CN104494415A - 多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其包括第一电机等，行星齿轮系包括齿圈、行星架、太阳轮，第一电机的转子与行星齿轮系的齿圈相连接，第二电机的转子分别与行星齿轮系的太阳轮、传动链的输入端相连接，换档装置与减速差速器的输入端相连接并实现行星齿轮系的行星架、传动链的输出端到减速差速器的动力传递控制，减速差速器的输出端与二个车轮通过二个半轴相连接，电机控制装置与储能装置相连接并进行电能传递，电机控制装置还分别与第一电机、第二电机相连接并输出控制指令。本发明具有更好的与现有车辆的技术继承性以及整车动力性、燃油经济性和低排放的特点。

Description

多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统

技术领域

本发明涉及一种动力系统，具体地，涉及一种多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统。

背景技术

汽车动力电动化、混合化已成为必然趋势。混联式混合动力系统相对于串联混合动力系统和并联混合动力系统，具有极大的性能优势。但现有的混联式混合动力系统，如最具代表性的日本丰田汽车公司的THS(丰田混合动力系统)混合动力系统及其THS2(第二代丰田混合动力系统)混合动力系统、通用汽车公司的EP(电动并联)混合动力系统及其AHS2(第二代先进混合动力系统)系统，动力合成机构结构复杂、制造成本高。

经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN201021118Y、公告日为2008年02月13日、专利名称为“混联式混合动力汽车”的中国专利，该专利技术主要包括发动机，该发动机通过一离合器与一电动机机械连接，该电动机再与一驱动桥机械连接，另，所述发动机又与一发电机机械连接，该发动机则通过发电控制器与蓄电池组电气连接，此外，所述电动机还通过一驱动控制器与所述蓄电池组电气连接”，其不足之处是：要求电动机转矩大，电动机体积大、重量大，也使系统成本高，否则整车低速动力性不佳，如果采用大减速比的驱动桥解决该问题，整车最高车速又将收到限制，发电机未被用于驱动，电驱动效率难于最优化，在车辆行驶过程中，不能实现对发动机的调速优化控制，系统能量效率难于进一步提高；由于电动机的转矩限制，难于满足不同地域的使用要求；由于该系统并联驱动时无法对发动机转速进行调节，使该系统主要适用于城市车辆。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其具有更好的与现有车辆的技术继承性以及整车动力性、燃油经济性和低排放的特点，具有无级变速功能等，具有适应全地域、多用途应用要求的特点，解决现有同类技术驱动力不足、坡道起步能力不足、应用局限性大、系统体积大和成本高、无法实现对发动机无级调速以及因机电部件制造困难而难于批量产业化的问题，实现了高性能、低开发成本、低系统成本、适应性强、易于规模产业化实现的有机结合。

根据本发明的一个方面，提供一种多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统包括第一电机、行星齿轮系、第二电机、换档装置、传动链、减速差速器、储能装置和电机控制装置，行星齿轮系包括齿圈、行星架、太阳轮，第一电机的转子与行星齿轮系的齿圈相连接，第二电机的转子分别与行星齿轮系的太阳轮、传动链的输入端相连接，换档装置与减速差速器的输入端相连接并实现行星齿轮系的行星架、传动链的输出端到减速差速器的动力传递控制，减速差速器的输出端与二个车轮通过二个半轴相连接，电机控制装置与储能装置相连接并进行电能传递，电机控制装置还分别与第一电机、第二电机相连接并输出控制指令。

优选地，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统还包括发动机和离合器，发动机的曲轴输出端与离合器的输入端相连接，第一电机的转子还与离合器的输出端连接，从而实现二档多模无级变速混联式混合动力系统。

优选地，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统还包括制动锁止装置，制动锁止装置的一端与行星齿轮系的太阳轮或与第二电机的转子或与第二电机的转子相连接的部件相连接，制动锁止装置的另一端与壳体相连接。

优选地，所述发动机的曲轴输出端设有起动马达，该起动马达通过与曲轴输出端连接的启动齿圈和发动机的曲轴输出端相连接并实现在系统故障、低温等特定条件下起动发动机。

优选地，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统设置有混合动力系统控制装置，混合动力系统控制装置用于对所述发动机、所述电机控制装置、所述储能装置、所述离合器、所述换档装置、所述制动锁止装置进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测；该混合动力系统控制装置独立设置或将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

