CN108263197B - 一种多挡动力耦合传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多挡动力耦合传动系统，多挡动力耦合传动系统包括单向离合器、第一动力源、第一行星动力传动系统、第二行星动力传动系统和第二动力源，第一太阳轮与第一动力源相连，第一行星轮与第一行星架转动连接，通过第二太阳轮与第二行星轮转动连接，第二太阳轮与第二动力源相连，齿圈分别连接第一行星轮和第二行星轮，用以输出动力。可以实现多个动力源多种功率耦合方式的动力耦合，使多个动力源处在高效的工作区域成为可能，利用第一行星动力传动系统、第二行星动力传动系统和单向离合器，减小了动力切换过程中的冲击，简化了换挡控制难度，集成度高，是一种多挡高效的纯电动驱动方案。

Description

一种多挡动力耦合传动系统
技术领域
本发明属于动力传动部件技术领域，尤其涉及一种多挡动力耦合传动系统。
背景技术
随着社会对节能环保技术的需求日益提升，以混合动力传动技术为代表的新能源汽车日益得到了普及。目前比较普及的是以丰田prius为代表的速度耦合ECVT动力传动方案，由于在丰田ECVT系统中没有离合器，功率耦合只有三种动力源共同输出和一个电机单独输出两种功率输出模式，随着电动化程度的加深。以PLUG-IN插电式混合动力成为未来的一种发展方向，而丰田ECVT中的两个电机，在纯电动输出时只有一个电机，一种功率模式，而另一个电机只有在混合动力状态下才能进行工作，在插电混合动力的纯电动模式下不能充分电机和电池的性能。
本发明涉及的一种多挡动力耦合传动系统，创新的实现了四种功率耦合状态，在纯电动的模式下，实现了三种动力耦合状态，两个电机均能以电动方式工作，有效弥补了丰田ECVT纯电动工况只能用一个电机的缺点，采用多挡的动力耦合，根据需要，在三种耦合方式中选择恰当的功率耦合方式，有效地提升了系统的性能。
本发明涉及的一种多挡动力耦合传动系统的优点还特别体现在，当只有两个动力源的纯电动驱动方案时，采用两个电机，实现了三种动力耦合状态，特别是利用行星排和单向离合器，减小了动力切换过程中的冲击，简化了换挡控制难度，集成度高，是一种多挡高效的纯电动驱动方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多挡动力耦合传动系统，通过多种模式多种功率选择方式，充分发挥动力源的性能，实现节能和动力性提升的目的。
为实现上述目的，本发明提供了一种多挡动力耦合传动装置，所述多挡动力耦合传动系统包括单向离合器、第一动力源、第一行星动力传动系统、第二行星动力传动系统和第二动力源，所述单向离合器用以制动所述第一行星动力传动系统，所述第一行星动力传动系统包括第一太阳轮、第一行星架、齿圈和第一行星轮，所述第一太阳轮与所述第一行星轮转动连接，所述第一太阳轮与所述第一动力源相连，所述第一行星轮与所述第一行星架转动连接，所述第二行星动力传动系统与第一行星动力传动系统相对设置，所述第二行星动力传动系统包括第二太阳轮、第二行星架、变速器箱体和所述第二行星轮，所述第二太阳轮与所述第二行星轮转动连接，所述第二太阳轮与所述第二动力源相连，所述第二行星轮与所述第二行星架转动连接，所述第二行星架与所述变速器箱体固定连接，并位于所述变速器箱体的内部，所述齿圈分别连接第一行星轮和所述第二行星轮，用以输出动力。
其中，所述多挡动力耦合传动系统还包括第三动力源，所述第三动力源的输出轴与所述单向离合器固定连接，所述单向离合器位于所述所述第三动力源与所述第一动力源之间，所述第一行星架与所述第三动力源相连。
其中，所述第一动力源、所述第二动力源和所述第三动力源为发动机，或电机，或其他动力输出装置。
其中，所述第二行星动力传动系统为定轴减速传动系统，所述所述第二行星动力传动系统通过所述齿圈，耦合与第一行星动力传动系统的动力。
