动力系统、其控制方法及动力汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及动力能源技术领域，特别涉及一种动力系统及其控制方法，此外，还涉 及一种具有该动力系统的动力汽车。
【背景技术】
[0002] 当今，汽车行业不断发展，对于车辆经济性、动力性的开发日益成为技术人员研宄 的热点之一。
[0003] 现行的动力汽车仅通过发动机10'提供驱动力，如图1所示，该图示出现行的动 力汽车的结构示意图。具体地，在驱动时，通过发动机KV提供动力经过离合器20'传递 至变速器3(V，再通过连接变速器3(V输出端的传动轴4(V至差速器5(V相啮合的主动 锥齿轮5P和从动锥齿轮52'，以将动力传递至差速器5(V，最后传递至半轴6(V并将驱 动力分配传递至车轮70'，从而驱动汽车行驶。当汽车进行制动时，动能转换为刹车片的摩 擦热量并浪费掉，而造成大量的能量消耗；同时，当汽车在带档或空挡下进行滑行时，仍存 在动能的浪费。因此，对此部分能量的充分回收并合理利用可以大大提升车辆的经济性、动 力性能，符合节能环保的发展趋势。
[0004] 现有技术中，如图2所示，在行星齿轮系100'作为变速器的动力汽车上配有飞轮 80'作为储能装置，将制动和滑行时的能量进行回收。具体地，飞轮80'通过电磁离合器、 单级齿轮90'与行星齿轮系100'的外齿圈连接、其发动机10'通过机械离合器与行星齿 轮系KKV的外齿圈刚性连接，调速电机IKV的转子与行星齿轮系KKV的太阳轮刚性连 接，行星架与车辆的驱动轴刚性连接。
[0005] 对于上述采用行星齿轮系KKT作为变速器、配合调速电机IKT进行能量回收 的飞轮80'储能装置，存在以下缺陷：
[0006] 第一、采用行星齿轮系KKV作为变速器时，发动机KV与车辆驱动轴需采用横 置，无法适用于纵置的车辆上；行星齿轮系100'不仅结构复杂、加工制造工艺要求较高， 成本较高，且对飞轮80'进行能量回收和释放的过程调节稳定性、平顺性较差。
[0007] 第二、在进行能量回收利用的过程中，通过电机控制太阳轮转速，以使行星齿轮变 速器实现车速、发动机KV的转速、和飞轮8(V的转速间的协调。如此电机在飞轮8(V进 行能量回收和能量释放利用的过程中消耗电池提供的额外电能，电机消耗的部分能量与回 收的能量相抵消，导致整个动力系统的能量利用率降低。
[0008] 第三、采用此结构的储能装置导致整个系统的重量偏重、体积较大，且较多的零件 导致匹配安装复杂。
[0009] 有鉴于此，亟待对车辆的动力系统进行优化设计，以使其能够高效回收利用该系 统能量，提高整车的经济性、动力性。
【发明内容】
[0010] 针对上述存在的缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单、紧凑的 动力系统，使其能够高效回收利用系统的能量，降低整车能量消耗，提升其经济性、动力性， 在此基础上，本发明还提供一种该动力系统的控制方法及应用该动力系统的动力汽车。 [0011] 本发明提供的一种动力系统，用于驱动动力汽车的行驶，包括发动机、变速器、差 速器、连接所述发动机与所述变速器的离合器、将动力由所述变速器的输出端传递至所述 差速器的输入端的传动轴；还包括无级变速器和飞轮装置，所述无级变速器的输入端连接 所述飞轮装置的输出端、所述无级变速器的输出端连接所述差速器的输入端。
[0012] 采用上述结构，通过无级变速器将飞轮装置连接于差速器的输入端，如此设置，利 用无级变速器有效的将飞轮装置作为储能装置安装于汽车的动力系统中，可靠稳定的解决 了飞轮与差速器的输入端之间的转速差的问题。也就是说，无级变速器的输入端连接飞轮 装置、输出端连接差速器的输入端，一方面起到动力传递的作用，另一方面起到调节飞轮转 速的作用，实现储能和释放过程中对速度的无级调节，改善飞轮装置工作过程中汽车行驶 的平顺性。同时，与现有技术相比，不仅能够提升空间布置的紧凑性，还能够避免存储能量、 释放能量过程中电机的电能消耗，故，采用上述结构大大提升了动力系统的能量利用率。
[0013] 可选地，所述飞轮装置包括飞轮、飞轮离合器和制动所述飞轮的飞轮制动器，所述 飞轮离合器连接或断开所述飞轮的输出端与所述无级变速器的输入端。
[0014] 可选地，所述动力系统还包括第一齿轮组，所述第一齿轮组包括相互啮合的大齿 轮和小齿轮，所述第一齿轮组的大齿轮刚性连接所述无级变速器的输入端，所述第一齿轮 组的小齿轮刚性连接所述飞轮装置的输出端。
[0015] 可选地，所述动力系统还包括第二齿轮组，所述第二齿轮组包括相互啮合的大齿 轮和小齿轮，所述第二齿轮组的大齿轮刚性连接所述差速器的输入端，所述第二齿轮组的 小齿轮刚性连接所述无级变速器的输出端。
[0016] 可选地，所述差速器包括相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述差速器的输 入端为所述主动锥齿轮的齿轮轴或所述从动锥齿轮的齿轮轴。
