CN110816253B - 无齿圈行星轮系混合动力系统 - Google Patents

无齿圈行星轮系混合动力系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110816253B
CN110816253B CN201911143295.7A CN201911143295A CN110816253B CN 110816253 B CN110816253 B CN 110816253B CN 201911143295 A CN201911143295 A CN 201911143295A CN 110816253 B CN110816253 B CN 110816253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
clutch
gear
electric machine
motor
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911143295.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110816253A (zh
Inventor
张恒先
王庆来
周之光
余学浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chery Automobile Co Ltd filed Critical Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN201911143295.7A priority Critical patent/CN110816253B/zh
Publication of CN110816253A publication Critical patent/CN110816253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110816253B publication Critical patent/CN110816253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本申请公开了一种无齿圈行星轮系混合动力系统，包括依次连接的发动机、第一离合器、第一行星架、第一行星轮、与第一行星轮的第一侧啮合的第一太阳轮、与第一太阳轮连接的第一传动齿轮组、与第一传动齿轮组连接的用于带动车轮转动的驱动轴、与第一行星轮的第二侧啮合的第二行星轮、与第二行星轮连接的第二行星架、与第二行星架连接的第二离合器、与第二行星轮啮合的第二太阳轮、与第二太阳轮连接的第一电机以及与第一电机连接的电源组件。本申请提供的无齿圈行星轮系混合动力系统，能够实现多种工作模式切换运行，提高车辆的能量利用率和动力性能。

Description

无齿圈行星轮系混合动力系统
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种无齿圈行星轮系混合动力系统。
背景技术
随着汽车保有量的不断加大，汽车尾气污染已经成为城市空气污染的主要来源。目前国家颁布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》，鼓励传统汽车企业加速转型，大力发展新能源汽车。受政策影响，越来越多的新能源汽车进入消费者的视野，然而新能源汽车的发展道路漫长且坎坷，低碳生活、节能减排，也不是一朝一夕的事情。纯电动的新能源汽车受充电不方便、续航里程短等因素的影响，给用户带来的实际体验不佳，而同为新能源汽车领域的混合动力汽车，则以其优越的节能减排以及较为出色的用户体验，逐渐得到了市场的青睐。
高效的混合动力汽车的变速传动系统，可以大幅提高整车的动力性和燃油经济性，减少尾气排放，满足法规的要求。国内各大汽车企业都在积极地研发混合动力系统，尤其是混合动力专用变速箱的集成开发。目前市场上的混合动力系统多是在传统的自动变速箱的基础上进行的开发，将电机简单的集成在AT(液力自动变速箱)、AMT(电控机械自动变速箱)、CVT(机械无级自动变速箱)或者DCT(双离合变速器)等变速箱的前端或者后端，构成混合动力系统。虽然这种类型的混合动力系统技术难度较低，所需研发投入较少，但是也有着明显的缺陷：
1、工作模式单一，不能根据用户实际工况需求进行调节，影响节油率；
2、对于电机、发动机的要求较高，导致成本较高。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供一种无齿圈行星轮系混合动力系统，能够实现多种工作模式切换运行，提高车辆的能量利用率和动力性能。
