CN114274760B - 一种双电机混合动力系统、控制方法及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机混合动力系统、控制方法及混合动力汽车，属于混合动力汽车技术领域。双电机混合动力系统包括差速器端、驱动电机、发动机、发电机、第一连接件及第二连接件；第一连接件与差速器齿轮传动连接，当第一连接件处于第一连接状态时，第一连接件能够选择性地连接至第二驱动路径或者第三驱动路径，当第一连接件处于第一断开状态时，第一连接件不连接第二驱动路径和第三驱动路径；第二连接件设置在第四驱动路径上，当第二连接件处于第二连接状态时，发动机与发电机连通，当第二连接件处于第二断开状态时，发动机与发电机断开。有益效果：能够实现发电机与发动机之间的完全解耦。

Description

一种双电机混合动力系统、控制方法及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种双电机混合动力系统、控制方法及混合动力汽车。

背景技术

随着节能减排法规要求的日益严苛，新能源汽车市场发展增快，尤其是纯电动汽车和混合动力汽车；然而纯电动汽车由于受电池续航里程短、充电时间长、电池寿命短等因素的综合影响，在短期内难以占领主销市场；油电混合动力汽车由于结合了燃油汽车和纯电动汽车两者的特点，因此逐渐占领了新能源汽车中的主销市场。其中，油电混合动力汽车性能的优劣在根本上取决于为其提供驱动力的混合动力系统。

目前的混合动力系统包括发电机、发动机和驱动电机，并在发动机中间轴上设置离合器，以用于控制发动机与驱动电机之间的动力通断；同时，发动机通过增速齿轮副直接与发电机连接，以实现发动机发电的功能。

然而由于，发动机通过增速齿轮副直接与发电机连接，即发动机与发电机之间始终为连接状态，从而导致发电机无法单独向汽车的车轮输出驱动力，若需要发电机向汽车的车轮输出驱动力时，由于发动机与发电机之间始终为连接状态，发电机转动的同时，发动机也需要一起转动，从而造成较大的转动能量损失，影响汽车的经济性；并且，在发动机直接驱动汽车时，由于发电机也会同时处于持续高转速的状态而产生较大的电磁场，容易使发电机产生较大的反电势，从而影响汽车的控制器的电控性能。

综上所述，亟需设计一种双电机混合动力系统、控制方法及混合动力汽车，来解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种双电机混合动力系统，其能够实现发电机与发动机之间的完全解耦。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种双电机混合动力系统，包括：

差速器端，其包括传动连接的差速器齿轮和差速器，所述差速器与汽车的车轮传动连接；

驱动电机，所述驱动电机的动力能够通过第一驱动路径传输至所述差速器齿轮；

发动机，所述发动机的动力能够通过第二驱动路径传输；

发电机，所述发电机能够为所述驱动电机提供电能，且所述发电机的动力能够通过第三驱动路径传输，所述发电机与所述发动机之间形成有用于动力传输的第四驱动路径；

第一连接件，其与所述差速器齿轮传动连接，所述第一连接件具有第一连接状态和第一断开状态，当所述第一连接件处于所述第一连接状态时，所述第一连接件能够选择性地连接至所述第二驱动路径或者所述第三驱动路径，当所述第一连接件处于所述第一断开状态时，所述第一连接件不连接所述第二驱动路径和所述第三驱动路径；

第二连接件，其设置在所述第四驱动路径上，所述第二连接件具有第二连接状态和第二断开状态，当所述第二连接件处于所述第二连接状态时，所述发动机与所述发电机连通，当所述第二连接件处于所述第二断开状态时，所述发动机与所述发电机断开。

进一步地，所述第一连接件为离合器或同步器，和/或所述第二连接件为离合器或同步器。

进一步地，所述双电机混合动力系统还包括：

第一动力传动组件，其设置在所述驱动电机的输出端，所述第一动力传动组件用于将所述驱动电机的动力沿所述第一驱动路径传递至所述差速器齿轮。

进一步地，所述第一动力传动组件包括：

相互啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定套设至所述驱动电机的第一输出轴；

第一传动轴，其与所述第一输出轴平行设置，所述第二齿轮固定套设至所述第一传动轴；

第三齿轮，其固定套设至所述第一传动轴并与所述第二齿轮间隔设置，所述第三齿轮与所述差速器齿轮啮合连接。

进一步地，所述双电机混合动力系统还包括：

第三连接件，所述第三连接件的一端与所述差速器齿轮固定连接，所述第三连接件的另一端固定连接至所述第三齿轮，所述第三连接件用于控制所述驱动电机与所述差速器齿轮之间的动力通断；所述第三连接件具有第三连接状态和第三断开状态，当所述第三连接件处于所述第三断开状态时，所述第三齿轮与所述差速器齿轮不连接，当所述第三连接件处于所述第三连接状态时，所述第三齿轮与所述差速器齿轮传动连接。

进一步地，所述第三连接件为离合器或同步器。

进一步地，所述双电机混合动力系统还包括：

第二动力传动组件，其设置在所述发动机的输出端，所述第二动力传动组件用于将所述发动机的动力沿所述第二驱动路径传递。

进一步地，所述第二动力传动组件包括：

相互啮合连接的第四齿轮和第五齿轮，所述第四齿轮固定套设至所述发动机的第二输出轴；

第二传动轴，其分别与所述第二输出轴和所述第一传动轴平行设置，所述第五齿轮间隙套设至所述第二传动轴，且所述第一连接件固定连接在所述第二传动轴上，所述第一连接件可选择性地与所述第五齿轮传动连接，所述第二传动轴上还固定套设有第六齿轮，所述第六齿轮与所述差速器齿轮啮合连接。

