CN101934721A - 双电机混合动力总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双电机混合动力总成，属于以燃油和电力两种能源为动力源的汽车混合动力装置，它包括内燃机、小电机合件、变速箱合件、大电机合件；内燃机的曲轴、输入轴与变速器合件的行星架串接；小电机转子与变速箱合件的太阳轮连接；大电机转子与变速箱合件的大太阳轮连接；输出轴与变速箱合件的输出太阳轮连接；变速箱合件设有的行星轮系把内燃机动力、小电机动力、大电机动力根据需要合理分配传输到输出轴。本发明使车辆的行驶无动力中断，因此提高了车辆的乘坐舒适性，实现能量再生，回收效率高，采用双电机加行星排结构，利于整车总布置，安装简便，提高可靠性，并使整车具有良好的燃油经济性和低排放的优点。

Description

双电机混合动力总成
技术领域
本发明涉及混合动力汽车的动力总成，特别是涉及一种新型双电机混合动力总成，是一种用于以燃油和电为能源的混合动力汽车动力总成。
背景技术
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用。因此，高效、节能、环保的混合动力汽车就成为汽车行业的发展趋势。在国外，混合动力汽车的研制和开发已经历了十几年的历史，而比较成熟并形成产业化的只有日本的丰田和本田公司。在国内，从政府、科研单位、院校到汽车企业都开始重视并着手开展对混合动力汽车的研制和开发。混合动力汽车动力总成构型有串联、并联和混联三种型式。串联型式具有结构简单、控制容易等优点，但同时具有效率低和成本高等缺点，制约了其应用推广；对于乘用车，并联形式一般用于轻度混合的A级或A级以下乘用车；对于B级及其以上车型常采用混联型式，它结构复杂，控制困难，但节油效果最好。
丰田Prius的THS系统具备纯电动行驶模式，属于强混合动力形式，但其动力合成机构复杂，体积大，制造成本高。本田Insight的IMA系统虽然结构简单，但电机只具备动力辅助功能，不具备纯电动行驶模式，属于弱混合动力形式。
发明内容
本发明的目的是为解决目前混合动力汽车动力系统存在的动力合成机构复杂、体积大、制造成本高，或不具备纯电动行驶模式的缺点，提供一种新型的双电机混合动力汽车动力系统，其结构简单、布置紧凑，可提供3个固定的机械齿轮速比，双节点四象限配置，可有效降低油耗，并具有良好的燃油经济性和低排放，可实现变速器高性能的机电一体控制，达到最佳牵引力曲线，混档平顺。
本发明的技术方案是这样实现的：一种双电机混合动力总成，它至少由内燃机(35)、小电机合件、变速箱合件、大电机合件组成；小电机合件由小电机壳体(4)、单向离合器端盖合件(2)、单向离合器(3)、小电机定子(7)、小电机转子(5)、小电机端盖(9)、小电机信号发生器(6)、小电机传感器(8)、小电机轴承(33)组成；变速箱合件由输入轴(1)、小电机太阳轮(32)、大电机太阳轮(23)、输出轴太阳轮(28)、行星轮组件、输出轴轴承(30)、行星架(24)、制动带(10)组成；行星轮组件由行星轴(25)、小电机行星轮(29)、大电机行星轮(26)组成；大电机合件由大电机壳体(11)、大电机定子(12)、大电机转子(13)、大电机端盖(16)、后输出端盖(19)、大电机信号发生器(14)、大电机传感器(15)、车速传感器(17)、传感器齿盘(18)组成；其特征在于：内燃机的曲轴(35)与内燃机输出连接盘(34)连接；内燃机输出连接盘(34)与输入轴(1)花键连接；输入轴(1)与行星架(24)焊接；小电机太阳轮(32)与小电机转子(5)花键连接并与小电机行星轮(29)相啮合；大电机太阳轮(23)与大电机转子(13)用花键连接并与大电机行星轮(26)相啮合；输出轴太阳轮(28)与输出轴(21)焊接与在行星轴(25)上设有的行星轮(27)相啮合；小电机行星轮(29)、行星轴(25)、大电机行星轮(26)串接在一起并固定在行星架(25)上；在小电机端盖(9)与行星架(24)之间设有制动带(10)；单向离合器(3)外圈与单向离合器端盖合件(2)固定，内圈与输入轴(1)花键连接；小电机转子(5)设有小电机信号发生器(6)与小电机端盖(9)设有的小电机传感器(8)相对应；小电机转子(5)一端与小电机轴承(33)内孔连接，小电机轴承(33)外圈与小电机壳体(4)设有的孔连接；小电机转子(5)另一端与小电机轴承(33)内孔连接，小电机轴承(33)外圈与小电机端盖(9)设有的孔连接；大电机转子(13)设有大电机信号发生器(14)与大电机端盖(16)设有的大电机传感器(15)相对应；大电机转子(13)一端与大电机轴承(20)内孔连接，大电机轴承(20)外圈与大电机壳体(11)设有的孔连接；大电机转子(13)另一端与大电机轴承(20)内孔连接，大电机轴承(20)外圈与大电机端盖(16)设有的孔连接；传感器齿轮盘(18)与输出轴(21)花键连接；车速传感器(17)安装在后输出端盖(19)设有的孔内并与传感器齿轮盘(18)相对应；小电机定子(7)与小电机壳体(4)固定连接；大电机定子(12)与大电机壳体(11)连接；小电机壳体(4)与大电机壳体(11)连接；后输出端盖(19)与大电机壳体(11)连接。
