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技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体是一种轿车新型电液混合动力传动系统。

背景技术

目前，国内纯电动汽车存在单次充电续驶里程短，售价高，不能满足长途旅程的需要等 问题，而且充电设施目前也不完善，为了增加纯电动汽车的续驶里程，就必须加大电池容量。 电池容量的增加，会大幅度的增加造车成本。另外由于电池功率密度较小，会导致汽车起步 或者制动时动态响应慢，不能充分发挥汽车动力性能和制动性能。为了提高单次充电蓄电池 的续驶里程，在电池技术很难突破的今天，各大汽车厂商纷纷考虑到能量回收系统。采用电 能回收的结果是增加了纯电动汽车的续驶能力，但也暴露了一些问题，比如刚开始制动时发 电机对蓄电池的充电电流会比较大，大电流充电会对蓄电池的循环寿命产生很大影响，而且 在车辆启动、加速、爬坡等工况时，电池的放电电流也会很大，也会对蓄电池的寿命产生影 响，所以人们又考虑到了辅助能量回收系统(也是辅助制动/驱动系统)。

目前的纯电动汽车可采用的辅助能量回收系统主要有液压储能系统和超级电容储能系 统，超级电容和液压储能都有功率密度高的优点，可避免大电流充放电对蓄电池的影响，但 是超级电容内阻太小，造成电池不容易管理，与电池参数匹配困难，且安全性差、成本高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种可以避免大电流充放电对蓄电池循环寿命影响，提高 汽车续驶里程的新型电液混合动力传动系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种轿车新型电液混合动力传动系统，包括 电力驱动系统和耦合机构1，还包括液压驱动系统，所述液压驱动系统通过离合器2与耦合 机构连接。

进一步，所述液压驱动系统包括液压泵/马达4、液压泵/马达控制回路、高压蓄能器12 和低压蓄能器14，所述液压泵/马达控制回路包括液压泵/马达工作模式控制回路和液压泵/马 达斜盘倾角控制回路，所述液压泵/马达的动力输出端与离合器连接，所述液压泵/马达的出油 口分别与液压泵/马达工作模式控制回路的第一油口、低压蓄能器的油口连接，所述液压泵/ 马达的进油口与液压泵/马达工作模式控制回路的第二油口连接，所述液压泵/马达工作模式控 制回路的第三油口分别与高压蓄能器的油口、液压泵/马达斜盘倾角控制回路的油口连接。

进一步，所述液压泵/马达工作模式控制回路包括第一电磁换向阀5、第一插装阀10、第 二插装阀11和第三电磁换向阀13，所述第一电磁换向阀5的进油口分别与液压泵/马达的排 油口、第三电磁换向阀13的进油口、第二插装阀11的侧油口、低压蓄能器14的油口连接， 所述第一电磁换向阀5的出油口经过单向阀分别与第一插装阀10的侧油口、第二插装阀11 的底部油口、高压蓄能器12的油口连接，所述第二插装阀11的控油端与第三电磁换向阀13 的出油口连接，所述第一插装阀10的底部油口与液压泵/马达的进油口连接，第一插装阀的 10控油端与第一电磁换向阀5的出油口连接。

进一步，所述液压泵/马达斜盘倾角控制回路包括液压缸3、减压阀9和第二电磁换向阀 8，所述减压阀的进油口与高压蓄能器的油口连接，所述减压阀的出油口与第二电磁换向阀的 P口连接，所述第二电磁换向阀的O口连接到油箱，所述第二电磁换向阀的A口与液压缸的 进油口连接，第二电磁换向阀的B口与液压缸的出油口连接，所述液压缸的活塞杆与液压泵 /马达的斜盘机械连接。

进一步，所述电力驱动系统的功率大于液压驱动系统的功率。

进一步，所述耦合机构为转矩耦合或转速耦合。

进一步，液压系统参与工作的模式如下：

Ⅰ)冷启动，电机6先不启动，第一电磁换向阀5置于右位，高压蓄能器12释放高压油 液，驱动液压马达4转动，然后通过耦合机构1驱动传动系统，进而使得汽车起步，当达到 电机启动转速时，电机6启动，离合器2断开，液压马达4排量置为零，第一电磁换向阀5 置于左位；

Ⅱ)加速或者爬坡行驶，当加速或者爬坡时，为了更好的发挥汽车动力性能，将电磁阀 5置于右位，释放高压蓄能器12油液，驱动液压马达4转动，辅助电机驱动汽车加速或者爬 坡；

Ⅲ)减速制动，当汽车减速制动时，离合器2接合，泵4旋转，将低压蓄能器14中的油 液压入高压蓄能器12，存储液压能的同时产生阻力矩阻止车辆行驶，产生制动效果；当高压 蓄能器12压力达到其最高工作压力时，离合器2断开，电机6当发电机使用，为蓄电池7充 电，发电的同时产生阻力矩阻止车辆行驶，产生制动效果；

