技术领域
[0001] 本
发明涉及混合动力汽车领域，尤其是涉及一种混合动力汽车上的并联式驱动系统。
背景技术
[0002] 由于当今燃油价格的不断升高以及燃油汽车对环境污染的不断加剧，世界各国都在加紧研发新型
能源汽车。现在混合动力汽车与电动汽车相比是一种切实可行且应用范围较广的解决方案。混合动力汽车是利用
发动机、
电机与储能装置构成汽车的驱动系统，进而实现减少排放节省
燃料的目的。根据动力系统的连接方式，混合动力汽车可以分为
串联式混合动力汽车以及并联式混合动力汽车。串联式混合动力汽车主要以发动机
直接驱动发电机，发电机产生的电力供应电机产生动力，并且用
蓄电池储存多余的电量。但是在串联式的驱动系统中发动机无法同时与
电动机带动
输出轴，系统的输出
扭矩以及输出转速完全由电机决定，若电机的驱动功率不够，发动机无法提供帮助。并联式混合动力汽车则克服了上述串联式混合动力汽车的缺点，其中驱动系统是由发动机、电机组成，电动机兼作为发电机使用，并联式混合动力汽车与串联式混合动力汽车最大的区别在于该汽车可以独立使用电动机输出动力，也可以合并
内燃机及电动机一起输出动力，还可以独立使用发动机输出动力。当发动机独立输出动力时，发动机将输出的部分动力
驱动电机发电，电机产生的
电能储存在
蓄电池中。所以并联式混合动力汽车从整体上看比串联式混合动力车更优。通常的并联式混合动力汽车驱动系统包括发动机、电机、转矩耦合装置和
变速器等，转矩耦合装置实现发动机与
驱动轮之间的机械连接以及发动机与电机之间机械连接后与驱动轮之间的机械连接。但是这种连接方式需要设置功率较大的发动机以及变速器，这样增加了发动机仓的布置空间，如果应用在微型车或者紧凑型车上，不仅增加成本而且不易布置。2006年5月
24日公开的CN2768985Y的中国发明
专利说明书公开了一种并联式混合动力电动汽车
动力传动系统，该系统包括内燃发动机、液力自动
变速驱动桥、
控制器，发动机通过液力自动变速驱动桥驱动
车轮，该系统还包括电机，电机的
驱动轴与液力自动变速驱动桥的
主减速器耦合，发动机、液力自动变速驱动桥的液力
自动变速器、电机、电机的电池由控制器控制，该系统使用
液力变矩器作为转矩耦合装置，使用行星
齿轮变速器配合发动机带动驱动轮，这样增加了整个驱动系统的制造成本，并且该系统使用的发动机功率较高，如果使用小
排量低功率发动机则对汽车的起步性能，以及低转速时的油耗有一定的影响，不适合应用在作为城市代步用的小型车辆上。
发明内容
[0003] 本发明主要是解决
现有技术中存在的并联式混合动力汽车驱动系统需要设置变速器，给布置空间带来影响，增加制造成本，无法应用在小型家用车上，如果取消变速器，则给混合动力车的
加速性能以及油耗带来影响的问题，提供了一种并联式混合动力汽车驱动系统，该系统在取消变速器的情况下，对混合动力车的加速性能以及油耗的影响较小。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用了这样一种并联式混合动力汽车驱动系统，包括发动机、电机、转矩耦合装置、减速器、
差速器和电池，所述电机连接所述电池，在所述发动机上设置强化启动机，所述强化启动机与所述发动机的
飞轮连接，所述发动机的输出端连接转矩耦合装置的输入端，所述转矩耦合装置的输出端连接所述减速器第一级齿轮的一个输入端，所述减速器第一级齿轮的另一个输入端连接电机，所述减速器第二级齿轮与差速器的
外齿圈
啮合，所述差速器的输出端与驱动轮连接。本发明的并联式混合动力汽车驱动系统中取消了变速器，只使用减速器配合电机和发动机与差速器实现与驱动轮之间的机械连接，并且在发动机上增加强化启动器，这样只需要选用小排量低功率的发动机，发动机在本系统中只起到辅助作用，使得混合动力汽车的运行主要依靠电机带动，当电池电量不足时，转矩耦合装置工作，强化启动机将发动机的转速快速带动至工作转速，这时发动机一部分的功率用于带动汽车，另一部分功率用于带动电机发电为电机进行充电，电池电量充满后，转矩耦合装置停止工作，发动机停转，由电机继续带动驱动轮运动。如果在上坡等需要大功率大扭矩进行驱动的情况下，可以使电机与发动机同时带动驱动轮，提高车辆的动力性能。这样该发动机能因其匹配的强化启动机而具备启停功能，在
