CN105667294A

CN105667294A - 一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置

Info

Publication number: CN105667294A
Application number: CN201610121126.3A
Authority: CN
Inventors: 韩兵; 钟发平; 王延芸; 张彤
Original assignee: Corun Hybrid Power Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Dingsheng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2036-03-03
Also published as: CN105667294B

Abstract

本发明提供了一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，包括小电机(EM1)、大电机(EM2)及两个单行星排组成的行星齿轮动力耦合机构和两级减速齿轮系，并设有第一制动器(B1)、第二制动器(B2)、第一离合器(C0)、第二离合器(C1)、第三离合器(C2)，以实现多种纯电动驱动模式和混合动力驱动模式。在纯电动驱动时，离合器C0打开将发动机脱离，依靠控制制动器B1、B2闭合或打开实现三个挡位的纯电动驱动模式。离合器C0闭合时发动机参与工作进入混合动力驱动模式，通过协调控制B1、B2、C1、C2实现多个固定转动比的混合动力驱动和动力分流驱动模式。本发明具有传动效率高、扭矩输出能力强等优势，适用于插电式混合动力汽车的动力耦合与传动。

Description

一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置

技术领域

本发明涉及一种汽车用传动装置，特别涉及一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置。

背景技术

为了应对能源安全、大气污染等问题，各大汽车公司都在积极采取应对措施，主要集中在内燃机系统的改进、新能源驱动系统开发。在技术上比较成熟的混合动力系统以及在此基础上发展而来的插电混合动力系统，都成为现阶段解决汽车能耗和环境污染的可行技术方案，并且具有广阔的市场前景。

目前已经大批量生产的混合动力系统都属于深度混合动力系统，具有代表性的产品是丰田公司1997年推出的首款单行星排混合动力车型PRIUS。该车型采用行星齿轮机构作为动力耦合装置，结构紧凑、占用空间小，是比较理想的混合动力方案。但是对于更加侧重纯电动行驶的插电混合动力系统来说，该方案还存在一定的不足。比如发动机的扭矩需要由与太阳轮连接的小电机平衡，即增大发动机就需要提高小电机的扭矩要求，该系统的结构特点限制了其匹配能力。在纯电动行驶时，该系统只能实现单一挡位的纯电动模式，无法对电机工作状态进行优化。因此丰田系统在用于插电混合动力系统时，还有较大地提升空间。

发明内容

本发明旨在提供一种可以实现高效传动和大扭矩输出的用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置。

本发明通过以下方案实现：

一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，包括小电机EM1、大电机EM2、第一离合器C0、差速器、输入轴、输出轴，还包括第一单行星排PG1、第二单行星排PG2、第一制动器B1、第二制动器B2、第一减速齿轮Z1、第二减速齿轮Z2、第三减速齿轮Z3，所述第一单行星排包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架PC1和第一外齿圈R1，所述第二单行星排PG2包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架PC2和第二外齿圈R2，所述第一单行星排PG1与第二单行星排PG2并排放置构成行星齿轮动力耦合机构，所述第一单行星排的第一行星架PC1与所述第二单行星排的第二外齿圈R2相连接构成第一轴，所述第一单行星排的第一外齿圈R1与所述第二单行星排的第二行星架PC2相连接构成第二轴，在第二轴上安装第一减速齿轮Z1，第二减速齿轮Z2与第三减速齿轮Z3通过第一转轴相连接，所述第一减速齿轮Z1与第二减速齿轮Z2相啮合形成第一级减速齿轮系，所述第三减速齿轮Z3与安装在差速器壳体上的第四减速齿轮Z4相啮合形成第二级减速齿轮系；所述差速器连接输出轴；所述第一单行星排的第一太阳轮S1与所述小电机EM1的转子轴连接，所述第二单行星排的第二太阳轮S2与所述大电机EM2的转子轴连接；第一制动器B1的一端固定在变速箱壳体上，其另一端通过第二转轴与第一离合器C0的一边相连接，第一离合器C0的另一边连接在输入轴上，输入轴通过飞轮减震器FW与发动机的输出轴连接；所述第二制动器B2一端固定在变速箱壳体上，其另一端与小电机EM1的转子轴连接。