Ⅳ)行车充液，当车辆需求驱动功率不大时，离合器2接合，由电机1驱动车辆行驶的 同时驱动液压泵4旋转，将低压蓄能器14的油液压入高压蓄能器12，存储液压能，方便下 次冷启动时使用；

Ⅴ)卸荷，将第三电磁换向阀13置于左位，高压蓄能器12、低压蓄能器14相通，液压 回路卸荷。

进一步，液压系统参与工作的模式控制逻辑如下：

a)液压系统参与的驱动模式包括冷启动模式、正常行驶、加速或者爬坡模式，其控制逻 辑包括：

在冷启动模式下，当P<P_min时，为电机启动；当P>P_min时，为液压启动；当为液压启动 时，车速V大于等于V1时，变换为电机启动；

在正常行驶模式下，当P<P_min时，为行车充液；当P>P_min时，为电机驱动；

在加速或者爬坡模式下，当P<P_min时，为电机驱动；当P>P_min时，且V大于等于V2或 者T大于等于T1时，为液压辅助驱动；

P为高压蓄能器压力；P_min为冷起步蓄能器最低工作压力；V为汽车速度；V1为电机经 济启动时的车速；V2电机驱动最高经济转速时的车速；T汽车需求扭矩；T1为电机所能提 供的最大扭矩。

进一步，液压系统参与工作的模式控制逻辑如下：制动模式包括轻度制动模式、中度制 动模式、重度制动模式，

在轻度制动模式下，当P<P_max时，为液压再生制动；当P>P_max且SOC<0.8时，为电机 再生制动；当P>P_max且SOC>0.8时，为摩擦制动；

在中度制动模式下，当P<P_max时，若液压再生制动力大于需求制动力时，为液压再生制 动；若液压再生制动力小于需求动力时，且SOC>0.8时，为液压摩擦复合制动，若SOC<0.8， 则为电液复合制动；

在中度制动模式下，当P>P_max时，当SOC>0.8时，为摩擦制动；当SOC<0.8时，若电 机再生制动力大于需求制动力时，为电机再生制动，否则为电机摩擦复合制动；

在重度制动模式下，为摩擦制动；

若为摩擦制动时，S>0.2，电液混合动力传动系统的ABS防抱死制动；

Z为制动强度；P为高压蓄能器压力；P_max高压蓄能器最高工作压力；SOC为蓄电池荷 电状态；S为车轮滑移率。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明应用于轿车的新型电液混合动力传动系统，在原有纯电动汽车传动系统基础上， 增加以液压泵/马达，高低压蓄能器，液压阀件及液压控制器组成的液压驱动系统，更有效的 回收及利用制动能量，避免大电流充放电对蓄电池循环寿命的影响，减少电动机电损以及减 轻制动器摩擦片的磨损。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的 详细描述，其中：

图1为耦合方式为转矩耦合的整车方案结构示意图；

图2为本发明的液压系统参与驱动模式控制逻辑图；

图3为本发明的液压系统参与制动模式控制逻辑框图；

图4为耦合方式为转速耦合的整车方案结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为 了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

一种电液混合动力传动系统，包括电力驱动系统和耦合机构1，还包括液压驱动系统， 所述液压驱动系统通过离合器2与耦合机构连接，耦合方式既可以是转矩耦合，也可以是转 速耦合，转速耦合方式的工作原理和转矩耦合基本相同，只是将离合器换成了制动器。

所述液压驱动系统包括液压泵/马达4、液压泵/马达控制回路、高压蓄能器12和低压蓄 能器14。液压泵/马达通过耦合机构作用于主传动系统，油液从高压蓄能器通过液压马达到低 压蓄能器，驱动液压马达旋转并向传动系统提供动力，主要用在车辆启动、加速、爬坡等工 况。车辆制动时，液压泵旋转，将低压蓄能器中的油液送入高压蓄能器存储，回收制动能量 并产生阻力矩，阻止车辆行驶。液压泵/马达既可以用作泵工况也可以用作马达工况，作为泵 用时，将液压油压缩到高压蓄能器12存储，作为马达使用时，高压油液驱动马达，使其驱动 车辆行驶。

所述液压泵/马达控制回路包括液压泵/马达工作模式控制回路和液压泵/马达斜盘倾角控 制回路，所述液压泵/马达的动力输出端与离合器连接，所述液压泵/马达的出油口分别与液压 泵/马达工作模式控制回路的第一油口、低压蓄能器的油口连接，所述液压泵/马达的进油口与 液压泵/马达工作模式控制回路的第二油口连接，所述液压泵/马达工作模式控制回路的第三油 口分别与高压蓄能器的油口、液压泵/马达斜盘倾角控制回路的油口连接。

