CN107672441B - 一种混合动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力系统，属于混合动力汽车领域。该系统包括：发动机、第一电机、第二电机、第一离合器、第一行星轮系、第二行星轮系。第一电机和第二电机以并联的方式电连接。发动机、第一离合器、第二行星轮系、车轮顺次传动联接。第一离合器通过第一传动轴与第二行星轮系传动联接，第二行星轮系套装在第一传动轴的一端。第一电机套在第一传动轴上，且通过第一行星轮系与第一传动轴传动联接。第二电机与车轮传动联接。本发明提供的系统可以降低耗油量，节约成本，且通过双电机设计，即使汽车的耗油量过大导致发动机动力不足，也可以通过第二电机补充该不足的动力，进而与第一电机配合，以驱动车轮转动，保证了汽车的正常行驶。

Description

一种混合动力系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车领域，特别涉及一种混合动力系统。
背景技术
传统汽车依靠燃烧化石燃料(如汽油、柴油等)为发动机提供动力，其排出的尾气会对环境造成污染，不符合节能、环保的要求。因此，需要通过电能等无污染的新能源来替代化石燃料为汽车提供动力。但是以电能为能源的纯电动汽车续航里程较短，配套设施还不完善，无法满足人们的出行要求。而将化石燃料与电能结合起来使用，既能缓解化石燃料的危机，又能弥补纯电动汽车的缺陷，因此，提供一种能够利用化石燃料与电能的混合动力驱动系统是十分必要的。
现有技术提供了一种混合动力驱动系统，包括：发动机、离合器、变速装置、电机。其中，发动机与电机通过可接合或分离的离合器连接，电机的另一端与变速装置的输入端相连，该变速装置的输出端与汽车车轮的驱动轴相连，变速装置用于传递动力并自动变换传动比。应用时，通过调整离合器的分离、接合状态，可以使该混合动力驱动系统处于混合动力模式，以保证化石燃料与电能的混合使用，提高能源利用率。具体地，当该混合动力驱动系统处于混合动力模式时，离合器接合，由发动机和电机共同驱动汽车行驶。
发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有技术提供的混合动力驱动系统，在发动机和电机共同驱动汽车行驶时，离合器接合，发动机的转速随车轮转速的变化而变化，导致发动机无法始终处于耗油最低的转速区域内工作，从而增加了汽车的耗油量，造成资源浪费。并且，汽车的耗油量增加容易导致发动机动力不足，从而影响汽车的正常行驶。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种混合动力系统。具体技术方案如下：
本发明实施例提供了一种混合动力系统，所述系统包括：发动机；
所述系统还包括：以并联的方式电连接的第一电机和第二电机，以及第一离合器、第一行星轮系、第二行星轮系；
所述发动机、所述第一离合器、所述第二行星轮系、车轮顺次传动联接；
所述第一离合器通过第一传动轴与所述第二行星轮系传动联接，所述第二行星轮系套装在所述第一传动轴的一端；
所述第一电机套在所述第一传动轴上，且通过所述第一行星轮系与所述第一传动轴传动联接；
所述第二电机与所述车轮传动联接；
所述第一行星轮系和所述第二行星轮系均用于使所述发动机的转速和所述第一电机的转速形成预设速比。
具体地，作为优选，所述系统还包括：电连接的逆变器和电池组；
所述逆变器与所述第一电机和所述第二电机电连接。
具体地，作为优选，所述第一行星轮系包括：套在所述第一传动轴上的第一太阳轮，以及与所述第一太阳轮的外圆轮齿啮合的第一行星轮、内圆轮齿与所述第一行星轮啮合的第一齿圈、与所述第一行星轮通过销轴连接的第一行星轮架；
所述第一太阳轮与所述第一电机通过第二传动轴传动联接；
所述第一齿圈分别与所述第一离合器与所述第一传动轴传动联接；
所述系统还包括：用于锁止所述第一齿圈的第一锁止离合器、用于锁止所述第一行星轮架的第二锁止离合器。
具体地，作为优选，所述第一齿圈与第一行星轮架之间设置有用于实现两者接合或分离的第二离合器。
具体地，作为优选，所述系统还包括：制动器，设置在所述第二传动轴上。
具体地，作为优选，所述第二行星轮系包括：第二太阳轮、与所述第二太阳轮的外圆轮齿顺次啮合的第二行星轮、第三行星轮，以及内圆轮齿与所述第三行星轮啮合的第二齿圈、套在所述第一传动轴上，且与所述第二行星轮和所述第三行星轮传动联接的第二行星轮架；
所述第二太阳轮套装在所述第一传动轴远离所述发动机的端部；
所述第二齿圈与所述车轮传动联接；
所述系统还包括：用于锁止所述第二齿圈的第三锁止离合器、用于锁止所述第二行星轮架的第四锁止离合器。