优选地，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统设置有纯电驱动控制装置，用于对所述电机控制装置、所述储能装置、所述换挡装置、所述制动锁止装置进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测；该纯电驱动控制装置独立设置或将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

优选地，所述行星齿轮系为具有三个动力传递端的单排行星齿轮系、多排耦合行星齿轮系或包含行星齿轮系和传动链的行星齿轮传动复合装置。

优选地，所述电机控制装置包含第一电机驱动控制功能和第二电机驱动控制功能，且为一体化结构或分体式独立结构。

优选地，所述传动链为齿轮传动结构、链传动结构、复合传动链结构或传动速比为一的直接连接结构。

优选地，所述储能装置为动力蓄电池、超级电容、飞轮电池、动力蓄电池与超级电容的复合电源或设有外接充电装置的储能电源装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明取消了变速器，实现了二档自动切换并在各档时的无级变速，结构紧奏、易于模块化设计、改善了其整车搭载性，提高了驾驶的舒适性和降低了驾驶员劳动强度。

(2)在任何车速下，控制换挡装置实现第二电机转子与行星齿轮装置的第二动力传递端的动力传递，通过对第二电机的调速控制，可实现发动机、第一电机工作在最佳系统效率的转速点，实现对发动机或第一电机的无级变速控制，将显著提高系统混合驱动、纯电驱动时的效率。

(3)低成本和高动力性、高性能价格比。本发明巧妙地解决了同类双电机混联系统对主驱电机特大转矩需求以及由于动力总成太长而使整车集成应用困难等重大技术瓶颈；通过传动链对第二电机的减速增矩、双电机无级变速纯电驱动模式、传动链和行星齿轮系的行星架与减速差速装置的动力传递控制、行星齿轮装置的太阳轮的制动锁止连接控制，实现了电机小型高速化、总成小型化、二档速比控制以及各档速比下的无级变速，还可实现发动机直接驱动模式以实现跛行回家等功能，降低了对电机的驱动转矩要求，使系统重量、尺寸、成本大幅度减小，电机效率、功率密度、容错能力显著提高。在达到了燃油车辆相当的动力性的同时，对电机转矩要求却可减小60％～70％。例如，对于城市客车，采用柴油机作唯一动力源时，车辆的减速差速器的输入转矩可达6000Nm、起步转矩可达3500Nm。满足3500Nm～6000Nm转矩要求的电机体积大、重量大、成本极高，因此现有技术通常采用1600Nm至2500Nm的电机，不仅成本高，而且整车低速动力性还极为不佳，利用本发明所述二档多模无级变速混联式混合动力系统，可以这样配置：第一电机转矩700Nm、第二电机转矩800Nm、发动机转矩800Nm、传动链的减速比为4.5，即可满足车辆驱动转矩要求，从而基于本发明系统的车辆对不同地理环境和道路条件均适用。

(4)易于产业化实现，本发明取消了变速器和缓速器，第二电机的大功率大转矩要求大幅度降低，可基于现有车辆的换档机构、离合器、传动齿轮等成熟零部件及其工作模式，从而降低了开发难度、易于产业化实现。

(5)高可靠性、低维修成本。采用可控自动离合装置，减小了离合装置结合与分离的频次，并实现了离合装置小滑差或无滑差结合，最大程度地避免了离合装置的磨损损坏，降低维护成本。另外，可实现的串联混合运行模式，降低了对储能装置的大功率运行要求，由于储能装置在混合动力系统和纯电动力系统中是故障率和成本比例都较高的部件，因此进一步降低了系统成本和维护成本。离合装置采用离合器，还避免了传动系统对发动机轴系的扭转振动的不利影响，也避免了发动机散热对第一电机的不利影响。通过设置起动马达，可以在低温和电驱动系统故障情况为发动机提供一个备用的起动途径，可避免储能装置的低温使用损坏。通过无级变速，可降低电机转速，优化电机效率的同时提高电机的可靠性、延长其寿命。

(6)混合动力与纯电驱动共平台。本发明混合动力系统可方便变型为新型的串联、并联无级变速混合动力系统，以及plug-in多模无级变速混联、plug-in串联、plug-in双模无级变速并联等混合动力系统。保持离合装置结合，固定换挡装置的结合套在单电机纯电动模式时的位置，即为典型的串联混合动力系统；取消第一电机，即可形成典型的无级变速并联混合动力系统；加入外接充电系统，就是各类典型的Plug-in混合动力系统。本发明中，电驱动系统已能满足同类车纯电驱动的要求，因此：通过扩大储能装置储能量、取消发动机系统和离合装置，即为纯电动动力系统，其无级变速功能可显著提高纯电驱动效率、二档自动切换可显著提高纯电驱动的车辆动力性。