怠速工况时自动实现发动机的启停管理，进一步降低油耗和排放。另一方面由于本发明的驱动系统中取消了变速器并可以选用小排量低功率的发动机，优化了发动机仓的布置空间，降低了制造成本，这样便可以将本发明广泛应用于小排量家用车中。
[0005] 作为优选，所述发动机的排量为1.0L~1.5L。发动机的排量过小功率过低则不能够为电机提供足够的功率用于发电，也不足够同时带动驱动轮进行运行，在本系统中发动机的排量可以在1.0L~1.5L，这样在降低制造成本的同时，保证混合动力汽车的动力性能。
[0006] 作为优选，所述强化启动机的功率为3KW，最高转速为800r/m。强化启动机的性能对于保证发动机的启停性能非常关键，如果功率过低则不能够将发动机快速带动至工作转速，太高则对于启动机的成本和
散热造成影响，所以本发明中使用的启动机的功率为3KW，最高转速为800 r/m。
[0007] 作为优选，所述电机的功率为40KW~60KW，扭矩为200Nm~300Nm。本发明中的电机是作为带动汽车运行的主要动力源，所以电机的功率以及扭矩对于汽车的动力性能十分重要，根据汽车日常行驶的需要，本发明中采用功率范围在40KW~60KW之间，扭矩范围在200Nm~300Nm之间的电机。
[0008] 作为优选，所述发动机、电机、强化启动机、转矩耦合装置和电池由控制器控制，所述控制器根据电池的SOC值控制转矩耦合装置的工作状态，同时控制发动机与强化启动机的工作状态，并且根据驾驶者的意图以及电池的SOC值控制电机的正转、反转以及空转状态。本发明中采用控制器根据电池的SOC值控制发动机、电机、强化启动机、转矩耦合装置的方案，这样便可以根据电池电量的多少决定发动机是否对电机进行充电的同时带动驱动轮，电机是否可以独立带动驱动轮以及电机是否可以与发动机同时带动驱动轮。
[0009] 作为优选，所述电池的SOC<0.4时，转矩耦合装置工作，发动机带动电机为电池充电，电池的SOC>0.9时，转矩耦合装置空转，发动机怠速，停止带动电机为电池充电，电机通过减速器和差速器与驱动轮机械连接。将对电池进行充电时的SOC值设置在0.4，是为了保护电池性能，如果电池的电量过低则会影响电池的充电寿命，并且可以保证混合动力汽车的动力性能不会降低，动力系统会持续提供足够的
能量。将对电池停止充电时的SOC值设置在0.9，可以保护电池不会因为电池电量太大而损坏。
[0010] 作为优选，电池的SOC值在0.4~0.9时，在
制动时驱动轮带动电机为电池充电。当车辆制动时，如果电池的SOC值在0.4~0.9之间，可以将电机切换至发电状态，将车辆的
动能转换为电能，利用发
电阻力对车辆进行减速，这样可以在保证减速效果以及保护电池不被损坏的前提下，充分利用多余的能量，达到降低排放的效果。
[0011] 作为优选，所述转矩耦合装置为
离合器或液力变矩器。当转矩耦合装置使用离合器时，机械能的转换效率较高，但是存在车辆行驶平顺性差的问题；转矩耦合装置使用液力变矩器时，由于液力变矩器工作时可以吸收分离和耦合时的冲击，车辆行驶平顺性好，但是液力变矩器的成本较高且转换效率低，油耗较高。
[0012] 作为优选，所述减速器的
传动比在5~6之间。本发明使用单传动比的减速器实现减速增扭的功能，在电机或发动机驱动下，通过该减速器的调节，均可达到整车的最高车速需求；此外，通过电机和发动机的配合，动力经该减速器传递到车轮，可满足整车定义的最高车速和最大爬坡度的要求。发动机驱动时，可通过电机的调节作用，使发动机运行在高效、低油耗区域，弥补单档位减速机构无法对发动机工作区间进行调节的不足。