具体地，作为优选，所述系统还包括：第三离合器、第四离合器、第五离合器、第六离合器、传动齿轮；
所述第三离合器套装在所述第一传动轴靠近所述发动机的端部；
所述第四离合器套在所述第一传动轴上，且所述第一离合器、所述第三离合器、所述第四离合器、所述第一齿圈顺次传动联接；
所述第五离合器套在第三传动轴上，所述传动齿轮和所述第六离合器分别套装在所述第三传动轴的两端，且所述传动齿轮与所述第三行星轮传动联接；
所述第二齿圈、所述第五离合器、所述第六离合器、所述车轮顺次传动联接。
具体地，作为优选，所述系统还包括：顺次啮合的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮；
所述第一齿轮与所述第二电机传动联接；
所述第二齿轮与所述第六离合器传动联接；
所述第三齿轮与所述车轮传动联接。
具体地，作为优选，所述系统的运行模式包括：纯电动模式、纯发动机驱动模式、并联式混合驱动模式、增程模式、能量回收模式。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的混合动力系统，通过设置发动机、第一电机、第二电机、第一离合器、第一行星轮系和第二行星轮系，并使发动机、第一离合器、第二行星轮系、车轮顺次传动联接；第一离合器通过第一传动轴与第二行星轮系传动联接。同时使第二电机与车轮传动联接，第二行星轮系套装在第一传动轴的一端，第一电机套在第一传动轴上，且顺次与第一行星轮系、第一传动轴的另一端传动联接，不仅可以使发动机、第一电机、第二电机分别或共同驱动车轮转动，实现电能与化石燃料对汽车的混合驱动，而且减小了第一电机占用的汽车内的空间，便于发动机与第一电机的集成设计。基于第一行星轮系和第二行星轮系使发动机的转速和第一电机的转速形成预设速比，通过不断调整第一电机的转速即可使发动机始终处于耗油最低的转速区域内工作，进而降低耗油量，节约成本。通过双电机设计，在发动机、第一电机、第二电机共同驱动汽车行驶时，即使汽车的耗油量过大导致发动机动力不足，也可以通过第二电机补充该不足的动力，保证汽车的正常行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的混合动力系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的混合动力系统在单电机模式下，第一电机的能量传递示意图；
图3是本发明实施例提供的混合动力系统在单电机模式下，第二电机的能量传递示意图；
图4是本发明实施例提供的混合动力系统在纯发动机驱动模式下的能量传递示意图；
图5是本发明实施例提供的混合动力系统在并联式混合驱动模式下的能量传递示意图；
图6是本发明实施例提供的混合动力系统在增程模式下的能量传递示意图；
图7是本发明实施例提供的混合动力系统在能量回收模式下的能量传递示意图；
图8是本发明实施例提供的混合动力系统中，第一电机和发动机的转速调节示意图。
附图标记分别表示：
1 发动机，
2 第一电机，
3 第二电机，
4 第一离合器，
5 第一行星轮系，
501 第一太阳轮，
502 第一行星轮，
503 第一齿圈，
504 第一行星轮架，
6 第二行星轮系，
601 第二太阳轮，
602 第二行星轮，
603 第三行星轮，
604 第二齿圈，
605 第二行星轮架，
7 车轮，
8 第一传动轴，
9 逆变器，
10 电池组，
11 第二传动轴，
12 第一锁止离合器，
13 第二锁止离合器，
14 第二离合器，
15 制动器，
16 第三锁止离合器，
17 第四锁止离合器，
18 第三离合器，
19 第四离合器，
20 第五离合器，
21 第六离合器，
22 传动齿轮，
23 第三传动轴，
24 第一齿轮，
25 第二齿轮，
26 第三齿轮。
附图中带虚线的箭头表示电能的传递方向，带实线的箭头表示机械能的传递方向。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种混合动力系统，如附图1-附图7所示，该系统包括：发动机1、第一电机2、第二电机3、第一离合器4、第一行星轮系5、第二行星轮系6。其中，第一电机2和第二电机3以并联的方式电连接。发动机1、第一离合器4、第二行星轮系6、车轮7顺次传动联接。第一离合器4通过第一传动轴8与第二行星轮系6传动联接，第二行星轮系6套装在第一传动轴8的一端。第一电机2套在第一传动轴8上，且通过第一行星轮系5与第一传动轴8传动联接。第二电机3与车轮7传动联接；第一行星轮系5和第二行星轮系6均用于使发动机1的转速和第一电机2的转速形成预设速比。
