CN105904957A - 基于双离合器的混合动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双离合器的混合动力传动系统。包括与发动机相连的第一轴连接双离合器模块，所述的双离合器模块包括布置的第一、第二离合器。第一离合器通过其第一连轴与第一储能电机的转子相连，所述的第一连轴的延伸段连接第一储能电机与基础离合器，所述的基础离合器通过第二轴与行星排的太阳轮相连，所述的第二轴上设置第一制动器。第二离合器通过其第二连轴与行星排的行星架相连，行星排的行星架与行星排的行星齿轮相连，所述的行星架上设置第二制动器，行星排的齿圈通过第三轴与第二储能电机的转子相连。第三轴上设置主减速齿轮，主减速齿轮输出至车辆。通过双离合器模块两个速比可选择，从而有效改善发动机的燃油消耗特性。

Description

基于双离合器的混合动力传动系统

技术领域

本发明涉及混合动力汽车领域，具体涉及一种基于双离合器的混合动力传动系统。

背景技术

混合动力汽车的种类目前主要有三种：串联式动力；并联式动力；混联式动力。串联式动力是只用电机驱动行驶的电动汽车“串联方式”，发动机只作为动力源，汽车只靠电机驱动行驶，驱动系统只是电机，但因为同样需要安装燃料发动机，所以也是混合动力汽车的一种；并联式动力是以发动机为主动力，电机作为辅助动力的“并联方式”，这种方式主要以发动机驱动行驶，利用电机所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电机辅助驱动的方式来降低发动机的油耗，这种方式的结构比较简单，只需要在汽车上增加电机和电瓶；混联式动力是在低速时只靠电机驱动行驶，速度提高时发动机和电机相配合驱动的“串联、并联方式”，启动和低速时是只靠电机驱动行驶，当速度提高时，由发动机和电机共同高效地分担动力。

现有技术的混合动力传动系统采用行星排方式的居多，但是现有的基本上是通过电机一个或者两个和发动机直接连接行星排的组件，或者通过电机、发动机以及一个基础离合器连接行星排，通过控制行星排组件不同部件输入和制动来实现整个传动系统速比的改变。这种结构存在这样的问题：采用发动机驱动时，传动系统的速比是一个固定的数值，而固定速比不能实现车辆在各种工况下发动机在燃油经济区间运行，导致发动机燃油消耗大。

发明内容

本发明目的是提供一种基于双离合器的混合动力传动系统，解决在混合动力汽车中发动机驱动时速比范围小、发动机燃油消耗高的问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于双离合器的混合动力传动系统，包括发动机，基础离合器，行星排，与发动机相连的第一轴连接双离合器模块，所述的双离合器模块包括布置的第一、第二离合器。

所述的第一离合器通过其第一连轴与第一储能电机的转子相连，所述的第一连轴的延伸段连接第一储能电机与基础离合器，所述的基础离合器通过第二轴与行星排的太阳轮相连，所述的第二轴上设置第一制动器。

所述的第二离合器通过其第二连轴与行星排的行星架相连，行星排的行星架与行星排的行星齿轮相连，所述的行星架上设置第二制动器，行星排的齿圈通过第三轴与第二储能电机的转子相连。

所述的第三轴上设置主减速齿轮，主减速齿轮输出至车辆。

本发明的技术效果在于：通过在发动机和行星排之间设置一个双离合器模块，实现发动机驱动车轮时有两个速比可以选择，从而有效改善发动机的燃油消耗特性，有效降低发动机燃油消耗。具体是，发动机与行星排之间设置有双离合器模块，双离合器模块可以通过第一、第二离合器、选择性的将发动机的输入转速/扭矩传递到行星排的不同组件上，将发动机的输入选择性的接入到行星排的太阳轮或者行星架上。这样通过选择发动机输入路径即可以实现两个传动速比。第一储电电机通过基础离合器串联在发动机和行星排的太阳轮之间，其作用为：启动发动机以及辅助输入或者发电的作用，特别是当系统处于串联时，由发动机驱动第一储电电机进行发电。而且实际上，当采用发动机驱动时，如果发动机功率剩余较大，也可以将部分功率传递到第一储电电机，从而实现发动机的低燃油消耗。在行星排齿圈上连接有第二储电电机，起到纯电动行驶时的整车驱动及制动能量回收作用。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的示意图。