本发明提供了多挡动力耦合传动系统的应用方法。
其中，所述第一动力源通过所述单向离合器制动，并带动所述第一行星传动系统，由所述齿圈输出动力。
其中，所述第二动力源带动所述第二行星传动系统，由所述齿圈输出动力。
其中，所述第一动力源通过所述单向离合器制动，并带动所述第一行星传动系统，所述第二动力源带动所述第二行星传动系统，所述齿圈在所述第一行星传动系统和所述第二行星传动系统汇同作用下，输出共同的动力。
其中，所述第三动力源带动所述第一行星传动系统的所述第一行星架，所述第一动力源带动所述第一行星传动系统的第一太阳轮，所述第二动力源带动所述第二行星传动系统，所述第一动力源、所述第二动力源和所述第三动力源的力汇同到所述齿圈，输出共同的动力。
本发明的多挡耦合传动系统，可以实现多个动力源多种功率耦合方式的动力耦合，使多个动力源处在高效的工作区域成为可能，利用第一行星动力传动系统、第二行星动力传动系统和单向离合器，减小了动力切换过程中的冲击，简化了换挡控制难度，集成度高，是一种多挡高效的纯电动驱动方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明的多挡耦合传动系统两挡的结构示意图；
图2是本发明的多挡耦合传动系统三挡的结构示意图；
图3是本发明的多挡耦合传动系统一实施例的结构示意图；
图4是本发明的多挡耦合传动系统另一实施例的结构示意图；
图5是本发明的多挡耦合传动系统一种功率组合方式的实施例；
图6是本发明的多挡耦合传动系统另一种功率组合方式的实施例；
图7是本发明的多挡耦合传动系统又一种功率组合方式的实施例；
图8是本发明的多挡耦合传动系统再一种功率组合方式的实施例。
图中:1-第三动力源，2-单向离合器，3-第一动力源，4-第一行星动力传动系统，41-第一太阳轮，42-第一行星架，43-齿圈，44-第一行星轮，5-第二行星动力传动系统，51-第二太阳轮，52-第二行星架，53-变速器箱体，54-第二行星轮，6-第二动力源，7-输出齿轮，8-减速小齿轮，9-减速大齿轮。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图4，本发明提供一种多挡动力耦合传动系统100，所述多挡动力耦合传动系统100包括单向离合器2、第一动力源3、第一行星动力传动系统4、第二行星动力传动系统5和第二动力源6，所述单向离合器2用以制动所述第一行星动力传动系统4，所述第一行星动力传动系统4包括第一太阳轮41、第一行星架42、齿圈43和第一行星轮44，所述第一太阳轮41与所述第一行星轮44转动连接，所述第一太阳轮41与所述第一动力源3相连，所述第一行星轮44与所述第一行星架42转动连接，所述第二行星动力传动系统5与第一行星动力传动系统4相对设置，所述第二行星动力传动系统5包括第二太阳轮51、第二行星架52、变速器箱体53和所述第二行星轮54，所述第二太阳轮51与所述第二行星轮54转动连接，所述第二太阳轮51与所述第二动力源6相连，所述第二行星轮54与所述第二行星架52转动连接，所述第二行星架52与所述变速器箱体53固定连接，并位于所述变速器箱体53的内部，所述齿圈43分别连接第一行星轮44和所述第二行星轮54，用以输出动力。
在本实施方式中，所述第一动力源3和所述第二动力源6为电动式发电一体机，第一行星动力传动系统4、第二行星动力传动系统5、第一电机和第二电机，所述第一行星动力传动系统4由第一太阳轮41、第一行星架42，齿圈43及其第一行星轮44构成。所述第二行星动力传动系统5由第二太阳轮51、第二行星架52、和第二行星轮54构成。其中，所述齿圈43由两部分组成，一部分与所述位于所述第一行星动力传动系统4，另一部分位于所述所述第二行星动力传动系统5。