下面对本发明实施例提供的混合动力系统的工作原理进行说明：
该混合动力系统可以在并联式混合驱动模式下运行，具体地，在并联式混合驱动模式中，第一离合器3接合，发动机1与第一电机2和/或第二电机3共同输出动力，其中，发动机1输出的动力经第一离合器4、第一传动轴8后传递至第二行星轮系6，第一电机2输出的动力经第一行星轮系5、第一传动轴8后传递至第二行星轮系6，两动力在第一传动轴8处耦合，并将耦合后的动力传递给车轮7，以驱动车轮7转动。在此过程中，第二电机3用于补足或增加对车轮7的驱动力，即第二电机3既可以向车轮输出动力，又可以进行空转，以满足汽车的实际行驶需求。
本发明实施例提供的混合动力系统，通过设置发动机1、第一电机2、第二电机3、第一离合器4、第一行星轮系5和第二行星轮系6，并使发动机1、第一离合器4、第二行星轮系6、车轮7顺次传动联接；第一离合器4通过第一传动轴8与第二行星轮系6传动联接。同时使第二电机3与车轮7传动联接，第二行星轮系6套装在第一传动轴8的一端，第一电机2套在第一传动轴8上，且顺次与第一行星轮系5、第一传动轴8的另一端传动联接，不仅可以使发动机1、第一电机2、第二电机3分别或共同驱动车轮7转动，实现电能与化石燃料对汽车的混合驱动，而且减小了第一电机2占用的汽车内的空间，便于发动机1与第一电机2的集成设计。基于第一行星轮系5和第二行星轮系6使发动机1的转速和第一电机2的转速形成预设速比，通过不断调整第一电机2的转速即可使发动机1始终处于耗油最低的转速区域内工作，进而降低耗油量，节约成本。通过双电机设计，在发动机1、第一电机2、第二电机3共同驱动汽车行驶时，即使汽车的耗油量过大导致发动机1动力不足，也可以通过第二电机3补充该不足的动力，保证汽车的正常行驶。
其中，“预设速比”指的是：发动机1的转速和第一电机2的转速之间的比例关系。
第一电机2套在第一传动轴8上是指：第一传动轴8穿过第一电机2，但两者之间并没有固定连接关系，即第一传动轴8不会随第一电机2的转动而转动，并且下文中所涉及的一个部件套在另一个部件上具有相同的含义。
为了便于向第一电机2和第二电机3提供电能，如附图1-附图7所示，该混合动力系统还包括：电连接的逆变器9和电池组10。该逆变器9与第一电机2和第二电机3电连接。电池组10用于为第一电机2和第二电机3提供电能，但电池组10提供的一般是直流电，需要通过逆变器9将该直流电转换成交流电，以保证第一电机2和第二电机3的正常运行。同时，第一电机2和第二电机3与逆变器9电连接，逆变器9输出的交流电能够为第一电机2和第二电机3提供电能。当第一电机2和第二电机3接收到机械能时，也可以将机械能转化为电能，并传输至逆变器9，经逆变器9再储存至电池组10中，实现能量的回收和存储。
在本发明实施例中，如附图1-附图7所示，第一行星轮系5包括：套在第一传动轴8上的第一太阳轮501，以及与第一太阳轮501的外圆轮齿啮合的第一行星轮502、内圆轮齿与第一行星轮502啮合的第一齿圈503、与第一行星轮502通过销轴连接的第一行星轮架504。其中，第一太阳轮501与第一电机2通过第二传动轴11传动联接，第一齿圈503分别与第一离合器4和第一传动轴8传动联接。此外，该混合动力系统还包括：用于锁止第一齿圈503的第一锁止离合器12、用于锁止第一行星轮架504的第二锁止离合器13。
通过设置第一太阳轮501、第一行星轮502、第一齿圈503、第一行星轮架504，并使第一太阳轮501套在第一传动轴8上，且与第一电机2通过第二传动轴11传动联接，不仅实现了第一电机2与第一行星轮系5之间的传动联接，而且节省了第一行星轮系5占用的汽车内的空间。通过将第一行星轮502与第一行星轮架504通过销轴连接，保证了第一行星轮502与第一行星轮架504连接紧固，且第一行星轮502可以在第一行星轮架504上转动。
通过将第一太阳轮501与第一电机2传动联接，并使第一行星轮502与第一太阳轮501的外圆轮齿啮合，第一齿圈503的内圆轮齿与第一行星轮502啮合，保证了发动机1的转速和电机2的转速可以形成预设速比，从而实现了发动机1的转速可调。具体地，由于第一太阳轮501、第一行星轮502、第一齿圈503是顺次啮合的，因此，当第一太阳轮501正向转动时，第一行星轮502、第一齿圈503均为反向转动，且基于第一齿圈503与第一离合器4为传动联接(即第一齿圈503与发动机1为传动联接)，为了保证发动机1传动到第一齿圈503上的正向转动力与第一电机2传动到第一齿圈503上的正向转动力相平衡，使发动机1始终处于耗油最低的转速区域内工作，当第一电机2的转速上升时，发动机1的转速也随之上升(参见附图8)。通过设置第一锁止离合器12和第二锁止离合器13，保证了汽车各种运行模式的顺利进行。