(7)与国际上著名同类产品相比，节能率更高、性能价格比更高，更具有市场竞争优势、更易于产业化实现。本发明的系统具有多模驱动能力，包括单电机无级变速纯电驱动、双电机无级变速纯电驱动、串联混合驱动和混联无级变速混合驱动等四种驱动模式，通过对第一电机和第二电机运行转速的控制和转矩的分配，提高了系统的驱动效率、制动能量再生效率，实现了混合动力系统的全部运行模式，实现了多模无级变速纯电驱动模式，可适用于各种路况、不同地域，模式控制比现有的技术更加灵活，使应用本发明的混合动力车辆、纯电驱动车辆的动力性、能量经济性和有害排放达到了综合最佳，显著优于串联系统、并联系统和现有的混联系统以及现有的单电机或双电机直驱纯电动力系统。

(8)应用本发明的混合动力车辆的节油率可达45％以上，相对于串联和并联混合动力系统，节油率分别可提高25％和20％，相对于基于日本丰田和美国通用汽车公司的行星齿轮机构混合动力系统构型，节油率可提高约3～5％，动力性和驾驶平顺性优于现有燃油车辆、驾驶员劳动强度显著降低，性能价格比高于现有技术30％。由于本发明系统的二档多模无级变速特点，本发明的混合动力系统可用于不同地域的城市车辆，对长途运输车辆也将具有20％以上的节油率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统(实施例一，多用途适应的二档四模无级变速混联式混合动力系统)的结构示意图。

图2为本发明实施例一的混合动力系统控制装置的外部电气连接示意图。

图3为本发明实施例一的混合动力系统控制装置的方框图。

图4为本发明实施例一的混合动力系统控制流程图。

图5为本发明多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统(实施例二，多用途适应的二档五模无级变速混联式混合动力系统)的结构示意图。

图6为本发明多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统(实施例三，双模双电机纯电动力系统)的结构示意图。

图7为本发明多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统(实施例四，三模双电机纯电动力系统)的结构示意图。

图8是本发明的实施例一至实施例四的无级调速原理图。

图4中，SOC为储能装置荷电状态，SOCeL为纯电驱动的SOC下限，TbatL为储能系统要求的工作温度下限，TorqH为单电机纯电驱动模式的车辆需求扭矩下限,Vm1H为单电机纯电驱动模式的车速上限,SOCLL为储能系统SOC极低的限值,Time_i为当前运行模式的持续时间，Time_min为模式切换的最小时间间隔，EFFe1、EFFe2、EFFs、EFFf分别为系统如按单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、串联驱动模式、混联驱动模式估计的系统效率，一档位置为移动换挡装置6的结合套将换档装置6的第二传动部件62与传动链7的输出端72相结合后的位置，二档位置为移动换挡装置6的结合套将换档装置6的第二传动部件62与其第一传动部件61相结合后的位置，空挡位置为换档装置6的第二传动部件62既不与其第一传动部件61相结合、也不与传动链7的输出端72的位置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，本发明多用途适应的二档四模无级变速混联式混合动力系统(实施例一)包括：发动机1、离合器2、第一电机3、行星齿轮系4、第二电机5、换档装置6、传动链7、减速差速器8、储能装置11和电机控制装置12，其中，行星齿轮系4包括齿圈41、行星架42、太阳轮43，发动机1的曲轴输出端与离合器2的输入端相连接，第一电机3的转子分别与离合器2的输出端、行星齿轮系4的齿圈41相连接，第二电机5的转子分别与行星齿轮系的太阳轮43、传动链7的输入端71相连接，换档装置6与减速差速器8的输入端相连接并实现行星齿轮系4的行星架42、传动链的输出端72到减速差速器8的动力传递控制，减速差速器8的输出端与二个车轮10通过二个半轴9相连接，电机控制装置12与储能装置11相连接并进行电能传递，电机控制装置12还分别与第一电机3、第二电机5相连接并输出控制指令。

