CN102602277A - 多动力源多模式耦合驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多动力源多模式耦合驱动系统，包括第一动力源、第一传动轴、第二动力源、第二传动轴、第三传动轴和由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架组成的行星齿轮机构；第一传动轴上固定设置有第一齿轮和太阳轮，齿圈和第一传动轴同轴转动配合；第二传动轴上设置有第二齿轮、第三齿轮和同步器，第三传动轴上设置有第四齿轮和第五齿轮，第四齿轮和第三齿轮啮合，第五齿轮和齿圈啮合。当同步器和第二齿轮结合时，可实现转矩耦合；当同步器和第三齿轮结合时，可实现转速耦合；当第一动力源和第二动力源为电动机和发动机结合的混合动力时，其具备多种工作模式，且通过控制同步器即可实现各工作模式之间的切换，控制简单。

Description

多动力源多模式耦合驱动系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车，特别涉及一种电动汽车驱动总成。
背景技术
现有具有两个以上动力源的混合动力驱动系统中，一般是采用离合器、第一制动器和行星齿轮机构来实现对不同动力源输出的转矩和转速进行耦合。但是这种驱动系统中，需要采用较多的离合器和第一制动器才能实现转矩耦合和转速转速；并当动力源为发动机和电动机结合的混合动力系统时，其需要更多的离合器和制动器才能实现纯电动模式、怠速起停模式、行车助力模式、行车充电模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式等工作模式，且各工作模式的切换操作复杂；因此现有技术中的混合动力驱动系统结构较复杂，驱动系统的传动效率和工作可靠性低。
因此，需要对现有技术中的混合动力驱动系统进行改进，使能实现转速耦合和转矩耦合，并具备多工作模式，且结构得到简化，传动效率和工作可靠性得到提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种多动力源多模式耦合驱动系统，其可实现转速耦合和转矩耦合，当动力源为发动机和电动机结合的混合动力源时，其还具备纯电动模式、怠速起停模式、行车助力模式、行车充电模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式等工作模式，且具有结构简洁，传动效率和工作可靠性高等特点。本发明的具体方案为：
本发明多动力源多模式耦合驱动系统，包括第一动力源、与第一动力源动力输出端传动配合的第一传动轴、第二动力源、与第二动力源动力输出端传动配合的第二传动轴、第三传动轴、用于制动第三传动轴的第一制动器和由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架组成的行星齿轮机构；
第一传动轴上固定设置有与其同轴的第一齿轮，且太阳轮和第一传动轴同轴固定配合，齿圈和第一传动轴同轴转动配合；
第二传动轴上设置有与其同轴转动配合的第二齿轮和第三齿轮，第二传动轴上还设置有用于使第二齿轮和第三齿轮与第二传动轴同步转动的同步器，第一齿轮和第二齿轮啮合；
第三传动轴上固定设置有与其同轴的第四齿轮和第五齿轮，第四齿轮和第三齿轮啮合，第五齿轮和齿圈啮合。
进一步，所述第一动力源为电动机，所述第二动力源为发动机；
进一步，所述第一动力源和第二动力源均为电动机；
进一步，所述第一动力源和第二动力源均为发动机；
进一步，还包括用于制动第一传动轴的第二制动器。
本发明的有益效果：
1、本发明多动力源多模式耦合驱动系统，当同步器处于空位时，由第一动力源单独驱动；当同步器和第二齿轮结合时，可实现第一动力源和第二动力源输出的转矩耦合；当同步器和第三齿轮结合时，可实现第一动力源和第二动力源输出的转速耦合。
2、本发明多动力源多模式耦合驱动系统，当第一动力源和第二动力源中为发动机和电动机相结合的混合动力源时，其具备纯电动模式、怠速起停模式、行车助力模式、行车充电模式、发动机单独驱动模式、再生制动模式等工作模式，且通过控制同步器即可实现各工作模式之间的切换，控制简单。
3、本发明多动力源多模式耦合驱动系统，传动部件较少，系统结构简单，集成度高，传动效率高。
4、本发明多动力源多模式耦合驱动系统，通过转速耦合，可实现无级变速。
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为本发明多动力源多模式耦合驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明多动力源多模式耦合驱动系统的结构示意图。
如图所示，本实施例多动力源多模式耦合驱动系统，包括第一动力源1、与第一动力源1动力输出端传动配合的第一传动轴2、第二动力源3、与第二动力源3动力输出端传动配合的第二传动轴4、第三传动轴5、用于制动第三传动轴5的第一制动器6和由太阳轮7、行星轮8、齿圈9、行星架10组成的行星齿轮机构；
第一传动轴2上固定设置有与其同轴的第一齿轮11，且太阳轮7和第一传动轴2同轴固定配合，齿圈9和第一传动轴2同轴转动配合；
第二传动轴4上设置有与其同轴转动配合的第二齿轮12和第三齿轮13，第二传动轴4上还设置有用于使第二齿轮12和第三齿轮13与第二传动轴4同步转动的同步器14，第一齿轮11和第二齿轮12啮合；
第三传动轴5上固定设置有与其同轴的第四齿轮15和第五齿轮16，第四齿轮15和第三齿轮13啮合，第五齿轮16和齿圈9啮合。
本多动力源多模式耦合驱动系统的动力通过行星架10输出。
本实施例中齿圈9为双联齿轮式结构，其第一联齿轮和第五齿轮16啮合，第二联齿轮和行星轮8啮合。
本实施例多动力源多模式耦合驱动系统，当同步器14处于空位时，由第一动力源1单独驱动；当同步器14和第二齿轮12结合时，可实现第一动力源1和第二动力源3输出的转矩耦合；当同步器14和第三齿轮13结合时，可实现第一动力源1和第二动力源3输出的转速耦合。通过控制同步器即可实现转矩和转速耦合模式的切换，操作简单。且本驱动系统整体结构简单，传动部件少，传动效率高，工作可靠性好，通过转速耦合还可实现无极变速。
本实施例中，所述第一动力源1为电动机，所述第二动力源3为发动机。当然在不同实施方式中，还可以是第一动力源1为发动机，所述第二动力源3为电动机；或者还可以是第一动力源1和第二动力源3均为电动机或发动机。当然动力源发生变化时，其具体工作模式会相应发生改变。
本实施例多动力源多模式耦合驱动系统还包括用于制动第一传动轴2的第二制动器17。
本实施例多动力源多模式耦合驱动系统具有以下工作模式：
一、     纯电动模式：
当发动机3不工作，同步器14处于空位状态下，由电动机1单独驱动，第一制动器6制动第三传动轴5，实现纯电动工作。
二、     怠速起停模式：
当电动机1不工作，同步器14处于空位状态下，发动机3工作，驱动系统处于怠速起停状态。
三、     行车助力模式：
当电动机1和发动机3同时工作，同步器14处于与第二齿轮12或第三齿轮13结合状态时，发动机3可提供辅助动力，增加续驶行程，并可根据具体路况选择转速耦合或转矩耦合工作模式。
四、行车充电模式：
当电动机1不工作，同步器14处于与第二齿轮12结合状态时，发动机3工作，动力经第一传动轴2输入行星齿轮机构，此时电动机1转换成发电机，实现行程充电。
五、发动机单独驱动模式：
当电动机1不工作，同步器14处于与第三齿轮13结合状态时，发动机3工作，动力经第三传动轴5输入行星齿轮机构，实现发动机单独工作。
六、再生制动模式：
电动机1和发动机3不工作，第一制动器6处于制动第三传动轴5的状态，此时电动机1转换为发电机，第一传动轴2反驱动发电机发电，实现再生制动。
实施例二：本实施例实施与实施例一的区别为，所述第一动力源1和第二动力源3均为电动机；本实施例具有以下工作模式：
一、第一动力源单独工作模式：
当第二动力源3不工作，同步器14处于空位状态下，由第一动力源1单独驱动，第一制动器6制动第三传动轴5，实现纯电动工作。当第一动力源1和第二动力源3均为电动机时，可以第一动力源1可作为主动力源、第二动力源3作为辅助动力源，则主动力源将处于常工作状态，这时可以不设置第二制动器17。
二、     怠速起停模式：
当第一动力源1不工作，同步器14处于空位状态下，第二动力源3工作，驱动系统处于怠速起停状态。
三、双电机共同驱动模式：
当第一动力源1和第二动力源3同时工作，同步器14处于与第二齿轮12或第三齿轮13结合状态时，第二动力源3可提供辅助动力，增加续驶行程，并可根据具体路况选择转速耦合或转矩耦合工作模式。
四、行车充电模式：
当第一动力源1不工作，同步器14处于与第二齿轮12结合状态时，第二动力源3工作，动力经第一传动轴2输入行星齿轮机构，此时第一动力源1转换成发电机，实现行程充电。
五、第二动力源单独驱动模式：
当第一动力源1不工作，同步器14处于与第三齿轮13结合状态时，第二制动器17制动，第二动力源3也作为主驱动电机工作，动力经第三传动轴5输入行星齿轮机构。
实施例三：本实施例实施与实施例一的区别为，所述第一动力源1和第二动力源3均为发动机；本实施例具有以下工作模式：
一、第一动力源单独驱动模式：
当第二动力源3不工作，同步器14处于空位状态下，由第一动力源1单独驱动，第一制动器6制动第三传动轴5。
二、     怠速起停模式：
当第一动力源1不工作，同步器14处于空位状态下，第二动力源3工作，驱动系统处于怠速起停状态。
三、     行车助力模式：
当第一动力源1和第二动力源3同时工作，同步器14处于与第二齿轮12或第三齿轮13结合状态时，第二动力源3可提供辅助动力，增加续驶行程，并可根据具体路况选择转速耦合或转矩耦合工作模式。
四、第二动力源单独驱动模式：
当第一动力源1不工作，同步器14处于与第三齿轮13结合状态时，第二动力源3工作，第二制动器17制动，动力经第三传动轴5输入行星齿轮机构。
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 (5)

