CN214028593U - 混合动力控制***和混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种混合动力控制***和混合动力汽车，涉及混合动力汽车技术领域。其中，上述混合动力控制***包括：发动机、前电机、前减速器、电磁离合器、后电机、以及后减速器。前电机的动力输出端与发动机的传动端连接，发动机的传动端还通过电磁离合器与前减速器的动力输入端连接，前减速器的动力输出端与前轮连接。前电机还包括电力输入端，电力输入端与动力电池连接。后电机的动力输出端与后减速器的动力输入端连接，后减速器的动力输出端与后轮连接。从而可同时实现多种驱动模式和动力输出模式，使发动机和电动机都工作在自身最佳效率区间。

Description

混合动力控制***和混合动力汽车

【技术领域】

本实用新型涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力控制***和混合动力汽车。

【背景技术】

混合动力汽车采用发动机和电动机作为混合动力源，既有传统燃油车续驶里程长的优点，又具备了电动机无尾气污染的好处，是目前最具发展前景的车型。

目前，混合动力汽车的动力控制***虽然能够实现发动机和电动机两种动力源的结合，但是由于***结构的限制，难以在一辆车上同时实现多种驱动模式以及多种动力输出模式，从而难以使发动机和电动机都工作在自身最佳效率区间。

【实用新型内容】

本实用新型实施例提供了一种混合动力控制***和混合动力汽车，以使混合动力汽车可以同时实现多种驱动模式和动力输出模式，使发动机和电动机都工作在自身最佳效率区间。

第一方面，本实用新型实施例提供一种混合动力控制***，包括：发动机、前电机、前减速器、电磁离合器、后电机、以及后减速器；所述前电机的动力输出端与所述发动机的传动端连接，所述发动机的传动端还通过所述电磁离合器与所述前减速器的动力输入端连接，所述前减速器的动力输出端与前轮连接；所述电磁离合器用于控制所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端耦合或断开；所述前电机还包括电力输入端，所述电力输入端与动力电池连接，所述电力输入端用于从所述动力电池获取电能以使前电机的动力输出端输出动能；所述后电机的动力输出端与所述后减速器的动力输入端连接，所述后减速器的动力输出端与后轮连接；所述后电机还包括电力输入端，所述电力输入端与动力电池连接，所述电力输入端用于从所述动力电池获取电能以使后电机的动力输出端输出动能。

其中一种可能的实现方式中，所述前电机还包括电力输出端，所述电力输出端用于将所述前电机生成的电能输出至所述动力电池，以为所述动力电池充电；所述后电机还包括电力输出端，所述电力输出端用于将所述后电机生成的电能输出至所述动力电池，以为所述动力电池充电。

其中一种可能的实现方式中，所述前电机的电力输入端和所述前电机的电力输出端为同一端口；所述后电机的电力输入端和所述后电机的电力输出端为同一端口。

其中一种可能的实现方式中，所述前电机的动力输出端连接有第一齿轮，所述发动机的传动端连接有第二齿轮；所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合。

其中一种可能的实现方式中，所述电磁离合器包括第一开关端和第二开关端；所述电磁离合器的第一开关端与所述发动机的传动端连接，所述电磁离合器的第二开关端与所述前减速器的动力输入端连接；所述电磁离合器的第一开关端与所述第二开关端耦合时，所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端耦合；所述电磁离合器的第一开关端与所述第二开关端断开时，所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端断开。

其中一种可能的实现方式中，所述电磁离合器的第一开关端连接有第三齿轮；所述第三齿轮与所述第二齿轮相互啮合；所述电磁离合器的第二开关端连接有第四齿轮；所述第四齿轮与所述第三齿轮之间由传动轴嵌套连接。

其中一种可能的实现方式中，所述***还包括整车控制器，所述电磁离合器还包括控制端；所述整车控制器与所述电磁离合器的控制端连接；所述整车控制器通过控制所述电磁离合器的控制端，使所述电磁离合器的第一开关端和所述电磁离合器的第二开关端耦合或断开。