其中，所述离合器2为电控干式离合器。所述行星齿轮系4为具有三个动力传递端的单排行星齿轮系、多排耦合行星齿轮系或包含行星齿轮系和传动链的行星齿轮传动复合装置。所述传动链为齿轮传动结构、链传动结构、复合传动链结构或传动速比为一的直接连接结构。所述储能装置11为动力蓄电池、超级电容、飞轮电池、动力蓄电池与超级电容的复合电源或设有外接充电装置的储能电源装置。

所述发动机1的曲轴输出端设有起动马达13，该起动马达通过与曲轴输出端连接的启动齿圈和发动机1的曲轴输出端相连接并实现在系统故障、低温等特定条件下起动发动机1。

所述电机控制装置12包含第一电机驱动控制功能和第二电机驱动控制功能，且为一体化结构或分体式独立结构，还可包含如DC/DC、电动转向、电控空调等其它控制功能。

所述二档四模无级变速混联式混合动力系统中设置有混合动力系统控制装置。参照图2，该混合动力系统控制装置与点火钥匙开关、12V/24V辅助电源、加速踏板、制动踏板、变速手柄、车速传感器、所述发动机1、所述电机控制装置12、所述储能装置11、所述离合器2、所述换挡装置6电气连接，还可与车辆配置的附件系统如DC/DC、充电器、电动转向系统、电动空调系统、ABS制动系统、电机热管理系统等电气连接。参照图3，该混合动力系统控制装置包括电源处理、信号输入处理、诊断保护、通讯接口、输出信号处理放大、运算与存储等电路,和用于对所述发动机1、所述电机控制装置12、所述储能装置11、所述离合器2、所述换档装置6进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测等软件，该混合动力系统控制装置可独立设置，亦可将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

本实施例的工作过程和工作原理为：

(1)系统参数设置：发动机1的功率、第一电机3的功率≥车辆运行工况所需的平均功率。第二电机5的功率≥车辆运行工况所需的功率。第一电机3的峰值转矩≥起动发动机1要求的转矩，第二电机5的峰值转矩×传动链7的传动速比≥车辆动力性指标要求的最大转矩。储能装置11的功率≥第一电机3的最大功率+第二电机5的最大功率。

(2)无级调速原理：如图8所示，根据行星齿轮系4的齿圈41、太阳轮43和行星架42之间的转速关系式，在任意的车速(对应任意的减速差速器8的输入端的转速)下，通过控制第二电机5的转速，即可将行星齿轮系4的齿圈41的转速调节在任意期望的转速。当离合器2处于接通状态时，行星齿轮系4的齿圈41的转速也就是发动机1的转速。所以，在任意车速下，通过控制第二电机5的转速即可对发动机1或第一电机3实现无级调速，使其在最佳转速下运行，实现系统的节能减排的最优化。

(3)四模运行原理：

(31)单电机纯电动模式如下：控制换档装置6的结合套，将换档装置6的第二传动部件62与传动链7的输出端72相结合(即一档位置)后，行星齿轮系4的行星架42处于自由空转状态，第二电机5通过传动链7与减速差速器8的输入端之间进行动力传递。

(32)双电机纯电动模式如下：控制离合器2处于断开状态，控制换档装置6的结合套向另一方向移动，将换档装置6的第二传动部件62与其第一传动部件61相结合(即二档位置)，由于行星齿轮系4的行星架42与换档装置6的第一传动部件61相连接，因此传动链7自由空转，第一电机3与行星齿轮系4的齿圈41进行动力传递，第二电机5与行星齿轮系4的太阳轮43进行动力传递，经行星齿轮系4耦合到行星齿轮系4的行星架42，进而经换档装置6与减速差速器8的输入端进行动力传递。

(33)串联混合驱动模式如下：使离合器2结合，换档装置6的结合套到上述单电机纯电动模式时的位置，并对第二电机5进行电动/发电模式控制，第一电机3通过离合器2与发动机1的曲轴输出端间进行动力传递并按发电模式运行。串联时，发动机与车轮间没有机械传动；混联时可以机械传动。

(34)混联混合驱动模式如下：使离合器2结合，换档装置6的结合套到双电机纯电动模式时的位置，发动机1、第一电机3与行星齿轮系4的齿圈41进行动力传递，第二电机5与行星齿轮系4的太阳轮43进行动力传递并对发动机1进行无级调速，使发动机1、第一电机3和第二电机4在系统能耗排放最佳点运行。根据第一电机3和第二电机5的运行状态，还可进一步实现单电机并联驱动模式、双电机并联驱动模式、一个电机发电另一电机电动的混联驱动模式等子模式。