本申请具体采用如下技术方案：
一种无齿圈行星轮系混合动力系统，包括发动机、第一离合器、第一行星架、第一太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第二太阳轮、第二行星架、第二离合器、第一电机、第一传动齿轮组、驱动轴、车轮和电源组件，其中，
发动机、第一离合器和第一行星架依次连接；
第一行星轮与第一行星架连接，在第一行星轮的第一侧设有与其啮合的第一太阳轮，在第一行星轮的第二侧设有与其啮合的第二行星轮；
第一太阳轮通过太阳轮轴与第一传动齿轮组连接；
第一传动齿轮组与驱动轴连接，被配置为带动车轮转动；
第二行星轮与第二行星架连接并与第二太阳轮啮合，第二太阳轮固定在第一电机的输出轴上，第二行星架可相对转动地套设在第一电机的输出轴上；
第二离合器的第一部分与第二行星架连接，第二离合器的第二部分与第二太阳轮连接，第一部分和第二部分分别为第二离合器的主动部和从动部中的一个；
电源组件与第一电机连接。
优选地，系统还包括与电源组件连接的第二电机，第二电机的输出轴与第二传动齿轮组连接，第二传动齿轮组通过齿轮轴与第一传动齿轮组连接。
优选地，第一离合器为单向离合器。
优选地，第一离合器被替换为制动器。
优选地，第二传动齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮固定在第二电机的输出轴上，第二齿轮与齿轮轴固定连接。
优选地，当系统被配置为处于第一纯电驱动模式时，发动机和第一电机均不工作，第一离合器和第二离合器均断开，第二电机工作。
优选地，当系统被配置为处于第二纯电驱动模式时，发动机不工作，制动器接合，第二离合器断开，第一电机和第二电机工作。
优选地，当系统被配置为处于并联式混合驱动模式时，发动机、第一电机和第二电机均工作，第一离合器和第二离合器均断开。
优选地，当系统被配置为处于发动机直驱模式时，发动机工作，第一离合器断开，第二离合器接合，第一电机工作或第一电机处于发电模式，第二电机不工作。
优选地，当系统被配置为处于能量回收模式时，发动机和第一电机均不工作，第一离合器和第二离合器均断开，第二电机处于发电模式。
本申请实施例提供的无齿圈行星轮系混合动力系统能够实现多种运行模式，结构简单紧凑，输出扭矩大，承载能力高，使用寿命长。本系统的行星轮系内不设齿圈，降低了零部件的加工难度。系统还匹配三个动力源，通过根据工况需求切换不同挡位，降低了对各动力源的要求，从而降低了整个系统的成本，具有良好的动力性与节油效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的无齿圈行星轮系混合动力系统结构图；
图2是本申请实施例提供的第一纯电驱动模式的动力传递示意图；
图3是本申请实施例提供的启动倒挡功能时第一纯电驱动模式的动力传递示意图；
图4是本申请实施例提供的第二纯电驱动模式的动力传递示意图；
图5是本申请实施例提供的并联式混合驱动模式的第一种情况的动力传递示意图；
图6是本申请实施例提供的并联式混合驱动模式的第二种情况的动力传递示意图；
图7是本申请实施例提供的发动机直驱模式的第一种情况的动力传递示意图；
图8是本申请实施例提供的发动机直驱模式的第二种情况的动力传递示意图；
图9是本申请实施例提供的发动机直驱模式的第三种情况的动力传递示意图；
图10是本申请实施例提供的能量回收模式的动力传递示意图。
附图标记：
1、发动机；2、第一离合器；3、第一行星架；4、第一太阳轮；5、第一行星轮；6、第二行星轮；7、第二太阳轮；8、第二行星架；9、第二离合器；10、第一电机；11、第一传动齿轮组；111、第三齿轮；112、第四齿轮；113、第五齿轮；12、驱动轴；13、车轮；14、电源组件；141、电池管理系统；142、第一电机控制器；143、第二电机控制器；144、第一逆变器；145、第二逆变器；15、太阳轮轴；16、第二电机；17、第二传动齿轮组；171、第一齿轮；172、第二齿轮；18、齿轮轴。
具体实施方式
为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种无齿圈行星轮系混合动力系统，如图1所示，包括发动机1、第一离合器2、第一行星架3、第一太阳轮4、第一行星轮5、第二行星轮6、第二太阳轮7、第二行星架8、第二离合器9、第一电机10、第一传动齿轮组11、驱动轴12、车轮13和电源组件14。
其中，发动机1、第一离合器2和第一行星架3依次连接；第一行星轮5与第一行星架3连接，在第一行星轮5的第一侧设有与其啮合的第一太阳轮4，在第一行星轮5的第二侧设有与其啮合的第二行星轮6；第一太阳轮4通过太阳轮轴15与第一传动齿轮组11连接；第一传动齿轮组11与驱动轴12连接，被配置为带动车轮13转动；第二行星轮6与第二行星架8连接并与第二太阳轮7啮合，第二太阳轮7固定在第一电机10的输出轴上，第二行星架8可相对转动地套设在第一电机10的输出轴上；第二离合器9的第一部分与第二行星架8连接，第二离合器9的第二部分与第二太阳轮7连接，第一部分和第二部分分别为第二离合器9的主动部和从动部中的一个；电源组件14与第一电机10连接。