进一步地，所述双电机混合动力系统还包括：

第三动力传动组件，其设置在所述发电机的输出端，所述第三动力传动组件用于将所述发电机的动力沿所述第三驱动路径传递。

进一步地，所述第三动力传动组件包括：

依次啮合连接的第七齿轮、第八齿轮和第九齿轮，所述第七齿轮固定套设至所述发电机的第三输出轴上，所述第八齿轮间隙套设至所述第二输出轴上，所述第九齿轮间隙套设至所述第二传动轴上，所述第一连接件可选择性地与所述第九齿轮传动连接，且所述第三输出轴与所述第二输出轴平行设置。

进一步地，所述双电机混合动力系统还包括：

第四动力传动组件，其设置在所述第四驱动路径中，所述第四动力传动组件用于将所述发动机的动力传递至所述发电机，或者将所述发电机的动力传递至所述发动机。

进一步地，所述第四动力传动组件包括：

第十齿轮，所述第十齿轮间隙套设至所述第三输出轴上，所述第十齿轮与所述第四齿轮啮合连接，且所述第二连接件设置在所述第三输出轴上，所述第二连接件的一端与所述第七齿轮固定连接，所述第二连接件的另一端固定连接至所述第十齿轮；当所述第二连接件处于所述第二断开状态时，所述第七齿轮与所述第十齿轮不连接，当所述第二连接件处于所述第二连接状态时，所述第七齿轮与所述第十齿轮传动连接。

本发明的另一个目的在于提出一种双电机混合动力系统的控制方法，其控制简单方便，且能够使发电机与发动机之间的完全解耦。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于如上所述的双电机混合动力系统的控制方法，包括以下步骤：

停车启机工作模式：所述第一连接件处于所述第一断开状态，所述第二连接件处于所述第二连接状态，所述驱动电机不工作，所述发电机和所述发动机工作；所述发电机的驱动力经所述第四驱动路径传递至所述发动机，以使所述发动机启动；

怠速发电工作模式：所述第一连接件处于所述第一断开状态，所述第二连接件处于所述第二连接状态，所述驱动电机不工作，所述发电机和所述发动机工作；所述发动机输出的驱动力经所述第四驱动路径传递至所述发电机，以使所述发电机发电；

纯电驱动工作模式：所述发动机和所述发电机均不工作，所述第一连接件处于所述第一断开状态，所述驱动电机工作；所述驱动电机输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮，以驱动所述车轮；

串联驱动工作模式：所述第二连接件处于所述第二连接状态，所述第一连接件处于所述第一断开状态，所述发动机、所述发电机、所述驱动电机均工作；所述发动机输出的驱动力经所述第四驱动路径传至所述发电机，以使所述发电机发电；所述发电机的电能提供至所述驱动电机，以使所述驱动电机产生驱动力，所述驱动电机产生的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮，以驱动所述车轮；

发动机直驱工作模式：所述第一连接件处于所述第一连接状态，且所述第一连接件连接至所述第二驱动路径，所述第二连接件处于所述第二断开状态，所述发电机不工作，所述发动机工作；所述发动机输出的驱动力经所述第二驱动路径和所述第一连接件传递至所述差速器齿轮，所述驱动电机随转；

发动机与驱动电机并联驱动工作模式：所述第一连接件处于所述第一连接状态，且所述第一连接件连接至所述第二驱动路径，所述第二连接件处于所述第二断开状态，所述发电机不工作，所述驱动电机和所述发动机工作；所述发动机输出的驱动力经所述第二驱动路径和所述第一连接件传递至所述差速器齿轮，所述驱动电机输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮，以与所述发动机传输至的动力共同驱动所述车轮；

驱动电机与发电机并联驱动工作模式：所述第一连接件处于所述第一连接状态，且所述第一连接件连接至所述第三驱动路径，所述第二连接件处于所述第二断开状态，所述发动机不工作，所述驱动电机和所述发电机工作；所述驱动电机输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮；所述发电机的驱动力经所述第三驱动路径和所述第一连接件传递至所述差速器齿轮，以与所述驱动电机传输至的动力共同驱动所述车轮；

制动能量回收工作模式：所述第一连接件处于所述第一断开状态，所述发动机和所述发电机均不工作，所述驱动电机工作；所述车轮的驱动力经所述第一驱动路径作用于所述驱动电机，以使所述驱动电机发电。

本发明的再一个目的在于提出一种混合动力汽车，其能够同时保证汽车的动力性和整车经济性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力汽车，包括控制器，所述控制器被配置为根据混合动力汽车的工作参数并基于如上所述的双电机混合动力系统的控制方法对所述混合动力汽车的工作模式进行选择。

进一步地，所述混合动力汽车还包括电能储存装置，所述电能储存装置用于为所述驱动电机和所述发电机提供电能，且所述驱动电机和所述发电机产生的电能能够存储在所述电能储存装置内，所述混合动力汽车的工作参数至少包括所述混合动力汽车的车速及加速需求，所述电能储存装置的电量、所述混合动力汽车的行驶里程、所述混合动力汽车的制动状态以及对所述混合动力汽车的踏板的踩踏力。

本发明的有益效果为：

本发明提出了一种双电机混合动力系统，通过使第一连接件处于第一连接状态，第一连接件连接至第三驱动路径，第二连接件处于第二断开状态，以使发电机的驱动力经第三驱动路径和第一连接件传递至差速器齿轮，以驱动车轮，此时，由于第二连接件处于第二断开状态，发动机与发电机之间断开，实现了发电机和发动机两者驱动的完全解耦，从而实现了发电机单独向汽车的车轮输出驱动力，由于在发电机转动的同时，发动机没有一起转动，从而避免了由于发动机转动而造成的转动能量损失，提高了汽车的整车经济性；且通过控制第一连接件的状态实现发电机和发动机两者驱动的完全解耦，从而在发动机驱动时，发电机不会处于持续高转速的状态，因此不会产生电磁场，避免了由于发电机产生较大的反电势而影响汽车的控制器的电控性能的问题；同时，还能够是第一连接件处于第一连接状态并连接至第三驱动路径，第二连接件处于第二断开状态，驱动电机输出的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮；发电机的驱动力经第三驱动路径和第一连接件传递至差速器齿轮，以与驱动电机传输至的动力共同驱动车轮，能够实现驱动电机与发电机同时对车轮的驱动作用，极大地提升了汽车的动力性。