其中一种可能的实现方式中，所述前减速器的动力输入端通过第四齿轮与所述电磁离合器的第二开关端连接；所述前减速器的动力输出端通过第五齿轮与所述前轮的传动轴连接；所述第四齿轮和所述第五齿轮相互啮合。

其中一种可能的实现方式中，所述后减速器的动力输入端通过第六齿轮与所述后电机的动力输出端连接；所述后减速器的动力输出端通过第七齿轮与所述后轮的传动轴连接；所述第六齿轮和所述第七齿轮相互啮合。

第二方面，本实用新型实施例提供一种混合动力汽车，所述混合动力汽车包括上述混合动力控制***。

通过上述技术方案，可同时实现多种驱动模式和动力输出模式，使发动机和电动机都工作在自身最佳效率区间。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种混合动力控制***的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种混合动力控制***的结构图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

图1为本实用新型实施例提供的一种混合动力控制***的结构图。

如图1所示，本实用新型实施例中，混合动力控制***可以包括：前电机101、发动机102、电磁离合器103、前减速器104、后电机107、以及后减速器108。

其中，前电机101可包括电力输入端和动力输出端。前电机101的电力输入端可与动力电池106连接，用于从动力电池106获取电能以使前电机101的动力输出端输出动能。前电机101的动力输出端可以与发动机102的传动端连接。发动机102的传动端还可通过电磁离合器103与前减速器104的动力输入端连接。前减速器104的动力输出端可与前轮105连接。

与前电机101类似的，后电机107同样可包括电力输入端和动力输出端。后电机107的电力输入端也与动力电池106连接，用于从动力电池106获取电能以使后电机107的动力输出端输出动能。后电机107的动力输出端可与后减速器108的动力输入端连接。后减速器108的动力输出端可与后轮109连接。

进一步的，前电机101还可包括电力输出端。前电机101的电力输出端可与动力电池106连接，用于将前电机101生成的电能输出至动力电池，从而为动力电池106充电。本实用新型实施例中，前电机101的电力输入端与前电机101的电力输出端可以为同一端口。

与前电机101类似的，后电机107也可包括电力输出端。后电机107的电力输出端可与动力电池连接，用于将后电机107生成的电能输出至动力电池106，从而为动力电池106充电。本实用新型实施例中，后电机107的电力输入端与后电机107的电力输出端可以为同一端口。

为便于理解，下面将对上述各个部件之间的具体连接关系作进一步说明。

如图2所示，本实用新型实施例中，上述前电机101的动力输出端与发动机102的传动端之间可以通过第一齿轮组进行连接。

具体的，第一齿轮组可包括第一齿轮201和第二齿轮202。其中，前电机101的动力输出端连接第一齿轮201，发动机102的传动端连接第二齿轮202，第一齿轮201与第二齿轮202相互啮合。基于此种连接关系，可以使前电机101在驱动状态时带动发动机102处于从动状态。或者，使发动机102在驱动状态时带动前电机101处于从动状态。或者，使发动机102和前电机101按照第一齿轮201和第二齿轮202的速比共同处于驱动状态。其中，上述速比可由前电机101和发动机102的部件特性确定。具体的，可确定前电机101和发动机102各自的最佳工作效率区间，根据两个最佳工作效率区间的相对比例关系，确定第一齿轮201和第二齿轮202的速比。

需要说明的是，上述发动机102在驱动状态带动前电机101处于从动状态时，前电机101可利用发动机102提供的动力进行发电，并将生成的电能通过电力输出端输出至动力电池106，从而为动力电池106充电。

本实用新型实施例中，上述电磁离合器103包括第一开关端208、第二开关端209和控制端(图2中未示出)。

其中，第一开关端208可与发动机102的传动端连接，第二开关端209可与前减速器104的动力输入端连接，控制端可与整车控制器连接。整车控制器可通过控制电磁离合器103的控制端，使电磁离合器103的第一开关端208和第二开关端209耦合或者断开。

一种可能的情况中，电磁离合器103的第一开关端208与第二开关端209耦合。此时，发动机102的传动端与前减速器104的动力输入端耦合。发动机102的传动端输出的动力和前电机101的动力输出端输出的动力可传输到前减速器104的动力输入端，并通过前减速器104的动力输出端传输至前轮105，从而带动前轮105转动。

