CN110065381B - 一种车用双输入轴三模式混合动力装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车用双输入轴三模式混合动力装置及工作方法，混合动力装置包括模式切换装置、发动机、扭转减震器、车身、一号电机、行星排、二号电机、二号电机轴、二号电机齿轮、行星架轴、太阳轮轴、齿圈轴、齿圈轴齿轮；所述模式切换装置第一工作端、第二工作端、以及第三工作端，所述第一工作端与行星架轴连接，第二工作端与车身连接，第三工作端与太阳轮轴连接。本发明采用行星排机构配合制动器实现单电机纯电动驱动、双电机纯电动驱动、混合动力驱动、发动机单独驱动以及制动回馈五种工作方式。

Description

一种车用双输入轴三模式混合动力装置及工作方法
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域，尤其是涉及一种车用双输入轴三模式混合动力装置及工作方法。
背景技术
功率分流式混联混合动力系统一般由两个电机和行星排组成，在混联混合动力装置中，一般只有混合动力驱动和纯电动驱动功能，不能在复杂的行驶条件下达到良好的驱动效果。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车用双输入轴三模式混合动力装置，通过使用一个模式切换装置实现混联式混合动力系统能够在单电机纯电动驱动、双电机纯电动驱动、混合动力驱动、发动机直接驱动和制动回馈功能之间的切换。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车用双输入轴三模式混合动力装置，包括模式切换装置、发动机、扭转减震器、车身、一号电机、行星排、二号电机、二号电机轴、二号电机齿轮、行星架轴、太阳轮轴、齿圈轴、齿圈轴齿轮；
所述模式切换装置第一工作端、第二工作端、以及第三工作端，所述第一工作端与行星架轴连接，第二工作端与车身连接，第三工作端与太阳轮轴连接；
所述行星排包括行星排太阳轮、行星排行星轮、行星排行星架和行星排齿圈；
所述行星架轴为所述发动机动力输出轴，其一端连接所述扭转减震器，另一端连接行星排行星架，从所述太阳轮轴、行星排太阳轮和一号电机转子轴中穿过；
所述太阳轮轴是空心轴，一端与一号电机转子轴连接，另一端与行星排太阳轮连接；
所述齿圈轴为输出轴，一端与行星排齿圈相连，另一端输出动力，并与齿圈轴齿轮相连；
所述二号电机轴是二号电机动力输入轴，一端与二号电机齿轮连接，一端与二号电机连接；
所述二号电机齿轮与齿圈轴齿轮啮合。
进一步的，所述第一工作端设有第一模式切换装置摩擦片，所述第二工作端设有第二模式切换装置摩擦片，所述第三工作端设有第三模式切换装置摩擦片；第一模式切换装置摩擦片和第二模式切换装置摩擦片之间设有第一模式切换装置液压缸；第二模式切换装置摩擦片和第三模式切换装置摩擦片之间设有第二模式切换装置液压缸，其中，第一模式切换装置液压缸与第二模式切换装置液压缸之间固定连接，可以同时运动。
进一步的，所述一号电机为电动和发电一体机，其转子轴为空心轴，和太阳轮轴连接。
进一步的，所述二号电机为电动和发电一体机，其转子轴和二号电机轴连接。
一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，在单电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置中第一工作端、第二工作端、第三工作端均不结合，所述发动机不工作，所述一号电机以不工作，所述二号电机以电动机方式工作，二号电机的输出动力经过所述二号电机齿轮、所述齿圈轴齿轮、所述齿圈轴输出。
进一步的，在双电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置中第一工作端与第二工作端结合，锁止所述行星排行星架，所述发动机不工作，所述行星排行星架被固定，所述一号电机以电动机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，上述两个电机的输出动力耦合后经所述齿圈轴输出；。
进一步的，在混合动力驱动方式下，所述模式切换装置中，第一工作端、第二工作端、第三工作端均不结合，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述行星齿轮齿圈输出；二号电机动力经过所述二号电机齿轮、所述齿圈轴齿轮、所述齿圈轴输出。
进一步的，在发动机单独驱动方式下，所述模式切换装置中第二工作端、第三工作端结合，所述发动机工作，所述一号电机不工作，所述二号电机不工作，所述发动机的输出动力经过所述行星齿轮行星架、所述行星齿轮齿圈、所述齿圈轴输出。