该实施例1的四模运行的具体实现见下表1：

表1

(4)第一电机3、第二电机5分别通过电路与电机控制装置12、储能装置11进行电能传递。第一电机3按电动方式运行时需要的电能由储能装置11提供，按发电方式运行时发出的电能由储能装置11或/和第二电机5接收。第二电机5按电动方式运行时需要的电能由储能装置11或/和第一电机3提供，按发电方式运行时发出的电能亦由储能装置11或/和第二电机3接收。

(5)在发动机1、第一电机3、第二电机5等全部动力部件与车轮10之间的动力传递链中，取消现有内燃机汽车的变速器和缓速器，可实现真正的无级调速。即，不仅在纯电动模式和串联驱动下实现了无级变速，而且在混联驱动模式下也实现了对发动机1的无级变速。

(6)发动机1可按停机、运行等两种方式工作，第一电机3可按停机/空转、发电、电动等三种方式工作，第二电机5也可按停机/空转、发电、电动等三种方式工作，离合器2可按结合、分离等两种方式工作，换档装置6具有两种位置以选择传动链7的输出端72或与行星齿轮系4的行星架42相连接的换挡装置6的第一传动部件61相连接。参照图4，为本实施例一的系统控制流程。可实现全部混合动力系统的运行模式：发动机怠速停机/快速起动、无级变速单电机纯电驱动、无级变速双电机纯电驱动、无级变速串联驱动、无级变速并联驱动、无级变速行车充电混合驱动、再生制动能量回馈、停车充电等全部混合动力系统的运行模式。

实施例二

如图5所示，本实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：多用途适应的二档五模无级变速混联式混合动力系统为进一步实现发动机1直接驱动模式，还包括制动锁止装置14，制动锁止装置14用于对行星齿轮系4的太阳轮43进行制动锁止、制动锁止解除的控制，制动锁止装置14的一端与行星齿轮系4的太阳轮43或与第二电机5的转子或与第二电机5的转子相连接的部件相连接，制动锁止装置14的另一端与壳体相连接。本实施例二中设置有混合动力系统控制装置，包括信号采样、信息通讯、指令输出控制、电源、运算、诊断保护等电路和用于对所述发动机1、所述电机控制装置12、所述储能装置11、所述离合器2、所述换档装置6、所述制动锁止装置14进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测等软件，该混合动力系统控制装置可独立设置，亦可将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

发动机1直接驱动模式的实现原理：当第一电机3或/和第二电机5或/和电机控制装置12或/和储能装置11发生故障或/和发动机单独驱动效率最高时，设置于系统中的控制装置控制制动锁止装置14处于制动锁止位置，使行星齿轮系4的太阳轮43被锁止固定。控制换档装置6的结合套与第一传动部件61结合后，根据行星齿轮系的工作原理，可实现如下动力传递路径：(1)当离合器2被控制在结合位置时的动力传递路径为发动机1←-→离合器2←-→第一电机3←-→行星齿轮系4的齿圈41和行星架42←-→换挡装置6←-→减速差速器8←-→车轮，从而实现发动机1直接驱动模式；(2)当离合器2被控制在分离位置时的动力传递路径为第一电机3←-→行星齿轮系4的齿圈41和行星架42←-→换挡装置6←-→减速差速器8←-→车轮10，从而实现第一电机3单独驱动模式。

其它的部件连接、工作过程、系统运行模式和基本控制策略同实施例一，在此不再赘述。

实施例三

如图6所示，本实施例三是通过取消实例一中的发动机1、离合器2及离合器2与第一电机3之间的连接来实现的。具有实施例一中的单电机纯电驱动模式和双电机纯电驱动模式，其有益效果是：(1)避免第二电机5长时间高速运行，可提高系统的可靠性；(2)通过行星齿轮系4的耦合和无级变速，可实现第一电机3和第二电机5的运行总效率最优化；(3)由于二档模式切换，第一电机1、第二电机5采用较小的转矩，亦可实现与常规车相当的动力性。本实施例三设置有纯电驱动控制装置，用于对所述电机控制装置12、所述储能装置11、所述换挡装置6进行协调控制以及整车控制、充电管理、故障诊断、容错控制、数据管理通讯等，该纯电驱动控制装置可独立设置，亦可将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