本发明还提出了一种双电机混合动力系统的控制方法，由于基于上述双电机混合动力系统进行工作模式的控制，其控制方式简单方便，且能够使发动机与发电机之间的驱动解耦。

本发明再提出了一种混合动力汽车，由于基于上述的双电机混合动力系统的控制方法对汽车的工作模式进行选择，保证了汽车的动力性和整车经济性。

附图说明

图1是本发明提供的双电机混合动力系统的结构示意图；

图2是本发明提供的双电机混合动力系统的控制方法的控制关系示意图；

图3是本发明提供的停车启机工作模式的流程图；

图4是本发明提供的怠速发电工作模式的流程图；

图5是本发明提供的纯电驱动工作模式的流程图；

图6是本发明提供的串联驱动工作模式的流程图；

图7是本发明提供的发动机直驱工作模式的流程图；

图8是本发明提供的发动机与驱动电机并联驱动工作模式的流程图；

图9是本发明提供的发电机与驱动电机并联驱动工作模式的流程图；

图10是本发明提供的制动能量回收工作模式的流程图。

附图标记：

1-驱动电机；11-第一输出轴；

2-发动机；21-第二输出轴；

3-发电机；31-第三输出轴；

4-第三动力传动组件；41-第七齿轮；42-第八齿轮；43-第九齿轮；

51-第十齿轮；

6-第一动力传动组件；61-第一齿轮；62-第二齿轮；63-第一传动轴；64-第三齿轮；

7-差速器端；71-差速器齿轮；72-差速器；

8-第二动力传动组件；81-第四齿轮；82-第五齿轮；83-第二传动轴；

9-第一连接件；10-第六齿轮；12-限扭减振器；13-第二连接件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

目前，发动机通过增速齿轮副直接与发电机连接，即发动机与发电机之间始终为连接状态，从而导致发电机无法单独向汽车的车轮输出驱动力，若需要发电机向汽车的车轮输出驱动力时，由于发动机与发电机之间始终为连接状态，发电机转动的同时，发动机也需要一起转动，从而造成较大的转动能量损失，影响汽车的经济性；并且，在发动机直接驱动汽车时，由于发电机也会同时处于持续高转速的状态而产生较大的电磁场，容易使发电机产生较大的反电势，从而影响汽车的控制器的电控性能。

实施例一

对此，本实施例中提出了一种双电机混合动力系统，如图1所示，包括差速器端7、驱动电机1、发动机2、发电机3、第一连接件9及第二连接件13。其中，差速器端7具体包括传动连接的差速器齿轮71和差速器72，差速器72与汽车的车轮传动连接，以通过差速器72带动车轮转动；驱动电机1的动力能够通过第一驱动路径传输至差速器齿轮71，从而通过驱动电机1驱动车轮转动；发动机2的动力能够通过第二驱动路径传输；发电机3一方面能够为驱动电机1提供电能，另一方面发电机3的动力能够通过第三驱动路径传输，且发电机3与发动机2之间形成有用于动力传输的第四驱动路径；第一连接件9与差速器齿轮71传动连接，第一连接件9用于控制发电机3和差速器齿轮71之间、发动机2和差速器齿轮71之间的动力通断；第一连接件9具有第一连接状态和第一断开状态，当第一连接件9处于第一连接状态时，第一连接件9能够选择性地连接至第二驱动路径或者第三驱动路径，当第一连接件9处于第一断开状态时，第一连接件9均不连接第二驱动路径和第三驱动路径；第二连接件13设置在第四驱动路径上，第二连接件13用于控制发动机2与发电机3之间的动力通断；第二连接件13具有第二连接状态和第二断开状态，当第二连接件13处于第二连接状态时，发动机2与发电机3连通，当第二连接件13处于第二断开状态时，发动机2与发电机3断开。

本实施例中的双电机混合动力系统相对于现有技术在发电机3与发动机2之间设置了第二连接件13，并设置了第一连接件9以用于控制发动机2动力的通断和发电机3动力的通断；使第一连接件9处于第一连接状态，第一连接件9连接至第三驱动路径，第二连接件13处于第二断开状态，以使发电机3的驱动力经第三驱动路径和第一连接件9传递至差速器齿轮71，以驱动车轮，此时，由于第二连接件13处于第二断开状态，发动机2与发电机3之间断开，使发电机3和发动机2两者驱动的完全解耦，从而实现了发电机3单独向汽车的车轮输出驱动力，由于在发电机3转动的同时，发动机2没有一起转动，从而避免了由于发动机2转动而造成的转动能量损失，提高了整车经济性；且通过控制第一连接件9的状态实现发电机3和发动机2两者驱动的完全解耦，从而在发动机2驱动时，发电机3不会处于持续高转速的状态，因此不会产生电磁场，避免了由于发电机3产生较大的反电势而影响汽车的控制器的电控性能的问题。

同时，还能够使第一连接件9处于第一连接状态并连接至第三驱动路径，第二连接件13处于第二断开状态，驱动电机1输出的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮71；发电机3的驱动力经第三驱动路径和第一连接件9传递至差速器齿轮71，以与驱动电机1传输至的动力共同驱动车轮，能够实现驱动电机1与发电机3同时对车轮的驱动作用，极大地提升了汽车的动力性。

由于发动机2与发电机3之间的动力可以实现完全解耦，能够通过控制发动机2、发电机3、驱动电机1、第一连接件9和第二连接件13的状态，从而能够实现汽车的动力需求以及整车经济性的需求。