进一步的，在制动回馈方式下，所述二号电机以发电机方式工作，回收车辆制动动能。
相对于现有技术，本发明所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置及工作方法的有益效果是：一个模式切换装置实现混联式混合动力系统能够在单电机纯电动驱动、双电机纯电动驱动、混合动力驱动、发动机直接驱动和制动回馈功能之间的切换，提高了发动机的工作效率，进而提升整车的节能效果，发挥了行星混联式混合动力汽车的优势。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的模式切换装置的示意图。
附图标记说明：
1-模式切换装置；2-发动机；3-扭转减震器；4-车身；5-行星排；6-二号电机齿轮；7-二号电机轴；8-二号电机；9-行星架轴；10-一号电机；11-太阳轮轴；12-齿圈轴齿轮；13-齿圈轴；101-第一模式切换装置摩擦片；102-第一模式切换装置液压缸；103-第二模式切换装置摩擦片；104-第二模式切换装置液压缸；105-第三模式切换装置摩擦片；501-行星排太阳轮；502-行星排行星架；503-行星排行星轮；504-行星排齿圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-2所示，本发明提供了一种车用双输入轴三模式混合动力驱动装置，主要包括模式切换装置1、发动机2、扭转减震器3、车身4、行星排5、二号电机齿轮6、二号电机轴7、二号电机8、行星架轴9、一号电机10、太阳轮轴11、齿圈轴齿轮12、齿圈轴13；其中模式切换装置1包括第一模式切换装置摩擦片101、第一模式切换装置液压缸102、第二模式切换装置摩擦片103、第二模式切换装置液压缸104、第三模式切换装置摩擦片105；其中行星排5包括行星排太阳轮501、行星排行星架502、行星排行星轮503、行星排齿圈504；
所述模式切换装置第一工作端、第二工作端、第三工作端，分别有-第一模式切换装置摩擦片101、第二模式切换装置摩擦片103、第三模式切换装置摩擦片105，第一模式切换装置液压缸102和第二模式切换装置液压缸104之间固定连接、可以同时运动，有a位、b位和c位三个工作位置；处于a位时第一模式切换装置摩擦片101与第一模式切换装置液压缸102接合、第二模式切换装置摩擦片103与第二模式切换装置液压缸104结合，处于b位时所有摩擦片和液压缸均不结合，处于c位时第二模式切换装置摩擦片103与第一模式切换装置液压缸102接合、第三模式切换装置摩擦片105与第二模式切换装置液压缸104结合；第一工作端与所述行星架轴9连接，第二工作端与车身4连接，第三端与所述太阳轮轴11连接；
所述行星排5为普通行星排结构，包括行星排太阳轮501、行星排行星架502、行星排行星轮503和行星排齿圈504；
所述行星架轴9为所述发动机2动力输出轴，其一端连接所述扭转减震器3，另一端连接行星排行星架502，从所述太阳轮轴11、所述行星排太阳轮501和所述一号电机10转子轴中穿过；
所述太阳轮轴11是空心轴，一端与所述一号电机10转子轴连接，另一端与所述行星排太阳轮501连接；
所述齿圈轴13为输出轴，一端与所述行星排齿圈504相连，另一端输出动力，并与所述齿圈轴齿轮12相连；
所述二号电机轴7是二号电机8动力输入轴，一端与二号电机齿轮6连接，一端与二号电机8连接；
所述一号电机10为电动和发电一体机，其转子轴为空心轴，和所述太阳轮轴11连接；
所述二号电机8为电动和发电一体机，其转子轴和所述二号电机轴7连接；
所述二号电机齿轮6与所述齿圈轴齿轮12啮合。
该装置能够实现单电机驱动、双电机纯电动驱动、混合动力驱动、发动机驱动、制动回馈五种工作方式：
在单电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置1处于b位，所述发动机2不工作，所述一号电机10不工作，所述二号8电机以电动机方式工作，二号电机8的输出动力经过所述二号电机齿轮6、所述齿圈轴齿轮12、所述齿圈轴13输出；
在双电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置1处于a位，锁止所述行星排行星架502，所述发动机2不工作，所述行星排行星架502被固定，所述一号电机10以电动机方式工作，所述二号电机8以电动机方式工作，上述两个电机的输出动力耦合后经所述齿圈轴13输出；
