CN103832265A - 混合动力电动车的动力传动系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种混合动力电动车的动力传动系统,该动力传动系统可包括输入轴和输出轴。设置在输入轴上的第一行星齿轮组包括连接到第一电机/发电机的第一旋转元件、作为输出元件工作的第二旋转元件、以及连接到输入轴的第三旋转元件。第二行星齿轮组包括连接到第二电机/发电机的第四旋转元件、连接到第二旋转元件和输出轴的第五旋转元件、以及连接到第一旋转元件的第六旋转元件。直接接合装置连接第二行星齿轮组的两个旋转元件,并且传动齿轮连接第一行星齿轮组的两个旋转元件与第二行星齿轮组的两个旋转元件。摩擦元件将所选旋转元件连接到传动齿轮或者连接到变速箱壳。

Description

混合动力电动车的动力传动系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年11月26日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2012-0134734号的优先权和权益,其全部内容通过引证方式结合于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及混合动力电动车的动力传动系统。特别地,本公开涉及如下的混合动力电动车的动力传动系统,即该动力传动系统当分离发动机动力时,通过在机械动力传送路径上给予更多的重视来减少电力载荷并且使用发动机的最大功率;当起动车辆时,减少模式转换的数量;并且当转换模式时,使得所有旋转元件的旋转速度的变化最小。
背景技术
[0004] 环保车辆对于未来汽车制造业的生存来说是重要的。汽车制造商正专注于环保车辆的开发以便满足环境控制和燃料消耗控制。汽车制造商已在开发诸如电动车辆(EV)Jg合动力电动车(HEV)、以及燃料电池电动车辆(FCEV)的未来车辆。
[0005] 因为未来车辆具有诸如重量和成本的技术限制,汽车制造商为了满足尾气控制和提高燃料消耗性能被迫规则地遵循,并且不顾一切地展开竞争以使混合动力电动车商业化而实际可用。
[0006] 混合动力电动车是使用多于两个动力源的车辆,使用矿物燃料的汽油发动机或柴油发动机和由电能驱动的电机/发电机主要用作混合动力电动车的两个动力源。
[0007] 混合动力电动车在低速时使用具有相对低速扭矩特点的电机/发电机作为主动力源,并且在高速时使用具有相对高速扭矩特点的发动机作为主动力源。
[0008] 因为在低速区域,混合动力电动车停止使用矿物燃料的发动机并且使用电机/发电机,所以可提高燃料消耗并且可减少尾气。
[0009] 混合动力电动车的动力传动系统分为单模类型和多模类型。
[0010] 根据单模类型,虽然诸如离合器或制动器的用于变速(shift)控制的扭矩传送设备不是必需的,但是由于在高速区域效率劣化,燃料消耗高,并且对于大型车辆需要额外的扭矩增加装置。
[0011] 因为多模类型在高速区域具有高效率并且能够自主地增加扭矩,所以将多模类型用作混合动力电动车的动力传动系统,已持续对动力传动系统进行研究。
[0012] 多模类型的动力传动系统包括多个行星齿轮组、多个电机/发电机、控制行星齿轮组的旋转元件的多个扭矩传送设备、以及用作电机/发电机的动力源的电池。
[0013]多模类型的动力传动系统具有不同的操作机构,所述机构取决于行星齿轮组、电机/发电机、以及扭矩传送设备的连接。
[0014] 此外,多模类型的动力传动系统具有不同特性,诸如取决于行星齿轮组、电机/发电机、以及扭矩传送设备的连接的耐用性、动力传送效率、以及尺寸。因此,已经对混合动力电动车的动力传动系统的连接结构的设计进行了持续的研究,以实现没有能量损耗的坚固.设置在输出轴上并且包括连接到第二电动通过外啮合齿轮直接连接到第二旋转元件并且通过外部啮合齿轮选择性地连接到第丨动力传动系统进一步包括连接第二行星齿羑合装置、将第一行星齿轮组的两个旋转元9传动齿轮。摩擦元件设置为选择性地将所字所选旋转元件连接到变速箱壳。
I可为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行、作为第二旋转元件的第一行星架、以及作51为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星2为第五旋转元件的第二行星架、以及作为
I可为双小齿轮行星齿轮组,该双小齿轮行、作为第二旋转元件的第一齿圈、以及作为51为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星2为第五旋转元件的第二行星架、以及作为间的第一离合器。
[0024] 传动齿轮可包括设置在第二旋转元件与第五旋转元件之间的第一传动齿轮,以及设置在第一旋转元件与第六旋转元件之间的第二传动齿轮。