具体地，第一连接件9为离合器或同步器，和/或第二连接件13为离合器或同步器。如图1所示，本实施例中，第一连接件9为同步器，第二连接件13为离合器。其它实施例中，还可以使第一连接件9为离合器，第二连接件13为同步器。其中，离合器具体可以为湿式离合器或者电磁离合器。

进一步地，如图1所示，双电机混合动力系统还包括第一动力传动组件6，第一动力传动组件6设置在驱动电机1的输出端，第一动力传动组件6用于将驱动电机1的动力沿第一驱动路径传递至差速器齿轮71，以驱动车轮转动。

具体地，如图1所示，第一动力传动组件6包括相互啮合连接的第一齿轮61和第二齿轮62、第一传动轴63及第三齿轮64；其中，第一齿轮61固定套设在驱动电机1的第一输出轴11上；第一传动轴63与第一输出轴11平行设置，第二齿轮62固定套设在第一传动轴63上；第三齿轮64固定套设在第一传动轴63上并与第二齿轮62间隔设置，第三齿轮64与差速器齿轮71啮合连接，以通过第三齿轮64转动带动差速器齿轮71及差速器72转动，从而将驱动电机1的驱动力传至车轮。

值得注意的是，在发动机2驱动车轮转动的过程中，由于差速器齿轮71与第三齿轮64之间为啮合连接，从而会导致驱动电机1进行随转。在驱动电机1进行随转的过程中，同样会损失转动能量。

为此，在其它实施例中，双电机混合动力系统还包括第三连接件，第三连接件的一端与差速器齿轮71固定连接，第三连接件的另一端固定连接至第三齿轮64，第三连接件用于控制驱动电机1与差速器齿轮71之间的动力通断；第三连接件具有第三连接状态和第三断开状态，当第三连接件处于第三断开状态时，第三齿轮64与差速器齿轮71不连接，当第三连接件处于第三连接状态时，第三齿轮64与差速器齿轮71传动连接。

通过设置第三连接件，能够实现在发动机2驱动车轮转动的同时，驱动电机1不需要进行随转，以避免驱动电机1随转导致的转动能量损失。第三连接件具体可以为离合器或者同步器。

进一步地，如图1所示，双电机混合动力系统还包括第二动力传动组件8，第二动力传动组件8设置在发动机2的输出端，第二动力传动组件8用于将发动机2的动力沿第二驱动路径进行传递。

具体地，如图1所示，第二动力传动组件8包括相互啮合连接的第四齿轮81和第五齿轮82、第二传动轴83；其中，第四齿轮81固定套设在发动机2的第二输出轴21上；第二传动轴83分别与第二输出轴21和第一传动轴63平行设置，第五齿轮82间隙套设在第二传动轴83上，且第一连接件9固定连接在第二传动轴83上，第一连接件9可选择性地与第五齿轮82传动连接，以实现第一连接件9选择性地连接至第二驱动路径；且在第二传动轴83上还固定套设有第六齿轮10，第六齿轮10与差速器齿轮71啮合连接，以实现第一连接件9与差速器齿轮71之间的传动连接。

进一步地，如图1所示，双电机混合动力系统还包括第三动力传动组件4，第三动力传动组件4设置在发电机3的输出端，第三动力传动组件4用于将发电机3的动力沿第三驱动路径进行传递。

具体地，如图1所示，第三动力传动组件4包括依次啮合连接的第七齿轮41、第八齿轮42和第九齿轮43，第七齿轮41固定套设在发电机3的第三输出轴31上，第八齿轮42间隙套设在第二输出轴21上，第九齿轮43间隙套设在第二传动轴83上，第一连接件9可选择性地与第九齿轮43传动连接，以实现第一连接件9选择性地连接至第三驱动路径；且第三输出轴31与第二输出轴21平行设置。

通过将第一输出轴11、第一传动轴63、第二传动轴83、第二输出轴21和第三输出轴31相互平行设置，能够减小整个双电机混合动力系统在竖向方向上的尺寸，以使整个双电机混合动力系统结构较为紧凑，节约其在汽车内的安装空间，使其可安装性较高。其中，在第二输出轴21上连接有限扭减振器12，以为发动机2输出的动力进行限扭减振。

进一步地，双电机混合动力系统还包括第四动力传动组件，第四动力传动组件设置在第四驱动路径中，第四动力传动组件用于将发动机2的动力传递至发电机3，以使发电机3进行发电，或者将发电机3的动力传递至发动机2，以使发动机2启动。

具体地，如图1所示，第四动力传动组件包括第十齿轮51，第十齿轮51间隙套设在第三输出轴31上，第十齿轮51与第四齿轮81相互啮合连接，且第二连接件13设置在第三输出轴31上，第二连接件13的一端与第七齿轮41固定连接，第二连接件13的另一端固定连接至第十齿轮51；当第二连接件13处于第二断开状态时，第七齿轮41与第十齿轮51之间没有连接关系；当第二连接件13处于第二连接状态时，第七齿轮41与第十齿轮51之间通过第二连接件13建立传动连接关系。

实施例二

本实施例中提出了一种基于如实施例一中的双电机混合动力系统的控制方法，如图2所示，其中，图2中的×表示为断开状态，√表示为连接状态。

具体地，双电机混合动力系统的控制方法具体包括以下步骤：

停车启机工作模式：第一连接件9处于第一断开状态，第二连接件13处于第二连接状态，驱动电机1不工作，发电机3和发动机2工作；发电机3的驱动力经第四驱动路径传递至发动机2，以使发动机2启动；

怠速发电工作模式：第一连接件9处于第一断开状态，第二连接件13处于第二连接状态，驱动电机1不工作，发电机3和发动机2工作；发动机2输出的驱动力经第四驱动路径传递至发电机3，以使发电机3发电；