为更好的获得大扭矩输出，还包括第二离合器C1，所述第二离合器C1的一边与大电机EM2的转子轴相连接，其另一边与输入轴相连接。

进一步地，还包括第三离合器C2，所述第三离合器C2为爪形结构，所述第三离合器C2分别与所述小电机EM1的转子轴、第二转轴、第一轴相连接。在第三离合器C2不作动状态下，爪形结构将第二转轴和第一轴连接在一起；在第三离合器C2作动状态下，爪形结构将连接第二转轴和小电机EM1的转子轴。在第三离合器C2作动时，闭合第一离合器C0和第一制动器B1，发动机将通过小电机EM1的转子轴与行星齿轮耦合机构连接，实现车辆的混合动力倒车模式。

进一步地，在与性能相匹配的发动机装配时，所述发动机、小电机、行星齿轮动力耦合机构、大电机依次同轴排列放置，并且行星齿轮动力机构的动力输出布置在小电机和大电机之间，行星齿轮动力机构的动力输出通过减速齿轮系经差速器传递至输出轴。其中发动机的扭矩转速要和大电机、小电机的转速扭矩相匹配，才能使得整个系统性能最优。

插电式混合动力系统更加强调纯电动行驶的能力，第一离合器C0、第二离合器C1设计成常开类型，在默认状态下就与发动机断开。

根据现有技术可知，单行星排一般都包括太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈，行星轮安装在行星架上，行星轮分别和太阳轮和外齿圈相啮合。具体至本发明中，第一单行星排PG1中各部件之间的连接关系为：第一行星轮P1安装在第一行星架PC1上，第一行星轮P1分别和第一太阳轮S1和第一外齿圈R1相啮合；第二单行星排PG2中各部件之间的连接关系为：第二行星轮P2安装在第二行星架PC2上，第二行星轮P2分别和第二太阳轮S2和第二外齿圈R2相啮合。

本发明的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，其动力由差速器传递至车轮从而驱动车辆行驶。在输入轴与第二转轴之间设置第一离合器C0，在输入轴和大电机EM2的转子轴之间设置了第二离合器C1。在混合动力模式下闭合第二离合器C1实现发动机与大电机EM2同轴，传动装置将以固定传动比并联模式输出大扭矩。在第二转轴上设置第一制动器B1，在小电机EM1的转子轴上设有第二制动器B2。在混合动力模式时，闭合第二制动器B2能够锁止小电机EM1，提高传动装置的传动效率。

本发明的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，采用的双电机中的小电机EM1主要起发电作用和启动发动机的功能，而大电机EM2主要起驱动作用，所采用的动力耦合装置为由第一单行星排与第二单行星排并排放置构成的行星齿轮动力耦合机构，第一单行星排和第二单行星排之间的传动比设置不受彼此制约，结构设计更加灵活，同时单行星排的结构简单更有利于降低齿轮传动噪声。本发明通过对小电机EM1和大电机EM2的精确控制，使发动机始终处于高效率和低排放的工作状态。

本发明的一种用于前驱插电式电动车辆的传动装置，第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C0、第二离合器C1为常见的多片湿式换挡元件，第三离合器C2采用爪形结构离合器。在大多数情况下，第三离合器C2处于不作动状态下，连接第二转轴和第一轴，由于采用爪形连接方式，避免液压系统持续提供高压油，降低了能量消耗。

在汽车以纯电动模式行驶时，第一离合器C0和第二离合器C1同时打开将发动机脱离，闭合第一制动器B1，采用电机EM1和电机EM2同时驱动可以实现第一挡位固定传动比驱动；闭合第二制动器B2，单独采用电机EM2驱动实现第二挡位固定传动比驱动。在第一制动器B1和第二制动器B2都打开时，通过对大电机、小电机的转速控制实现汽车纯电动模式下的无级变速，即定义为第三挡位纯电动驱动模式。

在汽车以混合动力经济模式行驶时，第一离合器C0闭合，发动机参与工作，车辆以动力分流模式行驶，此时发动机一部分功率通过机械传动传递至输出轴齿轮，一部分功率通过电功率路径传递至输出轴齿轮，实现对发动机工作状态的持续优化和无级变速功能，即E-CVT功能。在车速较高时，小电机EM1需要控制在零转速附近以调节发动机的工作状态，此时小电机EM1效率很低。本发明中通过设于小电机EM1轴上的第二制动器B2将小电机EM1锁止，避免了小电机EM1工作在低效率区间，提高了传动装置的传动效率。