具体实施方式

公知的，离合器是位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。车辆上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现。而双离合器就是两个离合器互相配合工作。这好比喻一辆车有两套离合器，正司机控制一套，副司机控制另一套。双离合器模块即是具有两套离合器传动系统，通过电脑控制协调工作。

下面参照附图对本发明做具体解释：一种基于双离合器的混合动力传动系统，包括发动机10，基础离合器20，行星排30，与发动机10相连的第一轴1连接双离合器模块40，所述的双离合器模块40包括布置的第一、第二离合器41、42。

所述的第一离合器41通过其第一连轴41a与第一储能电机50的转子相连，所述的第一连轴41a的延伸段连接第一储能电机50与基础离合器20，所述的基础离合器20通过第二轴2与行星排30的太阳轮31相连，所述的第二轴2上设置第一制动器61。

所述的第二离合器42通过其第二连轴42a与行星排30的行星架32相连，行星排30的行星架32与行星排30的行星齿轮33相连，所述的行星架32上设置第二制动器62，行星排30的齿圈35通过第三轴3与第二储能电机70的转子相连。

所述的第三轴3上设置主减速齿轮80，主减速齿轮80输出至车辆。

发动机10与行星排30之间设置有双离合器模块40，双离合器模块40可以通过第一、第二离合器41、42选择性的将发动机10的输入转速/扭矩传递到行星排30的不同组件上，在附图1例中展示的即为将发动机10的输入选择性的接入到行星排30的太阳轮31或者行星架32上。这样通过选择发动机10输入路径即可以实现两个传动速比。第一储电电机50通过基础离合器20串联在发动机10和行星排30的太阳轮31之间，其作用为：启动发动机10以及辅助输入或者发电的作用，特别是当系统处于串联时，由发动机10驱动第一储电电机50进行发电。而且实际上，当采用发动机10驱动时，如果发动机10功率剩余较大，也可以将部分功率传递到第一储电电机50，从而实现发动机的低燃油消耗。在行星排30齿圈35上连接有第二储电电机70，起到纯电动行驶时的整车驱动及制动能量回收作用。

此外，说明下，由于第一、第二储能电机50、70的定子均为本系统的固定件，其通常是与电机壳体相连，所以本系统的连接轴均与第一、第二储能电机50、70的转子相连。

结合图1，本发明的第一实施例：双离合器模块20的第一、第二离合器41、42轴向并列布置，第二离合器42的第二连轴42a为空心轴，第二连轴42a套于第一离合器41的第一连轴41a上，第一连轴41a、第二连轴42a之间设置滑动支撑件。

优选的,第一连轴41a、第二连轴42a之间设置滚针轴承。

进一步的，所述的第一储能电机50包括电机本机以及本机上设置的第一储能装置50a。

所述的第二储能电机70包括电机本机以及本机上设置的第二储能装置70a。

再进一步的，所述的行星齿轮33设有三个或者四个，行星齿轮33间隔均匀的布置于太阳轮31圆周上。

本实施例的优点是：发动机10输入到行星排30的传递速比有两个，在一个行星排30的基础上，对实现发动机10的转换传递速比的扩大，优化在发动机10单独驱动、并联驱动等有发动机10参与输入的工况时发动机10的工作环境，降低的整车燃油消耗。结合图1，选择发动机10输入到行星排30太阳轮31时，发动机10的驱动速比大，适合低速高扭工况，而选择发动机10接入到行星排30行星架32的驱动方式，发动机10的驱动速比小，适合高速低扭时驱动。本实施例中第一、第二离合器41、42轴向并联，第一连轴41a、第二连轴42a之间的滚针轴承自身刚性较强，且使得第一、第二离合器41、42可以转速较高、能承受较高的径向载荷，是第一连轴41a、第二连轴42a之间滑动支撑件的优选结构。

下面对本实施例各工况状态说明：

纯电动行驶工况：

第二储电电机70单独驱动，本系统所有离合器和制动器全部打开，即双离合器模块40的第一、第二离合器41、42以及基础离合器20以及第一、第二制动器61、62打开，第二储电电机70输入由第三轴3带动主减速齿轮80输出至车辆。

第一储能电机50和第二储电电机70共同驱动：由第二储电电机70单独驱动。所有离合器和制动器全部打开，第二储电电机70输入由带动主减速齿轮80输出至车辆+由第一储能电机50输入由基础离合器20带动第二轴2再带动太阳轮31再带动行星轮33再带动齿圈35再带动主减速齿轮80输出至车辆。基础离合器20闭合,第二制动器62制动。