纯电驱动工作模式：发动机2和发电机3均不工作，第一连接件9处于第一断开状态，驱动电机1工作；驱动电机1输出的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮71，以驱动车轮；

串联驱动工作模式：第二连接件13处于第二连接状态，第一连接件9处于第一断开状态，发动机2、发电机3、驱动电机1均工作；发动机2输出的驱动力经第四驱动路径传至发电机3，以使发电机3发电；发电机3的电能提供至驱动电机1，以使驱动电机1产生驱动力，驱动电机1产生的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮71，以驱动车轮；

发动机直驱工作模式：第一连接件9处于第一连接状态，且第一连接件9连接至第二驱动路径，第二连接件13处于第二断开状态，发电机3不工作，发动机2工作；发动机2输出的驱动力经第二驱动路径和第一连接件9传递至差速器齿轮71，驱动电机1随转；

发动机与驱动电机并联驱动工作模式：第一连接件9处于第一连接状态，且第一连接件9连接至第二驱动路径，第二连接件13处于第二断开状态，发电机3不工作，驱动电机1和发动机2工作；发动机2输出的驱动力经第二驱动路径和第一连接件9传递至差速器齿轮71，驱动电机1输出的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮71，以与发动机2传输至的动力共同驱动车轮；

驱动电机与发电机并联驱动工作模式：第一连接件9处于第一连接状态，且第一连接件9连接至第三驱动路径，第二连接件13处于第二断开状态，发动机2不工作，驱动电机1和发电机3工作；驱动电机1输出的驱动力经第一驱动路径传输至差速器齿轮71；发电机3的驱动力经第三驱动路径和第一连接件9传递至差速器齿轮71，以与驱动电机1传输至的动力共同驱动车轮；

制动能量回收工作模式：第一连接件9处于第一断开状态，发动机2和发电机3均不工作，驱动电机1工作；车轮的驱动力经第一驱动路径作用于驱动电机1，以使驱动电机1发电。

通过控制发动机2、发电机3以及驱动电机1的工作状态，以及控制第一连接件9和第二连接件13的状态，能够形成停车启机工作模式、怠速发电工作模式、纯电驱动工作模式、串联驱动工作模式、发动机直驱工作模式、发动机与驱动电机并联驱动工作模式、驱动电机与发电机并联驱动工作模式及制动能量回收工作模式多种工作模式，以保证汽车能够根据具体工作参数在上述各种工作模式之间进行切换选择，从而保证了汽车的动力性以及整车经济性。

实施例三

本实施例中提出了一种混合动力汽车，汽车包括控制器，控制器能够根据混合动力汽车的工作参数并基于如实施例二中的双电机混合动力系统的控制方法对混合动力汽车的工作模式进行选择。

具体地，混合动力汽车还包括电能储存装置，电能储存装置用于为驱动电机1和发电机3提供电能，且驱动电机1和发电机3产生的电能能够存储在电能储存装置内，混合动力汽车的工作参数至少包括混合动力汽车的车速及加速需求，电能储存装置的电量、混合动力汽车的行驶里程、混合动力汽车的制动状态以及对混合动力汽车的踏板的踩踏力，使汽车能够在具体的工作参数下选择与之相适配的工作模式，以在此工作模式下能够保证汽车的整车经济性和动力性。其中，汽车的工作参数可以根据汽车的具体工况进行选择。本实施例中，电能储存装置具体为电池。

具体而言，当混合动力汽车的行驶里程短且电量储存装置的当前电量充足以及车辆的加速需求不高时，可以选用纯电驱动工作模式，同时还能够实现汽车零油耗以零排放的环保效果。

当混合动力汽车的行驶里程长且电量储存装置的当前电量不充足，此时电量储存装置的当前电量不足以支撑汽车采用纯电驱动工作模式，此时选用串联驱动工作模式，以使发动机2能够工作在燃油最佳经济区间内，经济性好。

当汽车的车速较高且车速较为车速稳定时，可以选用发动机直驱工作模式，以使发动机2的工作效率较高，能够避免驱动电机1长时工作在高转速范围内而导致经济性较差的问题。

当汽车的车速较高且车辆的加速需求也较高以及电量储存装置电池的当前电量充足，可以选用发动机与驱动电机并联驱动工作模式，采用驱动电机1和发动机2同时作为动力源驱动车辆，以能够使混合动力汽车的动力性较好。

当混合动力汽车的行驶里程短且电量储存装置的当前电量充足以及车辆的加速需求较高时，可以选用发电机和驱动电机并联驱动工作模式，一方面能够避免发动机2在低转速大负荷工况下运行造成整车经济性差，另一方面能够使整车具备较强动力性。

本实施例中的停车启机工作模式的具体工作过程如下，即此时汽车处于停机状态，需要将汽车启动，如图3所示：

首先，使第一连接件9处于第一断开状态，第一连接件9既不与第五齿轮82连接，也不与第九齿轮43连接；使第二连接件13处于第二连接状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间建立连接；驱动电机1不工作，发电机3和发动机2工作；然后，使发电机3产生的驱动力依次经过第三输出轴31、第七齿轮41、第二连接件13、第十齿轮51、第四齿轮81传递至第二输出轴21，第二输出轴21带动发动机2运转，以将发电机3的驱动力传递至发动机2，以使混合动力汽车能够通过发电机3启动发动机2。

本实施例中的怠速发电工作模式的具体工作过程如下，如图4所示：

首先，使第一连接件9处于第一断开状态，第一连接件9既不与第五齿轮82连接，也不与第九齿轮43连接；使第二连接件13处于第二连接状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间建立连接；驱动电机1不工作，发电机3和发动机2工作；然后，发动机2输出的驱动力依次经过第二输出轴21、第四齿轮81、第十齿轮51、第二连接件13、第七齿轮41传递至第三输出轴31，第三输出轴31带动发电机3运转，以将发动机2的驱动力传递至发电机3，从而将发电机3产生的电能存储在电能储存装置内，以便于使用。