本申请实施例提供了一种能将燃料(如汽油、柴油等)和电能结合使用的无齿圈行星轮系混合动力驱动系统，该系统包括E-CVT(电动无级变速器，Electric ContinuouslyVariable Transmission)结构，能够实现无级变速传动。
本申请实施例中的行星轮系具有两个动力输入端和一个动力输出端。具体地，第一动力输入端为发动机1，第二动力输入端为第一电机10，两个动力输入端接收的动力在第一太阳轮4处进行耦合，耦合后的动力从太阳轮轴15输出。
在本申请实施例中，当第二离合器9的主动部与第二行星架8连接时，其从动部与第二太阳轮7连接；并且，当第二离合器9的主动部与第二太阳轮7连接时，其从动部与第二行星架8连接。
第二离合器9被配置为第二离合器9被配置为锁止第二太阳轮7和第二行星架8以使二者相对固定，或释放第二太阳轮7和第二行星架8以使二者相对转动。具体地，当第二离合器9的主动部和从动部分离时，第二离合器9断开，第二太阳轮7和第二行星架8可发生相对转动；当第二离合器9的主动部和从动部结合时，第二离合器9接合，第二太阳轮7和第二行星架8相对固定，不能发生相对转动。
本系统还包括与电源组件14连接的第二电机16和与第二电机16的输出轴连接的第二传动齿轮组17，第二传动齿轮组17通过齿轮轴18与第一传动齿轮组11连接。
本申请实施例提供的无齿圈行星轮系混合动力驱动系统还包括三个动力源，配合E-CVT结构能够实现以多种模式运行。系统被配置为根据当前车辆状态切换至对应模式，并根据对应模式调整发动机1、第一电机10、第二电机16、第一离合器2以及第二离合器9的状态。在一些实施例中，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量、当前车速和当前工况。
在一些实施例中，电源组件14与第一电机10和第二电机16发生能量交换。当第一电机10和/或第二电机16工作时，电源组件14为第一电机10和/或第二电机16提供能量；当第一电机10和/或第二电机16处于发电模式时，电源组件14接收并存储第一电机10和/或第二电机16转化的能量。
在本申请的实施例中，对于第一电机10和第二电机16，“工作”即指上述电机处于将电能转化为机械能的状态，“不工作”即指上述电机处于既不将电能转化为机械能又不将机械能转化为电能的状态，“处于发电模式”即指上述电机处于将机械能转化为电能的状态。
在一些实施例中，电源组件14包括电池管理系统(BMS，Battery ManagementSystem)141和电机控制器(MCU，Motor Control Unit)。电池管理系统141被配置为控制电池组(图中未示出)的充放电。电机控制器包括与电池管理系统141分别连接的第一电机控制器142和第二电机控制器143。第一电机控制器142与第一电机10相连，第二电机控制器143与第二电机16相连，
在一些实施例中，在电机控制器和电机之间还设有逆变器(INV，Inverter)。具体地，在第一电机控制器142与第一电机10之间还设有第一逆变器144，在第二电机控制器143与第二电机16之间还设有第二逆变器145。
在一些实施例中，第一电机控制器142、第一逆变器144、第二电机控制器143和第二逆变器145集成在一起，能够节省安装空间。
在一些实施例中，第一电机3和第二电机8均可以正转或反转，当第一电机10和/或第二电机16正转时车辆前行，当第一电机10和/或第二电机16反转时即为启动车辆的倒车功能。
在一些实施例中，第一传动齿轮组11包括依次啮合的第三齿轮111、第四齿轮112和第五齿轮113，第三齿轮111与太阳轮轴15固定连接，第五齿轮113安装在驱动轴12上。可选地，第五齿轮113为差速器，使车辆的左、右车轮以不同转速转动。其中，第一传动齿轮组11中的齿轮也可以为其他数量和/或其他组合方式。
在本申请实施例的一些实现方式中，第一离合器2为单向离合器。
第一离合器2被配置为当第一离合器2传递的的扭矩方向与预设运转方向一致时，第一离合器2自由旋转并传递该扭矩；当第一离合器2传递的的扭矩方向与预设运转方向相反时，第一离合器2锁止并阻断该扭矩的传递。
在一些实施例中，当车辆启动倒车功能后，第二电机16反转，发动机1和第一电机10不工作，第二离合器9断开，此时需将第一离合器2接合，防止发动机1反转。
在本申请实施例的一些实现方式中，上述系统中的第一离合器2被替换为制动器，能够实现双电机驱动车辆行驶。具体内容请参考下文中的当系统配置为第二纯电驱动模式时的说明。
