CN104309464A - 一种采用单向离合器的混合动力系统 - Google Patents

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李元
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Abstract

本发明涉及的是一种汽车技术领域的系统，具体说的是一种采用单向离合器的混合动力系统。该系统包括发动机、第一电机、减振单元、变速器和车轮，其特征在于，该系统还包括单向离合器、第二电机和第二电机输出轴，其中所述的第一电机安装在发动机上，所述的发动机的输出端连接减振单元，所述的减振单元与单向离合器外座圈固定连接，所述的单向离合器的内座圈与第二电机的转子同轴连接，所述的第二电机输出轴与变速器的输入轴连接，所述的变速器动力输出至车轮。本发明在传统车动力系统基础上，仅通过增加一个单向离合器和一个第二电机即可实现混合动力的怠速充电、纯电动、发动机单独驱动、联合驱动、行车充电、制动能量回收等功能。

Description

一种采用单向离合器的混合动力系统
技术领域
本发明涉及的是一种汽车技术领域的系统，具体说的是一种采用单向离合器的混合动力系统。
背景技术
随着环境污染的日益加剧，汽车油耗法规的日益严苛，车辆节能减排技术日趋重要。在现有技术中，将混合动力系统分为串联、并联和混联，节油程度依次增大，而基于传统车的布置难度及控制难度也依次增大。
现阶段，发动机与电机之间多采用干/湿式摩擦片式离合器或其它多个零部件实现两者动力的单独或联合输出，其中干/湿式摩擦片式离合器由摩擦片、压紧机构、分离机构组成，这类结构在传统车的发动机轴向增加了多个零部件，轴向长度长，增大了前机舱横向布置方案及控制的难度，且成本上升。
以往专利中，专利CN200510023717.9公开了一种发动机动力通过单向超越离合器输出后与电机通过耦合器传递动力的混合动力驱动系统，与本发明相比，方案不同，且增加了耦合器，发动机与电机并行布置，不适用于前舱横向布置方式；专利CN201010187753.X公开了一种发动机飞轮与电机转子之间设置一个限力矩离合器和一个单向离合器的动力耦合与传递装置，与本发明相比，增加了限力矩离合器，增大了轴向长度，不利于空间布置；专利CN201110294550.5公开了一种前轴采用发动机和第一电机间布置单向离合器，后轴采用电机驱动的四驱混合动力系统，应用于四驱车，不同于本专利用于两驱车。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、零部件个数少、横向布置空间小、成本低的采用单向离合器的混合动力系统，克服了现有动力系统的上述不足。
本发明技术方案结合附图说明如下：该系统包括发动机1、第一电机8、减振单元2、变速器6和车轮7，其特征在于，该系统还包括单向离合器3、第二电机4和第二电机输出轴5，其中所述的第一电机8安装在发动机1上，所述的发动机1的输出端连接减振单元2，所述的减振单元2与单向离合器外座圈9固定连接，所述的单向离合器3的内座圈10与第二电机4的转子同轴连接，所述的第二电机输出轴5与变速器6的输入轴连接，所述的变速器6动力输出至车轮7。
所述的单向离合器3包括单向离合器外座圈9、单向离合器内座圈10、楔块及保持架11,所述的楔块及保持架11安装于所述的单向离合器外座圈9和所述的内座圈10之间。
所述的减振单元2为单质量飞轮、双质量飞轮、液力变矩器、挠性盘或者其它能够实现减震功能的机构。
所述的变速器6为手自一体变速器(AMT)、自动变速器(AT)、双离合器变速器(DCT)、无级变速器(CVT)。
所述的发动机1处于怠速状态，单向离合器3处于锁死状态时，该系统工作于怠速充电模式；所述的发动机1停机、单向离合器3处于分离状态、第二电机4运行时，该系统工作于纯电动模式；所述的发动机1运行、单向离合器3处于锁死状态、第二电机4零扭矩输出时，该系统工作于发动机单独驱动模式；所述的发动机1运行、单向离合器3处于锁死状态、第二电机4输出扭矩时，该系统工作于发动机和第二电机联合驱动模式；所述的单向离合器3处于分离状态，车辆制动、第二电机4发电时，该系统工作于制动能量回收模式。
本发明的有益效果是：本发明在传统车动力系统基础上，仅通过增加一个单向离合器和一个第二电机即可实现混合动力的怠速充电、纯电动、发动机单独驱动、联合驱动、行车充电、制动能量回收等功能，基于较小成本、较简单的控制达到较好的整车燃油经济性，横向布置空间小，容易在多数发动机横置的传统车上实现。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明单向离合器的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1、图2，该系统包括发动机1、第一电机8、减振单元2、变速器6和车轮7，其特征在于，该系统还包括单向离合器3、第二电机4和第二电机输出轴5，其中所述的第一电机8安装在发动机1上，所述的发动机1的输出端连接减振单元2，所述的减振单元2与单向离合器外座圈9固定连接，所述的单向离合器3的内座圈10与第二电机4的转子同轴连接，所述的第二电机输出轴5与变速器6的输入轴连接，由动力电池供电，当动力电池电量下降到一定程度时，发动机1驱动第二电机4为动力电池充电，所述的变速器6动力输出至车轮7，从而驱动车辆行驶。
所述的单向离合器3包括单向离合器外座圈9、单向离合器内座圈10、楔块及保持架11，所述的楔块及保持架11安装于所述的单向离合器外座圈9和所述的内座圈10之间。
所述的减振单元2为单质量飞轮、双质量飞轮、液力变矩器、挠性盘或者其它能够实现减震功能的机构。
所述的变速器6为手自一体变速器(AMT)、自动变速器(AT)、双离合器变速器(DCT)、无级变速器(CVT)等。
所述的混合动力系统具有以下几种稳态工作模式：
(1)、怠速充电模式：当发动机处于怠速状态，电池电量下降到一定程度，单向离合器外座圈9，内座圈10和第二电机4的转子均正向旋转，即单向离合器3处于锁死状态，控制第二电机4进行发电，实现发动机1怠速充电。
(2)、纯电动模式：当车辆负荷较小，电池电量足够时，发动机停机，单向离合器外座圈9静止，单向离合器内座圈10和第二电机4的转子均正向旋转，即单向离合器3处于分离状态，控制第二电机4产生驱动扭矩，第二电机4通过变速器6驱动车辆行驶，此模式下由于第二电机4与发动机1彻底分离，无发动机的反拖扭矩耗能，可降低能耗。
(3)、发动机单独驱动模式：当车辆行驶过程中负荷较大，或电池电量不足时采用此模式，当车辆行驶过程中负荷较大时，发动机运行，单向离合器外座圈9，内座圈10和第二电机4的转子均正向旋转，即单向离合器3处于锁死状态，控制第二电机4零扭矩输出，发动机1通过第二电机输出轴5，变速器6驱动车辆行驶，实现发动机单独驱动；当电池电量不足时，控制第二电机4进行发电，实现发动机1行车充电。
(4)、发动机和第二电机联合驱动模式：当车辆行驶过程中负荷很大时，发动机运行，单向离合器外座圈9，内座圈10和第二电机4的转子均正向旋转，即单向离合器3处于锁死状态，控制第二电机4产生驱动扭矩，发动机1和第二电机4产生的扭矩通过第二电机输出轴5，变速器6共同驱动车辆行驶。
(5)、制动能量回收模式：当车辆制动时，单向离合器3处于分离状态，回收的能量经车轮7，变速器6传递至第二电机4，控制第二电机4产生电能存储在动力电池中。