由于此时汽车为怠速状态，汽车所需发动机2提供的动力不大，可以将发动机2产生的多余驱动力传递至发电机3进行发电储存，从而实现发动机2资源的最大化利用，从而使汽车具有较好的整车经济性。

本实施例中的纯电驱动工作模式的具体工作过程如下，如图5所示：

首先，使第一连接件9处于第一断开状态，第一连接件9既不与第五齿轮82连接，也不与第九齿轮43连接；驱动电机1工作，发电机3和发动机2不工作；然后，驱动电机1输出的驱动力依次经过第一输出轴11、第一齿轮61、第二齿轮62、第一传动轴63、第三齿轮64传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动，以实现驱动电机1单独驱动车轮转动。

由于此时汽车的行驶里程较短，且电能存储装置中的当前电量能够支撑驱动电机1单独驱动汽车行驶，不需要使用发动机2驱动，节约了燃油，以使汽车具有较好的整车经济性；同时由于驱动电机1单独对车轮进行驱动，实现了纯电驱动，达到了零油耗、零排放的环保效果。

本实施例中的串联驱动工作模式的具体工作过程如下，如图6所示：

首先，使第一连接件9处于第一断开状态，第一连接件9既不与第五齿轮82连接，也不与第九齿轮43连接；使第二连接件13处于第二连接状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间建立连接；驱动电机1、发电机3和发动机2均工作；然后，发动机2输出的驱动力依次经过第二输出轴21、第四齿轮81、第十齿轮51、第二连接件13、第七齿轮41传递至第三输出轴31，第三输出轴31带动发电机3运转，以将发动机2的驱动力传递至发电机3，从而使发电机3发电；最后，发电机3产生的电能提供至驱动电机1，以为驱动电机1提供电能，以使驱动电机1产生驱动力，驱动电机1产生的驱动力依次经过第一输出轴11、第一齿轮61、第二齿轮62、第一传动轴63、第三齿轮64传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动，以实现发动机2、发电机3及驱动电机1串联驱动车轮转动。

由于此时汽车的行驶里程较长，且电能储存装置内的当前电量不足以支撑驱动电机1单独产生驱动力以满足汽车的驱动行程，此时，需要启动发动机2，以使发动机2驱动发电机3发电，从而为驱动电机1提供电能；此时，发动机2仅仅只需要驱动发电机3，不会受车轮转速的影响，从而能够使发动机2在整个驱动过程中均工作在燃油最佳经济区间内，以使整车经济性最佳。

本实施例中的发动机直驱工作模式的具体工作过程如下，如图7所示：

首先，使第一连接件9处于第一连接状态，并使第一连接件9与第五齿轮82连接；使第二连接件13处于第二断开状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间不建立连接；发电机3不工作，发动机2工作；然后，发动机2输出的驱动力依次经过第二输出轴21、第四齿轮81、第五齿轮82、第一连接件9、第二传动轴83、第六齿轮10传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动，以实现发动机2单独驱动车轮转动。

由于此时汽车的车速较高且车速较为稳定时，若采用驱动电机1作为动力源，将导致驱动电机1长时工作在高转速范围内而使整车的经济性较差，因此此时需要采用发动机2直接输出动力，驱动汽车行驶。

值得说明的是，在发动机2驱动车轮转动的过程中，由于差速器齿轮71与第三齿轮64之间为啮合连接，从而会导致驱动电机1进行随转，在驱动电机1进行随转的过程中，同样会损失转动能量。因此，此时，可以通过控制第三连接件为第三断开状态，以断开第三齿轮64与差速器齿轮71之间的传动连接，从而实现在发动机2驱动车轮转动的同时，驱动电机1不会进行随转，以能够避免驱动电机1随转导致的转动能量损失。

本实施例中的发动机与驱动电机并联驱动工作模式的具体工作过程如下，如图8所示：

首先，使第一连接件9处于第一连接状态，并使第一连接件9与第五齿轮82连接；使第二连接件13处于第二断开状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间不建立连接；发电机3不工作，驱动电机1和发动机2均工作；然后，发动机2输出的驱动力依次经过第二输出轴21、第四齿轮81、第五齿轮82、第一连接件9、第二传动轴83、第六齿轮10传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转；同时，驱动电机1产生的驱动力依次经过第一输出轴11、第一齿轮61、第二齿轮62、第一传动轴63、第三齿轮64传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动，以实现发动机2、与驱动电机1并联驱动车轮转动。

由于此时汽车运转在较高车速且汽车所需的驱动力较大时，采用驱动电机1和发动机2同时作为动力源以驱动车辆，以能够使混合动力汽车的动力性较好。

值得说明的是，此时，由于第二连接件13处于第二断开状态，第七齿轮41与第十齿轮51之间不建立连接，因此，发动机2的转动不会带动发电机3进行随转，一方面能够避免转动能量损失，另一方面能够避免由于发电机3处于高速旋转状态而会出现反电势的问题，从而能够较好地保护控制器的电控功能不受损坏。

本实施例中的发电机与驱动电机并联驱动工作模式的具体工作过程如下，如图9所示：

首先，使第一连接件9处于第一连接状态，并使第一连接件9与第九齿轮43连接；使第二连接件13处于第二断开状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间不建立连接；发动机2不工作，驱动电机1和发电机3均工作；然后，驱动电机1输出的驱动力依次经过第一输出轴11、第一齿轮61、第二齿轮62、第一传动轴63、第三齿轮64传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动；同时，发电机3产生的驱动力依次经过第三输出轴31、第七齿轮41、第八齿轮42、第九齿轮43、第一连接件9、第二传动轴83、第六齿轮10传递至差速器齿轮71，差速器齿轮71带动差速器72运转，差速器72带动车轮转动，以实现发电机3与驱动电机1并联驱动车轮转动。