在本申请实施例的一些实现方式中，第二传动齿轮组17包括相互啮合的第一齿轮171和第二齿轮172，第一齿轮171固定在第二电机16的输出轴上，第二齿轮172与齿轮轴18固定连接。其中，第二传动齿轮组17中的齿轮也可以为其他数量和/或其他组合方式。
在一些实施例中，第二传动齿轮组17还可以作为第二电机16的减速齿轮组，降低对第二电机16的扭矩要求。
在本申请提供的实施例中，系统还可以包括控制单元，控制单元根据当前车辆状态确定出对应模式，对应模式可包括第一纯电驱动模式、第二纯电驱动模式、并联式混合驱动模式、发动机直驱模式和能量回收模式。
在本申请实施例的一些实现方式中，当系统被配置为处于第一纯电驱动模式时，如图2所示，发动机1不工作，第一离合器2断开，电池管理系统141控制电池组(图中未示出)放电，第一电机控制器142控制第一电机10不工作，第二离合器9断开，第二电机控制器143控制第二电机16工作，即第二电机16作为唯一动力源驱动车辆行驶。第二电机16输出的动力依次经由第一齿轮171、第二齿轮172、第四齿轮112、第五齿轮113传递至驱动轴12，并带动车轮13转动。
当系统启动倒车功能时，如图3所示，发动机1不工作，第一离合器2接合，电池管理系统141控制电池组(图中未示出)放电，第一电机控制器142控制第一电机10不工作，第二离合器9断开，第二电机控制器143控制第二电机16反转，即第二电机16作为唯一动力源驱动车辆倒车。第二电机16作为动力源的动力传递路线已在上文做出说明，此处不再赘述。
当第二电机16反转时，系统中的其他齿轮结构会随之反转，而接合单向离合器能够阻断扭矩的传递，防止发动机1反转，避免发生故障。
本实施例所提供的无齿圈行星轮系混合动力系统在处于第一纯电驱动模式时，利用第二电机16单独作为动力源，适于车辆处于低速蠕行或巡航状态的情况，能够更加节省电力。
当用户需要使车辆处于低速状态下，但临时需要较大扭矩进行超车的情况时，可以采用如下的第二纯电驱动模式，能够使得车辆短时间内获得较大扭矩，具有良好的动力响应性。
在本申请实施例的一些实现方式中，如图4所示，将系统中的第一离合器2替换为制动器。当系统被配置为处于第二纯电驱动模式时，发动机1不工作，制动器接合，第二离合器9断开，电池管理系统141控制电池组(图中未示出)放电，第一电机控制器142控制第一电机10工作，第二电机控制器143控制第二电机16工作，即实现双电机驱动车辆行驶。
制动器接合后，阻断了第一电机10输出的动力在行星轮系和发动机1之间的传递，第一电机10输出的动力依次经过第二太阳轮7、第二行星轮6、第一行星轮5、第一太阳轮4、太阳轮轴15、第三齿轮111传递至第四齿轮112，并在第四齿轮112处与第二电机16输出的动力耦合，耦合后的动力经过第五齿轮113传递给驱动轴12，以带动车轮13转动。
在本申请实施例的一些实现方式中，当系统被配置为处于并联式混合驱动模式时，如图5-6所示，发动机1工作，第一离合器2和第二离合器9均断开，电池管理系统141控制电池组(图中未示出)放电，第二电机控制器143控制第二电机16工作，同时第一电机10呈下述两种情况之一：
如图5所示的第一种情况，第一电机控制器142控制第一电机10工作，即发动机1、第一电机10和第二电机16共同驱动车辆行驶，可以输出较大的功率，提高整车动力性。发动机1输出的动力依次经过第一离合器2、第一行星架3传递至第一行星轮5，第一电机10输出的动力经过第二太阳轮7传递至第二行星轮6，由于第一行星轮5和第二行星轮6处于常啮合状态，二者的动力在此处耦合并向第一太阳轮4方向继续输出，耦合后的动力在第四齿轮112处与第二电机16输出的动力再次耦合，再次耦合后的动力继续传递，以带动车轮13转动。其中，第一太阳轮4输出的动力的传递路线和第二电机16输出的动力的传递路线均已在上文做出说明，此处不再赘述。
在并联式混合驱动模式下，保持第三齿轮111转速一定，可以实现发动机1和第一电机10的无数种速比配合方式，使发动机1和第一电机10一直工作在高效区。也就是说，随着车速的变化，发动机1和第一电机10可以在保证高效的情况下调整速比，实现无级变速，即实现所谓的E-CVT模式。
在一些实施例中，并联式混合驱动模式下还可以根据用户需求决定是否开启行车充电模式。开启行车充电模式后会启动第一电机10的发电模式，将发动机1输出的机械能分出一部分提供给第一电机10，由第一电机10将机械能转换为电能存入电池组备用。
如图6所示的第二种情况，第一电机控制器142控制第一电机10处于发电模式。发动机1输出的动力依次经过第一离合器2、第一行星架3传递至第一行星轮5，并在第一行星轮5处分成两部分，一部分依次经过第二行星轮6和第二太阳轮7传递至第一电机10，并由第一电机10将其转化为电能存储在电池组中；另一部分动力传递至第一太阳轮4并继续向后传递，在第四齿轮112处与第二电机16输出的动力耦合，耦合后的动力继续传递，以带动车轮13转动。
