全工况混合驱动系统的制作方法

本发明涉及混合驱动系统，具体涉及一种全工况混合驱动系统。

背景技术：

1、随着环境保护措施越来越严格，混合动力汽车由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点。混合动力汽车根据其混合动力驱动的联结方式，可分为串联式、并联式、串并联混合式。

2、目前市场上也有较多的串并联混合式的汽车，但是它们大多难以实现全工况的混合驱动；因此，我们设计了一种全工况混合驱动系统，是吸纳全工况电和油无缝衔接驱动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种全工况混合驱动系统，它具有全工况电和油无缝衔接驱动的优点。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：全工况混合驱动系统，它包括发动机1、发电机2、电动机3、控制单元4、电池组5，发动机1的右侧连接有发电机2，发电机2的下端设置有电动机3，电动机3的底端通过电线连接有控制单元4的右侧输出端，控制单元4的下端输出端通过电线与电池组5的输出端相连接；所述发电机2包括发电机输入轴21、发电机定子线包组22、发电机转子23，发电机定子线包组22的左端与输入轴21固定连接，发电机定子线包组22的内侧设置有发电机转子23，发电机定子线包组22的左侧设置有发电机定子轴221，发电机转子23的内部设置有发电机转子输出轴231；发电机输入轴21上设置有双离合器24，双离合器24的外部离合与发电机定子轴221相连接，双离合器24的内部离合与发电机转子输出轴231相连接，发电机转子输出轴231嵌套在发电机定子轴221内。

3、所述发动机1的输出轴11上安装有提速齿轮组8，提速齿轮组8右端与发电机2的输入轴21相连接；发动机1与发电机2通过提速齿轮组8相连接。提速齿轮组8用于提高发动机1的输出轴11的转速，决定车辆的最高速度。

4、所述电动机3包括电动机定子31、电动机转子32、电动机输出轴33，电动机定子31的内部设置有电动机转子32，电动机转子32的内部固定设置有电动机输出轴33。电动机定子31为不可旋转的，固定状态的。

5、所述发电机2的输入轴21上设置有导电滑环25，导电滑环25通过数根电线与控制单元4相连接。发电机2通过导电滑环25与控制单元4相连接；控制单元4对发电机2的发电机定子线包组22进行控制。

6、所述发电机2与电动机3通过动力输出齿轮组9相连接，发电机2的发电机转子输出轴231与动力输出齿轮组9的动力齿轮相连接，动力齿轮组9的从动齿轮与电动机输出轴33相连接；动力输出齿轮组9的从动齿轮设置于差速器6的左侧。动力输出齿轮组9可用于输出动力，驱动车辆。

7、所述电动机输出轴33连接到差速器6、车轮7。

8、所述导电滑环25为水银滑环、石墨滑环、电解质滑环、无线传输滑环中的一种，优先选择水银滑环。

9、全工况混合驱动系统的控制方法为：在发动机1转速高效恒定状态时，车辆混合驱动，双离合器24和发电机定子线包组22结合；起步阶段，t1、k1、r2闭合，此时发电机2和电池组5处于串联状态，此时发电机转子23为起始阶段，未转动，发电机转子23和发电机定子线包组22处于最大转速差状态，发电机2处于此时发动机1转速下的最大发电能力状态，电流最大，发电机2发的电完全给电池组5充电；

10、此时发电机2的发电机转子23对发电机定子线包组22的驱动力也最大，发电机转子23将带动电动机3旋转，进而驱动车辆前进，随着电动机3转速的增加，发电机2的发电机定子线包组22和发电机转子23的转速差减小，发电能力减小，电流减小，对电动机3的驱动力减小，这个过程一直持续到车辆阻力和电池组5的充电电流的阻力达到自持平衡状态，此过程完全由此结构自持完成，自动完成能源分配比例；

11、此时若充电效率和充的电转化为机械能效能低，可使t1、k1、r2断开，开关b结合，使发电机2发的电直接驱动电动机3旋转，直至电动机3和发电机2转速达到自持平衡状态；此时b重新断开，k1、r2闭合, t1、t2开关来回切换，发电机2处于短接和给电池组5充电两种状态，短接状态时发电机转子23、发电机定子线包组（22）处于电器锁定状态，可根据工况通过pwm方式进行功率输出调节，直至发电机2完全短接，混合驱动后期，发动机1驱动效率高于给电池组5充电后驱动车辆行驶效率；在上述的全工况状态，发动机1可随时根据动力请求闭合开关a进行电池组5额外提供电能进行驱动；在上述的全工况下可同时闭合开关a和开关b进行电池组5电能和发动机1机械能同时驱动；

12、当车辆电池组5损坏或者纯油使用发动机机械能输出时，双离合器24和发电机定子结合，闭合开关b，电动机3对发动机1起增扭作用，发动机1进行高效恒功输出，同时通过发电机2的发电机转子23进行一定的机械能输出，发电机转子23、发电机定子线包组（22）的转速差越大，对发动机1提供的电能越多，电动机3提供的驱动力越大；发电机2提供恒功，电动机3提供恒扭，直至电动机3和发电机2达到自持平衡状态，随着车速的增加，发电机2短接，使发电机2处于电器锁定，直至达到发动机直驱所需车速，双离合器24和发电机转子轴231结合，进入发动机1高速直驱工况；