由于此时汽车在低车速范围内且需求较大的驱动力，但单独使用驱动电机1产生的驱动力不足以满足汽车的驱动需求时，通过采用发电机3和驱动电机1并联驱动车轮，一方面能够避免发动机2在低转速大负荷工况下运行造成整车经济性差，另一方面通过发电机3和驱动电机1的双电机驱动能够使整车具备较强动力性。且由于第二连接件13处于第二断开状态，此时第七齿轮41与第十齿轮51之间不建立连接，发动机2不会进行随转，以能够避免转动能量的损失；同时由于驱动电机1和发电机3对车轮进行驱动，实现了纯电驱动，达到了零油耗、零排放的效果。

本实施例中的制动能量回收工作模式的具体工作过程如下，如图10所示：

首先，使第一连接件9处于第一断开状态，第一连接件9既不与第五齿轮82连接，也不与第九齿轮43连接；驱动电机1工作，发电机3和发动机2不工作；然后，车轮的制动力能够依次经过差速器72、差速器齿轮71、第三齿轮64、第一传动轴63、第二齿轮62、第一齿轮61传递至第一输出轴11，以带动驱动电机1进行发电，以将驱动电机1产生的电能存储在电能储存装置内，以便于使用。

由于此时汽车处于制动状态，通过制动能量回收工作模式能够将车轮产生的制动能量进行回收并转换成电能进行存储，实现了制动能量的回收，节省了整车的能耗，实现资源的最大化利用。

由于具有停车启机工作模式、怠速发电工作模式、纯电驱动工作模式、串联驱动工作模式、发动机直驱工作模式、发动机与驱动电机并联驱动工作模式、驱动电机与发电机并联驱动工作模式及制动能量回收工作模式多种工作模式，以使混合动力汽车能够根据不同的工况进行工作模式的选择和切换，从而能够实现混合动力汽车的整车经济性和动力性，且能够对资源进行最大化利用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种双电机混合动力系统，其特征在于，包括：

差速器端（7），其包括传动连接的差速器齿轮（71）和差速器（72），所述差速器（72）与汽车的车轮传动连接；

驱动电机（1），所述驱动电机（1）的动力能够通过第一驱动路径传输至所述差速器齿轮（71）；

发动机（2），所述发动机（2）的动力能够通过第二驱动路径传输；

发电机（3），所述发电机（3）能够为所述驱动电机（1）提供电能，且所述发电机（3）的动力能够通过第三驱动路径传输，所述发电机（3）与所述发动机（2）之间形成有用于动力传输的第四驱动路径；

第一连接件（9），其与所述差速器齿轮（71）传动连接，所述第一连接件（9）具有第一连接状态和第一断开状态，当所述第一连接件（9）处于所述第一连接状态时，所述第一连接件（9）能够选择性地连接至所述第二驱动路径或者所述第三驱动路径，当所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态时，所述第一连接件（9）不连接所述第二驱动路径和所述第三驱动路径；

第二连接件（13），其设置在所述第四驱动路径上，所述第二连接件（13）具有第二连接状态和第二断开状态，当所述第二连接件（13）处于所述第二连接状态时，所述发动机（2）与所述发电机（3）连通，当所述第二连接件（13）处于所述第二断开状态时，所述发动机（2）与所述发电机（3）断开；

所述第一连接件（9）为离合器或同步器，和/或所述第二连接件（13）为离合器或同步器。

2.如权利要求1所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述双电机混合动力系统还包括：

第一动力传动组件（6），其设置在所述驱动电机（1）的输出端，所述第一动力传动组件（6）用于将所述驱动电机（1）的动力沿所述第一驱动路径传递至所述差速器齿轮（71）。

3.如权利要求2所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述第一动力传动组件（6）包括：

相互啮合连接的第一齿轮（61）和第二齿轮（62），所述第一齿轮（61）固定套设至所述驱动电机（1）的第一输出轴（11）；

第一传动轴（63），其与所述第一输出轴（11）平行设置，所述第二齿轮（62）固定套设至所述第一传动轴（63）；

第三齿轮（64），其固定套设至所述第一传动轴（63）并与所述第二齿轮（62）间隔设置，所述第三齿轮（64）与所述差速器齿轮（71）啮合连接。

4.如权利要求3所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述双电机混合动力系统还包括：

第三连接件，所述第三连接件的一端与所述差速器齿轮（71）固定连接，所述第三连接件的另一端固定连接至所述第三齿轮（64），所述第三连接件用于控制所述驱动电机（1）与所述差速器齿轮（71）之间的动力通断；所述第三连接件具有第三连接状态和第三断开状态，当所述第三连接件处于所述第三断开状态时，所述第三齿轮（64）与所述差速器齿轮（71）不连接，当所述第三连接件处于所述第三连接状态时，所述第三齿轮（64）与所述差速器齿轮（71）传动连接。

5.如权利要求4所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述第三连接件为离合器或同步器。

6.如权利要求3所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述双电机混合动力系统还包括：

第二动力传动组件（8），其设置在所述发动机（2）的输出端，所述第二动力传动组件（8）用于将所述发动机（2）的动力沿所述第二驱动路径传递。

7.如权利要求6所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述第二动力传动组件（8）包括：

相互啮合连接的第四齿轮（81）和第五齿轮（82），所述第四齿轮（81）固定套设至所述发动机（2）的第二输出轴（21）；

第二传动轴（83），其分别与所述第二输出轴（21）和所述第一传动轴（63）平行设置，所述第五齿轮（82）间隙套设至所述第二传动轴（83），且所述第一连接件（9）固定连接在所述第二传动轴（83）上，所述第一连接件（9）可选择性地与所述第五齿轮（82）传动连接，所述第二传动轴（83）上还固定套设有第六齿轮（10），所述第六齿轮（10）与所述差速器齿轮（71）啮合连接。