[0025] 在示例性实施方式中,摩擦元件可包括设置在第六旋转元件与变速箱壳之间的制动器,以及设置在第一旋转元件与第二传动齿轮之间的第二离合器。
[0026] 在示例性实施方式中,摩擦元件可包括设置在第六旋转元件与变速箱壳之间的制动器,以及设置在第六旋转元件与第二传动齿轮之间的第二离合器。
[0027] 直接接合装置可包括第一离合器,并且摩擦元件可包括制动器和第二离合器,其中,制动器在第一电动车辆(EV)模式下工作,第一离合器在第二 EV模式下工作,制动器在第一混合动力输入分离(hybrid inputsplit)模式下工作,第一离合器在第二混合动力输入分离模式下工作,第二离合器在混合动力复合分离(hybrid compound split)模式下工作,第二离合器和制动器在第一发动机模式下工作,并且第一离合器和第二离合器在第二发动机模式下工作。
[0028] 根据本公开的另一方面,混合动力电动车的动力传动系统可包括接收发动机的扭矩的输入轴,以及设置为与输入轴平行的输出轴。第一行星齿轮组设置在输入轴上并且包括连接到第一电机/发电机的第一旋转元件、以及直接连接到输入轴的第二旋转元件和第三旋转元件。第二行星齿轮组设置在输出轴上,并且包括连接到第二电机/发电机的第四旋转元件、连接到第二旋转元件和输出轴的第五旋转元件、以及选择性地连接到第一旋转元件和变速箱壳的第六旋转元件。第一离合器连接第二行星齿轮组的三个旋转元件中的两个旋转元件。第一传动齿轮设置在第二旋转元件与第五旋转元件之间,并且第二传动齿轮设置在第一旋转元件与第六旋转元件之间。摩擦元件包括制动器和第二离合器。
[0029] 在示例性实施方式中,第一行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为第一旋转元件的第一太阳轮、作为第二旋转元件的第一行星架、以及作为第三旋转元件的第一齿圈。第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为第四旋转元件的第二太阳轮、作为第五旋转元件的第二行星架、以及作为第六旋转元件的第二齿圈。
[0030] 在示例性实施方式中,第一行星齿轮组可为双小齿轮行星齿轮组,该双小齿轮行星齿轮组具有作为第一旋转元件的第一太阳轮、作为第二旋转元件的第一齿圈、以及作为第三旋转元件的第一行星架。第二行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为第四旋转元件的第二太阳轮、作为第五旋转元件的第二行星架、以及作为第六旋转元件的第二齿圈。
[0031] 在示例性实施方式中,第一行星齿轮组可为单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为第一旋转元件的第一太阳轮、作为第二旋转元件的第一行星架、以及作为第三旋转元件的第一齿圈。第二行星齿轮组可为双小齿轮行星齿轮组,该双小齿轮行星齿轮组具有作为第四旋转元件的第二太阳轮、作为第五旋转元件的第二齿圈、以及作为第六旋转元件的第二行星架。
[0032] 在示例性实施方式中,第一离合器可设置在第四旋转元件与第六旋转元件之间。
[0033] 在示例性实施方式中,第一离合器可设置在第四旋转元件与第五旋转元件之间。
[0034] 在示例性实施方式中,第一离合器可设置在第五旋转元件与第六旋转元件之间。[0035] 在示例性实施方式中,摩擦元件可包括设置在第六旋转元件与变速箱壳之间的制动器,以及设置在第一旋转元件与第二传动齿轮之间的第二离合器。
[0036] 在示例性实施方式中,摩擦元件可包括设置在第六旋转元件与变速箱壳之间的制动器,以及设置在第六旋转元件与第二传动齿轮之间的第二离合器。
附图说明
[0037] 图1是根据本公开的第一示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0038] 图2是根据本公开的第一示例性实施方式的在应用于动力传动系统的每个模式下的摩擦元件的操作图表。
[0039] 图3A是根据本公开的第一示例性实施方式的在第一电动车辆(EV)模式下的动力传动系统的杠杆(lever)图。
[0040]图3B是根据本公开的第一示例性实施方式的在第二 EV模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0041] 图4A是根据本公开的第一示例性实施方式的在第一混合动力输入分离模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0042] 图4B是根据本公开的第一示例性实施方式的在第二混合动力输入分离模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0043] 图5是根据本公开的第一示例性实施方式的在混合动力复合分离模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0044] 图6A是根据本公开的第一不例性实施方式的在第一发动机模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0045]图6B是根据本公开的第一示例性实施方式的在第二发动机模式下的动力传动系统的杠杆图。
