CN102343799A - 双电机传动的混合动力汽车驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电机传动的混合动力汽车驱动装置，它包括发动机，发动机输出轴连接第一电机，第一电机的输出端连接第一传动轴；它还包括第二电机，第二电机的输出端连接第三传动轴；第一传动轴与第二离合器的一端连接，第二离合器的另一端连接第四传动轴，第四传动轴与第三传动轴之间连接有改变传动比的第二传动装置，第三传动轴与第一离合器的一端连接，第一离合器的另一端连接第二传动轴，第二传动轴与第一传动轴之间连接有改变传动比的第一传动装置；第四传动轴连接到差速器。本发明可以实现纯电动驱动、纯发动机驱动、串联驱动、混联驱动、制动能量回收等各种工作模式。其结构紧凑、易于产业化，整车可实现多种工况。

Description

双电机传动的混合动力汽车驱动装置
技术领域
本发明属于混合动力汽车领域，具体涉及一种混合动力汽车驱动系统。
背景技术
在目前众多的混合动力驱动系统中，有许多成功应用的案例。例如丰田的THS系统，该系统包括一台发动机、两个电机和一套行星齿轮机构，整车既可以使用汽油发动机或电动机单独驱动车辆也可以同时使用两种动力。通过行星齿轮机构实现动力耦合和分配，使整套系统高效、稳定工作，它的技术特点是能量流控制精细，但是结构复杂，控制难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能过实现多种工作模式，结构紧凑的混合动力汽车驱动系统。
本发明的技术方案为：一种双电机传动的混合动力汽车驱动装置，它包括：发动机、第一电机，发动机输出轴连接第一电机，第一电机的输出端连接第一传动轴；它还包括第二电机，第二电机的输出端连接第三传动轴；第一传动轴与第二离合器的一端连接，第二离合器的另一端连接第四传动轴，第四传动轴与第三传动轴之间连设有改变传动比的第二传动装置；第三传动轴与第一离合器的一端连接，第一离合器的另一端连接第二传动轴，第二传动轴与第一传动轴之间连接有改变传动比的第一传动装置；第四传动轴连接到差速器。
所述第一电机和第二电机与逆变器电连接，逆变器与储能装置电连接。
所述第一传动轴、第一离合器、第二传动轴、第一传动装置、第三传动轴、第二离合器、第二电机、第四传动轴、第二传动装置为一个总成零件。
所述第一传动装置是齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合。
所述第二传动装置是齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合。
本发明的双离合器采用并连接的结构，减少了传动轴的长度；双传动装置的设置，可以实现不同的发动机减速比，以保证发动机一直处于经济转速范围内。
通过对发动机、第一电机、第二电机、及第一离合器与第二离合器的控制，可以实现纯电动驱动、纯发动机驱动、串联驱动、混联驱动、制动能量回收等多种工作模式。该混合动力汽车驱动系统，结构紧凑、易于产业化，整车可实现多种工作模式，节能环保，具有很强实用性。
附图说明
图1本发明提供的混合动力汽车驱动系统结构示意图。
图2本发明提供的混合动力汽车驱动系统在纯电动工作模式下的能量传递路径图。
图3-1本发明提供的混合动力汽车驱动系统在纯发动机工作模式下的能量传递路径图I。
图3-2本发明提供的混合动力汽车驱动系统在纯发动机工作模式下的能量传递路径图II。
图4本发明提供的混合动力汽车驱动系统在串联工作模式下的能量传递路径图。
图5-1本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(低速时)的能量传递路径图I。
图5-2本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(低速时)的能量传递路径图II
图5-3本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(低速时)的能量传递路径图III。
图6-1本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(高速时)的能量传递路径图I。
图6-2本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(高速时)的能量传递路径图II
图6-3本发明提供的混合动力汽车驱动系统在混联模式(高速时)的能量传递路径图III。
图7本发明提供的混合动力汽车驱动系统在制动能量回收模式下的能量传递路径图。
具体实施方式
如图1所示，混合动力汽车驱动系统中的发动机1与第一电机2(也可作发电机)动力串联，第一电机2的输出连接第一传动轴3，第一传动轴3连接第二离合器10的一端，第二离合器10的另一端连接到第四传动轴9；第二电机11与第一电机3的输出平行设置；第二电机11的输出端连接第三传动轴7，第三传动轴7与第一离合器6的一端连接，第一离合器6的另一端连接第二传动轴5；第二传动轴5与第一传动轴3之间传动连接第一传动装置4，第一传动装置4为第一减速装置，可采用齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合；为实现结构紧凑，本实施例中采用齿轮传动。
第三传动轴7与第四传动轴9之间传动连接第二传动装置8，第一传动装置8为第二减速装置，可采用齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合；为实现结构紧凑，本实施例中采用齿轮传动。
采用不同传动比的齿轮传动可以实现不同的动力输出。
第一传动轴、第一离合器、第二传动轴、第一传动装置、第三传动轴、第二离合器、第二电机、第四传动轴、第二传动装置为一个总成零件。
第四传动轴9与差速器14连接；差速器14的输出连接到车轮。
第一电机2和第二电机11电连接逆变器12，逆变器12可以为1个总成部件，根据布置或控制需求，也可分为两个总成部分，分别控制第一电机2与第二电机11。第一电机2、第二电机11均有两种工作状态，即根据控制需要，作为发电机或作为电动机工作。逆变器12与储能装置13电连接。
本发明的驱动系统工作模式如下：
1)纯电动工作模式
根据运行工况需要，整车可以纯电动工作模式驱动，如图2所示。此时，第一离合器6与第二离合器10处于分离状态，发动机1与第一电机2不工作。储能装置13通过逆变器12及电气连接，将电能传递至第二电机(11)；第二电机(11)输出的动力，通过第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
2)纯发动机
根据运行工况需要，整车可以纯发动机工作模式驱动，如图3-1、图3-2所示。此时，第一电机2、第二电机11不工作。根据整车运行车速及控制要求，有两种能量传递路径。
车辆低速时，如图3-1所示，第一离合器6接合，第二离合器10分离，发动机1的动力经第一传动轴3、第一传动装置4、第二传动轴5、第一离合器6、第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
车辆高速时，如图3-2所示，第二离合器10接合，第一离合器6分离，发动机1的动力经第一传动轴3、第二离合器10、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
3)串联工作模式
根据运行工况需要，整车可以处于串联工作模式，如图4所示。
此时，第一离合器6与第二离合器10均处于分离状态。发动机1驱动第一电机2发电，第一电机2提供的电能通过逆变器12及电气连线给储能装置13充电，或直接通过电气连线提供给第二电机11。储能装置13根据控制需要，也通过逆变器12及电气连线，给第二电机11提供电能以驱动第二电机11。第二电机11的动力经第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
4)混联工作模式(车辆低速)
车辆低速时，根据运行工况需要，整车可以混联工作模式运行，如图5-1、图5-2、图5-3所示。此时，第一离合器(6)接合，第二离合器(10)分离。
发动机1的动力经第一传动轴3、第一传动装置4、第二传动轴5、第一离合器6、第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
储能装置13通过逆变器12及电气连接，将电能传递至第二电机11；第二电机11输出的动力，通过第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
第一电机2根据整车运行需要，可以处于不同的工作状态。如图5-1所示，如果储能装置13SOC较低，发动机1的动力有富余，第一电机2可处于发电状态，第一电机2提供的电能通过逆变器12及电气连线给储能装置13充电，或直接通过电气连线提供给第二电机11。如图5-2所示，如果储能装置7SOC较高，整车有较大动力输出需求，此时，储能装置13通过逆变器12给第一电机2提供电能，第一电机2的动力通过第一传动轴3与发动机1的动力叠加，共同驱动车辆。如图5-3所示，根据整车运行工况需要，第一电机2也可以处于空转、非工作状态。
5)混联工作模式(车辆高速)
车辆高速时，根据运行工况需要，整车可以混联工作模式运行，如图6-1、图6-2、图6-3所示。此时，第一离合器6分离，第二离合器10接合。
发动机1的动力经第一传动轴3、第二离合器10、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
储能装置13通过逆变器12及电气连接，将电能传递至第二电机11；第二电机11输出的动力，通过第三传动轴7、第二传动装置8、第四传动轴9、差速器14，将动力传递至车轮15，以驱动车辆前进。
第一电机2根据整车运行需要，可以处于不同的工作状态。如图6-1所示，如果储能装置13SOC较低，发动机1的动力有富余，第一电机2可处于发电状态，第一电机2提供的电能通过逆变器12及电气连线给储能装置13充电，或直接通过电气连线提供给第二电机11。如图6-2所示，如果储能装置7SOC较高，整车有较大动力输出需求，此时，储能装置13通过逆变器12给第一电机2提供电能，第一电机2的动力通过第一传动轴3与发动机1的动力叠加，共同驱动车辆。如图6-3所示，根据整车运行工况需要，第一电机2也可以处于空转、非工非工作状态。
6)制动能量回收工作模式
车辆减速、制动、滑行时，根据运行工况需要，整车可以进行制动能量回收，如图7所示。
车轮15的动力，通过差速器14、第四传动轴9、第二传动装置8、第三传动轴7传递至第二电机11，第二电机11发电后通过逆变器12及电气连线，给储能装置13充电。通过回收制动能量，以节省整车能耗。