[0013] 本发明的有益效果是在本驱动系统中发动机能因其匹配的强化启动机而具备启停功能，在怠速工况时自动实现发动机的启停管理，进一步降低油耗和排放。另一方面由于本发明的驱动系统中取消了变速器并可以选用小排量低功率的发动机，优化了发动机仓的布置空间，降低了制造成本，这样便可以将本发明广泛应用于小排量家用车中。
附图说明
[0014] 图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的控制原理示意图。
具体实施方式
[0015] 下面通过
实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0016] 如图1和图2所示，本发明的一种并联式混合动力汽车驱动系统包括发动机1、离合器4、减速器5、电机6、电池9和差速器8，发动机1的排量为1.0L，在发动机1上设置一个强化启动机2，强化启动机2的功率为3KW，最高转速为800r/m，强化启动机2的性能对于保证发动机1的启停性能非常关键，如果功率过低则不能够将发动机1快速带动至工作转速，太高则对于强化启动机2的成本和散热造成影响。将强化启动机2与发动机1的飞轮3连接，发动机1的输出轴与离合器4的一侧相连，离合器4的另一侧连接减速器5第一级齿轮的一个输入端，减速器5第一级齿轮的另一个输入端连接电机6的
主轴，所述减速器5为单传动比减速器，传动比为5，减速器5第二级齿轮与差速器8外齿圈啮合，差速器8的输出端分别连接汽车的两个驱动轮7。所述电机6的功率为50KW，扭矩为250Nm，并且电机6在本系统中兼作发电机并与电池9连接。这里离合器4可以改用液力变矩器，离合器4的机械能转换效率较高，且成本较低，但是存在车辆行驶平顺性差的问题，转矩离合器使用液力变矩器时，由于液力变矩器工作时可以吸收分离和耦合时的冲击，车辆行驶平顺性好，但是液力变矩器的成本较高且转换效率低，油耗较高。
[0017] 在本系统中，控制器10根据电池9的SOC值控制离合器4的工作状态，同时控制发动机1与强化启动机2的工作状态，并且根据驾驶者的意图以及电池的SOC值控制电机的正转、反转以及空转状态。当电池的SOC<0.4时，离合器4闭合，发动机1带动电机6为电池9充电，电池9的SOC>0.9时，离合器4分开，发动机1怠速，停止带动电机6为电池9充电，电机6通过减速器5和差速器8与驱动轮7机械连接。当电池9的SOC值在0.4~0.9时，在制动时允许驱动轮7带动电机6为电池9充电。将对电池9进行充电时的SOC值设置在0.4，是为了保护电池9性能，如果电池9的电量过低则会影响电池9的充电寿命，并且可以保证混合动力汽车的动力性能不会降低，动力系统会持续提供足够的能量。将对电池9停止充电时的SOC值设置在0.9，可以保护电池9不会因为电池电量太大而损坏。当车辆制动时，如果电池9的SOC值在0.4~0.9之间，可以将电机6切换至发电状态，将车辆的动能转换为电能，利用发电阻力对车辆进行减速，这样可以在保证减速效果以及保护电池9不被损坏的前提下，充分利用多余的能量，达到降低排放的效果。
[0018] 本发明的并联式混合动力汽车驱动系统中取消了变速器，只使用减速器配合电机和发动机与差速器实现与驱动轮之间的机械连接，并且在发动机上增加强化启动器，这样只需要选用小排量低功率的发动机，发动机在本系统中只起到辅助作用，使得混合动力汽车的运行主要依靠电机带动，当电池电量不足时，转矩耦合装置工作，强化启动机将发动机的转速快速带动至工作转速，这时发动机一部分的功率用于带动汽车，另一部分功率用于带动电机发电为电机进行充电，电池电量充满后，转矩耦合装置停止工作，发动机处于怠速状态，由电机继续带动驱动轮运动。如果在上坡等需要大功率大扭矩进行驱动的情况下，可以使电机与发动机同时带动驱动轮，提高车辆的动力性能。这样该发动机能因其匹配的强化启动机而具备启停功能，在怠速工况时自动实现发动机的启停管理，进一步降低油耗和排放。另一方面由于本发明的驱动系统中取消了变速器并可以选用小排量低功率的发动机，优化了发动机仓的布置空间，降低了制造成本，这样便可以将本发明广泛应用于小排量家用车中。
