CN115648923A

CN115648923A - 混合动力***及其控制方法与车辆

Info

Publication number: CN115648923A
Application number: CN202211418600.0A
Authority: CN
Inventors: 赵东峰; 于长虹; 张春才; 张行; 杨振; 张尚明; 张明宇; 张宇鹏
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明公开了一种混合动力***及其控制方法与车辆。其中，该***包括：发动机，发动机的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的发动机的动力输出齿轮啮合，混动变速箱通过前传动轴与车辆的前轮连接，混动变速箱通过后传动轴与车辆的后轮连接；驱动电机，驱动电机的输出轴采用空心结构，发动机的直驱传动轴穿过驱动电机的输出轴，驱动电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合；发电机，与驱动电机同轴布置，发电机的输出轴采用空气结构，发动机的直驱传动轴穿过发电机的输出轴，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合。

Description

混合动力***及其控制方法与车辆

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种混合动力***及其控制方法与车辆。

背景技术

在当前的汽车产业环境下，混合动力轿车因其良好的节能表现，备受到国内外主机厂的广泛关注。但现有技术中的混合动力车辆采用的控制***，无法应用在所有车型上，这就导致了对车辆进行控制的控制准确率低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种混合动力***及其控制方法与车辆，以至少解决相关技术中对车辆进行控制的控制准确率低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种混合动力***，包括：发动机，发动机的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的发动机的动力输出齿轮啮合，混动变速箱通过前传动轴与车辆的前轮连接，混动变速箱通过后传动轴与车辆的后轮连接；驱动电机，驱动电机的输出轴采用空心结构，发动机的直驱传动轴穿过驱动电机的输出轴，驱动电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合；发电机，与驱动电机同轴布置，发电机的输出轴采用空气结构，发动机的直驱传动轴穿过发电机的输出轴，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合。

可选地，混动变速箱还包括：第一离合器，第一离合器的输入端与发动机的输出轴连接，第一离合器的输出端与发动机的直驱传动轴连接；第二离合器，第二离合器的输入端与发动机的输出轴连接，离合器的输出端与发电机的输入端连接；第三离合器，第三离合器的输入端与发电机的输出轴连接，第三离合器的输出端与驱动电机的输出轴连接。

可选地，发动机的输出轴通过扭转减震器与第一离合器的输入端和第二离合器的输入端连接。

可选地，混动变速箱还包括：第一同步器，第一同步器的第一档位与发动机的动力输出齿轮连接，第一同步器的第二档位与驱动电机的动力输出齿轮连接，第一同步器的第三档位为空挡，第一同步器的输出轴通过花键连接第一齿轮和第二齿轮；第二同步器，第二同步器的第一档位与第一齿轮连接，第二同步器的第二档位与第二齿轮连接，第二同步器的第三档位为空挡，第二同步器的输出轴通过花键连接第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮与前传动轴的齿轮连接，第四齿轮与后传动轴的齿轮连接。

可选地，混动变速箱还包括：第四离合器，设置在后传动轴上；第五离合器，设置在前传动轴上。

可选地，混合动力***还包括：动力电池，用于为发电机和驱动电机提供能量。

可选地，混合动力***的工作模式包括：单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联驱动模式、并联驱动模式、发动机直接驱动模式、单电机能量回收模式、双电机能量回收模式、发电模式、四驱模式、前驱模式和后驱模式，其中，不同工作模式对应的发动机、发电机、驱动电机、动力电池以及混动变速箱中的不同器件的状态不同。