Claims (5)

1.一种双电机传动的混合动力汽车驱动装置，它包括发动机，发动机输出轴连接第一电机，第一电机的输出端连接第一传动轴；它还包括第二电机，第二电机的输出端连接第三传动轴；其特征在于第一传动轴与第二离合器的一端连接，第二离合器的另一端连接第四传动轴，第四传动轴与第三传动轴之间连接有改变传动比的第二传动装置，第三传动轴与第一离合器的一端连接，第一离合器的另一端连接第二传动轴，第二传动轴与第一传动轴之间连接有改变传动比的第一传动装置；第四传动轴连接到差速器。
2.如权利要求1所述双电机传动的混合动力汽车驱动装置，其特征在于第一电机和第二电机的电连接逆变器，逆变器与储能装置电连接。
3.如权利要求1所述双电机传动的混合动力汽车驱动装置，其特征在于所述第一传动轴、第一离合器、第二传动轴、第一传动装置、第三传动轴、第二离合器、第二电机、第四传动轴、第二传动装置为一个总成零件。
4.如权利要求1所述双电机传动的混合动力汽车驱动装置，其特征在于第一传动装置是齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合。
5.如权利要求1所述双电机传动的混合动力汽车驱动装置，其特征在于第二传动装置是齿轮传动、链条传动、皮带传动中的一种或一种以上的组合。
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