其它的部件连接、工作过程、系统运行模式和基本控制策略同实施例一，在此不再赘述。

实施例四

如图7所示，本实施例四是通过取消实例二中的发动机1和离合器2及离合器2与第一电机3之间的连接来实现的。具有实施例1中的单电机纯电驱动模式和双电机纯电驱动模式，还具有实施例二中的第一电机3单独驱动模式，其有益效果是：在实施例3的基础上，通过实现第一电机3单独驱动模式，可进一步提高系统的容错能力，即在第二电机5故障情况下，车辆仍可由第一电机3单独驱动。本实施例四设置有纯电驱动控制装置，纯电驱动控制装置包括信号采样、信息通讯、指令输出控制、电源、运算、诊断保护等电路和所述电机控制装置12、所述储能装置11、所述换挡装置6、所述制动锁止装置14进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、充电管理、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测等的软件，该纯电驱动控制装置可独立设置，亦可将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

其它的部件连接、工作过程、系统运行模式和基本控制策略同实施例二，在此不再赘述。

本发明具有更好的与现有车辆的技术继承性以及整车动力性、燃油经济性和低排放的特点，具有无级变速功能、混联系统功能等，具有适应全地域、多用途应用要求的特点，解决现有同类技术驱动力不足、坡道起步能力不足、应用局限性大、系统体积大和成本高、无法实现对发动机无级调速以及因机电部件制造困难而难于批量产业化的问题，实现了高性能、低开发成本、低系统成本、适应性强、易于规模产业化实现的有机结合。本发明多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统可以应用在纯电动车辆、混合动力车辆中。应用本发明的纯电动车辆，相对于单电机或双电机直驱纯电驱动车辆，电能消耗可降低10％以上。应用于混合动力车辆，节油率可达45％以上。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统包括第一电机、行星齿轮系、第二电机、换档装置、传动链、减速差速器、储能装置和电机控制装置，行星齿轮系包括齿圈、行星架、太阳轮，第一电机的转子与行星齿轮系的齿圈相连接，第二电机的转子分别与行星齿轮系的太阳轮、传动链的输入端相连接，换档装置与减速差速器的输入端相连接并实现行星齿轮系的行星架、传动链的输出端到减速差速器的动力传递控制，减速差速器的输出端与二个车轮通过二个半轴相连接，电机控制装置与储能装置相连接并进行电能传递，电机控制装置还分别与第一电机、第二电机相连接并输出控制指令。

2.根据权利要求1所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统还包括发动机和离合器，发动机的曲轴输出端与离合器的输入端相连接，第一电机的转子还与离合器的输出端连接,以此实现的二档多模无级变速混联式混合动力系统。

3.根据权利要求1或2所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统还包括制动锁止装置，制动锁止装置的一端与行星齿轮系的太阳轮或与第二电机的转子或与第二电机的转子相连接的部件相连接，制动锁止装置的另一端与壳体相连接。

4.根据权利要求2所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述发动机的曲轴输出端设有起动马达，该起动马达通过与曲轴输出端连接的启动齿圈和发动机的曲轴输出端相连接并实现在系统故障、低温等特定条件下起动发动机。

5.根据权利要求2所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统设置有混合动力系统控制装置，混合动力系统控制装置用于对所述发动机、所述电机控制装置、所述储能装置、所述离合器、所述换档装置、所述制动锁止装置进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测；该混合动力系统控制装置独立设置或将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

6.根据权利要求2所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统设置有纯电驱动控制装置，用于对所述电机控制装置、所述储能装置、所述换挡装置、所述制动锁止装置进行协调控制以及整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测；该纯电驱动控制装置独立设置或将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。

7.根据权利要求1所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述行星齿轮系为具有三个动力传递端的单排行星齿轮系、多排耦合行星齿轮系或包含行星齿轮系和传动链的行星齿轮传动复合装置。

8.根据权利要求1所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述电机控制装置包含第一电机驱动控制功能和第二电机驱动控制功能，且为一体化结构或分体式独立结构。

9.根据权利要求1所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述传动链为齿轮传动结构、链传动结构、复合传动链结构或传动速比为一的直接连接结构。

10.根据权利要求1所述多用途适应的二档多模无级变速电传一体化动力系统，其特征在于，所述储能装置为动力蓄电池、超级电容、飞轮电池、动力蓄电池与超级电容的复合电源或设有外接充电装置的储能电源装置。