[0046] 图7是根据本公开的第二示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0047] 图8是根据本公开的第三示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0048] 图9是根据本公开的第四示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0049] 图10是根据本公开的第五示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0050] 图11是根据本公开的第六示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
具体实施方式
[0051] 下文将参照附图详细地描述本公开的示例性实施方式。
[0052] 将省略对于解释本示例性实施方式非必要的部件的说明,并且在本说明书中相同的组成元件由相同的参照标号表示。
[0053] 在该详细的说明中,顺序标号用于区分具有相同术语的组成元件,并且不具有特定的含义。
[0054] 图1是根据本公开的第一示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0055] 参照图1,根据本公开的第一示例性实施方式的混合动力电动车的动力传动系统包括设置在输入轴IS上的第一行星齿轮组PG1、设置在与输入轴IS平行的输出轴OS上的第二行星齿轮组PG2、两个传动齿轮TFl和TF2、由两个离合器CLl和CL2及一个制动器BK组成的摩擦元件、以及两个电机/发电机MGl和MG2。
[0056] 第一行星齿轮组PGl和第二行星齿轮组PG2转换从输入轴IS输入的发动机ENG的扭矩以及第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2的扭矩,并且通过输出轴OS输出转换的扭矩。
[0057] 输入轴IS是输入件并且接收来自发动机ENG的扭矩。输出轴OS是输出件并且通过差动设备(未示出)将驱动扭矩传送至驱动轮(主动轮)。
[0058] 第一行星齿轮组PGl是单小齿轮行星齿轮组,并且包括作为第一旋转元件NI的第一太阳轮S1、旋转地支撑与第一太阳轮SI外啮合的第一小齿轮Pl并且作为第二旋转元件N2的第一行星架PC1、以及与第一小齿轮Pl内啮合并且作为第三旋转元件N3的第一齿圈Rl0
[0059] 第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组,并且包括作为第四旋转元件N4的第二太阳轮S2、旋转地支撑与第二太阳轮S2外啮合的第二小齿轮P2并且作为第五旋转元件N5的第二行星架PC2、以及与第二小齿轮P2内啮合并且作为第六旋转元件N6的第二齿圈R2。
[0060] 第一行星齿轮组PGl的第三旋转元件N3直接连接到输入轴IS,并且第二行星齿轮组PG2的第五旋转元件N5直接连接到输出轴OS。此外,通过第一传动齿轮TFl和第二传动齿轮TF2、第一离合器CLl和第二离合器CL2、以及制动器BK,第一行星齿轮组PGl的旋转元件连接到第二行星齿轮组PG2的旋转元件和变速箱壳H。
[0061] 第一传动齿轮TFl和第二传动齿轮TF2分别具有彼此外哨合的第一传动驱动齿轮TFla和第二传动驱动齿轮TF2a及第一传动从动齿轮TFlb和第二传动从动齿轮TF2b。
[0062] 第一传动齿轮TFl外部连接第二旋转元件N2与第五旋转元件N5。
[0063] 第二传动齿轮TF2外部连接第一旋转元件NI与第六旋转元件N6。
[0064] 因此,根据第一传动齿轮TFl和第二传动齿轮TF2的传动比,通过第一传动齿轮TFl和第二传动齿轮TF2彼此连接的旋转元件以彼此相反的方向旋转。
[0065] 第一离合器CLl和第二离合器CL2以及制动器BK是摩擦兀件。第一离合器CLl选择性地连接第四旋转元件N4与第六旋转元件N6,并且第二离合器CL2选择性地连接第一旋转元件NI与第二传动齿轮TF2。第一离合器CLl是选择性地连接第二行星齿轮组PG2的两个旋转元件的直接接合装置。因此,第二行星齿轮组PG2选择性地变成直接接合状态,并且第二离合器CL2选择性地将第一旋转元件NI的扭矩传送至第六旋转元件N6。
[0066] 此外,制动器BK选择性地连接第六旋转元件N6与变速箱壳H。