所述小电机壳体(4)设有水道；小电机水管连接头(31)安装在小电机壳体(4)设有的孔内并与水道相通。
所述大电机壳体(11)设有水道；大电机水管连接头(22)安装在大电机壳体(11)设有的孔内并与水道相通。
所述行星轮组件在行星架(24)上呈120°排列。
本发明将驱动电机和变速箱集成一体，整体结构紧凑，形成模块化，易于整车的总布置；同时，双电机结构，提升了整车的各项性能、燃油经济性能够得到最大的改善、排放性显著降低。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明：
用在混合动力车辆装配的双电机混合动力总成，它至少由内燃机(35)、小电机合件、变速箱合件、大电机合件组成；小电机合件由小电机壳体(4)、单向离合器端盖合件(2)、单向离合器(3)、小电机定子(7)、小电机转子(5)、小电机端盖(9)、小电机信号发生器(6)、小电机传感器(8)、小电机轴承(33)组成；变速箱合件由输入轴(1)、小电机太阳轮(32)、大电机太阳轮(23)、输出轴太阳轮(28)、行星轮组件、输出轴轴承(30)、行星架(24)、制动带(10)组成；行星轮组件由行星轴(25)、小电机行星轮(29)、大电机行星轮(26)组成；大电机合件由大电机壳体(11)、大电机定子(12)、大电机转子(13)、大电机端盖(16)、后输出端盖(19)、大电机信号发生器(14)、大电机传感器(15)、车速传感器(17)、传感器齿盘(18)组成；其特征在于：内燃机(35)曲轴与内燃机输出连接盘(34)连接；内燃机输出连接盘(34)与输入轴(1)花键连接；输入轴(1)与行星架(24)焊接；小电机太阳轮(32)与小电机转子(5)花键连接并与小电机行星轮(29)相啮合；大电机太阳轮(23)与大电机转子(13)花键连接并与大电机行星轮(26)相啮合；输出轴太阳轮(28)与输出轴(21)焊接与在行星轴(25)上设有的行星轮(27)相啮合；输出轴(21)一端镶嵌设在行星架(24)上的输出轴轴承(30)的内孔里，另一端与大电机转子(13)的内孔设有的滚针轴承配合；小电机行星轮(29)、行星轴(25)、大电机行星轮(26)串接在一起并固定在行星架(25)上；在小电机端盖(9)与行星架(24)之间设有制动带(10)；单向离合器(3)外圈与单向离合器端盖合件(2)固定，内圈与输入轴(1)花键连接，防止输入轴(1)反转损坏内燃机(35)；小电机转子(5)设有小电机信号发生器(6)与小电机端盖(9)设有的小电机传感器(8)相对应；小电机转子(5)一端与小电机轴承(33)内孔连接，小电机轴承(33)外圈与小电机壳体(4)设有的孔连接；小电机转子(5)另一端与小电机轴承(33)内孔连接，小电机轴承(33)外圈与小电机端盖(9)设有的孔连接；大电机转子(13)设有大电机信号发生器(14)与大电机端盖(16)设有的大电机传感器(15)相对应；大电机转子(13)一端与大电机轴承(20)内孔连接，大电机轴承(20)外圈与大电机壳体(11)设有的孔连接；大电机转子(13)另一端与大电机轴承(20)内孔连接，大电机轴承(20)外圈与大电机端盖(16)设有的孔连接；传感器齿轮盘(18)与输出轴(21)花键连接；车速传感器(17)安装在后输出端盖(19)设有的孔内并与传感器齿轮盘(18)相对应；小电机定子(7)与小电机壳体(4)固定连接；大电机定子(12)与大电机壳体(11)连接；小电机壳体(4)与大电机壳体(11)连接；后输出端盖(19)与大电机壳体(11)连接；小电机壳体(4)设有水道；小电机水管连接头(31)安装在小电机壳体(4)设有的孔内并与水道相通，冷却小电机合件产生的热量；大电机壳体(11)设有水道；大电机水管连接头(22)安装在大电机壳体(11)设有的孔内并与水道相通，冷却变速箱合件、大电机合件在运行时产生的热量；行星轮组件在行星架(24)上呈120°排列布置。
本发明两个电机的联接方式各成一体，相互独立，其变化形式组合将构成本新型混合动力系统的结构模式：纯电动模式、混合动力模式。