可选地，在混合动力***的工作模式为单电机纯电驱动模式的情况下，发动机和发电机停止工作，驱动电机处于驱动状态，第一离合器、第二离合器和第三离合器处于断开状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于放电状态；在混合动力***的工作模式为双电机纯电驱动模式的情况下，发动机停止工作，发电机启动工作，驱动电机处于驱动状态，第一离合器和第二离合器处于断开状态，第三离合器处于接合状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于放电状态；在混合动力***的工作模式为串联驱动模式的情况下，发动机和发电机启动工作，驱动电机处于驱动状态，第一离合器和第三离合器处于断开状态，第二离合器处于接合状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于待机状态；在混合动力***的工作模式为并联驱动模式的情况下，发动机和发电机启动工作，驱动电机处于驱动状态，第一离合器和第三离合器处于断开状态，第二离合器处于接合状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于放电状态；在混合动力***的工作模式为发动机直接驱动模式的情况下，发动机启动工作，发电机和驱动电机停止工作，第一离合器处于结合状态，第二离合器和第三离合器处于断开状态，第一同步器处于第一同步器的第一档位，动力电池处于待机状态；在混合动力***的工作模式为单电机能量回收模式的情况下，发动机和发电机停止工作，驱动电机处于发电状态，第一离合器、第二离合器和第三离合器均处于断开状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于充电状态；在混合动力***的工作模式为双电机能量回收模式的情况下，发动机停止工作，发电机和驱动电机均处于发电状态，第一离合器和第二离合器处于断开状态，第三离合器处于结合状态，第一同步器的档位为第一同步器的第二档位，动力电池处于充电状态；在混合动力***的工作模式为发电模式的情况下，发动机和发电机启动工作，驱动电机停止工作，第二离合器处于接合状态，第三离合器处于断开状态，动力电池处于充电状态，其中，在第一离合器处于接合状态的情况下，第一同步器的档位为第一同步器的第一档位，在第一离合器处于断开状态的情况下，第一同步器的档位为第一同步器的第三档位，动力电池处于充电状态；在混合动力***的工作模式为四驱模式的情况下，第四离合器和第五离合器均处于接合状态；在混合动力***的工作模式为前驱模式的情况下，第四离合器处于断开状态，第五离合器处于接合状态；在混合动力***的工作模式为后驱模式的情况下，第四离合器处于接合状态，第五离合器处于断开状态。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种混合动力***的控制方法，包括：在车辆运行过程中，获取车辆的状态信息，其中，状态信息至少包括：当前车速、加速踏板的开度信息、以及动力电池的剩余电量；基于当前车速和开度信息，确定车辆的驱动功率；基于车辆的驱动功率、当前车速和剩余电量，控制混合动力***的工作模式。

可选地，基于车辆的驱动功率、当前车速和剩余电量，控制混合动力***的工作模式，包括：将驱动功率与动力电池的放电功率限值，以及剩余电量与剩余电量限值进行比较；响应于驱动功率小于放电功率限值，或剩余电量大于剩余电量限值，控制工作模式为纯电驱动模式；响应于驱动功率大于或等于放电功率限值，或剩余电量小于或等于剩余电量限值，基于当前车速和车辆的性能，控制工作模式为发动机直驱模式或串联驱动模式。

可选地，基于当前车速和车辆的性能，控制工作模式为发动机直驱模式或串联驱动模式，包括：响应于当前车速大于或等于发动机直驱模式对应的车速阈值，且车辆的性能满足发动机直驱模式对应的性能需求，控制工作模式为发动机直驱模式；响应于当前车速小于车速阈值，或车辆的性能不满足性能需求，控制工作模式为串联驱动模式。

可选地，该方法还包括：确定是否接收到启动四驱模式的启动指令；响应于接收到启动指令，控制工作模式为四驱模式；响应于未接收到启动指令，控制工作模式为两驱模式。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括：上述的任意一项的混合动力***。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的任意一项的混合动力***的控制方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例中任意一项的混合动力***的控制方法。

在本发明实施例中，混合动力***可以包括：发动机，发动机的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的发动机的动力输出齿轮啮合，混动变速箱通过前传动轴与车辆的前轮连接，混动变速箱通过后传动轴与车辆的后轮连接；驱动电机，驱动电机的输出轴采用空心结构，发动机的直驱传动轴穿过驱动电机的输出轴，驱动电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合；发电机，与驱动电机同轴布置，发电机的输出轴采用空气结构，发动机的直驱传动轴穿过发电机的输出轴，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合。容易注意到的是，本发明中的发动机、驱动电机以及发电机在车辆中是纵置分布的，其中，混动变速箱通过前传动轴和后传动轴分别与车辆的前后轮连接，而发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的发动机的动力输出齿轮啮合，且驱动电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合，达到了可以准确对车辆进行控制的目的，从而实现了提高对车辆进行控制的控制准确率的技术效果，进而解决了相关技术中对车辆进行控制的控制准确率低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种混合动力***的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的纵置四驱动力***的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的纵置前驱动力***的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的纵置后驱动力***的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种混合动力***的控制方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的动力***的拓扑结构示意图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的动力***驱动控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

构型作为混合动力的核心技术之一，决定着混合动力车辆运行模式和相关性能。目前存在多种混合动力构型的车辆，如丰田的功率分流构型，其优秀的节油率，深受市场认可，但也存在构型比较复杂，生产开发难度较高，且应用于中大型纵置乘用车，需要增加变速***，增加了成本。本田的双电机串并联构型、节油效果良好，但只能应用在中小型横置车型上，无法应用在中大型纵置车型上，且如果实现四驱功能，需要增加电后桥，其对基础车型改动量较大且成本较高。大众的P2构型，可应用在横置、纵置车型上，且对基础车型改动量小，并能与传统车实现最大通用化，但P2构型本身节油率相对较低，整车节能效果不明显。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种混合动力***。