[0067] 由第一离合器CLl和第二离合器CL2以及制动器BK组成的摩擦元件可为通过液压操作的常规湿式多片摩擦元件。
[0068] 第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2是独立的动力源并且作为电机和发电机进行操作。第一电机/发电机MGl连接到第一行星齿轮组PGl的第一旋转兀件NI,以便将扭矩提供至第一旋转元件NI或者通过第一旋转元件NI的扭矩发电。
[0069] 第二电机/发电机MG2连接到第二行星齿轮组PG2的第四旋转元件N4,以便将扭矩提供至第四旋转元件N4或者通过第四旋转元件N4的扭矩发电。
[0070] 第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2的定子固定到变速箱壳H,并且第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2的转子分别连接到第一旋转兀件NI和第四旋转元件N4。
[0071] 图2是根据本公开的第一示例性实施方式的在应用于动力传动系统的每个模式下的摩擦元件的操作图表。
[0072] 参照图2,第一电动车辆(EV)模式通过操作制动器BK实现。
[0073] 第二 EV模式通过操作第一离合器CLl实现。第一混合动力输入分离模式通过操作制动器BK实现。第二混合动力输入分离模式通过操作第一离合器CLl实现。混合动力复合分离模式通过操作第二离合器CL2实现。第一发动机模式通过操作第二离合器CL2和制动器BK实现。第二发动机模式通过操作第一离合器CLl和第二离合器CL2实现。
[0074] 如上所述,动力传动系统可以实现两个EV模式、两个混合动力输入分离模式、一个混合动力复合分离模式、以及两个发动机模式。
[0075] 图3A、图3B、图4A、图4B、图5、图6A以及图6B是根据本公开的第一示例性实施方式的用于通过杠杆分析方法解释每个模式的动力传动系统的杠杆图。
[0076] 参照图3A、图3B、图4A、图4B、图5、图6A以及图6B,第一行星齿轮组PGl的三条竖直线设置为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2、以及第三旋转元件N3。第二行星齿轮组PG2的三条竖直线从左到右设置为第六旋转元件N6、第五旋转元件N5、以及第四旋转元件N4。中间的水平线表示旋转速度为“0”,上部的水平线表示正旋转速度,并且下部的水平线表示负旋转速度。
[0077] 因为第一行星齿轮组PGl和第二行星齿轮组PG2在没有惰轮的情况下通过第一传动齿轮TFl和第二传动齿轮TF2彼此外啮合,所以负旋转速度意指旋转元件以与发动机ENG的旋转方向相反的方向旋转。
[0078] 此外,根据第一行星齿轮组PGl和第二行星齿轮组PG2的传动比(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)来设置在第一行星齿轮组PGl和第二行星齿轮组PG2的竖直线之间的距离。
[0079][第一 EV 模式]
[0080] 图3A是在第一 EV模式下的杠杆图。
[0081] EV模式是如下的模式,其中在发动机的停止状态下,电池的电力提供给电机/发电机,使得车辆由电机/发电机的动力驱动。因为发动机是停止的,所以燃料经济性可增强,并且在EV模式下在没有额外的倒档速度装置的情况下,车辆可以向后移动。
[0082] 当车辆以停止状态起动或车辆以低速行驶时,使用EV模式。在动力源比输出件旋转的快时,需要减少传动比用于辅助坡道起步或快速加速。
[0083] 在这种情况下,通过制动器BK的操作,第六旋转元件N6作为固定元件进行操作,并且在第一 EV模式下,第二电机/发电机MG2将第二电机/发电机MG2的扭矩输入至第四旋转元件N4。因此,根据第二行星齿轮组PG2的传动比,改变第二电机/发电机MG2的扭矩,并且通过第五旋转元件N5输出驱动扭矩。
[0084] 在此,第一行星齿轮组PGl未涉及变速。然而,第三旋转元件N3与发动机一起处于停止,并且第二旋转元件N2通过第一传动齿轮TFl连接到第五旋转元件N5。因此,第一旋转元件NI和第二旋转元件N2是空转。
[0085][第二 EV 模式]
[0086] 图3B在第二 EV模式下的杠杆图。
[0087] 根据电机/发电机旋转速度和扭矩,改变电机/发电机的效率。因此,即使使用相同的电流量,根据电机/发电机的旋转速度和扭矩,电能到机械能的转换比也会改变。
[0088] 在EV模式下使用的电池的电流通过在发动机中燃烧燃料或由再生制动积聚而产生,并且积聚的能量的有效使用对增强燃料经济性具有直接的影响。
[0089] 因此,实现多于两个换档速度(shift-speed,变速)的变速箱逐渐地应用于电动车辆中,并且实现具有多于两个换档速度的EV模式的混合动力电动车是有利的。因此,本公开的示例性实施方式可实现两个EV模式。