13、当车辆电池组5损坏或者纯油使用发动机机械能输出时，双离合器24和发电机定子线包组22结合，闭合开关b，电动机3对发动机1起增扭作用，发动机1进行高效恒功输出，同时通过发电机2的发电机转子23进行一定的机械能输出，发电机2的转子定子转速差越大，对发动机1提供的电能越多，电动机3提供的驱动力越大。发电机2提供恒功，电动机3提供恒扭，直至电动机3和发电机2达到自持平衡状态，随着车速的增加，发电机2短接，使发电机2处于电器锁定，直至达到发动机直驱所需车速，双离合器24和发电机转子轴231结合，进入发动机1高速直驱工况。

14、本发明的工作原理：使用时，使发动机一直工作在高效率区间，当发动机工作在一个转速时，由控制单元控制发电机以相应的功率通过动力输出齿轮组直接驱动车辆或者以相应的功率进行充电。

15、当纯电驱动时，发动机停止工作，即发电机定子处于锁定状态，此时发电机可作为电动机和原有的电动机一起驱动车辆。

16、当纯油行驶时，可分为非充电行驶和充电行驶，当非充电行驶时，通过控制单元控制电力通过动力输出齿轮组输出动力；当充电行驶时，发动机一部分动力通过动力输出齿轮组输出动力，一部分进行充电。发动机纯充电状态时，发电机转子停止转动，转子制动力可以是车辆停车时候的刹车制动或者是电动机提供的反转扭矩，此时电机转子定子处于完全相对转动状态。纯发动机充电是不理想充电工况，极少用到。

17、采用上述技术方案后，本发明有益效果为：采用油电混合驱动，可充分发挥发电机、电动机的优点，能够全工况电和油的无缝衔接驱动，做到0到100无级调节。

技术特征：

1.全工况混合驱动系统，其特征在于：它包括发动机（1）、发电机（2）、电动机（3）、控制单元（4）、电池组（5），发动机（1）的右侧连接有发电机（2），发电机（2）的下端设置有电动机（3），电动机（3）的底端通过电线连接有控制单元（4）的右侧输出端，控制单元（4）的下端输出端通过电线与电池组（5）的输出端相连接；所述发电机（2）包括发电机输入轴（21）、发电机定子线包组（22）、发电机转子（23），发电机定子线包组（22）的左端与输入轴（21）固定连接，发电机定子线包组（22）的内侧设置有发电机转子（23），发电机定子线包组（22）的左侧设置有发电机定子轴（221），发电机转子（23）的内部设置有发电机转子输出轴（231）；发电机输入轴（21）上设置有双离合器（24），双离合器（24）的外部离合与发电机定子轴（221）相连接，双离合器（24）的内部离合与发电机转子输出轴（231）相连接，发电机转子输出轴（231）嵌套在发电机定子轴（221）内。

2.根据权利要求1所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述发动机（1）的输出轴（11）上安装有提速齿轮组（8），提速齿轮组（8）右端与发电机（2）的输入轴（21）相连接；发动机（1）与发电机（2）通过提速齿轮组（8）相连接。

3.根据权利要求1所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述电动机（3）包括电动机定子（31）、电动机转子（32）、电动机输出轴（33），电动机定子（31）的内部设置有电动机转子（32），电动机转子（32）的内部固定设置有电动机输出轴（33）。

4.根据权利要求1所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述发电机（2）的输入轴（21）上设置有导电滑环（25），导电滑环（25）通过数根电线与控制单元（4）相连接。

5.根据权利要求1所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述发电机（2）与电动机（3）通过动力输出齿轮组（9）相连接，发电机（2）的发电机转子输出轴（231）与动力输出齿轮组（9）的动力齿轮相连接，动力齿轮组（9）的从动齿轮与电动机输出轴（33）相连接；动力输出齿轮组（9）的从动齿轮设置于差速器（6）的左侧。

6.根据权利要求4所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述电动机输出轴（33）连接到差速器（6）、车轮（7）。

7.根据权利要求5所述的全工况混合驱动系统，其特征在于：所述导电滑环（25）为水银滑环、石墨滑环、电解质滑环、无线传输滑环中的一种，优先选择水银滑环。

8.全工况混合驱动系统，其特征在于：它的控制方法为：在发动机（1）转速高效恒定状态时，车辆混合驱动，双离合器（24）和发电机定子线包组（22）结合；起步阶段，t1、k1、r2闭合，此时发电机（2）和电池组（5）处于串联状态，此时发电机转子（23）为起始阶段，未转动，发电机转子（23）和发电机定子线包组（22）处于最大转速差状态，发电机（2）处于此时发动机（1）转速下的最大发电能力状态，电流最大，发电机（2）发的电完全给电池组（5）充电；

技术总结
全工况混合驱动系统，它涉及混合驱动系统技术领域，具体涉及一种全工况混合驱动系统。它包括发动机、发电机、电动机、控制单元、电池组，发动机的右侧连接有发电机，发电机的下端设置有电动机，电动机的底端通过电线连接有控制单元的右侧输出端，控制单元的下端输出端通过电线与电池组的输出端相连接；所述发电机包括发电机输入轴、发电机定子线包组、发电机转子，发电机定子线包组的左端与输入轴固定连接，发电机定子线包组的内侧设置有发电机转子，发电机定子线包组的左侧设置有发电机定子轴，发电机转子的内部设置有发电机转子输出轴。采用上述技术方案后，本发明有益效果为：能够全工况电和油的无缝衔接驱动，做到0到100无级调节。

技术研发人员：刘亚飞
受保护的技术使用者：刘亚飞
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13