为了使发动机1与第一电机2实现不同的速比，在第一齿圈503与第一行星轮架504之间设置有用于实现两者接合或分离的第二离合器14(参见附图1-附图7)。具体地，当第二离合器14接合，第一锁止离合器12和第二锁止离合器13分离时，第一行星轮502与第一齿圈503绕第一太阳轮501同速转动，此时，发动机1与第一电机2之间的速比可以为视为第一速比。当第二离合器14和第一锁止离合器12分离，和第二锁止离合器13接合时，此时，发动机1与第一电机2之间的速比可以为视为第二速比。
为了在不需要第一电机2工作时对第一太阳轮501进行锁止，以保证汽车在不同运行模式下的正常行驶。如附图1-附图7所示，该混合动力系统还包括：制动器15。该制动器15设置在第二传动轴11上。
在本发明实施例中，如附图1-附图7所示，第二行星轮系6包括：第二太阳轮601、与第二太阳轮601的外圆轮齿顺次啮合的第二行星轮602、第三行星轮603，以及内圆轮齿与第三行星轮603啮合的第二齿圈604、套在第一传动轴8上，且与第二行星轮602和第三行星轮603传动联接的第二行星轮架605。第二太阳轮601套装在第一传动轴8远离发动机1的端部。第二齿圈604与车轮7传动联接。如附图1-附图7所示，该混合动力系统还包括：用于锁止第二齿圈604的第三锁止离合器16、用于锁止第二行星轮架605的第四锁止离合器17。
通过设置第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、第二齿圈604、第二行星轮架605、第三锁止离合器16、第四锁止离合器17，并使第二行星轮602、第三行星轮603与第二太阳轮601的外圆轮齿顺次啮合，第二齿圈604的内圆轮齿与第三行星轮603啮合，不仅使发动机1的转速和第一电机2的转速形成预设速比，从而实现了发动机1的转速可调。而且还实现了发动机1和第一电机2的预设速比可调，相当于为汽车增加了挡位，提到了汽车的使用性能。
具体地，当第三锁止离合器16接合，第四锁止离合器17分离时，第二齿圈604被锁紧，发动机1和第一电机2传输的动力可以经第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603传递给车轮7，此时可以视为汽车的第一挡位(即发动机1和第一电机2的一个速比)。
当第四锁止离合器17接合，第三锁止离合器16分离时，第二行星轮架605被锁紧，发动机1和第一电机2传输的动力可以经第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、第二齿圈604、传递给车轮7。由于第二太阳轮601的外圆轮齿与第二行星轮602、第三行星轮603顺次啮合，且第二行星轮架605处于锁紧状态，当第二太阳轮601转动时，第三行星轮603发生自转，且与第二太阳轮601转动的方向一致，进而使车轮7转动的方向与第二太阳轮601转动的方向一致，此时可以视为汽车的第二挡位(即发动机1和第一电机2的又一个速比)。
此外，第三锁止离合器16和第四锁止离合器17可以同时分离，此时，第二齿圈604和第二行星轮架605均不是锁紧状态，发动机1和第一电机2传输的动力可以直接传递至车轮7，相当于汽车的第三挡位(即发动机1和第一电机2的再一速比)。
进一步地，如附图1-附图7所示，该混合动力系统还包括：第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第六离合器21、传动齿轮22。其中，第三离合器18套装在第一传动轴8靠近发动机1的端部。第四离合器19套在第一传动轴8上，且第一离合器4、第三离合器18、第四离合器19、第一齿圈503顺次传动联接。第五离合器20套在第三传动轴23上，传动齿轮22和第六离合器21分别套装在第三传动轴23的两端，且传动齿轮22与第三行星轮603传动联接。第二齿圈604、第五离合器20、第六离合器21、车轮7顺次传动联接。
通过设置传动齿轮22，便于实现第三行星轮603与车轮7之间的传动联接。通过如上设置，只需使混合动力系统在不同的运行模式下，控制第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第六离合器21、第一锁止离合器12和第二锁止离合器13、第三锁止离合器16和第四锁止离合器17的接合或分离即可实现对汽车挡位的调节，以满足混合动力系统在不同运行模式下的扭矩及转速要求。