在汽车以混合动力运动模式行驶时，整车需要大扭矩输出满足动力性要求，此时可以协调控制第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C0和第二离合器C1实现多个固定传动比的混合动力驱动模式。同时闭合制动器B1和离合器C1，发动机和大电机EM2将同轴传动，为第一挡位混合动力驱动模式，仅采用发动机和大电机EM2驱动就可以获得足够的驱动扭矩。

在车速较高需要大扭矩输出时，比如高速超车工况，此时闭合第二制动器B2和第二离合器C1。

当第一离合器C0和第二离合器C1同时闭合时，行星齿轮动力耦合机构所有元件同转速转动，机械传动效率达到最高，实现直接挡位驱动。

在倒车时，优先使用纯电动模式，闭合第一制动器B1，通过大电机EM2或小电机EM1或大电机、小电机同时驱动实现倒车行驶。当电池电量不足时，第二离合器C2作动，同时闭合离合器C0将发动机连接到小电机EM1转子轴上，实现混合动力倒车模式。

本发明的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1.实现三个挡位的纯电动驱动模式，既可以满足纯电动驱动的车速要求，也可以满足纯电动行驶的动力性需求；采用大电机、小电机两个电机同时驱动时可以对电机工作点进行优化控制，提高动力系统效率。

2.采用动力分流驱动模式作为混动状态的主要工作模式，能够保证整车良好的燃油经济性；同时设计多个固定传动比模式，更好地满足动力性驾驶需求。各制动器、离合器还可以模块设计，根据产品定位进行选配，方便实现系列化产品开发。

附图说明

图1：用于前驱插电式电动车辆的传动装置的整体结构示意图

图2(a)：第一挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图

图2(b)：第二挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图

图2(c)：第三挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图

图3(a)：第一挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图

图3(b)：第二挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图

图3(c)：第三挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图

图3(d)：第四挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图

图3(e)：第五挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图

图4：混合动力倒车模式的等效杠杆图

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

实施例1

一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，如图1所示，包括小电机EM1、大电机EM2、第一离合器C0、第二离合器C1、第三离合器C2、差速器1、输入轴2、输出轴3、第一单行星排PG1、第二单行星排PG2、第一制动器B1、第二制动器B2、第一减速齿轮Z1、第二减速齿轮Z2、第三减速齿轮Z3，本实施例中的第一离合器C0、第一离合器C1为常开类型离合器；第一单行星排PG1包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架PC1和第一外齿圈R1，第一行星轮P1安装在第一行星架PC1上，第一行星轮P1分别和第一太阳轮S1和第一外齿圈R1相啮合；第二单行星排PG2包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架PC2和第二外齿圈R2，第二行星轮P2安装在第二行星架PC2上，第二行星轮P2分别和第二太阳轮S2和第二外齿圈R2相啮合；第一单行星排PG1与第二单行星排PG2并排放置构成行星齿轮动力耦合机构4，第一单行星排PG1的第一行星架PC1与第二单行星排PG2的第二外齿圈R2相连接构成第一轴5，第一单行星排PG1的第一外齿圈R1与第二单行星排PG2的第二行星架PC2相连接构成第二轴6，在第二轴6上安装第一减速齿轮Z1，第二减速齿轮Z2与第三减速齿轮Z3通过第一转轴7相连接，第一减速齿轮Z1与第二减速齿轮Z2相啮合形成第一级减速齿轮系12，第三减速齿轮Z3与安装在差速器1壳体上的第四减速齿轮Z4相啮合形成第二级减速齿轮系13；差速器1连接输出轴3；第一单行星排PG1的第一太阳轮S1与小电机EM1的转子轴8连接，第二单行星排PG2的第二太阳轮S2与大电机EM2的转子轴9连接；第一制动器B1的一端固定在变速箱壳体10上，其另一端通过第二转轴11与第一离合器C0的一边相连接，第一离合器C0的另一边连接在输入轴2上，输入轴2通过飞轮减震器FW与发动机ICE的输出轴连接；第二制动器B2一端固定在变速箱壳体10上，其另一端与小电机EM1的转子轴8连接；第二离合器C1的一边与大电机EM2的转子轴9相连接，其另一边与输入轴2相连接；第三离合器C2为爪形结构，第三离合器C2分别与小电机EM1的转子轴8、第二转轴11、第一轴5相连接。在第三离合器C2不作动状态下，爪形结构将第二转轴11和第一轴5连接在一起；在第三离合器C2作动状态下，爪形结构将连接第二转轴11和小电机EM1的转子轴8。本实施例的传动装置与发动机连接在一起后，发动机ICE、小电机EM1、行星齿轮动力耦合机构4、大电机EM2依次同轴排列放置。

