时：所述电机驱动至发动机怠速至以上，自动控制所述第二离合器结合；

换挡操作时，所述第一离合器结合，第二离合器分离，电机与变速箱一轴脱开，变速箱自动换挡；

刹车时，所述第一离合器分离，所述第二离合器结合，进行最大能量回收；

停车时，变速箱挂空档，所述第一离合器结合，第二离合器结合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该并联式混合动力系统匹配手动机械变速箱时，离合器分离机构不改装，整车控制不改变，换挡操作简单，操作同传统车手动挡车辆一致；该并联式混合动力系统匹配自动机械变速箱时，换挡过程，变速箱一轴上的电机转子转动惯量不对变速箱有任何影响，同传统车AMT变速箱质量要求即可；另外，车辆起步时，电机与发动机可以同时提供动力，车辆起步动力充足。

附图说明

图1是现有并联式混合动力系统的立体结构示意图。

图2是本发明的并联式混合动力系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图2所示，根据本发明具体实施方式的并联式混合动力系统的具体结构包括：同轴布置的发动机21、电机22、变速箱23，以及布置在发动机21、电机22之间的第一离合器24和布置在电机22、变速箱23之间的第二离合器25。该并联式混合动力系统在电机与变速箱之间增加第二离合器25，当变速箱为手动机械变速箱时，第一离合器24为自动控制，第二离合器25为手动控制；离合器分离机构不改装，整车控制不改变，换挡操作简单，操作同传统车手动挡车辆一致；当变速箱为自动机械变速箱时，第一离合器24和第二离合器25均是自动控制，换挡过程，变速箱一轴上的电机转子转动惯量不对变速箱有任何影响，同传统车AMT变速箱质量要求即可；另外，车辆起步时，电机与发动机可以同时提供动力，车辆起步动力充足。

具体来讲，本发明具体实施方式的并联式混合动力系统是国内外主流技术路线，其技术特点是：发动机21、电机22、变速箱23同轴布置，该电机通过外接电源或高压电池供电，电机可以单独驱动车辆运行，发动机可以单独驱动车辆运行，发动机与电机可以同时混合驱动车辆运行。因为并联式混合动力系统都带有变速箱，变速箱不同档位速比不一致，变速箱低档位具有减速增扭功能，故其适用面非常广，可以使用城市路况、山区路况、城郊路况等任何复杂环境。

第一离合器24布置在发动机21、电机22之间，发动机21与电机22通过第一离合器24可开合的连接。第二离合器25布置在电机22、变速箱23之间，电机22与变速箱23通过第二离合器25可开合的连接。第一离合器24与第二离合器25构成双离合器控制，即在电机与变速箱之间增加第二离合器25，当变速箱为手动机械变速箱(MT)时，第一离合器24为自动控制，第二离合器25为手动控制；当变速箱为自动机械变速箱(AMT)时，第一离合器24和第二离合器25均是自动控制。

本发明具体实施方式的并联式混合动力系统的工作过程：

发动机启动：变速箱N档(空档)，第一离合器24结合，第二离合器25结合，电机带动发动机启动；

车辆起步时：当变速箱为手动机械变速箱(MT)时，第一离合器24结合，电机和发动机同时工作输出动力，脚踩离合器踏板控制第二离合器25半联动起步(同手动挡起步操作一致)；当变速箱为自动机械变速箱(AMT)时，电机驱动至发动机怠速以上时，自动控制第二离合器25结合(同普通AMT起步操作一致)。

换挡操作时，第一离合器24结合，第二离合器25分离，电机与变速箱一轴脱开，当变速箱为手动机械变速箱(MT)时，手动换挡(同手动挡换挡操作一致)；当变速箱为自动机械变速箱(AMT)时，自动换挡(同普通AMT换挡控制一致)；

刹车时，第一离合器24分离，第二离合器25结合，进行最大能量回收；

停车时，变速箱N档(空档)，第一离合器24结合，第二离合器25结合。

综上，该并联式混合动力系统匹配手动机械变速箱时，离合器分离机构不改装，整车控制不改变，换挡操作简单，操作同传统车手动挡车辆一致；该并联式混合动力系统匹配自动机械变速箱时，换挡过程，变速箱一轴上的电机转子转动惯量不对变速箱有任何影响，同传统车AMT变速箱质量要求即可；另外，车辆起步时，电机与发动机可以同时提供动力，车辆起步动力充足。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种并联式混合动力系统，其特征在于，包括：

发动机；

电机，其与所述发动机同轴布置，并通过第一离合器连接，该电机通过外接电源或高压电池供电；以及

变速箱，其与所述电机同轴布置，并通过第二离合器连接。

2.根据权利要求1所述的并联式混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为手动机械变速箱，所述第一离合器为自动控制，所述第二离合器为手动控制。

3.根据权利要求1所述的并联式混合动力系统，其特征在于，所述变速箱为自动机械变速箱，所述第一离合器和第二离合器均为自动控制。

4.一种如权利要求2所述的并联式混合动力系统的操作方法，其特征在于，

发动机启动：所述变速箱挂空档，所述第一离合器结合，所述第二离合器结合，电机带动发动机启动；

车辆起步时：所述第一离合器结合，电机和发动机同时工作输出动力，脚踩离合器踏板控制第二离合器半联动起步；

换挡操作时，所述第一离合器结合，第二离合器分离，电机与变速箱一轴脱开，变速箱手动换挡；

刹车时，所述第一离合器分离，所述第二离合器结合，进行最大能量回收；

停车时，变速箱挂空档，所述第一离合器结合，第二离合器结合。

5.一种如权利要求3所述的并联式混合动力系统的操作方法，其特征在于，

发动机启动：所述变速箱挂空档，所述第一离合器结合，所述第二离合器结合，电机带动发动机启动；

车辆起步时：所述电机驱动至发动机怠速至以上，自动控制所述第二离合器结合；

换挡操作时，所述第一离合器结合，第二离合器分离，电机与变速箱一轴脱开，变速箱自动换挡；

刹车时，所述第一离合器分离，所述第二离合器结合，进行最大能量回收；

停车时，变速箱挂空档，所述第一离合器结合，第二离合器结合。