在本发明实施例中，如附图1-附图7所示，该混合动力系统还包括：顺次啮合的第一齿轮24、第二齿轮25、第三齿轮26。其中，第一齿轮24与第二电机3传动联接。第二齿轮25与第六离合器21传动联接；第三齿轮26与车轮7传动联接。通过如此设置，实现了第二行星轮系6和第二电机3与车轮7的传动联接，保证了第二行星轮系6和第二电机3与车轮7之间能够进行正常的动力传输。
通过调整第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第六离合器21、第一锁止离合器12和第二锁止离合器13、第三锁止离合器16和第四锁止离合器17的接合或分离状态，可以使混合动力系统处于不同的运行模式，通过不同的运行模式使混合动力驱动系统始终处于能够对能量高效利用的状态，从而降低能耗，节约能源，降低成本。具体地，该混合动力系统的运行模式包括：纯电动模式、纯发动机驱动模式、并联式混合驱动模式、增程模式、能量回收模式。
纯电动模式即只消耗电能，通过第一电机2和第二电机3为汽车提供动力。纯电动模式包括：单电机模式和双电机模式。
单电机模式即只通过一个电机为汽车提供动力。在单电机模式中，当第一电机2单独工作时，发动机1和第二电机3不工作，通过第一电机2驱动车轮7转动，此时，第一电机2具有3个挡位，具体如下：
如附图2所示，当第一电机2处于1挡时，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第六离合器21、第四锁止离合器17接合，第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第五离合器20分离。电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第一电机2，通过第一电机2将电能转换为机械能，并使该机械能顺次通过第一太阳轮501、第一行星轮502、第二离合器14、第一齿圈503、第四离合器19、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。
当第一电机2处于2挡时，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第三锁止离合器16、第五离合器20接合，第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第四锁止离合器17、第六离合器21分离。电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第一电机2，通过第一电机2将电能转换为机械能，并使该机械能顺次通过第一太阳轮501、第一行星轮502、第二离合器14、第一齿圈503、第四离合器19、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、第二齿圈604、第五离合器20、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。
当第一电机2处于3挡时，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第六离合器21接合，第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第四锁止离合器17分离。电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第一电机2，通过第一电机2将电能转换为机械能，并使该机械能顺次通过第一太阳轮501、第一行星轮502、第二离合器14、第一齿圈503、第四离合器19、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603，此时，该机械能既通过传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，也通过第二齿圈604、第五离合器20、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。
如附图3所示，当第二电机3单独工作时，发动机1和第一电机2不工作，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第六离合器21、第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第四锁止离合器17均分离，电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第二电机3，通过第二电机3将电能转换为机械能，并使该机械能通过第一齿轮24、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。在此过程中，第二电机3既可以正转(即汽车正向前进)，也可以反转(即实现倒车)。