1.一种多动力源多模式耦合驱动系统，其特征在于：包括第一动力源、与第一动力源动力输出端传动配合的第一传动轴、第二动力源、与第二动力源动力输出端传动配合的第二传动轴、第三传动轴、用于制动第三传动轴的第一制动器和由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架组成的行星齿轮机构；
第一传动轴上固定设置有与其同轴的第一齿轮，且太阳轮和第一传动轴同轴固定配合，齿圈和第一传动轴同轴转动配合；
第二传动轴上设置有与其同轴转动配合的第二齿轮和第三齿轮，第二传动轴上还设置有用于使第二齿轮和第三齿轮与第二传动轴同步转动的同步器，第一齿轮和第二齿轮啮合；
第三传动轴上固定设置有与其同轴的第四齿轮和第五齿轮，第四齿轮和第三齿轮啮合，第五齿轮和齿圈啮合。
2.根据权利要求1所述的多动力源多模式耦合驱动系统，其特征在于：所述第一动力源为电动机，所述第二动力源为发动机。
3.根据权利要求1所述的多动力源多模式耦合驱动系统，其特征在于：所述第一动力源和第二动力源均为电动机。
4.根据权利要求1所述的多动力源多模式耦合驱动系统，其特征在于：所述第一动力源和第二动力源均为发动机。
5.根据权利要求1-4中任一所述的多动力源多模式耦合驱动系统，其特征在于：还包括用于制动第一传动轴的第二制动器。
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