发动机单独驱动行驶工况：

发动机10功率由第一离合器41传至第一连轴41a带动行星架32再带动行星轮33再带动齿圈35至主减速齿轮80输出至车辆。

发动机10功率由第二离合器42传至第二连轴42a带动行星架32再带动行星轮33再带动齿圈35至主减速齿轮80输出至车辆。

串联驱动工况：

发动机10功率由第一离合器41传至第一连轴41a驱动第一储能电机50发电，同时第二储电电机70通过第三轴3使得主减速齿轮80输出至车辆。

并联驱动工况：

发动机10输入由第一离合器41传至第一连轴41a传至第一储能电机50再传至基础离合器20带动第二轴2再带动太阳轮31再带动行星轮33再齿圈35再带动主减速齿轮80输出至车辆以及第二储电电机70通过第三轴3至主减速齿轮80输出至车辆。第二制动器62闭合。

发动机10功率由第二离合器42传至第二连轴42a传至行星架32带动行星轮33带动齿圈35至主减速齿轮80输出至车辆以及第二储电电机70通过第三轴3带动主减速齿轮80输出至车辆。第一储能电机50有驱动电机、发电机（第一储能装置50a起到发电作用）、空转三种工况，当第一储能电机50有作为驱动电机时，第一制动器61打开，如果其空转，则第一制动器61关闭。

这里说明下，图1中90表示车辆差速器，主减速齿轮80通过差速器90输出至车辆。

本发明的第二实施例：双离合器模块20的第一、第二离合器41、42径向布置。

进一步的，所述的第一储能电机50包括电机本机以及本机上设置的第一储能装置50a。

所述的第二储能电机70包括电机本机以及本机上设置的第二储能装置70a。

再进一步的，所述的行星齿轮33设有三个或者四个，行星齿轮33间隔均匀的布置于太阳轮31圆周上。

本实施例中工况与第一实施例相近，只是第一、第二离合器41、42的排布不一，这种第一、第二离合器41、42径向布置较第一、第二离合器41、42轴向并列布置的空间稍大些，双离合器模块40箱体的布置不是很方便。

Claims (7)

1. 一种基于双离合器的混合动力传动系统，包括发动机（10），基础离合器（20），行星排（30），其特征在于：与发动机（10）相连的第一轴（1）连接双离合器模块（40），所述的双离合器模块（40）包括布置的第一、第二离合器（41、42）；

所述的第一离合器（41）通过其第一连轴（41a）与第一储能电机（50）的转子相连，所述的第一连轴（41a）的延伸段连接第一储能电机（50）与基础离合器（20），所述的基础离合器（20）通过第二轴（2）与行星排（30）的太阳轮（31）相连，所述的第二轴（2）上设置第一制动器（61）；

所述的第二离合器（42）通过其第二连轴（42a）与行星排（30）的行星架（32）相连，行星排（30）的行星架（32）与行星排（30）的行星齿轮（33）相连，所述的行星架（32）上设置第二制动器（62），行星排（30）的齿圈（35）通过第三轴（3）与第二储能电机（70）的转子相连；

所述的第三轴（3）上设置主减速齿轮（80），主减速齿轮（80）输出至车辆。

2.根据权利要求1所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：双离合器模块（20）的第一、第二离合器（41、42）轴向并列布置，第二离合器（42）的第二连接轴（42a）为空心轴，第二连接轴（42a）套于第一离合器（41）的第一连接轴（41a）上，第一连接轴（41a）、第二连接轴（42a）之间设置滑动支撑件。

3.根据权利要求2所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：第一连接轴（41a）、第二连接轴（42a）之间设置滚针轴承。

4.根据权利要求1所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：双离合器模块（20）的第一、第二离合器（41、42）径向布置。

5.根据权利要求1所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：所述的第一储能电机（50）包括电机本机以及本机上设置的第一储能装置（50a）。

6.根据权利要求1所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：所述的第二储能电机（70）包括电机本机以及本机上设置的第二储能装置（70a）。

7.根据权利要求1所述的基于双离合器的混合动力传动系统，其特征在于：

所述的行星齿轮（33）设有三个或者四个，行星齿轮（33）间隔均匀的布置于太阳轮（31）圆周上。