Claims (5)

1.一种采用单向离合器的混合动力系统，该系统包括发动机(1)、第一电机(8)、减振单元(2)、变速器(6)和车轮(7)，其特征在于，该系统还包括单向离合器(3)、第二电机(4)和第二电机输出轴(5)，其中所述的第一电机(8)安装在发动机(1)上，所述的发动机(1)的输出端连接减振单元(2)，所述的减振单元(2)与单向离合器外座圈(9)固定连接，所述的单向离合器(3)的内座圈(10)与第二电机(4)的转子同轴连接，所述的第二电机输出轴(5)与变速器(6)的输入轴连接，所述的变速器(6)动力输出至车轮(7)。
2.根据权利要求1所述的一种采用单向离合器的混合动力系统，其特征在于，所述的单向离合器(3)包括单向离合器外座圈(9)、单向离合器内座圈(10)、楔块及保持架(11)，所述的楔块及保持架(11)安装于所述的单向离合器外座圈(9)和所述的内座圈(10)之间。
3.根据权利要求1所述的一种采用单向离合器的混合动力系统，其特征在于，所述的减振单元(2)为单质量飞轮、双质量飞轮、液力变矩器或挠性盘。
4.根据权利要求1所述的一种采用单向离合器的混合动力系统，其特征在于，所述的变速器(6)为手自一体变速器(AMT)、自动变速器(AT)、双离合器变速器(DCT)或无级变速器(CVT)。
5.根据权利要求1所述的一种采用单向离合器的混合动力系统，其特征在于，所述的发动机(1)处于怠速状态，单向离合器(3)处于锁死状态时，该系统工作于怠速充电模式；所述的发动机(1)停机、单向离合器(3)处于分离状态、第二电机(4)运行时，该系统工作于纯电动模式；所述的发动机(1)运行、单向离合器(3)处于锁死状态、第二电机(4)零扭矩输出时，该系统工作于发动机单独驱动模式；所述的发动机(1)运行、单向离合器(3)处于锁死状态、第二电机(4)输出扭矩时，该系统工作于发动机和第二电机联合驱动模式；所述的单向离合器(3)处于分离状态，车辆制动、第二电机(4)发电时，该系统工作于制动能量回收模式。
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