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技术领域

本发明属于机电技术领域，涉及一种基于BSG的双变速箱混合动力系统及其控制方法。

背景技术

当传统动力汽车在等红灯、堵车时，如果驾驶员不主动熄灭发动机，发动机空转会使油耗增大，造成严重的能源浪费和环境污染。BSG混动系统在传统车的基础上增加了BSG电机。BSG电机布置在发动机的前端，通过皮带控制发动机的启动，实现发动机的启停控制。

混合动力汽车相比于传统汽车具有节油减排，噪声降低的优点。市场上现有的混合动力汽车在传统车的基础上增加驱动电机、BSG电机等，按照布置位置的不同可实现多种布置方案。根据每一种布置方案的不同能够实现多种驱动模式。混合动力汽车同时使用驱动电机和（或）BSG电机，提高发动机的燃油经济性。

现有技术中单独采用BSG电机的混合动力技术方案：BSG电机布置在发动机的前端，通过皮带控制发动机启动，可实现发动机的怠速启停。该技术方案不能实现纯电动模式驱动车辆行驶，在车辆起步时仍需要使用发动机起步发动机处于低效区，而且通过结合离合器控制车辆起步的方法使车辆起步时的舒适性较差。传统汽车在换挡时离合器会分离，然后进行摘挡、选换挡动作，此时没有动力传输到变速箱输出轴，会出现整车动力输出的中断。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于BSG的双变速箱混合动力系统及其控制方法。该系统是配有双变速箱的，在两个变速箱之间配有驱动电机与前后两个变速箱同轴相连，且装配有BSG电机的混合动力系统。在车辆起步时，发动机不需要工作，第一变速箱为空档，驱动电机驱动第二变速箱，实现纯电动行驶。在纯电动行驶时具有两个档位，两档的设计能提高输出扭矩，满足最高车速要求，有助于优化电机的尺寸和功率。

其技术方案如下：

一种基于BSG的双变速箱混合动力系统，由BSG电机1、ICE2、离合器3、第一变速箱4、驱动电机5、第二变速箱6和前驱动轴7依次连接而成。

进一步优选，所述第二变速箱6具有前进挡、空档、倒档，前进挡具有两个档位。

进一步优选，所述驱动电机5位于第一变速箱4和第二变速箱6之间，第一变速箱4的输出轴和驱动电机5的电机轴、第二变速箱6的输入轴同轴相连。

一种基于BSG的双变速箱混合动力系统的控制方法，具体控制过程如下：

步骤1、纯电动模式：在需求的驱动扭矩较低，电池电量许可的情况下，离合器3处于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6在档，发动机不工作；由电池给驱动电机5供电，驱动电机5驱动第二变速箱6，实现车辆起步和低速行驶；

步骤2、串联模式：在需求的驱动扭矩较低，电池电量较低的情况下，离合器3位于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6在挡，发动机带着BSG电机1发电，给蓄电池充电；驱动电机5驱动车轮，实现车辆起步和低速行驶；

步骤3、并联模式：在需求驱动扭矩较大的情况下，离合器3位于结合状态，第一变速箱4和第二变速箱6均处于在档状态，发动机和驱动电机5同时驱动；

步骤4、制动能量回收模式：在车辆滑行或制动踏板制动的情况下，离合器3位于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6位于在挡状态，驱动电机5提供制动扭矩，驱动电机5发电给蓄电池充电；

步骤5、行车充电模式：在行车过程中，且电池电量低于设定值的情况下，离合器3位于闭合状态，第一变速箱4和第二变速箱6均处于在挡状态，使用BSG电机1或者驱动电机5发电，给蓄电池充电；

步骤6、怠速充电模式：在电池电量较低，在车辆等待红绿灯或怠速停车的情况下，离合器3位于闭合状态，第一变速箱4在档，第二变速箱6位于空档状态，发动机带动BSG电机1、驱动电机5给蓄电池充电。

进一步，在离合器3分离，第一变速箱4位于空档状态，车辆以纯电动模式行驶时，第二变速箱6具有两个档位；使用第二变速箱6的低档位，低档位速比大，电机能够大扭矩输出，用于整车启动、加速或爬坡；在离合器3结合，第一变速箱4在挡，车辆以并联模式行驶时，电机能够辅助发动机，提供整车助力，此时使用第二变速箱6的二档高档位，用于整车的中高速段使用；