另一种可能的情况中，电磁离合器103的第一开关端208与第二开关端209断开。此时，发动机102的传动端与前减速器104的动力输入端断开，发动机102的动力将无法传输至前减速器104，也无法带动前轮105转动。

本申请实施例中，电磁离合器103的第一开关端208可连接第三齿轮203，第三齿轮203与第二齿轮202相互啮合。电磁离合器103的第二开关端209可连接第四齿轮204。第三齿轮203与第四齿轮204之间通过传动轴嵌套连接，且第三齿轮203与第四齿轮204转速相同。

本实用新型实施例中，前减速器104动力输入端可包括第四齿轮204，并可通过第四齿轮204与电磁离合器103的第二开关端209连接。前减速器104的动力输出端可包括第五齿轮205，并可通过第五齿轮205与前轮105的传动轴连接。其中，第四齿轮204和第五齿轮205相互啮合。从而可以使传输至前减速器104的动力进一步传输至前轮105，用以带动前轮105转动。

相应的，后减速器108的动力输入端可包括第六齿轮206，并可通过第六齿轮206与后电机107的动力输出端连接。后减速器108的动力输出端可包括第七齿轮207，并可通过第七齿轮207与后轮109的传动轴连接。其中，第六齿轮206和第七齿轮207相互啮合。从而可以使传输至后减速器108的动力进一步传输至后轮109，用以带动后轮109转动。

基于上述连接关系，本实用新型实施例中，整车控制器控制电磁离合器103耦合时，前电机101和发动机102中的任意一个产生的动力，或两个同时产生的动力均可通过电磁离合器103和前减速器104传输至前轮105，以带动前轮105转动。

整车控制器控制电磁离合器103断开时，前电机101和发动机102中的任意一个产生的动力，或两个同时产生的动力均无法传输至前轮105，无法带动前轮105转动。此时，发动机102工作产生的动力可带动前电机101转动，使前电机101发电，为动力电池106充电。

不论电磁离合器103耦合或断开，后电机107产生的动力均可通过后减速器108传输至后轮109，以带动后轮109转动。

本实用新型实施例中，可通过前电机101和发动机102为前轮105提供动力、通过后电机107为后轮109提供动力，并可通过调节第一齿轮201和第二齿轮202的速比使前电机101和发动机102均工作在最佳工作效率区间。由于可通过电磁离合器103控制发动机102和前减速器104之间的耦合和断开，因而可实现前驱模式、后驱模式以及四驱模式的灵活切换。

本实用新型另一实施例中提供了一种混合动力汽车。混合动力汽车可包含上述的混合动力控制***。

基于上述混合动力控制***及其连接关系，本实用新型实施例提供的混合动力汽车可实现如下表1所示的多种驱动模式以及动力输出模式。

表1

其中，序号1驻车充电模式下，电磁离合器103处于断开状态，发动机102工作，带动前电机101发电，从而给动力电池106充电。此时，后电机107处于待命状态。其中，待命状态指的是，未驱动且未发电的零扭矩状态。

车辆中低速匀速或加速行驶时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号2或3的纯电模式。此时，发动机102处于停机状态，后驱时电磁离合器103断开，仅使用后电机107驱动车辆，动力电池106处于放电状态。四驱时离合器103耦合，使用前电机101和后电机107共同驱动车辆，动力电池106处于放电状态。

车辆减速行驶时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号4的后驱纯电减速模式，实现车辆能量回收。此时，电磁离合器103断开，发动机102停机，前电机101处于待命状态，后电机107可输出负扭矩使车辆减速，此时后电机107处于发电状态，对动力电池106进行充电。

车辆低速大负荷加速，或高速小负荷加速时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号5的第一后驱混合模式。此时，电磁离合器103断开，发动机102工作，驱动前电机101发电，通过后电机107驱动车辆。并可调节发动机102的转速和扭矩至第一阈值，以使前电机101发电量恰好等于后电机107驱动车辆的消耗量。