上述并联式混合驱动模式利用发动机1和至少一个电机共同作为动力源，适于车辆处于高速状态下但临时需要较大扭矩进行超车的情况，既能够利用发动机在高转速下的动力优势，又能够利用电机响应性快的特点，使得车辆在高速行驶时能够在短时间内获得较大扭矩。
当系统有高压故障或电池电量不足时，可以采用如下所述的发动机直驱模式，控制发动机直接驱动车辆行驶。
在本申请实施例的一些实现方式中，当系统被配置为处于发动机直驱模式时，发动机1工作，第一离合器2断开，第二离合器9接合，第二电机控制器143控制第二电机16不工作，同时第一电机10呈下述三种情况之一：
如图7所示的第一种情况，第一电机控制器142控制第一电机10不工作，即发动机1作为唯一动力源驱动车辆行驶。由于第二离合器9的接合，将第二太阳轮7和第二行星架8锁止，因此第二行星轮6、第一行星轮5、第一太阳轮4、第一行星架3以及第一电机10的输出轴之间不再存在相对运动，发动机1输出的动力直接通过第一行星架3、第一行星轮5、第一太阳轮4和太阳轮轴15输出至第三齿轮111，并继续向后传递以带动车轮13转动。
如图8所示的第二种情况，电池管理系统141控制电池组(图中未示出)放电，第一电机控制器142控制第一电机10工作，即发动机1和第一电机10联合驱动车辆行驶。第一电机10输出的动力和发动机1输出的动力在第一太阳轮4处耦合并继续向后传递，以带动车轮13转动。其中，第一太阳轮4输出的动力的传递路线已在上文做出说明，此处不再赘述。
如图9所示的第三种情况，第一电机控制器142控制第一电机10处于发电模式。发动机1输出的动力经过第一离合器2、第一行星架3传递至第一行星轮5，并在第一行星轮5处分成两部分，这两部分动力的传递路线已在上文做出说明，此处不再赘述。
当在电池组电量不足时，可以使用如下所述的能量回收模式为电池组充电。该回收部分的电能，可以为后续车辆的运行提供能量，从而降低了整车的油耗，提高了燃油经济性。例如，在滑行和制动工况下，车辆运行状态可以设置为能量回收模式，在上述模式下，为使运行的车辆被制动，该车的动力系统为整车提供了反向力矩，同时将该制动的部分动能经由第二电机16转换为电能，并存入电池组备用。
在本申请实施例的一些实现方式中，当系统被配置为处于能量回收模式时，如图10所示，发动机1和第一电机10均不工作，第一离合器2和第二离合器9均断开，第二电机控制器143控制第二电机16处于发电模式。由整车的制动而减小的部分动能会通过车轮13转换为机械能，依次传递给驱动轴12、第五齿轮113、第四齿轮112、第二齿轮172和第一齿轮171，最终传递给第二电机16，第二电机16将机械能转换为电能并存入电池组中备用。
本实施例所提供的无齿圈行星轮系混合动力系统具有上述多种运行模式，能够降低对发动机、第一电机和第二电机这三大动力源的扭矩要求，从而降低了整个变速传动系统的成本，同时使得这三大动力源更多地在高效区工作，能量传递损失较少，系统工作效率高，具有良好的动力性与节油效果。
本实施例所提供的无齿圈行星轮系混合动力系统能够实现E-CVT模式，平顺性好，节能省油。在本系统中，E-CVT结构得到了进一步改进，行星轮系内不设置齿圈，降低了零部件的加工难度。
在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”、“第三”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。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案，并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，包括发动机(1)、第一离合器(2)、第一行星架(3)、第一太阳轮(4)、第一行星轮(5)、第二行星轮(6)、第二太阳轮(7)、第二行星架(8)、第二离合器(9)、第一电机(10)、第一传动齿轮组(11)、驱动轴(12)、车轮(13)和电源组件(14)，其中，
所述发动机(1)、所述第一离合器(2)和所述第一行星架(3)依次连接；
所述第一行星轮(5)与所述第一行星架(3)连接，在所述第一行星轮(5)的第一侧设有与其啮合的第一太阳轮(4)，在所述第一行星轮(5)的第二侧设有与其啮合的第二行星轮(6)；
所述第一太阳轮(4)通过太阳轮轴(15)与所述第一传动齿轮组(11)连接；
所述第一传动齿轮组(11)与所述驱动轴(12)连接，被配置为带动所述车轮(13)转动；