图1是根据本发明实施例的一种混合动力***的结构示意图，如图1所示，该混合动力***包括如下部分：

发动机10，发动机的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的发动机的动力输出齿轮啮合，混动变速箱通过前传动轴与车辆的前轮连接，混动变速箱通过后传动轴与车辆的后轮连接；驱动电机12的输出轴采用空心结构，发动机的直驱传动轴穿过驱动电机的输出轴，驱动电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合；发电机14与驱动电机同轴布置，发电机的输出轴采用空心结构，发动机的直驱传动轴穿过发电机的输出轴，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机的动力输出齿轮啮合。

上述的发动机可以是混动车辆的发动机，还可以是新能源车辆的发动机等，但不仅限于此，其中，发动机主要为车辆提供动力。

上述的发动机的直驱传动轴可以是能够使发动机直接对前后轮进行驱动的传动轴；纵向方向可以是前轮到后轮的方向。

上述的混动变速箱可以使混动车辆完成加速、减速或变速的功能。

上述的驱动电机可以是混动车辆的驱动电机，还可以是新能源车辆的驱动电机等，但不仅限于此，其中，驱动电机主要为车辆行驶提供驱动力。

本发明实施例提供的混合动力***，是一种串并联式纵置四驱多档多模混合动力***，提供多种运行模式，解决中大型纵置车辆混合动力总成布置以及燃油经济性的问题。本发明采用双电机为构型的混动***，通过巧妙的结构设计以及与减速***的集成，解决了动力***在整车中的布置问题；并通过双电机混动控制技术和节油机理实现中大型纵置车辆较好的燃油经济性。

可选地，混动变速箱还包括：第一离合器，第一离合器的输入端与发动机的输出轴连接，第一离合器的输出端与发动机的直驱传动轴连接；第二离合器，第二离合器的输入端与发动机的输出轴连接，第二离合器的输出端与发电机的输入端连接；第三离合器，第三离合器的输入端与发电机的输出轴连接，第三离合器的输出端与驱动电机的输出轴连接。

上述的扭转减震器可以降低发动机转动过程中带来的扭转震动，使得动力平稳的向后进行传递，提高整车的平顺性。

在一种可选的实施例中，图2是根据本发明实施例的一种可选的纵置四驱动力***的结构示意图，如图2所示，混合动力***可以由发动机10、前轮20、扭转减震器21、第一离合器22、第二离合器23、发电机14、第三离合器24、驱动电机12、驱动电机输出轴25、驱动电机动力输出齿轮26、发动机直驱传动轴27，第一同步器28、发动机动力输出齿轮29，第一同步器输出轴210、第二同步器211、第一齿轮212、第二齿轮213、第二同步器输出轴214、第三齿轮215、第四齿轮216、第四离合器217、后传动轴218、前传动轴219、后轮220和第五离合器221组成。

其中，发动机10的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，发动机直驱传动轴27与发动机动力输出齿轮29啮合，混动变速箱通过前传动轴219与车辆的前轮20连接，混动变速箱通过后传动轴218与车辆的后轮220连接；驱动电机12的输出轴采用空心结构，发动机直驱传动轴27穿过驱动电机输出轴25，驱动电机输出轴25与混动变速箱中的驱动电机动力输出齿轮26啮合；发电机14与驱动电机12同轴布置，发电机14的输出轴采用空心结构，发动机直驱传动轴27穿过发电机的输出轴，发电机的输出轴与混动变速箱中的驱动电机动力输出齿轮26啮合。

在另一种可选的实施例中，如图2所示，第一离合器22的输入端与发动机的输出轴连接，第一离合器的输出端与发动机直驱传动轴27连接；第二离合器23的输入端与发动机的输出轴连接，第二离合器的输出端与发电机的输入端连接；第三离合器24的输入端与发电机的输出轴连接，第三离合器24的输出端与驱动电机输出轴25连接。

在另一种可选的实施例中，如图2所示，发动机的输出轴通过扭转减震器21与第一离合器22的输入端和第二离合器23的输入端连接。

在另一种可选的实施例中，如图2所示，第一同步器28的第一档位与发动机动力输出齿轮29连接，第一同步器28的第二档位与驱动电机动力输出齿轮26连接，第一同步器28的第三档位为空挡，第一同步器输出轴210通过花键连接第一齿轮212和第二齿轮213；第二同步器211，第二同步器211的第一档位与第一齿轮212连接，第二同步器211的第二档位与第二齿轮213连接，第二同步器211的第三档位为空挡，第二同步器输出轴214通过花键连接第三齿轮215和第四齿轮216，第三齿轮215与前传动轴219的齿轮连接，第四齿轮216与后传动轴218的齿轮连接。