[0017] 可选地，所述动力系统还包括信号获取单元和控制器；所述信号获取单元将所述 动力汽车的加速踏板工位、制动踏板工位的实时信号传递至所述控制器，所述控制器控制 所述飞轮离合器、所述飞轮制动器的接合或断开；所述信号获取单元将所述动力汽车的行 驶车速、所述飞轮的转速传递至所述控制器，所述控制器控制所述无级变速器的传动比。
[0018] 可选地，所述信号获取单元包括加速踏板传感器、制动踏板传感器、车速传感器和 飞轮转速传感器，分别获取所述加速踏板工位、所述制动踏板工位、所述动力汽车的行驶车 速、所述飞轮的转速信号并传递至所述控制器。
[0019] 本发明还提供一种动力汽车，包括驱动所述动力汽车的动力系统，所述动力系统 为以上所述的动力系统。
[0020] 由于上述动力系统具有如上技术效果，因此，具有该动力系统的动力汽车也应当 具有相同的技术效果，在此不再赘述。
[0021 ] 本发明还提供一种动力系统的控制方法，所述动力系统为以上所述的动力系统， 该动力系统的控制方法包括下述步骤：
[0022] 91)获取所述动力汽车的行驶状态信号；
[0023] 92)接收所述行驶状态信号，根据所述行驶状态信号判断所述动力汽车的行驶状 态，并发出相应控制指令，以控制所述无级变速器的传动比和所述飞轮装置的工作状态。
[0024] 可选地，所述步骤92)具体为：
[0025] 当判断所述行驶状态为制动状态或滑行状态时，执行步骤921);
[0026] 当判断所述行驶状态信号为驱动行驶状态信号时，执行步骤922);
[0027] 当判断所述行驶状态信号为停车状态信号时，执行步骤923);
[0028] 921)发送控制指令，控制所述飞轮装置的输出端与所述差速器的输入端连接，所 述无级变速器的传动比增大，以使所述飞轮装置回收能量；
[0029] 922)发送控制指令，控制所述飞轮装置的输出端与所述差速器的输入端连接，所 述无级变速器的传动比减小，以使所述飞轮装置释放能量驱动所述动力汽车；
[0030] 923)发送控制指令，控制所述飞轮装置的输出端与所述差速器的输入端断开，制 动所述飞轮装置。
[0031] 该动力系统的控制方法与动力系统的发明构思相同，通过采用上述控制方法充分 发挥动力系统中的飞轮装置对整个动力系统的能量回收存储、并对该存储能量的合理释放 利用，起到节能环保的作用，与动力系统的技术效果相同。除此之外，采用该控制方法，能够 有效准确的控制飞轮装置针对各个行驶状态进行储能和释放能量，提高操作的便捷性、行 驶反应的灵敏性。
【附图说明】
[0032] 图1为现有技术中动力系统的动力的结构示意图；
[0033] 图2为现有技术中基于行星齿轮系的飞轮储能的动力汽车结构示意图；
[0034] 图3为【具体实施方式】中动力系统的动力传递的结构示意图。
[0035] 图1和图2中：
[0036] 发动机KV、离合器2(V、变速器3(V、传动轴4(V、差速器5(V、半轴6(V、车 轮70'、飞轮80'、单级齿轮90'、行星齿轮系KKV、调速电机IKV、主动锥齿轮51'、 从动锥齿轮52'。
[0037] 图 3 中：
[0038] 发动机10、离合器20、变速器30、传动轴40、差速器50、半轴60、车轮70、飞轮装置 80、无级变速器90、第一齿轮组100、第二齿轮组110 ;
[0039] 主动锥齿轮51、从动锥齿轮52、飞轮81、飞轮离合器82、飞轮制动器83。
【具体实施方式】
[0040] 基于现有技术存在的缺陷，本发明的核心在于提供一种结构简单紧凑的动力系 统，使其能够高效回收利用系统的能量，降低整车能量消耗，提升其经济性、动力性。本发明 的另一核心在于提供一种该动力系统的控制方法及具有该动力系统的动力汽车。
[0041] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合说明书附图具体说明 本实施方式。
[0042] 需要说明的是，本文中采用发动机纵置的结构为例进行说明，当然，本发明对该动 力系统中的结构优化改进同样适用于发动机横置的结构。本文仅以发动机纵置的结构进行 详细阐述技术方案，其发动机的布置形式对本申请请求保护的技术方案并不构成限制。
[0043] 请参见图3,该图为【具体实施方式】中动力系统的动力传递的结构示意图。
[0044] 如图所示，本发明提供的一种用于驱动动力汽车行驶的动力系统，该动力系统包 括发动机10、变速器30、差速器50、连接发动机10和变速器30的离合器20、将动力由变速 器30的输出端传递至差速器50的输入端的传动轴40。
[0045] 与现有技术不同的是，该动力系统包括无级变速器90和飞轮装置80,其中，无级 变速器90的输入端连接飞轮装置80的输出端、输出端连接差速器50的输入端。也就是 说，通过无级变速器90将飞轮装置80作为该动力系统的储能装置连接于差速器50的输入 端。如此，在回收能量的时候，将车轮70的动能经半轴60至差速