在双电机模式中，发动机1不工作，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第六离合器21、第四锁止离合器17接合，第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第五离合器20分离。电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第一电机2和第二电机3，通过第一电机2将电能转换为机械能，并使该机械能顺次通过第一太阳轮501、第一行星轮502、第二离合器14、第一齿圈503、第四离合器19、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。同时通过第二电机3将电能转换为机械能，并使该机械能通过第一齿轮24、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。在此模式下，第一电机2具有3个挡位，且其能量传递路径与上述单电机模式中第一电机2的能量传递路径相同。
纯发动机驱动模式即只通过发动机1为汽车提供动力。在汽车进行高速巡航时，通过发动机1直接驱动汽车运动有利于降低汽车的耗油量，并且，此运行模式不会受电池组10电量的限制。
在纯电动模式中，第一电机2和第二电机3不工作，由发动机1为车轮7提供动力，发动机1具有3个挡位，具体如下：
如附图4所示，当发动机1处于1挡时，第一离合器4、第三离合器18、第四锁止离合器17、第五离合器20、制动器15接合，第二离合器14、第四离合器19、第六离合器21、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、第三锁止离合器16分离。发动机1输出动力，使动力经第一离合器4、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。
当发动机1处于2挡时，第一离合器4、第三离合器18、第五离合器20、第六离合器21、制动器15接合，第二离合器14、第四离合器19、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、第三锁止离合器16、第四锁止离合器17分离。发动机1输出动力，使动力经第一离合器4、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603，此时，该动力能既通过传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，也通过第二齿圈604、第五离合器20、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。
当发动机1处于3挡时，第一离合器4、第三离合器18、第六离合器21、制动器15、第四锁止离合器17接合，第二离合器14、第四离合器19、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、第三锁止离合器16、第五离合器20分离。发动机1输出动力，使动力经第一离合器4、第三离合器18、第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、第六离合器21、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。由于在此过程中，第四锁止离合器17接合，第二行星轮架605为锁止状态，因此，此挡位为倒挡。
在并联式混合驱动模式中，通过发动机1、第一电机2、第二电机3共同驱动车轮7转动，或者通过发动机1和第一电机2共同驱动车轮7转动，又或者通过发动机1和第二电机3共同驱动车轮7转动。发动机1和第一电机2具有3个挡位，具体如下：