8.如权利要求7所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述双电机混合动力系统还包括：

第三动力传动组件（4），其设置在所述发电机（3）的输出端，所述第三动力传动组件（4）用于将所述发电机（3）的动力沿所述第三驱动路径传递。

9.如权利要求8所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述第三动力传动组件（4）包括：

依次啮合连接的第七齿轮（41）、第八齿轮（42）和第九齿轮（43），所述第七齿轮（41）固定套设至所述发电机（3）的第三输出轴（31）上，所述第八齿轮（42）间隙套设至所述第二输出轴（21）上，所述第九齿轮（43）间隙套设至所述第二传动轴（83）上，所述第一连接件（9）可选择性地与所述第九齿轮（43）传动连接，且所述第三输出轴（31）与所述第二输出轴（21）平行设置。

10.如权利要求9所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述双电机混合动力系统还包括：

第四动力传动组件，其设置在所述第四驱动路径中，所述第四动力传动组件用于将所述发动机（2）的动力传递至所述发电机（3），或者将所述发电机（3）的动力传递至所述发动机（2）。

11.如权利要求10所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述第四动力传动组件包括：

第十齿轮（51），所述第十齿轮（51）间隙套设至所述第三输出轴（31）上，所述第十齿轮（51）与所述第四齿轮（81）啮合连接，且所述第二连接件（13）设置在所述第三输出轴（31）上，所述第二连接件（13）的一端与所述第七齿轮（41）固定连接，所述第二连接件（13）的另一端固定连接至所述第十齿轮（51）；当所述第二连接件（13）处于所述第二断开状态时，所述第七齿轮（41）与所述第十齿轮（51）不连接，当所述第二连接件（13）处于所述第二连接状态时，所述第七齿轮（41）与所述第十齿轮（51）传动连接。

12.一种基于如权利要求1-11中任一项所述的双电机混合动力系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

停车启机工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态，所述第二连接件（13）处于所述第二连接状态，所述驱动电机（1）不工作，所述发电机（3）和所述发动机（2）工作；所述发电机（3）的驱动力经所述第四驱动路径传递至所述发动机（2），以使所述发动机（2）启动；

怠速发电工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态，所述第二连接件（13）处于所述第二连接状态，所述驱动电机（1）不工作，所述发电机（3）和所述发动机（2）工作；所述发动机（2）输出的驱动力经所述第四驱动路径传递至所述发电机（3），以使所述发电机（3）发电；

纯电驱动工作模式：所述发动机（2）和所述发电机（3）均不工作，所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态，所述驱动电机（1）工作；所述驱动电机（1）输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮（71），以驱动所述车轮；

串联驱动工作模式：所述第二连接件（13）处于所述第二连接状态，所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态，所述发动机（2）、所述发电机（3）、所述驱动电机（1）均工作；所述发动机（2）输出的驱动力经所述第四驱动路径传至所述发电机（3），以使所述发电机（3）发电；所述发电机（3）的电能提供至所述驱动电机（1），以使所述驱动电机（1）产生驱动力，所述驱动电机（1）产生的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮（71），以驱动所述车轮；

发动机直驱工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一连接状态，且所述第一连接件（9）连接至所述第二驱动路径，所述第二连接件（13）处于所述第二断开状态，所述发电机（3）不工作，所述发动机（2）工作；所述发动机（2）输出的驱动力经所述第二驱动路径和所述第一连接件（9）传递至所述差速器齿轮（71），所述驱动电机（1）随转；

发动机与驱动电机并联驱动工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一连接状态，且所述第一连接件（9）连接至所述第二驱动路径，所述第二连接件（13）处于所述第二断开状态，所述发电机（3）不工作，所述驱动电机（1）和所述发动机（2）工作；所述发动机（2）输出的驱动力经所述第二驱动路径和所述第一连接件（9）传递至所述差速器齿轮（71），所述驱动电机（1）输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮（71），以与所述发动机（2）传输至的动力共同驱动所述车轮；

驱动电机（1）与发电机（3）并联驱动工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一连接状态，且所述第一连接件（9）连接至所述第三驱动路径，所述第二连接件（13）处于所述第二断开状态，所述发动机（2）不工作，所述驱动电机（1）和所述发电机（3）工作；所述驱动电机（1）输出的驱动力经所述第一驱动路径传输至所述差速器齿轮（71）；所述发电机（3）的驱动力经所述第三驱动路径和所述第一连接件（9）传递至所述差速器齿轮（71），以与所述驱动电机（1）传输至的动力共同驱动所述车轮；

制动能量回收工作模式：所述第一连接件（9）处于所述第一断开状态，所述发动机（2）和所述发电机（3）均不工作，所述驱动电机（1）工作；所述车轮的驱动力经所述第一驱动路径作用于所述驱动电机（1），以使所述驱动电机（1）发电。

13.一种混合动力汽车，其特征在于，包括控制器，所述控制器被配置为根据混合动力汽车的工作参数并基于如权利要求12所述的双电机混合动力系统的控制方法对所述混合动力汽车的工作模式进行选择。

14.如权利要求13所述的混合动力汽车，其特征在于，所述混合动力汽车还包括电能储存装置，所述电能储存装置用于为所述驱动电机（1）和所述发电机（3）提供电能，且所述驱动电机（1）和所述发电机（3）产生的电能能够存储在所述电能储存装置内，所述混合动力汽车的工作参数至少包括所述混合动力汽车的车速及加速需求，所述电能储存装置的电量、所述混合动力汽车的行驶里程、所述混合动力汽车的制动状态以及对所述混合动力汽车的踏板的踩踏力。