CN107215197A - 多动力源的多模式耦合传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多动力源的多模式耦合传动系统，包括第一动力源、第二动力源、第三动力源、行星齿轮机构、输出轴；行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架组成；第一动力源、第二动力源、第三动力源的动力输出端分别连接有第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；行星架上设有第四传动轴，第四传动轴设有第四齿轮，第四齿轮与输出轴传动配合；第一传动轴上设有第一齿轮，且与齿圈同轴连接，其上还设置有离合器、第一制动器；第二传动轴上设有第二齿轮、第三齿轮，第二齿轮与第一齿轮传动配合，第三齿轮与第四齿轮传动配合，其上还设置有同步器；第三传动轴与太阳轮同轴连接，且与第一传动轴为同轴转动，其上还设置有第二制动器。
Description
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，涉及一种混合动力汽车用驱动总成，具体涉及一种多动力源的多模式耦合传动系统。
背景技术
现有以功率分流式动力耦合机构为基础的混合动力驱动系统，在EVT模式下，若只采用输入分流模式，则仅适用低速行驶工况，高速工况效率下降，并由于电机原因，不能长期保持高速。因此，大多数混合动力驱动系统都采用输入分流式与复合分流式两种模式组合，使功率分流模式的同时适应高、低速工况。但是这种驱动系统的功率耦合机构需要两到三个行星齿轮机构，并需要较多的离合器和制动器，导致驱动系统结构复杂，控制难度增加，并使传动系布置空间增大，传动效率和工作可靠性降低。
因此，需要对现有技术中的混合动力传动系统功率耦合机构进行改进，找到一种较简单结构，能实现多种工作模式，工作可靠性得到提高，并具有双模EVT模式，提升系统效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种混合动力多动力源多模式耦合传动系统，具备纯电动模式(单电机驱动、双电机驱动)、怠速起停模式、发动机单独驱动、EVT混合驱动模式、串联混合驱动模式、行车充电模式、驻车充电模式、再生制动模式等工作模式，EVT混合驱动模式下可以实现输入功率分流型和输出功率分流型两个模式的组合，同时提高高、低速工况的能量转换效率，且具有结构简洁，传动效率和工作可靠性高等特点。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种多动力源的多模式耦合传动系统，包括第一动力源、第二动力源、第三动力源、行星齿轮机构、输出轴，其中：所述行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、齿圈、行星架组成；所述第一动力源、第二动力源、第三动力源的动力输出端分别连接有第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴；所述行星架上固定有与其同轴设置的第四传动轴，所述第四传动轴背离行星架的一端上固定有与其同轴设置的第四齿轮，所述第四齿轮与输出轴通过减速齿轮传动配合；所述第一传动轴上固定有与其同轴设置的第一齿轮，且第一传动轴背离第一动力源的一端与齿圈同轴连接，所述第一传动轴上还设置有用于中断第一动力源动力的离合器、用于制动第一传动轴的第一制动器；所述第二传动轴在远离第二动力源的方向上依次固定有与其同轴设置的第二齿轮、第三齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮传动配合，所述第三齿轮与第四齿轮传动配合，所述第二传动轴上还设置有用于使其与第二齿轮或第三齿轮同步转动的同步器；所述第三传动轴背离第三动力源的一端与太阳轮同轴连接，且第三传动轴与第一传动轴为同轴转动，所述第三传动轴上还设置有用于制动第三传动轴的第二制动器。
进一步，所述第一动力源采用发动机，所述第二动力源、第三动力源均采用电机。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的多动力源的多模式耦合传动系统仅通过单个行星齿轮机构实现了EVT混合驱动下的两种功率分流模式，当同步器和第二齿轮结合时，可实现高车速效率较高的功率输出分流模式；当同步器和第三齿轮结合时，可实现低车速效率较高的功率输入分流模式。相比传统结构，本发明简化系统的整体结构。
2、本发明在EVT模式下，当行星齿轮机构特性第一轴和第四轴的转速比在某一数值时，第二动力源转矩为0，此时，仅通过改变同步器结合的齿轮就可实现分流模式的改变。相比离合器控制，本发明采用的同步器控制，简化了双模EVT的模式切换的控制过程。
3、本发明多动力源的多模式耦合传动系统，具备纯电动模式(单电机驱动、双电机驱动)、怠速起停模式、发动机单独驱动、EVT混合驱动模式、串联混合驱动、行车充电模式、驻车充电模式、再生制动模式等工作模式，通过控制离合器、制动器和同步器即可实现各工作模式其间的切换，控制简单。
4、本发明多动力源的多模式耦合传动系统，传动部件较少，系统结构简单，集成度高，传动效率高。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，附图中的元件标号1-21分别表示：第一动力源1、第一传动轴2、第一齿轮3、离合器4、第一制动器5、输出轴6、行星轮7、行星架8、第四齿轮9、第四传动轴10、第三动力源11、第二制动器12、第三传动轴13、太阳轮14、第二动力源15、第二传动轴16、第二齿轮17、同步器18、第三齿轮19、齿圈20、减速齿轮21。
