CN101817305A - 混合动力驱动装置 - Google Patents

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王仁广
王彬
史广奎
孔治国
黄森仁
汪葵
邹玉飞
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Abstract

本发明公开了一种混合动力驱动装置，包括发动机、发电机、前行星齿轮机构、制动器、后行星齿轮机构、电动机、两个逆变器、电池和控制器；前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的齿圈做成一体；前行星齿轮机构的行星架连接发动机的输出轴，其太阳轮连接发电机的转子；后行星齿轮机构的太阳轮与电动机的转子连接，其行星架上连接有动力输出轴；通过控制制动器实现前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的一体化齿圈的制动；电池分别与发电机和电动机通过逆变器连接，控制器控制发动机和制动器。本发明利用一种机构实现了串联和混联两种混合动力驱动方式，实现节能减排；在车辆倒车时通过串联工作方式，增加倒车行驶里程。

Description

混合动力驱动装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力装置，特别涉及一种混合动力驱动装置。
背景技术
目前，通常把油电混合动力车辆分为串联、并联和混联三种结构类型。串联结构布置简单，但传动效率过低；并联结构传动效率高，但不能调整发动机的工作转速。混联结构克服了串联和并联的缺点，综合性能较好。
典型的混联结构由发动机、发电机、电动机和行星齿轮机构构成，以行星齿轮机构作为动力耦合和分配装置，可为车辆提供纯电动、混联驱动两种驱动模式，这种结构存在一个问题：车辆倒车只依靠纯电动运行，受到电池荷电状态的限制，倒车里程受到限制。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既能实现串联又能实现混联的车辆用混合动力驱动装置，在车辆倒车时通过串联工作方式，能够增加倒车行驶里程。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种混合动力驱动装置，包括发动机、发电机、前行星齿轮机构、制动器、后行星齿轮机构、电动机、两个逆变器、电池和控制器；所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的齿圈做成一体；所述前行星齿轮机构的行星架连接所述发动机的输出轴，其太阳轮连接所述发电机的转子；所述后行星齿轮机构的太阳轮与所述电动机的转子连接，其行星架上连接有动力输出轴；通过控制所述制动器实现所述前行星齿轮机构和所述后行星齿轮机构的一体化齿圈的制动；所述电池分别与所述发电机和所述电动机通过逆变器连接，所述控制器控制所述发动机和所述制动器。
所述制动器对所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的一体化齿圈施加制动，所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构均为变速机构，所述发动机只驱动所述发电机发电，所述动力输出轴仅由所述电动机驱动，实现混合动力的串联驱动方式；所述制动器松开制动时，所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构均为差动轮系，所述前排行星齿轮机构实现所述发动机的动力分解，所述后排行星齿轮机构实现所述电动机和所述发动机的动力合成；所述发动机的输出动力一部分动力分解到所述发电机发电，另一部分动力分解到所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的一体齿圈上，并且所述电动机驱动所述后行星齿轮机构的太阳轮，所述后行星齿轮机构将来自所述电动机的动力和来自所述前行星齿轮机构和后行星齿轮机构的一体化齿圈上的动力合成后由其行星架通过所述动力输出轴输出，实现混合动力的混联方式。
本发明具有的优点和积极效果是：采用两套行星齿轮机构和一个制动器，前后两套行星齿轮的齿圈做成一体，通过制动器是否对两套行星齿轮机构的一体化齿圈进行制动，实现了串联和混联两种混合动力驱动方式，既能满足混合动力车辆的行驶需要，又能减少排放；还可以在车辆倒车时通过串联工作方式，增加倒车行驶里程。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、发动机，2、发电机，3、前行星齿轮机构，4、制动器，5、后行星齿轮机构，6、电动机，7、逆变器，8、电池，9、控制器。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，本发明一种混合动力驱动装置，包括发动机1、发电机2、前行星齿轮机构3、制动器4、后行星齿轮机构5、电动机6、两个逆变器7、电池8和控制器9；前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的齿圈做成一体；前行星齿轮机构3的行星架连接发动机1的输出轴，其太阳轮连接发电机2的转子；后行星齿轮机构5的太阳轮与电动机6的转子连接，其行星架上连接有动力输出轴；制动器4安装在前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的一体化齿圈上；电池8分别与发电机2和电动机6通过逆变器7连接，控制器9与发动机1和制动器4连接。