在又一种可选的实施例中，如图2所示，第四离合器217设置在后传动轴218上；第五离合器221设置在前传动轴219上，其中，前后传动轴中间分别设置第四离合器和第五离合器，是为了实现前驱、后驱以及四驱的功能。

上述的动力电池，可以是混动车辆中的动力电池，还可以是新能源车辆中的动力电池，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，混合动力***还可以包括动力电池，其中，动力电池可以为车辆的发动机和驱动电机提供动能。

上述的单电机纯电驱动模式，可以是发动机停机，发电机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器断开，由动力电池提供能量，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴上的驱动模式。

上述的双电机纯电驱动模式，可以是发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器接合，由电池提供能量，发电机与驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴。

上述的串联驱动模式，可以是第一离合器断开，第二离合器接合，发动机工作并带动发电机发电，第三离合器断开，发电机发电后将电能输送至驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴。

上述的并联驱动模式，可以是第一离合器断开，第二离合器接合，发动机工作并带动发电机发电，第三离合器断开，发电机发电后将电能输送至驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴，此时动力电池提供电量给驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴。

上述的发动机直接驱动模式，可以是发动机工作，第一离合器接合，第二离合器断开，第三离合器断开，发电机与驱动电机不工作，动力通过发动机直驱传动轴传递到发动机动力输出齿轮，此时第一同步器挂到右档，动力传递到第一同步器输出轴上。

上述的单电机能量回收模式，可以是动力***将车辆的动能转化为电能，存储至动力电池中。此时，发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器断开，前车轮的动力传递到第二同步器输出轴上，此时根据控制策略选择第二同步器的左右档，动力传递到第一同步器输出轴上，第一同步器选择左档，动力传递到驱动电机，并由驱动电机进行发电，同时将电能储存在动力电池中。

上述的双电机能量回收模式，可以是动力***将车辆的动能转化为电能，存储至动力电池中。此时，发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器接合，前车轮的动力传递到第二同步器输出轴上，此时根据控制策略选择第二同步器的左右档，动力传递到第一同步器输出轴上，第一同步器选择左档，动力传递到驱动电机和发电机上，并由驱动电机和发电机进行发电，同时将电能储存在动力电池中。

上述的发电模式可以是电池电量低于门限控制值时，发动机启机，带动发电机发电，并将电能存储至动力电池中。其中，门限控制值可以是电池电量能够提供电能的最小值，当电池电量小于门限控制值时，则表明动力电池不能为驱动电机以及发电机提供能量，因此需要为电力电池进行充电，也即发电模式。

图3是根据本发明实施例的一种可选的纵置前驱动力***的结构示意图，如图3所示，该纵置前驱动力***包括：发动机10、前轮20、扭转减震器21、第一离合器22、第二离合器23、发电机14、第三离合器24、驱动电机12、驱动电机输出轴25、驱动电机动力输出齿轮26、发动机直驱传动轴27，第一同步器28、发动机动力输出齿轮29，第一同步器输出轴210、第二同步器211、第一齿轮212、第二齿轮213、第二同步器输出轴214、第三齿轮215、前传动轴219、后轮220和第五离合器221组成。

由图3可知，相比于图2，第二同步器输出轴只设计第三齿轮，第三齿轮直接和前传动轴齿轮连接，和纵置四驱动力***相比，取消了第四齿轮、第四离合器以及后传动轴等相关结构。

图4是根据本发明实施例的一种可选的纵置后驱动力***的结构示意图，如图4所示，该纵置后驱动力***包括：发动机10、前轮20、扭转减震器21、第一离合器22、第二离合器23、发电机14、第三离合器24、驱动电机12、驱动电机输出轴25、驱动电机动力输出齿轮26、发动机直驱传动轴27，第一同步器28、发动机动力输出齿轮29，第一同步器输出轴210、第二同步器211、第一齿轮212、第二齿轮213、第二同步器输出轴214、第四齿轮216、第四离合器217、后传动轴218和后轮220组成。

由图4可知，相比于图2，第二同步器输出轴只设计第四齿轮，第四齿轮直接和后传动轴齿轮连接，和纵置四驱动力***相比，取消了第三齿轮、第五离合器和前传动轴等相关结构。

本发明所述构型可以实现的主要工作模式包括：单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联驱动模式、并联驱动模式、发动机直接驱动模式、单电机能量回收模式、双电机能量回收模式、发电模式、四驱模式、前驱模式和后驱模式等。各驱动模式下各总成工作状态分别描述如下：