如附图5所示，当发动机1和第一电机2处于1挡时，第一离合器4、第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第四锁止离合器17、第六离合器21接合，第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第五离合器20分离。发动机1输出动力，并将该动力经第一离合器4传递至第三离合器18，同时，电池组10放电，通过逆变器9将电池组10放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第一电机2，和/或第二电机3，通过第一电机2和/或第二电机3将电能转换为机械能，使第二电机2传递的机械能顺次通过第一齿轮24、第二齿轮25、第三齿轮26后传递至车轮7。发动机1输出的动力与第一电机2输出的机械能在第三离合器18处耦合，并一同通过第一传动轴8、第二太阳轮601、第二行星轮602、第三行星轮603、传动齿轮22、第三传动轴23、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26通过传动轴带动车轮7转动。在此过程中，第二电机3也可以根据实际工作情况决定是否将其输出的机械能传递至车轮7。当第二电机3与发动机1进行混合驱动时，只需使第一电机2停止工作即可。
当发动机1和第一电机2处于2挡和3挡时，发动机1和第一电机2的能量传递路径可参考上述纯电动模式和纯发动机模式中发动机1和第一电机2的能量传递路径。
基于上述，该混合驱动模式可以通过发动机1、第一电机2和/或第二电机3联合驱动汽车行驶，提高了汽车的动力性能。并且，通过使发动机1输出的动力和第一电机2输出的机械能在第三离合器18处耦合，可以使第一电机2与发动机1之间的动力能够相互补充，以保证发动机1处于最佳燃油区域内工作(最佳燃油区域指的是：以最低的油耗提供最大动力的区域)。对于第一电机2与发动机1之间的动力相互补充，举例来说，当发动机1的动力输出不足或输出过高时，可以使第一电机2补充该不足的动力，或者将多余的动力转化为电能给电池组10充电。
增程模式是在发动机1耗油量较大、工作效率较低时启用的，为了充分发挥发动机1中化石燃料释放的能量，通过增程模式将发动机1中多余的能量转化成电能，再通过电能驱动车轮7转动，有利于提高化石燃料的使用效率。
在增程模式中，如附图6所示，第一离合器4、第二离合器14、第四离合器19接合，第三离合器18、第四锁止离合器17、第六离合器21接合，第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第五离合器20分离。发动机1输出动力，使该动力顺次经过第一离合器4、第四离合器19、第一齿圈503、第二离合器14、第一行星轮502、第一太阳轮501、后传递给第一电机2，通过第一电机2将机械能转换为电能，并通过逆变器9将交流电转换为直流电，为电池组10充电。同时，电池组10放电，通过逆变器9将电池组10所放出的直流电转换为交流电，并将该交流电传递至第二电机3，通过第二电机3将电能转换为机械能，并将机械能通过第一齿轮24、第二齿轮25后传递至第三齿轮26，进而使第三齿轮26带动车轮7转动。在此过程中，如果驱动汽车所需要的电能大于第一电机2所发出的电能，由电池组10补充。
能量回收模式即汽车在滑行或制动时，将车轮7转动产生的机械能通过第一电机2和/或第二电机3转换成电能(即交流电)，并通过逆变器9将该交流电转换为直流电，为电池组10充电，实现了能量的回收利用，提高了节油率。
在能量回收模式中，发动机1不工作，当第一电机2处于1挡时，第二离合器14、第三离合器18、第四离合器19、第五离合器20、第四锁止离合器17接合，第一离合器4、第一锁止离合器12、第二锁止离合器13、制动器15、第三锁止离合器16、第六离合器21分离。第一电机2和第二电机3可以单独进行能量回收，也可以同时进行能量回收。当第一电机2处于2挡和3挡时，其能量传递路径可以参考纯电机模式中第一电机2的能量传递路径。
当通过第一电机2进行能量回收时，汽车在滑行或制动时产生的机械能自车轮7顺次经过第三齿轮26、第二齿轮25、第五离合器20、第二齿圈604、第三行星轮603、第二行星轮602、第二太阳轮601、第一传动轴8、第三离合器18、第四离合器19、第二离合器14、第一行星轮502、第一太阳轮501后传递至第一电机2，通过第一电机2将机械能转换为电能(即交流电)，并通过逆变器9将该交流电转换为直流电，为电池组10充电。
当通过第二电机3进行能量回收时，汽车在滑行或制动时产生的机械能自车轮7经过第三齿轮26、第二齿轮25、第一齿轮24后传递至第二电机3，通过第二电机3将机械能转换为电能(即交流电)，并通过逆变器9将该交流电转换为直流电，为电池组10充电。