进一步，第二变速箱6具有前进挡、空档、倒档，前进挡具有两个档位，能够使驱动电机5的输出扭矩、转速达到最优，电机和变速箱的成本最低。

进一步，在离合器3位于结合状态，通过第一变速箱4和第二变速箱6的档位组合共形成四个档位，发动机能够兼顾低速与高速的动力性和经济性；驱动电机5能够在换挡时驱动车辆行驶，保证动力不中断。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的基于BSG的双变速箱混合动力系统是一种配有双变速箱的，在两个变速箱之间配有驱动电机与前后两个变速箱同轴相连，且装配有BSG电机的混合动力系统。靠近车辆前端的变速箱为第一变速箱，在车辆后部的变速箱为第二变速箱。第一变速箱的输入轴连接离合器，第一变速箱的输出轴与驱动电机、第二变速箱的输入轴同轴。

在车辆起步时驱动电机能够独立驱动，实现纯电动行驶。在纯电动行驶时具有两个档位，可以提高输出扭矩，有助于优化电机的尺寸和功率。采用第一变速箱进行换挡时，驱动电机可在换挡时驱动车辆行驶，保证动力不中断。第一变速箱（二档）和第二变速箱（二档）组合，共形成四个档位，在发动机工作时通过变速箱提供的多档位能够兼顾到车辆转矩和转速的输出。BSG电机和驱动电机能够根据发动机的转矩/转速特性曲线优化发动机的工作区间。

本发明通过双变速箱、驱动电机和BSG电机的配置可降低使用的发动机及电机的尺寸和功率，同时能够使发动机工作在最优燃油经济区。

附图说明

图1是基于BSG的双变速箱混合动力系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。

参照图1，一种基于BSG的双变速箱混合动力系统，由BSG电机1、ICE2、离合器3、第一变速箱4、驱动电机5、第二变速箱6和前驱动轴7依次连接而成。

所述第二变速箱6具有前进挡、空档、倒档，前进挡具有两个档位。

所述驱动电机5位于第一变速箱4和第二变速箱6之间，第一变速箱4的输出轴和驱动电机5的电机轴、第二变速箱6的输入轴同轴相连。

一种基于BSG的双变速箱混合动力系统的控制方法，具体控制过程如下：

步骤1、纯电动模式：在需求的驱动扭矩较低，电池电量许可的情况下，离合器3处于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6在档，发动机不工作；由电池给驱动电机5供电，驱动电机5驱动第二变速箱6，实现车辆起步和低速行驶；

步骤2、串联模式：在需求的驱动扭矩较低，电池电量较低的情况下，离合器3位于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6在挡，发动机带着BSG电机1发电，给蓄电池充电，驱动电机5驱动车轮，实现车辆起步和低速行驶；

步骤3、并联模式：在需求驱动扭矩较大的情况下，离合器3位于结合状态，第一变速箱4和第二变速箱6均处于在档状态，发动机和驱动电机5同时驱动；

步骤4、制动能量回收模式：在车辆滑行或制动踏板制动的情况下，离合器3位于分离状态，第一变速箱4位于空档状态，第二变速箱6位于在挡状态，驱动电机5提供制动扭矩，驱动电机5发电给蓄电池充电；

步骤5、行车充电模式：在行车过程中，且电池电量低于设定值的情况下，离合器3位于闭合状态，变速箱位于在档状态，使用BSG电机1或者驱动电机5发电，给蓄电池充电；

步骤6、怠速充电模式：在电池电量较低，在车辆等待红绿灯或怠速停车的情况下，离合器3位于闭合状态，第一变速箱4在档，第二变速箱6位于空档状态，发动机带动BSG电机1、驱动电机5给蓄电池充电。

在离合器3分离，第一变速箱4位于空档状态，车辆以纯电动模式行驶时，第二变速箱6具有两个档位；使用第二变速箱6的低档位，低档位速比大，电机能够大扭矩输出，用于整车启动、加速或爬坡；在离合器3结合，第一变速箱4在挡，车辆以并联模式行驶时，电机能够辅助发动机，提供整车助力，此时使用第二变速箱6的二档高档位，用于整车的中高速段使用；

进一步，第二变速箱6具有前进挡、空档、倒档，前进挡具有两个档位，能够使驱动电机5的输出扭矩、转速达到最优，电机和变速箱的成本最低。

在离合器3位于结合状态，通过第一变速箱4和第二变速箱6的档位组合共形成四个档位，发动机能够兼顾低速与高速的动力性和经济性；驱动电机5能够在换挡时驱动车辆行驶，保证动力不中断。

本发明使用双变速箱结构，在两个变速箱之间配有驱动电机与前后两个变速箱同轴相连。此种整车布置方案能够有效提高发动机和电机的扭矩和转速输出，提高发动机和电机的效率。

本发明采用第一变速箱进行换挡时，第一变速箱的输出轴没有动力输入。但驱动电机连接在第二变速箱的输入端，因此在第一变速箱的换挡过程仍可驱动车辆行驶，保证动力不中断。

第一变速箱（二档）和第二变速箱（二档）组合，共形成四个档位，在发动机工作时通过变速箱提供的多档位能够兼顾到车辆转矩和转速的输出。

以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。