[0090] 对第二 EV模式的变速过程如下。当车辆在第一 EV模式下行驶时如果车辆速度增力口,则第二电机/发电机MG2的效率劣化。此时,如果制动器BK释放,并且第一离合器CLl在第二电机/发电机MG2的效率劣化时运转(operate,动作,工作),则开始第二 EV模式。
[0091] 因为作为第二行星齿轮组PG2的直接结合装置的第一离合器CLl运转,所以第二行星齿轮组PG2变成直接接合状态。因此,第二行星齿轮组PG2的所有旋转元件N4、N5、以及N6以相同的速度旋转,并且通过第五旋转元件N5输出驱动扭矩。
[0092] 在此,第一行星齿轮组PGl未涉及变速。然而,第三旋转元件N3与发动机一起停止,并且第一旋转元件NI和第二旋转元件N2空转。
[0093][第一混合动力输入分离模式]
[0094] 图4A是在第一混合动力输入分离模式下的杠杆图。
[0095] 在混合动力输入分离模式下,发动机的扭矩通过机械路径和电力路径传送至输出件,其由行星齿轮组完成。因为不论车辆速度是多少,连接到行星齿轮组的发动机和电机/发电机可以控制其旋转速度,所以在混合动力输入分离模式下的动力传动系统作为电子式无极变速箱进行操作。
[0096] 在常规的变速箱中,在特定的车辆速度下,发动机的速度和扭矩是固定的,但是在电子式无极变速箱中,在特定的车辆速度下,发动机的速度和扭矩可以自由地改变。因此,发动机的驱动效率可最大化并且燃料经济性可增强。
[0097] 对第一混合动力输入分离模式的变速过程如下。第二旋转元件N2通过第一传动齿轮TFl连接到第五旋转元件N5,但是在EV模式下,第一旋转元件NI和第二旋转元件N2是空转。
[0098] 在这个状态下,如果使用第一电机/发电机MGl起动发动机ENG,则不论车辆速度是多少,发动机ENG和第一电机/发电机MGl的速度可控。
[0099] 当发动机ENG和第一电机/发电机MGl被控时,发动机ENG的扭矩和第一电机/发电机MGl的扭矩相加。相加的扭矩通过第一传动齿轮TFl传送至作为输出元件的第五旋转元件N5。因此,可产生高驱动扭矩。
[0100] 此时,第六旋转元件N6通过制动器BK的操作作为固定元件运转,驱动扭矩通过第五旋转元件N5输出,并且在第二行星齿轮组PG2中,第四旋转元件N4是空转。
[0101] 在混合动力输入分离模式下,因为能够独立地控制发动机ENG和第一电机/发电机MGl,所以可极大地增强燃料经济性和驱动性能。
[0102][第二混合动力输入分离模式]
[0103] 图4B是在第二混合动力输入分离模式下的杠杆图。
[0104] 当车辆在第一混合动力输入分离模式下行驶时如果车辆速度增加,则制动器BK释放,并且第一离合器CLl运转,以便降低第一行星齿轮组PGl的所有旋转元件的旋转速轮组的两个旋转元件和连接到输出轴的行1度是多少,能够控制发动机的旋转速度和系统可作为无极变速箱工作并且可增强燃
发电机咖2的速度和扭矩通过第二传动齿
论丁?1连接到第五旋转元件阳,所以第二旋I于彼此。
”平衡第一电机/发电机161和第二电机/行星齿轮组的所有旋转元件的速度和极变速箱工作。
合动力输入分离模式可以转换为混合动力式和第二混合动力输入分离模式转换为混-电机/发电机161,以便第一行星齿轮组:件同步。然后,第二离合器12运转。
昆合动力复合分离模式时,第二离合器12用以及控制发动机的驱动点(driving point)。
[0122] 发动机的驱动点的控制与发动机的机械能到电机/发电机的电能的转换以及电机/发电机的电能在电机/发电机上转换回机械能的转换同时发生。
[0123] 在能量转换过程中,并非输出所有的输入能量,从而发生能量损失。
[0124] 因为在车辆仅由发动机驱动的发动机模式下的燃料经济性优于任何驱动情况下的混合模式的燃料经济性,所以本公开的示例性实施方式提供了两种发动机模式。
[0125] 即,在第一发动机模式下,第二离合器CL2与制动器BK接合。在这种情况下,发动机ENG的旋转速度通过第二传动齿轮TF2传送至第二行星齿轮组PG2,使得第四旋转元件N4以与发动机ENG相反的方向旋转,并且第六旋转元件N6停止。因此,减少的传动比形成。
[0126] 因为第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2不需要提供扭矩,所以实现第一发动机模式(在该模式下车辆仅由发动机ENG驱动)。
[0127][第二发动机模式]
[0128] 当车辆在第一发动机模式下行驶时如果车辆速度增加,则第一离合器CLl与第二离合器C2接合以便进入第二发动机模式。
[0129] 在这种情况下,通过第一离合器CLl的运转,第二行星齿轮组PG2的所有旋转元件N4、N5、以及N6以相同的旋转速度旋转。
