CN102555769A - 一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，包括发动机驱动单元、第一电机驱动单元、第二电机驱动单元、电机控制器和电源模块；电源模块分别与外接充电插头和电机控制器电连接，电机控制器分别与电机A和电机B电连接；本发明可以实现纯电动驱动和混合动力驱动，并能依据不同的工况选择发动机启停、电机辅助制动、纯电动时双电机转速耦合、混合动力时转矩耦合等工作模式；电机与行星齿轮机构的动力耦合，优化了电机的调速范围，电机A和电机B的额定调速范围不同，可扩大发动机工作在优化曲线的转速范围，提高发动机在低速、中高速工况时的经济性和动力性，且本混合动力驱动总成自身具有调速功能，传动路径上可省去变速器。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车的混合动力驱动总成。
背景技术
纯电动汽车领域首先是依附于动力蓄电池技术的发展，如今动力蓄电池技术未能取得突破性进展，因此对其依赖程度相对较低的混合动力技术则成为短期内的发展主流。
混联式混合动力汽车，即PHEV(parallel/series hybridelectric vehicle)在拥有普通混合动力车和纯电动车的优点的同时，可以使用家用电源插座(例如220V电源)对电池充电。长途行车使用以内燃机为主的混合动力模式，而在日常短途行驶状态下可以使用全电动模式，做到零油耗和零排放。因此混合动力汽车可提高燃油效率，缓解石油资源短缺与环境污染等问题，降低车辆的使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，其以电机驱动为主，配备有发动机补充动力源，能够通过发电机组扩大混合动力汽车的续驶里程，并能节约燃油和保证整车动力性能。本发明的具体方案为：
本发明一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，包括发动机驱动单元、第一电机驱动单元、第二电机驱动单元、电机控制器和电源模块；
所述发动机驱动单元包括发动机、外套于发动机动力输出轴并与其转动配合的齿轮A、连接发动机动力输出轴与齿轮A的离合器A、与发动机动力输出轴同轴设置的传动轴A、同轴固定外套于传动轴A的齿轮B、连接发动机动力输出轴与传动轴A的离合器B和用于制动传动轴A的制动器A；
所述第一电机驱动单元包括电机A、与电机A的转子同轴固定连接的传动轴B、同轴固定外套于传动轴B的齿轮C、与传动轴B同轴设置的传动轴C、同轴固定外套于传动轴C的齿轮D、连接传动轴B与传动轴C的离合器C和用于制动传动轴C的制动器B，齿轮C和齿轮A外啮合；
所述第二电机驱动单元包括电机B、贯穿电机B的转子并与其同轴转动配合的传动轴D和分别位于电机B的转子轴向两侧的齿轮E与行星齿轮机构，齿轮E同轴固定设置于传动轴D上并与齿轮D外啮合，行星齿轮机构的齿圈和电机B的转子同轴固定连接、且齿圈同齿轮B外啮合，行星齿轮机构的太阳轮同传动轴D同轴固定连接，行星齿轮机构的行星架为动力输出端；
所述电源模块通过电缆分别与外接充电插头和电机控制器电连接，电机控制器通过电缆分别与电机A和电机B电连接。
进一步，所述行星齿轮机构为斜齿行星齿轮机构；
进一步，所述电源模块包括蓄电池组和蓄电池管理单元；
进一步，所述蓄电池组为能量功率型锂离子电池组。
本发明的有益效果：
1.本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成可以实现纯电动驱动和混合动力驱动，并能依据不同的工况选择发动机启停、电机辅助制动、纯电动时双电机转速耦合、混合动力时转矩耦合等工作模式。
2.本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成采用电机与行星齿轮机构的动力耦合装置，优化了电机的调速范围，一定程度上提高了电机的效率和功率密度。
3.本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成的电机A和电机B的额定调速范围不同，从而可扩大发动机工作在优化曲线的转速范围，提高发动机在低速、中高速工况时的经济性和动力性。
4.本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成采用斜齿行星齿轮机构，降低了噪音；本混合动力驱动总成自身具有调速功能，传动路径上可省去变速器，动力可直接通过行星架传递给减速器差速器，传动效率高。
5.本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成具有发动机驻车发电功能，能增加车辆的续驶里程，并起到节能环保的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成的结构示意图。
如图所示，本实施例混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，包括发动机驱动单元、第一电机驱动单元、第二电机驱动单元、电机控制器和电源模块；
所述发动机驱动单元包括发动机1、外套于发动机动力输出轴2并与其转动配合的齿轮A3、连接发动机动力输出轴2与齿轮A3的离合器A4、与发动机动力输出轴2同轴设置的传动轴A5、同轴固定外套于传动轴A5的齿轮B6、连接发动机动力输出轴2与传动轴A5的离合器B7和用于制动传动轴A5的制动器A8；
所述第一电机驱动单元包括电机A9、与电机A9的转子同轴固定连接的传动轴B10、同轴固定外套于传动轴B10的齿轮C11、与传动轴B10同轴设置的传动轴C12、同轴固定外套于传动轴C12的齿轮D13、连接传动轴B10与传动轴C12的离合器C14和用于制动传动轴C12的制动器B15，齿轮C11和齿轮A3外啮合；