本发明采用的动力耦合装置为由第一单行星排与第二单行星排并排放置构成的行星齿轮动力耦合机构，发动机ICE、小电机EM1、大电机EM2三个动力源输入的转矩耦合后传递到减速齿轮，并通过差速器经输出轴传递到车轮。车辆在实际行驶过程中，各动力源与各换挡元件(离合器、制动器)组合使用将产生多种不同的工作模式。下面将对汽车纯电动驱动和混合动力驱动下的工作过程进行描述。

纯电动驱动模式下，该传动装置可以实现三种工作模式，分别为第一挡位纯电动驱动模式EV-1、第二挡位纯电动驱动模式EV-2、第三挡位纯电动驱动模式EV-3，各工作模式和换挡元件之间的控制关系如表1所示，其中〇表示打开状态，第三离合器C2对应为不作动状态；●表示闭合状态，第三离合器C2对应为作动状态。

表1传动装置各工作模式和换挡元件之间的控制关系

当第一制动器B1闭合时，传动装置可以采用小电机EM1或大电机EM2单独驱动车辆行驶，当需要大扭矩输出时采用大电机EM2、小电机EM1同时驱动，此时为第一挡位纯电动驱动模式EV-1。第一挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图如图2(a)所示，图中T_EM1表示小电机EM1的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩，此时小电机EM1为负转速负扭矩，大电机EM2为正转速正扭矩，大电机、小电机两个电机的输出扭矩和车辆的行驶阻力对第一制动器B1提供的支点平衡，从而维持传动装置的状态稳定。两个电机同时驱动时车轮能够获得驱动扭矩为：

T_wheel＝[(-T_EM1)*(-t₁)+T_EM2*(-t₂+1)]*i_FD

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_EM1表示小电机EM1的扭矩；T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i₁为第一单行星排PG1传动比(数值等于第一外齿圈R1齿数与第一太阳轮S1齿数之比，该传动比为负值)；i₂为第二单行星排PG2传动比(数值等于第二外齿圈R2与第二太阳轮S2齿数之比，数值为负)；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

当第二制动器B2闭合时，小电机EM1被锁止，此时传动装置只能采用大电机EM2驱动，此时为第二挡位纯电动驱动模式EV-2。第二挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图如图2(b)所示，图中T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩，此时大电机EM2输出正扭矩与行驶阻力对第二制动器B2提供的支点平衡。此时车轮能够获得驱动扭矩为：

T_{w h e e l} = \frac{(- i_{1} - i_{2} + 1) * i_{F D} * T_{E M 2}}{- i_{1} + 1}

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i₁为第一单行星排PG1传动比(数值等于第一外齿圈R1齿数与第一太阳轮S1齿数之比，该传动比为负值)；i₂为第二单行星排PG2传动比(数值等于第二外齿圈R2与第二太阳轮S2齿数之比，数值为负)；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

当第一制动器B1、第二制动器B2和第一离合器C0、第二离合器C1、第三离合器C2都处于打开状态时，传动装置将同时控制小电机EM1和大电机EM2驱动车辆，大电机、小电机两个电机协调工作平衡行驶阻力，通过对大电机、小电机两个电机的转速控制实现车速的无级变化，此时为第三挡位纯电动驱动模式EV-3。第三挡位纯电动驱动模式的等效杠杆图如图2(c)所示，图中T_EM1表示小电机EM1的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩，此时小电机EM1、大电机EM2的转速大小决定了等效杠杆的不同位置，从而使得输出轴获得所需转速，实现无级变速。此时车轮能够获得驱动扭矩为：

T_wheel＝(T_EM1+T_EM2)*i_FD

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_EM1表示小电机EM1的扭矩；T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