纯电动模式：制动带(10)起作用，行星架(24)固定不动，小电机合件和大电机合件视扭矩情况选择是用小电机合件起动、大电机合件起动或大小电机合件一起起动，双电机合件起动将使车辆以最大加速度运行；当制动时，视制动力需求选择是用小电机合件制动、大电机合件制动或大小电机合件一起制动，双电机合件制动将使车辆以最大能量回收再生电能；
混合动力模式：在低速起步状态，内燃机(35)动力经输入轴(1)传到行星架(24)，动力分为两路，一路经行星轮(27)传到输出轴太阳轮(28)输出，另一路经小电机行星轮(29)、小电机太阳轮(32)到小电机合件发电制动，根据差速器原理，如果对小电机施加不同的制动力矩，动力会在输出轴(21)无级变速，大电机合件动力经大电机太阳轮(23)、大电机行星轮(26)、输出轴太阳轮(28)混合输出，增加驱动力矩；在高速行驶状态，内燃机(35)动力经输入轴(1)传到行星架(24)，动力分为两路，一路经行星轮(27)传到输出轴太阳轮(28)输出，另一路经大电机行星轮(26)、大电机太阳轮(23)到大电机合件发电制动，根据差速器原理，如果对大电机合件施加不同的制动力矩，动力会在输出轴(21)无级变速，设定小电机合件动力经小电机太阳轮(32)、小电机行星轮(29)、输出轴太阳轮(28)混合输出，增加驱动力矩；在制动状态，内燃机(35)解除动力驱动熄火，大电机合件、小电机合件视制动力需求选择是用小电机合件制动、大电机合件制动或大小电机合件一起制动，双电机合件制动将使车辆以最大能量回收再生电能。
为最大程度减小动力消耗，可使本发明处于滑行状态，此时，内燃机(35)由制动带(10)进行锁止，大电机、小电机均处于自由状态。
本发明在车辆行驶的过程中，通过控制使车辆的行驶无动力中断，因此提高了车辆的乘坐舒适性，实现能量再生，回收效率高，维持电量平衡；由于采用双电机加行星排结构，驱动电机的功率和尺寸可相应减小，利于整车总布置，安装简便，提高可靠性，至此达到本发明的目的，实施完成。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。参照较佳实施例对本发明进行详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种双电机混合动力总成，它至少由内燃机、小电机合件、变速箱合件、大电机合件组成；小电机合件由小电机壳体、单向离合器端盖合件、单向离合器、小电机定子、小电机转子、小电机端盖、小电机信号发生器、小电机传感器、小电机轴承组成；变速箱合件由输入轴、小电机太阳轮、大电机太阳轮、输出轴太阳轮、行星轮组件、输出轴轴承、行星架、制动带组成；行星轮组件由行星轴、小电机行星轮、大电机行星轮组成；大电机合件由大电机壳体、大电机定子、大电机转子、大电机端盖、后输出端盖、大电机信号发生器、大电机传感器、车速传感器、传感器齿盘组成；其特征在于：内燃机的曲轴与内燃机输出连接盘连接；内燃机输出连接盘与输入轴花键连接；输入轴与行星架焊接；小电机太阳轮与小电机转子花键连接并与小电机行星轮相啮合；大电机太阳轮与大电机转子花键连接并与大电机行星轮相啮合；输出轴太阳轮与输出轴焊接与在行星轴上设有的行星轮相啮合；小电机行星轮、行星轴、大电机行星轮串接在一起并固定在行星架上；在小电机端盖与行星架之间设有制动带；单向离合器外圈与单向离合器端盖合件固定，内圈与输入轴花键连接；小电机转子设有小电机信号发生器与小电机端盖设有的小电机传感器相对应；小电机转子一端与小电机轴承内孔连接，小电机轴承外圈与小电机壳体设有的孔连接；小电机转子另一端与小电机轴承内孔连接，小电机轴承外圈与小电机端盖设有的孔连接；大电机转子设有大电机信号发生器与大电机端盖设有的大电机传感器相对应；大电机转子一端与大电机轴承内孔连接，大电机轴承外圈与大电机壳体设有的孔连接；大电机转子另一端与大电机轴承内孔连接，大电机轴承外圈与大电机端盖设有的孔连接；传感器齿轮盘与输出轴花键连接；车速传感器安装在后输出端盖设有的孔内并与传感器齿轮盘相对应；小电机定子与小电机壳体固定连接；大电机定子与大电机壳体连接；小电机壳体与大电机壳体连接；后输出端盖与大电机壳体连接。
2.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成，其特征在于所述小电机壳体设有水道；小电机水管连接头安装在小电机壳体设有的孔内并与水道相通。
3.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成，其特征在于所述大电机壳体设有水道；大电机水管连接头安装在大电机壳体设有的孔内并与水道相通。
4.根据权利要求3所述的双电机混合动力总成，其特征在于所述行星轮组件在行星架上呈120°排列。
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