所述第二行星轮(6)与所述第二行星架(8)连接并与所述第二太阳轮(7)啮合，所述第二太阳轮(7)固定在所述第一电机(10)的输出轴上，所述第二行星架(8)可相对转动地套设在所述第一电机(10)的输出轴上；
所述第二离合器(9)的第一部分与所述第二行星架(8)连接，所述第二离合器(9)的第二部分与所述第二太阳轮(7)连接，所述第一部分和所述第二部分分别为第二离合器(9)的主动部和从动部中的一个；
所述电源组件(14)与所述第一电机(10)连接。
2.根据权利要求1所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，还包括与所述电源组件(14)连接的第二电机(16)和与所述第二电机(16)的输出轴连接的第二传动齿轮组(17)，所述第二传动齿轮组(17)通过齿轮轴(18)与所述第一传动齿轮组(11)连接。
3.根据权利要求2所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，所述第一离合器(2)为单向离合器。
4.根据权利要求2所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，所述第一离合器(2)被替换为制动器。
5.根据权利要求2或4所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，所述第二传动齿轮组(17)包括相互啮合的第一齿轮(171)和第二齿轮(172)，所述第一齿轮(171)固定在所述第二电机(16)的输出轴上，所述第二齿轮(172)与所述齿轮轴(18)固定连接。
6.根据权利要求2或3所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，当所述系统被配置为处于第一纯电驱动模式时，所述发动机(1)和所述第一电机(10)均不工作，所述第一离合器(2)和所述第二离合器(9)均断开，所述第二电机(16)工作。
7.根据权利要求4所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，当所述系统被配置为处于第二纯电驱动模式时，所述发动机(1)不工作，所述制动器接合，所述第二离合器(9)断开，所述第一电机(10)和所述第二电机(16)工作。
8.根据权利要求2或3所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，当所述系统被配置为处于并联式混合驱动模式时，所述发动机(1)工作，所述第一离合器(2)和所述第二离合器(9)均断开，所述第一电机(10)工作或所述第一电机(10)处于发电模式，所述第二电机(16)均工作。
9.根据权利要求2或3所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，当所述系统被配置为处于发动机直驱模式时，所述发动机(1)工作，所述第一离合器(2)断开，所述第二离合器(9)接合，所述第一电机(10)工作或所述第一电机(10)处于发电模式，所述第二电机(16)不工作。
10.根据权利要求2或3所述的无齿圈行星轮系混合动力系统，其特征在于，当所述系统被配置为处于能量回收模式时，所述发动机(1)和所述第一电机(10)均不工作，所述第一离合器(2)和所述第二离合器(9)均断开，所述第二电机(16)处于发电模式。
CN201911143295.7A 2019-11-20 2019-11-20 无齿圈行星轮系混合动力系统 Active CN110816253B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911143295.7A CN110816253B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 无齿圈行星轮系混合动力系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911143295.7A CN110816253B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 无齿圈行星轮系混合动力系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110816253A CN110816253A (zh) 2020-02-21
CN110816253B true CN110816253B (zh) 2021-02-02

Family