混合动力驱动模式下，该传动装置可以实现六种工作模式，分别为第一挡位混合动力驱动模式HEV-1、第二挡位混合动力驱动模式HEV-2、第三挡位混合动力驱动模式HEV-3、第四挡位混合动力驱动模式HEV-4、第五挡位混合动力驱动模式HEV-5、混合动力倒车模式，各工作模式和换挡元件之间的控制关系如表2所示，其中〇表示打开状态，第三离合器C2对应为不作动状态；●表示闭合状态，第三离合器C2对应为作动状态。

表2传动装置各工作模式和换挡元件之间的控制关系

工作模式	B1	B2	C0	C1	C2
						HEV-1	●	〇	〇	●	〇
HEV-2	〇	●	〇	●	〇
						HEV-3	〇	〇	●	●	〇
HEV-4	〇	〇	●	〇	〇
						HEV-5	〇	●	●	〇	〇
混合动力倒车模式	●	〇	●	〇	●

在第一挡位混合动力驱动模式HEV-1时，第二离合器C1闭合，发动机ICE将通过大电机EM2的转子轴与行星齿轮动力耦合机构连接。发动机ICE和大电机EM2同时驱动车辆行驶就可以获得足够的驱动扭矩，小电机EM1处于空转状态。第一挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图如图3(a)所示，图中T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。该模式车轮能够获得的驱动扭矩为：

T_wheel＝(-i₂+1)*i_FD*(T_ICE+T_EM2)

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i₂为第二单行星排PG2传动比(数值等于第二外齿圈R2与第二太阳轮S2齿数之比，数值为负)；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。例如选择常用的行星齿轮传动比和主减速比，i₂＝-2、i_FD＝3.5，当发动机ICE和大电机EM2共同输出400Nm时，车轮就可以获得4200Nm的驱动扭矩。

在第二挡位混合动力驱动模式HEV-2时，第二制动器B2闭合，提供行星齿轮动力耦合机构的扭矩平衡支点，第二离合器C1闭合，发动机和大电机EM2同轴驱动车辆行驶。该驱动模式适合较高车速下的大扭矩输出，例如高速超车工况。第二挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图如图3(b)所示，图中T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。该模式车轮能够获得的驱动扭矩为：

T_{w h e e l} = \frac{(- i_{1} - i_{2} + 1) * i_{F D} * (T_{I C E} + T_{E M 2})}{- i_{1} + 1}

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i₁为第一单行星排PG1传动比(数值等于第一外齿圈R1齿数与第一太阳轮S1齿数之比，数值为负)；i₂为第二单行星排PG2传动比(数值等于第二外齿圈R2与第二太阳轮S2齿数之比，数值为负)；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

在第三挡位混合动力驱动模式HEV-3时，第一离合器C0和第二离合器C1同时闭合，此时行星齿轮动力耦合机构各元件保持相同转速，形成直接挡位，此时电机转速与输出轴转速相同，可以获得最高车速而不会导致大电机、小电机两个电机超出自身的转速范围。驱动采用发动机和大电机EM2驱动车辆，第三挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图如图3(c)所示，图中T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。该模式车轮能够获得的驱动扭矩为：

T_wheel＝(T_EM2+T_ICE)*i_FD

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

在第四挡位混合动力驱动模式HEV-4时，第一离合器C0闭合，传动装置以动力分流工作模式驱动车辆行驶，在该模式下可以通过控制小电机EM1和大电机EM2的转速，使发动机运行在最佳的工作区间，同时实现整车的无级变速功能，即E-CVT功能，该模式为该传动装置主要的混合动力工作模式。第四挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图如图3(d)所示，图中T_EM1表示小电机EM1的扭矩，T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。在动力分流模式工况下，整车可以实现无级变速，没有固定传动比；同时在该工作模式下行星齿轮动力耦合机构各轴扭矩(发动机T_ICE、小电机T_EM1、大电机T_EM2、负载扭矩T_L)除了满足行星齿轮各元件之间的扭矩关系外，还要保持系统的扭矩平衡。

传动装置采用第四挡位混合动力驱动模式HEV-4模式时，当车速较高时小电机EM1转速会接近零转速，导致小电机EM1功率极低，此时第二制动器B2闭合将小电机EM1锁止，从而提高该运行状态下的系统效率，该工作模式定义为第五挡位混合动力驱动模式HEV-5。第五挡位混合动力驱动模式的等效杠杆图如图3(e)所示，图中T_EM2表示大电机EM2的扭矩，T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。该模式车轮能够获得的驱动扭矩为：