[0130] 由于第二传动齿轮TF2的传动比,第一旋转元件NI的旋转速度比第三旋转元件N3的旋转速度快。第二旋转元件N2的扭矩通过第一传动齿轮TFl传送至第五旋转元件N5,并且驱动扭矩通过第五旋转元件N5输出。
[0131] 因此,第五旋转元件N5的旋转速度比发动机ENG的旋转速度快,从而实现超速传动输出。因为第一电机/发电机MGl和第二电机/发电机MG2不需要提供扭矩,所以实现第二发动机模式,在该模式下车辆仅由发动机ENG驱动。
[0132] 根据本公开的第一示例性实施方式,通过结合两个行星齿轮组PGl和PG2、两个传动齿轮TFl和TF2、三个摩擦元件CL1、CL2、及BK、以及两个电机/发电机MGl和MG2,可以实现两个EV模式、两个混合动力输入分离模式、一个混合动力复合分离模式、以及两个发动机模式。
[0133] 由于通过使用作为外啮合的齿轮的两个传动齿轮以及行星齿轮组容易改变传动t匕,因此,可设置最佳传动比。根据目标性能、起动性能,可以改变传动比,因而提高动力传送性能和燃料经济性。
[0134] 因为在节气门全开(WOT,wide open throttle)起动中提供足够的动力性能,所以限制转换到发动机模式,并且可以在混合动力输入分离模式与复合分离模式的转换中使用发动机的最大动力。
[0135] 当分离(split)发动机动力时,通过增加机械动力传送路径的比重(giving moreimportance)可减少电力载荷并且可使用发动机的最大功率。另外,当起动车辆时,可减少模式转换的数量,并且当转换模式时,可使所有旋转元件的旋转速度的变化最小。
[0136] 因为提供了发动机模式,所以在没有电机/发电机的电力载荷的情况下,车辆能够以高速行驶,因而提高燃料经济性。
[0137] 图7是根据本公开的第二示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0138] 参照图7,在第二示例性实施方式中,第二离合器CL2设置在第二传动齿轮TF2与第六旋转元件N6之间,然而,在第一示例性实施方式中,第二离合器CL2设置在第一旋转元件NI与第二传动齿轮TF2之间。
[0139]因为除了第二离合器CL2的位置之外,第二示例性实施方式的功能与第一示例性实施方式的功能相同,所以其详细说明将省略。
[0140] 图8是根据本公开的第三示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0141 ] 参照图8,在第三示例性实施方式中,第一离合器CLl设置在第四旋转元件N4与第五旋转元件N5之间,然而在第一示例性实施方式中,第一离合器CLl设置在第四旋转元件N4与第六旋转元件N6之间。
[0142] 因为除了第一离合器CLl的位置之外,第三示例性实施方式的功能与第一示例性实施方式的功能相同,所以其详细说明将省略。
[0143] 图9是根据本公开的第四示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0144] 参照图9,在第四示例性实施方式中,第一离合器CLl设置在第五旋转元件N5与第六旋转元件N6之间,然而在第一示例性实施方式中,第一离合器CLl设置在第四旋转元件N4与第六旋转元件N6之间。
[0145] 因为除了第一离合器CLl的位置之外,第四示例性实施方式的功能与第一示例性实施方式的功能相同,所以其详细说明将省略。
[0146] 图10是根据本发明的第五示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0147] 参照图10,在第五示例性实施方式中,第一行星齿轮组PGl是双小齿轮行星齿轮组,然而在第一示例性实施方式中,第一行星齿轮组PGl是单小齿轮行星齿轮组。
[0148] 第一太阳轮SI是第一旋转兀件NI,第一齿圈Rl是第二旋转兀件N2,并且第一行星架PCl是第三旋转元件N3。
[0149] 因为除了由第二旋转元件N2与第三旋转元件N3组成的旋转元件之外,第五示例性实施方式的功能与第一示例性实施方式的功能相同,所以其详细说明将省略。
[0150]图11是根据本公开的第六示例性实施方式的动力传动系统的示意图。
[0151] 参照图11,在第六示例性实施方式中,第二行星齿轮组PG2是双小齿轮行星齿轮组,然而在第一示例性实施方式中,第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组。
[0152] 第二太阳轮S2是第四旋转元件N4,第二齿圈R2是第五旋转元件N5,并且第二行星架PC2是第六旋转元件N6。
[0153] 因为除了由第五旋转元件N5与第六旋转元件N6组成的旋转元件之外,第六示例性实施方式的功能与第一示例性实施方式的功能相同,所以其详细说明将省略。
[0154] 根据本公开的示例性实施方式,通过结合两个行星齿轮组、两个传动齿轮、三个摩擦元件、以及两个电机/发电机,可以实现两个EV模式、两个混合动力输入分离模式、一个混合动力复合分离模式、以及两个发动机模式。
[0155] 由于通过使用作为外啮合齿轮的两个传动齿轮以及行星齿轮组容易改变传动比,因此,可设置最佳传动比。根据目标性能,可以改变传动比,因而提高起动性能、电力传送性能和燃料经济性。
[0156] 因为在节气门全开(WOT)起动中提供了足够的动力性能,所以限制转换到发动机模式,并且可以在混合动力输入分离模式与复合分离模式的转换中使用发动机的最大动力。[0157] 当分离发动机动力时,通过增加机械动力传送路径的比重可减少电力载荷并且可使用发动机的最大功率。另外,当起动车辆时,可减少模式转换的数量,并且当转换模式时,可使所有旋转元件的旋转速度的变化最小。
[0158]因为提供了发动机模式,所以在没有电机/发电机的电力载荷的情况下,车辆能够以高速行驶,因而提高燃料经济性。
[0159] 虽然已经结合目前考虑的实际示例性实施方式对本公开进行了描述,但是应当理解的是,本发明构思并不局限于披露的实施方式,而是相反地,旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种混合动力电动车的动力传动系统,所述动力传动系统包括: 输入轴,接收发动机的扭矩; 输出轴,设置为与所述输入轴平行; 第一行星齿轮组,所述第一行星齿轮组设置在所述输入轴上,并且包括连接到第一电机/发电机的第一旋转元件、作为输出元件工作的第二旋转元件、以及直接连接到所述输入轴的第三旋转元件; 第二行星齿轮组,所述第二行星齿轮组设置在所述输出轴上,并且包括连接到第二电机/发电机的第四旋转元件、连接到所述输出轴并且通过外啮合齿轮直接连接到所述第二旋转元件的第五旋转元件、以及选择性地连接到变速箱壳并且通过外啮合齿轮选择性地连接到所述第一旋转元件的第六旋转元件; 直接接合装置,连接所述第二行星齿轮组的三个旋转元件中的两个旋转元件; 传动齿轮,将所述第一行星齿轮组的两个旋转元件分别与所述第二行星齿轮组的两个旋转元件连接;以及 摩擦元件,选择性地将所选旋转元件连接到所选传动齿轮上或者选择性地将所选旋转元件连接到所述变速箱壳。
2.根据权利要求 1所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一行星架、以及作为所述第三旋转元件的第一齿圈,并且 所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二行星架、以及作为所述第六旋转元件的第二齿圈。
3.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,所述双小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一齿圈、以及作为所述第三旋转元件的第一行星架,并且 所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,所述单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二行星架、以及作为所述第六旋转元件的第二齿圈。
4.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,所述单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一行星架、以及作为所述第三旋转元件的第一齿圈,并且 所述第二行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,所述双倍小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二齿圈、以及作为所述第六旋转元件的第二行星架。
5.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述直接接合装置是设置在所述第四旋转元件与所述第六旋转元件之间的第一离合器。
6.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述直接接合装置是设置在所述第四旋转元件与所述第五旋转元件之间的第一离合器。
7.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述直接接合装置是设置在所述第五旋转元件与所述第六旋转元件之间的第一离合器。
8.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述传动齿轮包括: 第一传动齿轮,设置在所述第二旋转元件与所述第五旋转元件之间;以及 第二传动齿轮,设置在所述第一旋转元件与所述第六旋转元件之间。