1、单电机纯电驱动模式：发动机停机，第一离合器、第二离合器、第三离合器断开，由电池提供能量，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴。单电机纯电动模式下，此构型可以实现两档速比。

两档单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述如下：

A)一档单电机纯电驱动模式：动力传递到第一同步器输出轴后，第二同步器处于左侧位置，动力通过第一齿轮传递到第二同步器输出轴上，再由第二同步器输出轴传递到车轮。

B)二档单电机纯电驱动模式：动力传递到第一同步器输出轴后，第二同步器处于左侧位置，动力通过第一齿轮传递到第二同步器输出轴上，再由第二同步器输出轴传递到车轮。

单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述如下：

A)单电机纯电前驱模式：动力传递到第一同步器输出轴后，第五离合器接合，第四离合器断开，动力由同步器输出轴传递到前传动轴，实现前驱模式。

B)单电机纯电后驱模式：动力传递到同步器输出轴后，第五离合器断开，第四离合器接合，动力由同步器输出轴传递到后传动轴，实现后驱模式。

C)单电机纯电四驱模式：动力传递到同步器输出轴后，第五离合器接合，第四离合器接合，动力由同步器输出轴同时传递到前传动轴和后传动轴，实现四驱模式。

2、双电机纯电驱动模式：发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器接合，由电池提供能量，发电机与驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第二同步器输出轴。

双电机纯电驱动模式下，此构型可以实现两档速比。两档双电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述见单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述。

在双电机纯电驱动模式下，也可以实现三种模式，即前驱模式、后驱模式、四驱模式。各种双电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述与单电机纯电动一致。

3、串联驱动模式：第一离合器断开，第二离合器接合，发动机工作并带动发电机发电，第三离合器断开，发电机发电后将电能输送至驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时同步器挂到左档，动力传递到第二同步器输出轴。

在串联驱动模式下，也可以实现两档速比，两档串联驱动模式下的总成工作状态描述见两档单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述。

在串联驱动模式下，也可以实现三种模式，即前驱模式、后驱模式、四驱模式。各种串联驱动模式下的总成工作状态描述与单电机纯电动一致。

4、并联驱动模式：第一离合器断开，第二离合器接合，发动机工作并带动发电机发电，第三离合器断开，发电机发电后将电能输送至驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴，此时动力电池提供电量给驱动电机，驱动电机工作，通过驱动电机输出轴将动力传递到驱动电机动力输出齿轮，同时第一同步器挂到左档，动力传递到第一同步器输出轴，实现并联驱动模式。

在并联驱动模式下，也可以实现两档速比，两档并联驱动模式下的总成工作状态描述见两档单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述。

在并联驱动模式下，也可以实现三种模式，即前驱模式、后驱模式、四驱模式。各种并联驱动模式下的总成工作状态描述与单电机纯电动一致。

5、发动机直驱模式：发动机工作，第一离合器接合，第二离合器断开，第三离合器断开，发电机与驱动电机不工作，动力通过发动机直驱传动轴传递到发动机动力输出齿轮，此时第一同步器挂到右档，动力传递到第一同步器输出轴上。

在发动机直驱模式下，也可以实现两档速比，两档发动机直驱模式的总成工作状态描述见两档单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述。

在发动机直驱模式下，也可以实现三种模式，即前驱模式、后驱模式、四驱模式。各种发动机直驱模式下的总成工作状态描述与单电机纯电动一致。

6、单电机能量回收模式：此模式下，动力***将车辆的动能转化为电能，存储至动力电池中。此时，发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器断开，前车轮的动力传递到第二同步器输出轴上，此时根据控制策略选择第二同步器的左右档，动力传递到第一同步器输出轴上，第一同步器选择左档，动力传递到驱动电机，并由驱动电机进行发电，同时将电能储存在动力电池中。

7、双电机能量回收模式：此模式下，动力***将车辆的动能转化为电能，存储至动力电池中。此时，发动机停机，第一离合器断开，第二离合器断开，第三离合器接合，前车轮的动力传递到第二同步器输出轴上，此时根据控制策略选择第二同步器的左右档，动力传递到第一同步器输出轴上，第一同步器选择左档，动力传递到驱动电机和发电机上，并由驱动电机和发电机进行发电，同时将电能储存在动力电池中。

8、发电模式：在此模式下，电池电量低于门限控制值时，发动机启机带动发电机发电，并将电能存储至动力电池中。此模式下，根据是否行车可分为行车发电和怠速发电。

各种发电模式下的总成工作状态描述如下：

A)行车发电模式：第一离合器、第二离合器接合，第三离合器断开，发动机工作，并带动发电机发电，同时将电能通过高压线束存储于动力电池中，驱动电机不工作，动力通过发动机直驱传动轴传递到发动机动力输出齿轮，此时第一同步器挂到右档，动力传递到第一同步器输出轴。在行车发电模式下，也可以实现两档速比，两档行车发电模式的总成工作状态描述见两档单电机纯电驱动模式下的总成工作状态描述。

B)怠速发电模式：发动机工作，并带动发电机发电，同时将电能通过高压线束存

表1是根据本发明实施例的一种各工作模式下的发动机、离合器、发电机、驱动电机、同步器以及动力电池的工作状态的示意表。如表1所示，各动力总成的工作状态如下：

表1

实施例2

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种混合动力***的控制方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图5是根据本发明实施例的一种混合动力***的控制方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，在车辆运行过程中，获取车辆的状态信息，其中，状态信息至少包括：当前车速、加速踏板的开度信息、以及动力电池的剩余电量；

步骤S504，基于当前车速和开度信息，确定车辆的驱动功率；

步骤S506，基于车辆的驱动功率、当前车速和剩余电量，控制混合动力***的工作模式。

上述的加速踏板的开度信息可以是加速踏板与水平面的角度信息，其中，当角度越小，说明加速度越大，也即当前车辆的速度越大，当角度越大，说明加速度越小，也即当前车辆的速度越小。

上述的驱动功率可以是在对应的车速以及开度信息下，车辆能够正常行驶所需的功率，具体数值在本实施例中不做具体限定，是根据车速以及开度信息确定的。

在一种可选的实施例中，当车辆在运行中时，可以实时获取车辆的状态信息，其中，状态信息至少包括：当前车速、加速踏板的开度信息以及动力电池的剩余电量。

在另一种可选的实施例中，在获取到当前车辆的车速和开度信息后，可以基于车速和开度信息确定车辆的驱动功率。

在又一种可选的实施例中，可以基于车辆的驱动功率、当前车速和剩余电量，控制混合动力***的工作模式。

可选地，可以通过以下方法控制混合动力***的工作模式：将驱动功率与动力电池的放电功率限值，以及剩余电量与剩余电量限值进行比较；响应于驱动功率小于放电功率限值，或剩余电量大于剩余电量限值，控制工作模式为纯电驱动模式；响应于驱动功率大于或等于放电功率限值，或剩余电量小于或等于剩余电量限值，基于当前车速和车辆的性能，控制工作模式为发动机直驱模式或串联驱动模式。

上述的放电功率限值可以是动力电池能够保证当前车辆正常行驶的最小放电值，当驱动功率小于放电功率限值时，说明动力电池可以为车辆正常行驶提供足够的电能。

上述的剩余电量限值可以是动力电池能够保证当前车辆正常行驶的最小电量值，当剩余电量大于剩余电量限值时，说明动力电池有足够的电能为车辆行驶提供能量。

在一种可选的实施例中，首先可以将将驱动功率与动力电池的放电功率限值，以及剩余电量与剩余电量限值进行比较，当驱动功率小于放电功率限值，或剩余电量大于剩余电量限值时，说明动力电池有足够的能量来支撑车辆的正常行驶；当驱动功率大于或等于放电功率限值，或剩余电量小于或等于剩余电量限值时，说明动力电池无法为车辆的正常行驶提供足够的能量，因此可以基于当前车速和车辆的性能，控制车辆的工作模式为发动机直驱模式或串联驱动模式。

上述的车速阈值可以是用户提前设置的能够启动发动机直驱模式的最小车速，当当前车速大于或等于车速阈值，说明可以启动发动机直驱模式，当车速小于车速阈值，则表明不能够启动发动机直驱模式。

上述的发动机直驱模式对应的性能需求，可以是用户提前设置的能够启动发动机直驱模式的性能需求，例如，可以是动力性、燃油经济性、制动性、操控稳定性、平顺性以及通过性等，但不仅限于此。当车辆的性能满足发动机直驱模式对应的性能需求时，表明当前车辆可以启动发动机直驱模式。

在一种可选的实施例中，在当前车速大于或等于发动机直驱模式对应的车速阈值，且车辆的性能满足发动机直驱模式对应的性能需求时，控制车辆的工作模式为发动机直驱模式，在当前车速小于车速阈值，或车辆的性能不满足性能需求时，控制车辆的工作模式为串联驱动模式。

上述的启动指令可以是用户发出的指令，可以是文字、语音等，例如，可以是文字在中控***中输入“启动四驱模式”，还可以是语音输入“启动四驱模式”，但不仅限于此。

在一种可选的实施例中，在当前车辆接收到启动四驱模式的启动指令后，可以控制车辆的工作模式为四驱模式，在当前车辆未接收到启动四驱模式的启动指令后，可以控制车辆的工作模式为两驱模式。