T_{w h e e l} = (\frac{T_{E M 2} * (- i_{1} - i_{2} + 1) + T_{I C E} * (- i_{1})}{- i_{1} + 1}) * i_{E D}

在混合动力倒车模式时，第三离合器C2处于作动状态，同时闭合第一离合器C0和第一制动器B1，此时将发动机连接到小电机EM1的转子轴上。在倒车起步时，对第一离合器C0进行滑磨控制，此时需要对C0提供足够的冷却油。当达到一定倒车速度时，小电机EM1的转子轴转速达到发动机的稳定运行转速，第一离合器C0将完全闭合。混合动力倒车模式的等效杠杆图如图4所示，图中T_ICE表示发动机ICE的扭矩，T_L表示传递到第二轴上的车辆行驶阻力，图中箭头表示各轴上的扭矩，向上表示正扭矩，向下表示负扭矩。该模式车轮能够获得的驱动扭矩为：

T_wheel＝T_ECE*(-i₁)*i_FD

其中，T_wheel为车轮获得的驱动扭矩；T_ICE表示发动机ICE的扭矩；i₁为第一单行星排PG1传动比(数值等于第一外齿圈R1齿数与第一太阳轮S1齿数之比，数值为负)；i_FD为两级减速齿轮总的减速比。

Claims

1.一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，包括小电机(EM1)、大电机(EM2)、第一离合器(C0)、差速器、输入轴、输出轴，其特征在于：还包括第一单行星排(PG1)、第二单行星排(PG2)、第一制动器(B1)、第二制动器(B2)、第一减速齿轮(Z1)、第二减速齿轮(Z2)、第三减速齿轮(Z3)，所述第一单行星排包括第一太阳轮(S1)、第一行星轮(P1)、第一行星架(PC1)和第一外齿圈(R1)，所述第二单行星排(PG2)包括第二太阳轮(S2)、第二行星轮(P2)、第二行星架(PC2)和第二外齿圈(R2)，所述第一单行星排(PG1)与第二单行星排(PG2)并排放置构成行星齿轮动力耦合机构，所述第一单行星排的第一行星架(PC1)与所述第二单行星排的第二外齿圈(R2)相连接构成第一轴，所述第一单行星排的第一外齿圈(R1)与所述第二单行星排的第二行星架(PC2)相连接构成第二轴，在第二轴上安装第一减速齿轮(Z1)，第二减速齿轮(Z2)与第三减速齿轮(Z3)通过第一转轴相连接，所述第一减速齿轮(Z1)与第二减速齿轮(Z2)相啮合形成第一级减速齿轮系，所述第三减速齿轮(Z3)与安装在差速器壳体上的第四减速齿轮(Z4)相啮合形成第二级减速齿轮系；所述差速器连接输出轴；所述第一单行星排的第一太阳轮(S1)与所述小电机(EM1)的转子轴连接，所述第二单行星排的第二太阳轮(S2)与所述大电机(EM2)的转子轴连接；第一制动器(B1)的一端固定在变速箱壳体上，其另一端通过第二转轴与第一离合器(C0)的一边相连接，第一离合器(C0)的另一边连接在输入轴上，输入轴通过飞轮减震器(FW)与发动机的输出轴连接；所述第二制动器(B2)一端固定在变速箱壳体上，其另一端与小电机(EM1)的转子轴连接。

2.如权利要求1所述的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，其特征在于：还包括第二离合器(C1)，所述第二离合器(C1)的一边与大电机(EM2)的转子轴相连接，其另一边与输入轴相连接。

3.如权利要求1或2所述的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，其特征在于：还包括第三离合器(C2)，所述第三离合器(C2)为爪形结构，所述第三离合器(C2)分别与所述小电机(EM1)的转子轴、第二转轴、第一轴相连接。

4.如权利要求1或2所述的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，其特征在于：在与性能相匹配的发动机装配时，所述发动机、小电机、行星齿轮动力耦合机构、大电机依次同轴排列放置。

5.如权利要求3所述的一种用于前驱插电式混合动力车辆的传动装置，其特征在于：在与性能相匹配的发动机装配后，所述发动机、小电机、行星齿轮动力耦合机构、大电机依次同轴排列放置。