本发明的基本构思是：在混联时，制动器松开，两套行星齿轮机构均为差动轮系，前排行星齿轮机构实现发动机动力分解，后排行星齿轮机构实现电动机和发动机动力合成；在串联时，制动器对齿圈施加制动，两套行星齿轮机构均为变速机构，前排行星齿轮机构对发动机输出进行增速来驱动发电机发电，后排行星齿轮机构对电动机输出减速增扭后输出动力驱动车辆。
本发明的工作原理：
控制器9发出指令使发动机1启动，制动器4松开，发动机1的输出动力分解到前行星齿轮机构3的太阳轮和前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的一体化齿圈上；前行星齿轮机构3的太阳轮带动发电机2的转子旋转，发电机2发出的电能经逆变器7储存到电池8中，电池8中的电能经另逆变器7供给电动机6使用，或发电机2输出电流不经电池8直接驱动电动机6；电动机6的转子带动后行星齿轮机构5的太阳轮旋转，来自一体化齿圈的动力和来自电动机6的动力在后行星齿轮机构5上合成后经与其行星架固接的动力输出轴输出驱动车辆。发动机1、发电机2、电动机6处于混联工作状态，发动机1工作，制动器4松开制动，前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的一体化齿圈能够转动。其中前行星齿轮机构用于运动分解，后行星齿轮机构用于运动合成，并作为变速器使用。
控制器9发出指令，发动机1启动，制动器4制动，制动器4对前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的一体化齿圈施加制动，发动机1的输出动力只带动发动机2的转子旋转发电，发电机2输出的交流电经逆变器7连接电池8存储，电池8经另逆变器7输出电流驱动电动机6，或发电机2输出电流不经电池8直接驱动电动机6，电动机6驱动后行星齿轮机构5的太阳轮，来自电动机6的动力经后行星齿轮机构5减速后由与其行星架固接的动力输出轴输出驱动车辆。发动机1-发电机2-电动机6处于串联工作状态，发动机1工作，制动器4制动，前行星齿轮机构3和后行星齿轮机构5的一体化齿圈被固定，实现了发动机1-发电机2-电动机6的串联驱动模式。这种工作方式在电池8电力不足时，启动发动机1给电池充电；在倒车时通过串联能够增加倒车行驶里程。
本发明根据车辆的工作需要，车辆在不同工作方式间进行转换。为了减少排放，在汽车起步时，发动机1不启动，制动器4制动，车辆采用纯电动工作方式；在起步时如果电池8的电力不足，发动机1启动，制动器4制动，采用串联方式工作；当汽车行驶达到设定速度要求时，制动器松开4，车辆采用混联工作方式。当汽车加速或爬坡行驶时，除发动机1提供动力外，电池8也向电动机6供电以提供更大的驱动力。当汽车减速、下坡、制动时，车轮驱动电动机6以发电状态工作，将汽车的动能转化为电能，储存在电池8中。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种混合动力驱动装置，其特征在于，包括发动机(1)、发电机(2)、前行星齿轮机构(3)、制动器(4)、后行星齿轮机构(5)、电动机(6)、两个逆变器(7)电池(8)和控制器(9)；所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)的齿圈做成一体；所述前行星齿轮机构(3)的行星架连接所述发动机(1)的输出轴，其太阳轮连接所述发电机(2)的转子；所述后行星齿轮机构(5)的太阳轮与所述电动机(6)的转子连接，其行星架上连接有动力输出轴；通过控制所述制动器(4)实现所述前行星齿轮机构(3)和所述后行星齿轮机构(5)的一体化齿圈的制动；所述电池(8)分别与所述发电机(2)和所述电动机(6)通过逆变器(7)连接，所述控制器(9)控制所述发动机(1)和所述制动器(4)。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置，其特征在于，所述制动器(4)对所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)的一体化齿圈施加制动，所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)均为变速机构，所述发动机(1)只驱动所述发电机(2)发电，所述动力输出轴仅由所述电动机(6)驱动，实现混合动力的串联驱动方式；所述制动器(4)松开制动时，所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)均为差动轮系，所述前排行星齿轮机构(3)实现所述发动机(1)的动力分解，所述后排行星齿轮机构(5)实现所述电动机(6)和所述发动机(1)的动力合成；所述发动机(1)的输出动力一部分动力分解到所述发电机(2)发电，另一部分动力分解到所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)的一体齿圈上，并且所述电动机(6)驱动所述后行星齿轮机构(5)的太阳轮，所述后行星齿轮机构(5)将来自所述电动机(6)的动力和来自所述前行星齿轮机构(3)和后行星齿轮机构(5)的一体化齿圈上的动力合成后由其行星架通过所述动力输出轴输出，实现混合动力的混联方式。
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