图6是根据本发明实施例的一种可选的动力***的拓扑结构示意图，如图6所示，该动力***包括：发动机控制器60(Engine Management System，EMS)、变速器控制器61(Transmission Control Unit，TCU)、电机控制器62(Motor Control Unit，MCU)、电池管理***63(Battery Management System，BMS)、整车控制器64(Hybrid Control Unit，HCU)、动力电池65、逆变器66、发动机10、发电机14、驱动电机12、变速器67、前轮20以及后轮220，其中，发动机控制器60、变速器控制器61、电机控制器62、电池管理***63等控制器各自与其被控对象相连；整车控制器64与以上各控制器通过控制器局域网(Controller AreaNetwork，CAN)总线相连，各控制器通过CAN总线进行信息交互；动力电池65通过高压线束与逆变器67相连，逆变器67与发电机14和驱动电机12相连，进行驱动/制动能量的传递。

其中，灰色线表示机械连接，黑色线表示高压线束，带箭头的线表示控制信号线，虚线表示CAN总线。

该***的工作原理为：HCU与各总成的控制器通过CAN总线连接形成局域网，各总成通过自身控制器传递其状态信息，并在CAN总线上进行数据流通和共享。HCU通过监测车辆状态并结合驾驶员通过车辆人机接口等给出的需求输入(包括加速踏板行程、制动踏板行程、模式选择开关、电池放电功率限制、电池SOC限值等)等判定动力***的工作模式，并根据预定义的各模式下的控制策略，通过CAN总线向各总成发出命令。各总成控制器接收HCU的命令，并控制总成响应该需求，最终各总成的输出转化为轮端的力，驱动车辆加速或减速。

图7是根据本发明实施例的一种可选的动力***驱动控制方法的流程图，如图7所示，该方法包括以下步骤：

步骤S700，HCU计算驾驶员驱动扭矩和功率需求；

步骤S701，判断功率需求是否小于设定的电池放电功率限值，若小于，进入步骤S702，若大于，进入步骤S703；

步骤S702，判断动力电池(State of Charge，SOC)是否大于最低SOC限值，若小于，进入步骤S714，若大于，进入步骤S703；

步骤S703，发动机启动；

步骤S704，判断当前车速是否可以发动机直驱，若是，进入步骤S705，若否，进入步骤S710；

步骤S705，判断发动机智取是否经济性较优，若是，进入步骤S706，若否，进入步骤S710；

步骤S706，选择发动机直驱模式；

步骤S707，判断驾驶员是否选择四驱模式，若是，进入步骤S708，若否，进入步骤S709；

步骤S708，进入发动机直驱四驱模式；

步骤S709，进入发动机直驱两驱模式；

步骤S710，选择串联驱动模式；

步骤S711，判断驾驶员是否选择四驱模式，若是，进入步骤S712，若否，进入步骤S713；

步骤S712，进入串联驱动四驱模式；

步骤S713，进入串联驱动两驱模式；

步骤S714，进入纯电驱动模式；

步骤S715，判断驾驶员是否选择四驱模式，若是，进入步骤S716，若否，进入步骤S717；

步骤S716，进入纯电四驱模式；

步骤S717，进入纯电两驱模式；

步骤S718，输出驱动力到轮端；

步骤S719，判断工作模式是否满足驾驶员需求，若满足，则结束步骤，若不满足，返回步骤700。

实施例3

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括：上述实施例中的任意一项的混合动力***。

实施例4

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例中任意一项的混合动力***的控制方法。

实施例5

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种混合动力***，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机的直驱传动轴布置在车辆的纵向方向上，所述发动机的直驱传动轴与混动变速箱中的所述发动机的动力输出齿轮啮合，所述混动变速箱通过前传动轴与所述车辆的前轮连接，所述混动变速箱通过后传动轴与所述车辆的后轮连接；

驱动电机，所述驱动电机的输出轴采用空心结构，所述发动机的直驱传动轴穿过所述驱动电机的输出轴，所述驱动电机的输出轴与混动变速箱中的所述驱动电机的动力输出齿轮啮合；

发电机，与所述驱动电机同轴布置，所述发电机的输出轴采用空气结构，所述发动机的直驱传动轴穿过所述发电机的输出轴，所述发电机的输出轴与混动变速箱中的所述驱动电机的动力输出齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力***，其特征在于，所述混动变速箱还包括：