ID=69557420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911143295.7A Active CN110816253B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 无齿圈行星轮系混合动力系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110816253B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114076180B (zh) * 2020-08-21 2024-07-16 比亚迪股份有限公司 行星齿轮传动装置、动力驱动系统和车辆
CN112406508B (zh) * 2020-10-29 2023-08-08 东风汽车集团有限公司 混合动力驱动方法、装置、动力系统、车辆及相关设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000245013A (ja) * 1998-12-25 2000-09-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置
CN102310756B (zh) * 2010-06-29 2013-11-20 北汽福田汽车股份有限公司 混合动力汽车用动力总成和混合动力汽车
CN102310755B (zh) * 2010-06-29 2014-05-28 北汽福田汽车股份有限公司 动力耦合装置及其控制装置、混合动力系统
DE102016226090A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 Avl List Gmbh Drehmomentübertragungsvorrichtung
CN206647505U (zh) * 2017-04-10 2017-11-17 深圳市万维博新能源技术有限公司 双太阳轮输入行星结构
JPWO2019159604A1 (ja) * 2018-02-13 2021-01-28 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
CN108839551B (zh) * 2018-06-28 2020-05-08 奇瑞汽车股份有限公司 混合动力系统及控制方法
CN109203972B (zh) * 2018-11-14 2024-02-27 王延芸 一种双电机混合动力系统传动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110816253A (zh) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108839551B (zh) 混合动力系统及控制方法
CN110615000A (zh) 一种插电式混合动力汽车工作控制模式
CN110667366A (zh) 一种专用于混合动力汽车的变速传动系统
CN110962577A (zh) 混合动力变速箱及混合动力变速传动系统
CN110816253B (zh) 无齿圈行星轮系混合动力系统
CN211641822U (zh) 一种用于混合动力汽车的变速传动系统
WO2022089176A1 (zh) 混合动力系统及车辆
WO2023273004A1 (zh) 动力驱动系统和车辆
CN108839550B (zh) 混合动力系统
CN111098695B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN111688470B (zh) 一种串并联构型插电式混合动力系统及其控制方法
CN211166413U (zh) 混合动力驱动系统
CN113043828A (zh) 一种车辆混合动力系统的变速器及控制方法
CN111469652A (zh) 混合动力驱动系统、控制方法及汽车
CN113580907B (zh) 电动动力传递系统及控制方法
CN110789328B (zh) 混合动力驱动系统
CN110901368A (zh) 混合动力驱动系统及方法
CN107757334B (zh) 一种混合动力系统
CN215590477U (zh) 应用于混合动力商用车的动力系统
CN215705646U (zh) 混合动力专用变速器
CN114834241A (zh) 双电机混合动力系统与车辆
CN212400883U (zh) 混合动力驱动系统及汽车
CN114194020A (zh) 混合动力系统及车辆
CN114211950A (zh) 混合动力系统及车辆
CN109017268B (zh) 混合动力系统及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant