一种P2构型的混合动力系统、控制方法及车辆与流程

本发明涉及混合动力系统控制，特别是涉及一种p2构型的混合动力系统、控制方法及车辆。

背景技术：

1、随着汽车领域新能源的占比逐渐增大，混合动力汽车和纯电动汽车在汽车市场已占据半壁江山。混合动力系统中电机的布置位置及运行模式成为了一个重要课题。主流的混合动力系统会采用p1+p3混合架构，双电机分别负责发电和驱动；或者采用p2架构，电机的输入轴与发动机输入轴平行布置。

2、现有技术中，已有p2构型混合动力系统通过行星排连接发动机的输入轴和电机的输入轴，但其中太阳轮与电机输入轴通过惰轮连接，行星架与电机输入轴连接，电机与发动机输入轴仍为平行轴结构。

3、然而，现有混合动力系统中电机与发动机输入轴为平行轴结构，尺寸、重量上比较大，布置性较差，成本较高，无法满足整车对传动系统紧凑布置的要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种p2构型的混合动力系统、控制方法及车辆，以解决现有p2构型混合动力系统中电机与发动机输入轴平行布置导致的系统尺寸大、重量大、布置性差、成本高的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种p2构型的混合动力系统，包括：

4、壳体、发动机、电机系统、滑块机构、主输入轴以及控制器；

5、所述发动机通过单向离合器与主输入轴连接；所述电机系统包括电机定子、电机转子和行星排，行星排包括太阳轮电机输入轴，太阳轮电机输入轴与电机转子连接，并通过轴承支撑安装在主输入轴上，与主输入轴同轴布置；所述滑块机构包括拨叉和滑块，所述滑块与主输入轴及行星排连接，用于控制电机系统与混合动力系统的接合或脱开；所述主输入轴通过轴承支撑安装在壳体上；所述控制器与发动机、电机系统、单向离合器和滑块机构连接，用于根据目标驱动模式控制各部件的运行状态。

6、作为可选择的实施方式，所述行星排还包括行星架、行星齿轮和齿圈，其中，所述齿圈和电机定子固连在壳体上。

7、作为可选择的实施方式，所述太阳轮电机输入轴的一端通过花键与电机转子连接，另一端通过第二滚针轴承支撑安装在主输入轴上；所述行星架通过第一滚针轴承支撑安装在主输入轴上。

8、作为可选择的实施方式，所述主输入轴通过花键连接有变速器，用于将动力传递至车轮。

9、作为可选择的实施方式，所述拨叉由电机控制，所述拨叉嵌套在所述滑块上，用于带动滑块沿轴向移动。

10、作为可选择的实施方式，所述主输入轴上设有与其一体成型的输入轴齿轮，所述行星架连接有行星架空套齿轮，所述滑块通过花键分别与所述输入轴齿轮和所述行星架空套齿轮连接。

11、作为可选择的实施方式，所述滑块具有第一位置和第二位置；在第一位置，所述滑块同时与输入轴齿轮和行星架空套齿轮花键接合，所述电机系统与所述混合动力系统接合；在第二位置，所述滑块仅与行星架空套齿轮接合，所述电机系统与所述混合动力系统脱开。

12、作为可选择的实施方式，在第二位置，所述电机系统与所述混合动力系统脱开，消除所述电机系统由于反电动势及电机转子、太阳轮电机输入轴带来的拖曳损失。

13、作为可选择的实施方式，所述混合动力系统支持纯电驱动模式、并联驱动模式、串联发电模式、制动能量回收模式、滑行能量回收模式和发动机直驱模式中的至少一种。

14、作为可选择的实施方式，在纯电驱动模式下，所述单向离合器断开，发动机停止运行，所述滑块处于第一位置，由电机系统单独驱动车辆。

15、作为可选择的实施方式，在并联驱动模式下，所述单向离合器闭合，发动机运行，所述滑块处于第一位置，由发动机与电机系统共同驱动车辆。

16、作为可选择的实施方式，所述并联驱动模式适用于急加速或高速超车工况，所述发动机与电机系统同时输出最大驱动力。

17、作为可选择的实施方式，在串联发电模式下，所述单向离合器闭合，变速器处于空挡，所述滑块处于第一位置，所述发动机驱动电机系统发电，为电池充电。

18、作为可选择的实施方式，在制动能量回收模式或滑行能量回收模式下，所述滑块处于第一位置，车轮端动力依次经变速器、主输入轴、输入轴齿轮、滑块、行星架空套齿轮传递至电机系统，由电机系统发电向电池充电。

19、作为可选择的实施方式，在发动机直驱模式下，所述单向离合器闭合，发动机运行，所述滑块处于第二位置，所述电机系统与混合动力系统脱开，由发动机单独驱动车辆。

20、作为可选择的实施方式，所述单向离合器在并联驱动模式、串联发电模式和发动机直驱模式下处于闭合状态。

21、作为可选择的实施方式，所述单向离合器在纯电驱动模式、制动能量回收模式和滑行能量回收模式下处于断开状态。

22、作为可选择的实施方式，所述控制器根据车辆当前运行工况自动切换目标驱动模式，并相应控制单向离合器的接合或断开、滑块的移动位置以及发动机与电机系统的运行状态。

23、第二方面，本发明提供了一种p2构型的混合动力系统的控制方法，基于第一方面任一项所述的一种p2构型的混合动力系统，包括如下步骤：

24、获取车辆当前运行工况，确定目标驱动模式；

25、根据所述目标驱动模式，控制单向离合器的接合或断开状态；

26、根据所述目标驱动模式，控制滑块的轴向移动位置，以确定电机系统与混合动力系统的接合或脱开状态；

27、根据所述目标驱动模式，控制发动机与电机系统的运行状态，通过主输入轴和变速器将动力传递至车轮。

28、作为可选择的实施方式，所述控制滑块的轴向移动位置具体为：当目标驱动模式为纯电驱动模式、并联驱动模式、串联发电模式、制动能量回收模式或滑行能量回收模式时，控制滑块移动至第一位置，使电机系统与混合动力系统接合；当目标驱动模式为发动机直驱模式时，控制滑块移动至第二位置，使电机系统与混合动力系统脱开。

29、第三方面，本发明提供了一种车辆，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面任一项所述的一种p2构型的混合动力系统的控制方法。

30、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面任一项所述的一种p2构型的混合动力系统的控制方法。

31、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成第一方面任一项所述的一种p2构型的混合动力系统的控制方法。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

33、本发明采用行星排结构，将行星排的太阳轮通过滚针轴承套装在主输入轴外围，实现了电机系统与发动机输入轴的同轴布置，优化了布置结构，使系统结构更加紧凑，相较于电机轴与输入轴平行布置的p2构型，减小了系统轴向尺寸和整体重量，降低了成本。并且通过拨叉和滑块机构控制电机系统与混合动力系统的通断，在发动机直驱模式下可使电机系统与混合动力系统脱开，消除了电机系统由于反电动势及电机转子、太阳轮转动带来的拖曳损失，提高了系统综合效率。

34、本发明系统支持纯电驱动、并联驱动、串联发电、制动能量回收、滑行能量回收和发动机直驱六种驱动模式，覆盖多种行驶工况，提升了整车的能量利用效率和驾驶适应性。