9.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述摩擦元件包括: 制动器,设置在所述第六旋转元件与所述变速箱壳之间;以及 第二离合器,设置在所述第一旋转元件与所述第二传动齿轮之间。
10.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述摩擦元件包括: 制动器,设置在所述第六旋转元件与所述变速箱壳之间;以及 第二离合器,设置在所述第六旋转元件与所述第二传动齿轮之间。
11.根据权利要求1所述的动力传动系统,其中,所述直接接合装置包括第一离合器并且所述摩擦元件包括制动器和第二离合器,并且 其中,所述制动器在第一电动车辆(EV)模式下工作, 所述第一离合器在第二 EV模式下工作, 所述制动器在第一混合动力输入分离模式下工作, 所述第一离合器在第二混合动力输入分离模式下工作, 所述第二离合器在混合动力复合分离模式下工作, 所述第二离合器和所述制动器在第一发动机模式下工作,并且 所述第一离合器和所述第二离合器在第二发动机模式下工作。
12.一种混合动力电动车的动力传动系统,所述动力传动系统包括: 输入轴,接收发动机的扭矩; 输出轴,设置为与所述输入轴平行;第一行星齿轮组,所述第一行星齿轮组设置在所述输入轴上,并且包括连接到第一电机/发电机的第一旋转元件、第二旋转元件、以及直接连接到所述输入轴的第三旋转元件;第二行星齿轮组,所述第二行星齿轮组设置在所述输出轴上,并且包括连接到第二电机/发电机的第四旋转元件、连接到所述第二旋转元件和所述输出轴的第五旋转元件、以及选择性地连接到所述第一旋转元件和变速箱壳的第六旋转元件; 第一离合器,连接所述第二行星齿轮组的三个旋转元件中的两个旋转元件; 第一传动齿轮,设置在所述第二旋转元件与所述第五旋转元件之间; 第二传动齿轮,设置在所述第一旋转元件与所述第六旋转元件之间;以及 摩擦元件,包括制动器和第二离合器。
13.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一行星架、以及作为所述第三旋转元件的第一齿圈,并且 所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,该单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二行星架、以及作为所述第六旋转元件的第二齿圈。
14.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,所述双小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一齿圈、以及作为所述第三旋转元件的第一行星架,并且所述第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,所述单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二行星架、以及作为所述第六旋转元件的第二齿圈。
15.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组,所述单小齿轮行星齿轮组具有作为所述第一旋转元件的第一太阳轮、作为所述第二旋转元件的第一行星架、以及作为所述第三旋转元件的第一齿圈,并且 所述第二行星齿轮组是双小齿轮行星齿轮组,所述双小齿轮行星齿轮组具有作为所述第四旋转元件的第二太阳轮、作为所述第五旋转元件的第二齿圈、以及作为所述第六旋转元件的第二行星架。
16.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一离合器设置在所述第四旋转元件与所述第六旋转元件之间。
17.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一离合器设置在所述第四旋转元件与所述第五旋转元件之间。
18.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述第一离合器设置在所述第五旋转元件与所述第六旋转元件之间。
19.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述摩擦元件包括: 制动器,设置在所述第六旋转元件与所述变速箱壳之间;以及 第二离合器,设置在所述第一旋转元件与所述第二传动齿轮之间。
20.根据权利要求12所述的动力传动系统,其中,所述摩擦元件包括: 制动器,设置在所述第六旋转元件与所述变速箱壳之间;以及 第二离合器,设置在所述第六旋转元件与所述第二传动齿轮之间。
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