所述液压泵/马达工作模式控制回路包括第一电磁换向阀5、第一插装阀10、第二插装阀 11和第三电磁换向阀13，所述第一电磁换向阀5的进油口分别与液压泵/马达的排油口、第 三电磁换向阀13的进油口、第二插装阀11的侧油口、低压蓄能器14的油口连接，所述第一 电磁换向阀5的出油口经过单向阀分别与第一插装阀10的侧油口、第二插装阀11的底部油 口、高压蓄能器12的油口连接，所述第二插装阀11的控油端与第三电磁换向阀13的出油口 连接，所述第一插装阀10的底部油口与液压泵/马达的进油口连接，第一插装阀的控油端与 第一电磁换向阀5的出油口连接。

所述液压泵/马达斜盘倾角控制回路包括液压缸3、减压阀9和第二电磁换向阀8，所述 减压阀的进油口与高压蓄能器的油口连接，所述减压阀的出油口与第二电磁换向阀的P口连 接，所述第二电磁换向阀的O口连接到油箱，所述第二电磁换向阀的A口与液压缸的进油口 连接，第二电磁换向阀的B口与液压缸的出油口连接，所述液压缸的活塞杆与液压泵/马达的 斜盘机械连接。

在本实施例中，所述的第一电磁换向阀为两位四通电磁换向阀，第二电磁阀为三位四通 电磁换向阀，第三电磁换向阀为两位两通电磁换向阀。所述电力驱动系统的功率大于液压驱 动系统的功率。

本发明的工作原理为：车辆启动、加速、爬坡时，高压蓄能器中的油液通过液压马达流 到低压蓄能器，驱动液压马达旋转，通过耦合机构作用在传动系统上，驱动车辆行驶。车辆 正常行驶时，由主电机驱动，液压系统不参与工作，其控制逻辑框图如图2所示。其中P为 高压蓄能器压力；P_min为冷起步蓄能器最低工作压力；v为汽车速度；v1为电机经济启动时 的车速；v2电机驱动最高经济转速时的车速；T汽车需求扭矩；T1为电机所能提供的最大扭 矩。

当车辆制动时，根据制动强度大小，小强度制动时优先利用液压泵旋转，将低压蓄能器 中的油液压入高压蓄能器的同时产生阻力矩，阻止车辆行驶，将制动能量转化为液压能存储 在高压蓄能器中，当高压蓄能器压力达到其最工作高压力时，将离合器断开，由传动系统带 动发电机发电，将制动能量转化为电能存储在蓄电池中，其控制逻辑框图如图3所示。其中， Z为制动强度；P为高压蓄能器压力；P_max高压蓄能器最高工作压力；SOC为蓄电池荷电状 态；s为车轮滑移率。

具体的讲，本发明的工作模式包括：

(1)冷启动。电机6先不启动，第一电磁换向阀5置于右位，高压蓄能器12释放高压 油液，驱动液压马达4转动，动力通过耦合机构1驱动传动系统，进而使得汽车起步，当达 到电机启动转速时，电机6启动，离合器2断开，液压马达4排量置为零，第一电磁换向阀 5置于左位。

(2)加速或者爬坡行驶。当汽车加速或者爬坡时，为了更好的发挥汽车动力性能，将电 磁阀5置于右位，释放高压蓄能器12的油液，驱动液马达4转动，辅助电机驱动汽车加速或 者爬坡。

(3)减速制动。当汽车减速制动时，离合器2接合，液压泵4旋转，将低压蓄能器14 中的油液压入高压蓄能器12，存储液压能的同时产生阻力矩阻止车辆行驶，产生制动效果。 当高压蓄能器12压力达到其最高工作压力时，离合器2断开，电机6当发电机使用，为蓄电 池7充电，发电的同时产生阻力矩阻止车辆行驶，产生制动效果。

(4)行车充液。当车辆需求驱动功率不大时，离合器2接合，由电机6驱动车辆行驶的 同时驱动液压泵4旋转，将低压蓄能器14的油液压入高压蓄能器12，存储液压能，方便下 次冷启动时使用。

(5)卸荷。将第三电磁换向阀13置于左位，高压蓄能器12、低压蓄能器14相通，液 压回路卸荷。

汽车制动时，液压泵4吸收制动时的动能，能有效缓解制动器摩擦片的磨损，延长其使 用寿命，而且避免了刚开始制动时大电流充电对蓄电池7的影响。车辆起步时，由液压驱动 车辆起步，避免了起步时大电流放电对蓄电池7的影响，和纯电动汽车相比，能量回收效率 更高，驱动或制动时动态响应更快。

在本发明中，液压系统参与工作的模式控制逻辑如下：

a)液压系统参与的驱动模式有冷启动模式、行车充液模式、加速或者爬坡模式，其控制 逻辑如图2所示；

b)制动模式分为轻度制动模式(Z<0.1)、中度制动模式(0.1<Z<0.7)、重度制动模式 (Z>0.7)，重度制动模式下，考虑到制动安全，液压系统不参与工作，直接由摩擦系统完成， 其控制逻辑如图3所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可 以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修 改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变 型在内。