所述第二电机驱动单元包括电机B16、贯穿电机B16的转子并与其同轴转动配合的传动轴D17和分别位于电机B16的转子轴向两侧的齿轮E18与行星齿轮机构，齿轮E18同轴固定设置于传动轴D17上并与齿轮D13外啮合，行星齿轮机构的齿圈19和电机B16的转子同轴固定连接、且齿圈19同齿轮B6外啮合，行星齿轮机构的太阳轮20同传动轴D17同轴固定连接，行星齿轮机构的行星架21为动力输出端；
所述电源模块22通过电缆分别与外接充电插头23和电机控制器24电连接，电机控制器24通过电缆分别与电机A9和电机B16电连接。
作为对本实施方案的改进，所述行星齿轮机构为斜齿行星齿轮机构，工作时噪声低。
本实施例中，所述电源模块22包括蓄电池组和蓄电池管理单元，所述蓄电池组为能量功率型锂离子电池组。
本发明混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成具有以下工作模式：
一、纯电动驱动模式：
1.车辆的起步、低速工况一般采用纯电动模式，采用电机B16为主驱动电机，发动机1和电机A9不工作，制动器B15闭合，动力依次经电机B16的转子、齿圈19、行星轮和行星架21输出；
2.同理，采用电机A9为主驱动电机，发动机1和电机A9不工作，离合器C14闭合、制动器A8闭合，行星齿轮机构的齿圈19固定，动力依次经电机A的转子、离合器C14、齿轮D13、齿轮E18、太阳轮20、行星轮和行星架21输出；
3.坡道起步或急加速时，可以采用双电机转速耦合的工作模式，发动机1不工作，离合器C14闭合，电机控制器24合理的调节双电机转速，利用行星齿轮机构使其输出转矩满足车辆需求。
二、混合动力驱动模式：
4.SOC值低于下限设定值，车辆需求的功率较小，发动机1作为主动力源，则电机B16作为发动机1的调速电机，给电源模块22充电，离合器B7闭合，制动器B15闭合，剩余发动机能量提供车辆的需求功率；
5.同理，电机A9也可充当调速电机，离合器A4闭合，离合器B7闭合以及制动器B15闭合，行星齿轮机构的太阳轮固定，与此同时，电机B不工作；
6.同理，电机A9充当调速电机，离合器A4闭合，离合器C14闭合，制动器A8闭合，行星齿轮机构的齿圈19固定。
SOC值高于下限值，车辆需求驱动功率较大，依据低速、中高速的不同工况合理的利用双电机调速特性；
7.低速工况时，行星齿轮机构的电机B16作为发动机1的调速电机，离合器B7闭合，给电源模块22充电，同时电机A9作为驱动电机，离合器C14闭合，行成转速耦合；
8.中高速工况时，电机A9作为发动机1的调速电机，给电源模块22充电，离合器A4闭合，电机B16作为驱动电机，离合器B7闭合，行成转矩耦合；
9.同理，电机B16作为发动机1的调速电机，给电源模块22充电，离合器A4闭合，电机A9作为驱动电机，离合器C14闭合，形成转速耦合。
三、再生制动以及辅助制动
10.车辆减速或制动时，电机A9和电机B16作为发电机回收制动能量。
11.SOC值高于上限值，或者长下坡制动时，可利用发动机1辅助制动
四、驻车充电
12.车辆停车后，可充分利用电网夜间低谷电能，利用外接电源插头23和电网连接充电。
13.长途旅行或者在野外，利用发动机的驻车发电，离合器A4闭合，则电机A9给电源模块直冲。
下表为对应上述各工作模式中各部件的工作状态，表中
-动作-不定
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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，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者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成，其特征在于：包括发动机驱动单元、第一电机驱动单元、第二电机驱动单元、电机控制器和电源模块；
所述发动机驱动单元包括发动机、外套于发动机动力输出轴并与其转动配合的齿轮A、连接发动机动力输出轴与齿轮A的离合器A、与发动机动力输出轴同轴设置的传动轴A、同轴固定外套于传动轴A的齿轮B、连接发动机动力输出轴与传动轴A的离合器B和用于制动传动轴A的制动器A；
所述第一电机驱动单元包括电机A、与电机A的转子同轴固定连接的传动轴B、同轴固定外套于传动轴B的齿轮C、与传动轴B同轴设置的传动轴C、同轴固定外套于传动轴C的齿轮D、连接传动轴B与传动轴C的离合器C和用于制动传动轴C的制动器B，齿轮C和齿轮A外啮合；
所述第二电机驱动单元包括电机B、贯穿电机B的转子并与其同轴转动配合的传动轴D和分别位于电机B的转子轴向两侧的齿轮E与行星齿轮机构，齿轮E同轴固定设置于传动轴D上并与齿轮D外啮合，行星齿轮机构的齿圈和电机B的转子同轴固定连接、且齿圈同齿轮B外啮合，行星齿轮机构的太阳轮同传动轴D同轴固定连接，行星齿轮机构的行星架为动力输出端；
所述电源模块通过电缆分别与外接充电插头和电机控制器电连接，电机控制器通过电缆分别与电机A和电机B电连接。
2.根据权利要求1所述的增程式纯电动汽车驱动总成，其特征在于：所述行星齿轮机构为斜齿行星齿轮机构。
3.根据权利要求2所述的增程式纯电动汽车驱动总成，其特征在于：所述电源模块包括蓄电池组和蓄电池管理单元。
4.根据权利要求3所述的增程式纯电动汽车驱动总成，其特征在于：所述蓄电池组为能量功率型锂离子电池组。
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