在混合动力驱动方式下，所述模式切换装置1处于b位，所述发动机2工作，所述一号电机10以发电机方式工作，所述二号电机8以电动机方式工作，所述发动机2的部分动力直接通过所述行星齿轮齿圈504输出；二号电机8动力经过所述二号电机齿轮6、所述齿圈轴齿轮12、所述齿圈轴13输出；
在发动机单独驱动方式下，所述模式切换装置1处于c位，所述发动机2工作，所述一号电机10不工作，所述二号电机8不工作，所述发动机2的输出动力经过所述行星齿轮行星架502、所述行星齿轮齿圈504、所述齿圈轴13输出；
在制动回馈方式下，所述二号电机8以发电机方式工作，回收车辆制动动能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，其特征在于：所述车用双输入轴三模式混合动力装置包括模式切换装置、发动机、扭转减震器、车身、一号电机、行星排、二号电机、二号电机轴、二号电机齿轮、行星架轴、太阳轮轴、齿圈轴、齿圈轴齿轮；
所述模式切换装置第一工作端、第二工作端、以及第三工作端，所述第一工作端与行星架轴连接，第二工作端与车身连接，第三工作端与太阳轮轴连接；
所述行星排包括行星排太阳轮、行星排行星轮、行星排行星架和行星排齿圈；
所述行星架轴为发动机动力输出轴，其一端连接所述扭转减震器，另一端连接行星排行星架，从所述太阳轮轴、行星排太阳轮和一号电机转子轴中穿过；
所述太阳轮轴是空心轴，一端与一号电机转子轴连接，另一端与行星排太阳轮连接；
所述齿圈轴为输出轴，一端与行星排齿圈相连，另一端输出动力，并与齿圈轴齿轮相连；
所述二号电机轴是二号电机动力输入轴，一端与二号电机齿轮连接，一端与二号电机连接；
所述二号电机齿轮与齿圈轴齿轮啮合；
所述第一工作端设有第一模式切换装置摩擦片，所述第二工作端设有第二模式切换装置摩擦片，所述第三工作端设有第三模式切换装置摩擦片；第一模式切换装置摩擦片和第二模式切换装置摩擦片之间设有第一模式切换装置液压缸；第二模式切换装置摩擦片和第三模式切换装置摩擦片之间设有第二模式切换装置液压缸，其中，第一模式切换装置液压缸与第二模式切换装置液压缸之间固定连接，可以同时运动；所述模式切换装置包括a位、b位和c位三个工作位置；处于a位时第一模式切换装置摩擦片与第一模式切换装置液压缸接合、第二模式切换装置摩擦片与第二模式切换装置液压缸结合，处于b位时所有摩擦片和液压缸均不结合，处于c位时第二模式切换装置摩擦片与第一模式切换装置液压缸接合、第三模式切换装置摩擦片与第二模式切换装置液压缸结合；第一工作端与所述行星架轴连接，第二工作端与车身连接，第三工作端与所述太阳轮轴连接；
所述一号电机为电动和发电一体机，其转子轴为空心轴，和太阳轮轴连接；
所述二号电机为电动和发电一体机，其转子轴和二号电机轴连接；
在单电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置中第一工作端、第二工作端、第三工作端均不结合，所述发动机不工作，所述一号电机以不工作，所述二号电机以电动机方式工作，二号电机的输出动力经过所述二号电机齿轮、所述齿圈轴齿轮、所述齿圈轴输出。
2.根据权利要求1所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，其特征在于：在双电机纯电动驱动方式下，所述模式切换装置中第一工作端与第二工作端结合，锁止所述行星排行星架，所述发动机不工作，所述行星排行星架被固定，所述一号电机以电动机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，上述两个电机的输出动力耦合后经所述齿圈轴输出。
3.根据权利要求1所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，其特征在于：在混合动力驱动方式下，所述模式切换装置中，第一工作端、第二工作端、第三工作端均不结合，所述发动机工作，所述一号电机以发电机方式工作，所述二号电机以电动机方式工作，所述发动机的部分动力直接通过所述齿圈输出；二号电机动力经过所述二号电机齿轮、所述齿圈轴齿轮、所述齿圈轴输出。
4.根据权利要求1所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，其特征在于：在发动机单独驱动方式下，所述模式切换装置中第二工作端、第三工作端结合，所述发动机工作，所述一号电机不工作，所述二号电机不工作，所述发动机的输出动力经过所述行星架、所述齿圈、所述齿圈轴输出。
5.根据权利要求1所述的一种车用双输入轴三模式混合动力装置的工作方法，其特征在于：在制动回馈方式下，所述二号电机以发电机方式工作，回收车辆制动动能。
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