实施例基本如附图所示：本实施例提供一种多动力源的多模式耦合传动系统，包括第一动力源1、第二动力源15、第三动力源11、行星齿轮机构、输出轴6，其中：所述行星齿轮机构由太阳轮14、行星轮7、齿圈20、行星架8组成；所述第一动力源1、第二动力源15、第三动力源11的动力输出端分别连接有第一传动轴2、第二传动轴16、第三传动轴13；所述行星架8上固定有与其同轴设置的第四传动轴10，所述第四传动轴10背离行星架8的一端上固定有与其同轴设置的第四齿轮9，所述第四齿轮9与输出轴6通过减速齿轮21传动配合；所述第一传动轴2上固定有与其同轴设置的第一齿轮3，且第一传动轴2背离第一动力源1的一端与齿圈20同轴连接，所述第一传动轴2上还设置有用于中断第一动力源1动力的离合器4、用于制动第一传动轴2的第一制动器5；所述第二传动轴16在远离第二动力源15的方向上依次固定有与其同轴设置的第二齿轮17、第三齿轮19，所述第二齿轮17与第一齿轮3传动配合，所述第三齿轮19与第四齿轮9传动配合，所述第二传动轴16上还设置有用于使其与第二齿轮17或第三齿轮19同步转动的同步器18；所述第三传动轴13背离第三动力源11的一端与太阳轮14同轴连接，且第三传动轴13与第一传动轴2为同轴转动，所述第三传动轴13上还设置有用于制动第三传动轴13的第二制动器12。
通过采用上述方案，其一，本发明仅通过单个行星齿轮机构实现了EVT混合驱动下的两种功率分流模式，即当同步器和第二齿轮结合时，可实现高车速效率较高的功率输出分流模式；当同步器和第三齿轮结合时，可实现低车速效率较高的功率输入分流模式。其二，本发明在EVT模式下，当行星齿轮机构特性第一轴和第四轴的转速比在某一数值时，第二动力源转矩为0，此时，仅通过改变同步器结合的齿轮就可实现分流模式的改变。其三，本发明具备纯电动模式(单电机驱动、双电机驱动)、怠速起停模式、发动机单独驱动、EVT混合驱动模式、串联混合驱动、行车充电模式、驻车充电模式、再生制动模式等工作模式，通过控制离合器、制动器和同步器即可实现各工作模式其间的切换，控制简单。
本实施例中第一动力源12采用发动机，第二动力源1、第三动力源11均采用电机。
本发明的工作模式具备纯电动模式(单电机驱动、双电机驱动)、怠速起停模式、发动机单独驱动、EVT混合驱动模式、串联混合驱动、行车充电模式、驻车充电模式、再生制动模式等工作模式。现具体阐述下各工作模式的实现方式：
1、纯电动模式：当同步器18与第三齿轮19结合，且离合器4断开的状况下，在第一制动器5和第二制动器12打开时，为双电机驱动模式，而在第一制动器5锁止、第二制动器12打开时，为单电机驱动模式。
2、怠速起停模式：当同步器18与第二齿轮17结合，第二动力源15可以作为起动电机，通过控制离合器4实现怠速起停功能。
3、发动机单独驱动模式：当同步器18与第二齿轮17结合，且离合器4接合的状态下，在第一制动器5打开、第二制动器12锁止时，为发动机单独驱动模式。
4、EVT混合驱动模式：当同步器18与第二齿轮17结合，且离合器4接合的状态下，在第一制动器5和第二制动器12打开时，为功率输出分流模式；当同步器18与第三齿轮19结合，且离合器4接合的状态下，在第一制动器5和第二制动器12打开时，为功率输入分流模式。
5、串联混合驱动模式：当同步器18与第二齿轮17结合，且离合器4断开的状态下，第一制动器5锁止，第二制动器12打开时，第二动力源15作为发电机，第三动力源11作为驱动电机，为串联混合驱动模式。
6、行车充电模式：当同步器18与第二齿轮17结合，且离合器4接合的状态下，第一制动器5和第二制动器12打开时，第二动力源15可作为发电机为蓄电池充电；当同步器18与第三齿轮19结合，且离合器4接合的状态下，第一制动器5和第二制动器12打开时，第三动力源11可作为发电机为蓄电池充电。
7、驻车充电模式：驻车时，将同步器18与第二齿轮17结合，离合器4断开，第二动力源15可以作为发电机为蓄电池充电；
8、再生制动模式：在以上1—6工作模式下，可以在减速制动时，通过控制第二动力源15或第三动力源11，将制动能量回收，实现再生制动。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.多动力源的多模式耦合传动系统，其特征在于，包括第一动力源(1)、第二动力源(15)、第三动力源(11)、行星齿轮机构、输出轴(6)，其中：
所述行星齿轮机构由太阳轮(14)、行星轮(7)、齿圈(20)、行星架(8)组成；
所述第一动力源、第二动力源、第三动力源的动力输出端分别连接有第一传动轴(2)、第二传动轴(16)、第三传动轴(13)；
所述行星架上固定有与其同轴设置的第四传动轴(10)，所述第四传动轴背离行星架的一端上固定有与其同轴设置的第四齿轮(9)，所述第四齿轮与输出轴通过减速齿轮(21)传动配合；
所述第一传动轴上固定有与其同轴设置的第一齿轮(3)，且第一传动轴背离第一动力源的一端与齿圈同轴连接，所述第一传动轴上还设置有用于中断第一动力源动力的离合器(4)、用于制动第一传动轴的第一制动器(5)；
所述第二传动轴在远离第二动力源的方向上依次固定有与其同轴设置的第二齿轮(17)、第三齿轮(19)，所述第二齿轮与第一齿轮传动配合，所述第三齿轮与第四齿轮传动配合，所述第二传动轴上还设置有用于使其与第二齿轮或第三齿轮同步转动的同步器(18)；
所述第三传动轴背离第三动力源的一端与太阳轮同轴连接，且第三传动轴与第一传动轴为同轴转动，所述第三传动轴上还设置有用于制动第三传动轴的第二制动器(12)。
2.根据权利要求1所述的多动力源的多模式耦合传动系统，其特征在于，所述第一动力源采用发动机，所述第二动力源、第三动力源均采用电机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190402 |