[发明专利]四驱混合动力汽车的动力系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车动力系统，特别涉及到一种四驱混合动力汽车的动力系统及控制方法，属于电动汽车技术领域。

背景技术

四驱车辆由于良好的路面附着利用率，在越野车和高性能车上有广泛的应用。传统的用分动器实现四驱功能的方案由于分动器的附加损耗导致车辆的经济性变差。为了提高经济性，四驱混合动力汽车用发动机和电机分别驱动前桥和后桥。

专利CN102381177B公开了一种混合动力四驱解决方案，在发动机驱动时必须通过前桥发电机进行发电，将一部分发动机功率用于充电或者为后轮电机供电，在中、高速巡航时发动机无法进行直接驱动，经济性差，同时当前轮打滑后，后轮的驱动能力完全受电池输出能力限制。

专利CN101898557B公开了一种混合动力四驱解决方案，可以实现任何工况的四驱功能，同时在中、高速巡航时可以采用发动机直接驱动，各种工况下起动发动机也比较容易，功能比较完备。但是这种方案除了需要两个电机外，还需要一个复杂的多档自动变速器，成本较高。

专利CN105059103A公开了一种混合动力四驱解决方案，在各种工况都可以实现四驱，同时起动发动机的控制也比较简单。该方案采用一个简单的混合动力专用变速器，变速器成本较低，但是相比专利CN102381177B所述的系统多了一个电机，且由于发动机低速无法直接驱动，在进行大功率加速时需要通过发电机将发动机功率输出，因此发电机功率较大，同时前桥驱动电机和后桥驱动电机的总功率要求也较大，电机数量多并且功率要求大，因此成本也比较高。

综上，目前混合动力前、后桥分别驱动的方案存在的主要问题是成本高，部分工况传动效率差和部分工况无法实现四驱功能。

发明内容

本发明目的在于提供一种四驱混合动力汽车的动力系统及控制方法，这种动力系统具备纯电动四轮驱动功能，发动机驱动时无需电池能量也可以实现四轮驱动功能。在发动机驱动模式下，该系统还具备中、高速驱动时发动机直接驱动功能，提高了行驶效率。整个混合动力系统系统除了发动机外只包含两个电机和简单的混合动力专用变速器，能够降低四驱混合动力系统的成本。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种四驱混合动力汽车的动力系统，其包括发动机、第一电机、第一逆变器、前桥行星齿轮减速器、第二电机、第二逆变器、后桥减速器和电池；

所述电池通过第一逆变器与所述第一电机电路连接，以及通过第二逆变器与所述第二电机电路连接；

所述第二电机与所述后桥减速器传动连接，所述后桥减速器与后轮传动连接，所述发动机和第一电机分别与所述前桥行星齿轮减速器传动连接，所述前桥行星齿轮减速器与前轮传动连接；

其中，所述前桥行星齿轮减速器具有至少四个旋转元件，当从所述四个旋转元件的共线图看去时，与第一电机连接的旋转元件和通过输出齿轮与前轮连接的旋转元件位于通过离合器CL1与发动机连接的旋转元件的两侧，通过离合器CL1与发动机连接的旋转元件和与制动器B相连的旋转元件位于通过输出齿轮与前轮连接的旋转元件的两侧；通过离合器CL1与发动机连接的旋转元件和通过输出齿轮与前轮连接的旋转元件之间通过离合器CL2连接；发动机和第一电机通过离合器CL3连接。

可选的，所述离合器CL3为牙嵌式离合器。

本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种上述的四驱混合动力汽车的动力系统的控制方法，所述四驱混合动力汽车的动力系统分为稳态工作模式和瞬态工作模式；稳态工作模式包括停车发电阶段、纯电动行驶阶段、发动机电子无级变速驱动阶段、发动机固定档直接驱动阶段、发动机串联驱动阶段以及制动能量回收阶段；瞬态工作模式包含停车起动发动机阶段和纯电动起动发动机阶段；其特征在于，包括：

S1、停车发电：所述停车发电时控制离合器CL3结合，离合器CL2分离，离合器CL1分离，制动器B分离，发动机直接和第一电机相连，并带动第一电机转动进行发电；

S2、纯电动行驶：所述纯电动行驶时离合器CL3和离合器CL2分离，发动机处于停机状态，并有两驱和四驱两种模式可选；在两驱模式下，制动器B分离，离合器CL1分离，离合器CL2分离，离合器CL3分离，第一电机处于静止状态，第二电机驱动后轮；在四驱模式下，第一电机有两个档位可选，所述两个档位为EV一档和EV二档：在EV一档时，制动器B结合，离合器CL1分离，离合器CL2分离，离合器CL3分离；在EV2档时，制动器B分离，离合器CL1分离，离合器CL2结合，离合器CL3分离；