在本实施方式中，所述第二动力源6与所述第二行星动力传动系统5的第二太阳轮51连接，所述第二行星架52固定在变速器箱体53上，所述齿圈43位于所述所述第一行星动力传动系统4部分与所述齿圈43位于第二行星架52部分固定连接成一个元件，一起作为动力输出端，所述齿圈43通过动力输出齿轮7与外部传动机构连接，以将动力传递至汽车驱动轮。
本发明涉及的一种多挡动力耦合传动系统100的优点还特别体现在，当只有两个动力源的纯电动驱动方案时，采用两个电机，实现了三种动力耦合状态，特别是利用行星排和单向离合器2，减小了动力切换过程中的冲击，简化了换挡控制难度，集成度高，是一种多挡高效的纯电动驱动方案。
请参见图2，进一步地，所述多挡动力耦合传动系统100还包括第三动力源，所述第三动力源的输出轴与所述单向离合器2固定连接，所述单向离合器2位于所述所述第三动力源与所述第一动力源3之间，所述第一行星架42与所述第三动力源相连。所述第三动力源与所述第一行星动力传动系统4的第一太阳轮41连接;所述第二动力源6与所述第二行星动力传动系统5的第二太阳轮51连接，所述第三动力源通过单向离合器2与所述第一行星架42连接，所述第二行星架52固定在变速器箱体53上，所述齿圈43通过动力输出齿轮7与外部传动机构连接，以将动力传递至汽车驱动轮。
进一步地，本发明的三电机多挡耦合传动系统，可以根据需要，实现四种功率的耦合。
请参见图3和图4，在本实施方式中，根据设计需要，可以将多挡动力耦合传动系统100中的第二行星动力传动系统5替换为定轴减速传动系统，所述第二动力源6与减速小齿轮8相连，减速大齿轮9和第一行星动力传动系统4的齿圈43相连，减速小齿轮8和减速大齿轮9构成一对减速齿轮，将动力通过所述齿圈43耦合后输出。在其他实施方式中，还可以采用其他定轴传动结构，以达到基本相同的技术效果。
请参见图4至图8，本发明提供了多挡动力耦合传动系统100的应用方法，可以根据需要，实现四种功率的耦合。
见图5，本实施方式的一实施例是，所述第一动力源3通过制动单向离合器2，由所述齿圈43位于所述第一行星动力传动系统4的部分输出动力，只有第一电机3输出动力。见图6，本实施方式的另一实施例是，所述第二行星架52固定在变速箱体上，第二动力源6通过所述齿圈43位于第二行星动力传动系统5的部分输出动力，只有第二电机6输出动力。见图7，本实施方式的又一实施例是，所述第二行星架52固定在变速箱体上，第一动力源3通过制动单向离合器2，再通过所述齿圈43位于所述第一行星动力传动系统4的部分，汇同第二动力源6通过所述齿圈43位于所述第二行星动力传动系统5的部分，共同输出动力，这时所述第一动力源3和所述第二动力源6均联合起来输出动力。见图8，本实施方式的再一实施例是，所述第三动力源通过所述第一行星动力传动系统4的所述第一行星架42，所述第一动力源3通过所述第一行星动力传动系统4的第一太阳轮41，汇同所述第二动力源6通过所述齿圈4343位于所述第二行星动力传动系统5的部分共同输出动力，这是三个动力源均耦合进行动力驱动。
参见图5至图7，进一步地，本发明的两电机多挡耦合传动系统，可以根据需要，实现三种功率的耦合，见图5，本实施方式的一实施例是，所述第一动力源3通过制动所述单向离合器2，由所述第一行星动力传动系统4的所述齿圈43输出动力，此时只有第一电机3输出动力。见图6，本实施方式的另一实施例是，所述第二行星架52固定在变速箱体上，所述第二动力源6通过所述齿圈43位于所述第二行星动力传动系统5的部分输出动力，此时所述第二动力源6输出动力。见图7，本实施方式的又一实施例是，所述第二行星架52固定在变速箱体上，所述第一动力源3通过制动所述单向离合器2，再通过所述齿圈43位于所述第一行星动力传动系统4的部分，汇同所述第二动力源6通过所述齿圈43位于所述第二行星动力传动系统5的部分，共同输出动力，这时第一动力源3和第二动力源6均联合起来输出动力。