如附图7所示，当通过第一电机2和第二电机3共同进行能量回收时，只需使汽车在滑行或制动时产生的机械能同时传递给第一电机2和第二电机3，再分别通过第一电机2和第二电机3将机械能转换为电能(即交流电)，并通过逆变器9将该交流电转换为直流电，为电池组10充电即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混合动力系统，所述系统包括：发动机(1)；
其特征在于，所述系统还包括：以并联的方式电连接的第一电机(2)和第二电机(3)，以及第一离合器(4)、第一行星轮系(5)、第二行星轮系(6)；
所述发动机(1)、所述第一离合器(4)、所述第二行星轮系(6)、车轮(7)顺次传动联接；
所述第一离合器(4)通过第一传动轴(8)与所述第二行星轮系(6)传动联接，所述第二行星轮系(6)套装在所述第一传动轴(8)的一端；
所述第一电机(2)套在所述第一传动轴(8)上，且通过所述第一行星轮系(5)与所述第一传动轴(8)传动联接；
所述第二电机(3)与所述车轮(7)传动联接；
所述第一行星轮系(5)和所述第二行星轮系(6)均用于使所述发动机(1)的转速和所述第一电机(2)的转速形成预设速比；
所述第一行星轮系(5)包括：套在所述第一传动轴(8)上的第一太阳轮(501)，以及与所述第一太阳轮(501)的外圆轮齿啮合的第一行星轮(502)、内圆轮齿与所述第一行星轮(502)啮合的第一齿圈(503)、与所述第一行星轮(502)通过销轴连接的第一行星轮架(504)；
所述第一太阳轮(501)与所述第一电机(2)通过第二传动轴(11)传动联接；
所述第一齿圈(503)分别与所述第一离合器(4)与所述第一传动轴(8)传动联接；
所述系统还包括：用于锁止所述第一齿圈(503)的第一锁止离合器(12)、用于锁止所述第一行星轮架(504)的第二锁止离合器(13)；
所述第一齿圈(503)与所述第一行星轮架(504)之间设置有用于实现两者接合或分离的第二离合器(14)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电连接的逆变器(9)和电池组(10)；
所述逆变器(9)与所述第一电机(2)和所述第二电机(3)电连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：制动器(15)，设置在所述第二传动轴(11)上。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二行星轮系(6)包括：第二太阳轮(601)、与所述第二太阳轮(601)的外圆轮齿顺次啮合的第二行星轮(602)、第三行星轮(603)，以及内圆轮齿与所述第三行星轮(603)啮合的第二齿圈(604)、套在所述第一传动轴(8)上，且与所述第二行星轮(602)和所述第三行星轮(603)传动联接的第二行星轮架(605)；
所述第二太阳轮(601)套装在所述第一传动轴(8)远离所述发动机(1)的端部；
所述第二齿圈(604)与所述车轮(7)传动联接；
所述系统还包括：用于锁止所述第二齿圈(604)的第三锁止离合器(16)、用于锁止所述第二行星轮架(605)的第四锁止离合器(17)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第三离合器(18)、第四离合器(19)、第五离合器(20)、第六离合器(21)、传动齿轮(22)；
所述第三离合器(18)套装在所述第一传动轴(8)靠近所述发动机(1)的端部；
所述第四离合器(19)套在所述第一传动轴(8)上，且所述第一离合器(4)、所述第三离合器(18)、所述第四离合器(19)、所述第一齿圈(503)顺次传动联接；
所述第五离合器(20)套在第三传动轴(23)上，所述传动齿轮(22)和所述第六离合器(21)分别套装在所述第三传动轴(23)的两端，且所述传动齿轮(22)与所述第三行星轮(603)传动联接；
所述第二齿圈(604)、所述第五离合器(20)、所述第六离合器(21)、所述车轮(7)顺次传动联接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：顺次啮合的第一齿轮(24)、第二齿轮(25)、第三齿轮(26)；
所述第一齿轮(24)与所述第二电机(3)传动联接；
所述第二齿轮(25)与所述第六离合器(21)传动联接；
所述第三齿轮(26)与所述车轮(7)传动联接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统的运行模式包括：纯电动模式、纯发动机驱动模式、并联式混合驱动模式、增程模式、能量回收模式。
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