第一离合器，所述第一离合器的输入端与所述发动机的输出轴连接，所述第一离合器的输出端与所述发动机的直驱传动轴连接；

第二离合器，所述第二离合器的输入端与所述发动机的输出轴连接，所述离合器的输出端与所述发电机的输入端连接；

第三离合器，所述第三离合器的输入端与所述发电机的输出轴连接，所述第三离合器的输出端与所述驱动电机的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力***，其特征在于，所述发动机的输出轴通过扭转减震器与所述第一离合器的输入端和所述第二离合器的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的混合动力***，其特征在于，所述混动变速箱还包括：

第一同步器，所述第一同步器的第一档位与所述发动机的动力输出齿轮连接，所述第一同步器的第二档位与所述驱动电机的动力输出齿轮连接，所述第一同步器的第三档位为空挡，所述第一同步器的输出轴通过花键连接第一齿轮和第二齿轮；

第二同步器，所述第二同步器的第一档位与所述第一齿轮连接，所述第二同步器的第二档位与所述第二齿轮连接，所述第二同步器的第三档位为空挡，所述第二同步器的输出轴通过花键连接第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述前传动轴的齿轮连接，所述第四齿轮与所述后传动轴的齿轮连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力***，其特征在于，所述混动变速箱还包括：

第四离合器，设置在所述后传动轴上；

第五离合器，设置在所述前传动轴上。

6.根据权利要求1所述的混合动力***，其特征在于，还包括：

动力电池，用于为所述发电机和所述驱动电机提供能量。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的混合动力***，其特征在于，所述混合动力***的工作模式包括：单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联驱动模式、并联驱动模式、发动机直接驱动模式、单电机能量回收模式、双电机能量回收模式、发电模式、四驱模式、前驱模式和后驱模式，其中，不同工作模式对应的所述发动机、所述发电机、所述驱动电机、动力电池以及所述混动变速箱中的不同器件的状态不同。

8.根据权利要求7所述的混合动力***，其特征在于，

在所述混合动力***的工作模式为所述单电机纯电驱动模式的情况下，所述发动机和所述发电机停止工作，所述驱动电机处于驱动状态，第一离合器、第二离合器和第三离合器处于断开状态，第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于放电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述双电机纯电驱动模式的情况下，所述发动机停止工作，所述发电机启动工作，所述驱动电机处于驱动状态，所述第一离合器和所述第二离合器处于断开状态，所述第三离合器处于接合状态，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于放电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述串联驱动模式的情况下，所述发动机和所述发电机启动工作，所述驱动电机处于驱动状态，所述第一离合器和所述第三离合器处于断开状态，所述第二离合器处于接合状态，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于待机状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述并联驱动模式的情况下，所述发动机和所述发电机启动工作，所述驱动电机处于驱动状态，所述第一离合器和所述第三离合器处于断开状态，所述第二离合器处于接合状态，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于放电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述发动机直接驱动模式的情况下，所述发动机启动工作，所述发电机和所述驱动电机停止工作，所述第一离合器处于结合状态，所述第二离合器和所述第三离合器处于断开状态，所述第一同步器处于所述第一同步器的第一档位，所述动力电池处于待机状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述单电机能量回收模式的情况下，所述发动机和所述发电机停止工作，所述驱动电机处于发电状态，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器均处于断开状态，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于充电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述双电机能量回收模式的情况下，所述发动机停止工作，所述发电机和所述驱动电机均处于发电状态，所述第一离合器和所述第二离合器处于断开状态，所述第三离合器处于结合状态，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第二档位，所述动力电池处于充电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述发电模式的情况下，所述发动机和所述发电机启动工作，所述驱动电机停止工作，所述第二离合器处于接合状态，第三离合器处于断开状态，所述动力电池处于充电状态，其中，在所述第一离合器处于接合状态的情况下，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第一档位，在所述第一离合器处于断开状态的情况下，所述第一同步器的档位为所述第一同步器的第三档位，所述动力电池处于充电状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述四驱模式的情况下，第四离合器和第五离合器均处于接合状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述前驱模式的情况下，所述第四离合器处于断开状态，所述第五离合器处于接合状态；

在所述混合动力***的工作模式为所述后驱模式的情况下，所述第四离合器处于接合状态，所述第五离合器处于断开状态。

9.一种混合动力***的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任意一项所述的混合动力***，其中，所述方法包括：

在车辆运行过程中，获取所述车辆的状态信息，其中，所述状态信息至少包括：当前车速、加速踏板的开度信息、以及动力电池的剩余电量；

基于所述当前车速和所述开度信息，确定所述车辆的驱动功率；

基于所述车辆的驱动功率、所述当前车速和所述剩余电量，控制所述混合动力***的工作模式。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1至8中任意一项所述的混合动力***。