本发明的多挡耦合传动系统，可以实现多个动力源多种功率耦合方式的动力耦合，使多个动力源处在高效的工作区域成为可能，系统利用行星排和单向离合器2，减小了动力切换过程中的冲击，简化了换挡控制难度，集成度高，是一种多挡高效的混合动力/纯电动驱动方案。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种多挡动力耦合传动系统，其特征在于，
所述多挡动力耦合传动系统包括单向离合器（2）、第一动力源（3）、第一行星动力传动系统（4）、第二行星动力传动系统（5）和第二动力源（6），所述单向离合器（2）用以制动所述第一行星动力传动系统（4），
所述第一行星动力传动系统（4）包括第一太阳轮（41）、第一行星架（42）、齿圈（43）和第一行星轮（44），所述第一太阳轮（41）与所述第一行星轮（44）转动连接，所述第一太阳轮（41）与所述第一动力源（3）相连，所述第一行星轮（44）与所述第一行星架（42）转动连接，
所述第二行星动力传动系统（5）与第一行星动力传动系统（4）相对设置，所述第二行星动力传动系统（5）包括第二太阳轮（51）、第二行星架（52）、变速器箱体（53）和第二行星轮（54），所述第二太阳轮（51）与所述第二行星轮（54）转动连接，所述第二太阳轮（51）与所述第二动力源（6）相连，所述第二行星轮（54）与所述第二行星架（52）转动连接，所述第二行星架（52）与所述变速器箱体（53）固定连接，并位于所述变速器箱体（53）的内部，所述齿圈（43）分别连接第一行星轮（44）和所述第二行星轮（54），用以输出动力。
2.根据权利要求1所述的多挡动力耦合传动系统，其特征在于，
所述多挡动力耦合传动系统还包括第三动力源（1），所述第三动力源（1）的输出轴与所述单向离合器（2）固定连接，所述单向离合器（2）位于所述第三动力源（1）与所述第一动力源（3）之间，所述第一行星架（42）与所述第三动力源（1）相连。
3.根据权利要求2所述的多挡动力耦合传动系统，其特征在于，
所述第一动力源（3）、所述第二动力源（6）和所述第三动力源（1）为发动机，或电机，或其他动力输出装置。
4.如权利要求1所述的多挡动力耦合传动系统，其特征在于，
所述第二行星动力传动系统（5）为定轴减速传动系统，所述第二行星动力传动系统（5）通过所述齿圈（43），耦合与第一行星动力传动系统（4）的动力。
5.根据权利要求1所述的多挡动力耦合传动系统的应用方法，其特征在于，
所述第一动力源（3）通过所述单向离合器（2）制动，并带动所述第一行星动力传动系统（4），由所述齿圈（43）输出动力。
6.根据权利要求1所述的多挡动力耦合传动系统的应用方法，其特征在于，
所述第二动力源（6）带动所述第二行星动力传动系统（5），由所述齿圈（43）输出动力。
7.根据权利要求1所述的多挡动力耦合传动系统的应用方法，其特征在于，
所述第一动力源（3）通过所述单向离合器（2）制动，并带动所述第一行星动力传动系统（4），所述第二动力源（6）带动所述第二行星动力传动系统（5），所述齿圈（43）在所述第一行星动力传动系统（4）和所述第二行星动力传动系统（5）汇同作用下，输出共同的动力。
8.根据权利要求2所述的多挡动力耦合传动系统的应用方法，其特征在于，
所述第三动力源（1）带动所述第一行星动力传动系统（4）的所述第一行星架（42），所述第一动力源（3）带动所述第一行星动力传动系统（4）的第一太阳轮（41），所述第二动力源（6）带动所述第二行星动力传动系统（5），所述第一动力源（3）、所述第二动力源（6）和所述第三动力源（1）的力汇同到所述齿圈（43），输出共同的动力。
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