在中速低负荷行驶时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号6的第二后驱混合模式。此时，电磁离合器103断开，发动机102工作，驱动前电机101发电，通过后电机107驱动车辆。由于此时负荷较小，可调节发动机102的转速和扭矩至第二阈值，以使前电机101发电量大于后电机107驱动车辆的消耗量，除驱动车辆之外剩余部分的电量可用于给动力电池106充电。

在中高速大负荷行驶时，如在空旷的道路上超车时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号7的第三后驱混合模式。此时，电磁离合器103断开，发动机102工作，驱动前电机101发电，通过后电机107驱动车辆。由于此时负荷较大，故前电机101发电量小于后电机107驱动车辆的消耗量，动力电池106放电以为后电机107供电。

在高速行驶时，本实用新型实施例提供的混合动力控制***可控制车辆处于序号8或序号9或序号10的工作模式。此时，电磁离合器103耦合，发动机102直接驱动车辆前轮105，或者，发动机102驱动前轮105的同时，通过前电机101给动力电池106充电，或者，前电机101、发动机102以及后电机107共同参与驱动。

本实用新型实施例中，由于混合动力控制***的存在，混合动力汽车仅在满足特定的驾驶条件时使发动机102工作，从而可使发动机102始终工作在高效区间。当发动机102提供的动力不足时，前电机101或后电机107补充动力；当发动机102提供的动力富足时，可带动前电机101发电，使多余的能量存储到动力电池106中，以达到节油的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力控制***，其特征在于，包括：发动机、前电机、前减速器、电磁离合器、后电机、以及后减速器；

所述前电机的动力输出端与所述发动机的传动端连接，所述发动机的传动端还通过所述电磁离合器与所述前减速器的动力输入端连接，所述前减速器的动力输出端与前轮连接；所述电磁离合器用于控制所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端耦合或断开；

所述前电机还包括电力输入端，所述电力输入端与动力电池连接，所述电力输入端用于从所述动力电池获取电能以使前电机的动力输出端输出动能；

所述后电机的动力输出端与所述后减速器的动力输入端连接，所述后减速器的动力输出端与后轮连接；

所述后电机还包括电力输入端，所述电力输入端与动力电池连接，所述电力输入端用于从所述动力电池获取电能以使后电机的动力输出端输出动能。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述前电机还包括电力输出端，所述电力输出端用于将所述前电机生成的电能输出至所述动力电池，以为所述动力电池充电；

所述后电机还包括电力输出端，所述电力输出端用于将所述后电机生成的电能输出至所述动力电池，以为所述动力电池充电。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述前电机的电力输入端和所述前电机的电力输出端为同一端口；

所述后电机的电力输入端和所述后电机的电力输出端为同一端口。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述前电机的动力输出端连接有第一齿轮，所述发动机的传动端连接有第二齿轮；

所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述电磁离合器包括第一开关端和第二开关端；

所述电磁离合器的第一开关端与所述发动机的传动端连接，所述电磁离合器的第二开关端与所述前减速器的动力输入端连接；

所述电磁离合器的第一开关端与所述第二开关端耦合时，所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端耦合；

所述电磁离合器的第一开关端与所述第二开关端断开时，所述发动机的传动端与所述前减速器的动力输入端断开。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述电磁离合器的第一开关端连接有第三齿轮；所述第三齿轮与所述第二齿轮相互啮合；

所述电磁离合器的第二开关端连接有第四齿轮；所述第四齿轮与所述第三齿轮之间由传动轴嵌套连接。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述***还包括整车控制器，所述电磁离合器还包括控制端；

所述整车控制器与所述电磁离合器的控制端连接；

所述整车控制器通过控制所述电磁离合器的控制端，使所述电磁离合器的第一开关端和所述电磁离合器的第二开关端耦合或断开。

8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述前减速器的动力输入端通过第四齿轮与所述电磁离合器的第二开关端连接；

所述前减速器的动力输出端通过第五齿轮与所述前轮的传动轴连接；

所述第四齿轮和所述第五齿轮相互啮合。

9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述后减速器的动力输入端通过第六齿轮与所述后电机的动力输出端连接；

所述后减速器的动力输出端通过第七齿轮与所述后轮的传动轴连接；

所述第六齿轮和所述第七齿轮相互啮合。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的混合动力控制***。

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