CN110962578A - 一种混合动力驱动系统和混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合动力驱动系统和混合动力车辆。混合动力驱动系统包括发动机、第一电机、第二电机及单行星排动力系，该单行星排动力系包括与发动机的输出轴传动连接的齿圈、与第二电机的输出轴传动连接的太阳轮及作为输出端的行星架，行星架依次通过第一传动轴、第一离合器和第二传动轴用于与驱动桥相连，发动机的输出轴与齿圈之间设置有第一锁止机构，第二电机的输出轴与太阳轮之间设置有第二锁止机构，第一电机的输出轴与所述第二传动轴传动连接。本发明采用单行星排，结构简单，系统效率高，且设置的第一离合器能够断开发动机和第二电机的动力输出，结合两个锁止机构能够实现多种模式之间的切换，提高驱动系统的灵活性，满足多种驱动需求。

Description

一种混合动力驱动系统和混合动力车辆
技术领域
本发明属于混合动力驱动技术领域，特别涉及一种混合动力驱动系统和混合动力车辆。
背景技术
目前新能源汽车发展迅猛，成为当前汽车行业的研究热点，按照传动系统结构布置的不同，现有的混合动力系统分为串联、并联、混联3种。当前混联式混合动力系统主要采用行星机构作为功率分流装置。如授权公告号为CN 101318462B的中国专利就公开了一种混合动力车辆驱动系统，该驱动系统采用两套行星机构作为功率分流装置，能够兼顾串联、并联系统的优点，实现无级变速。但该系统存在以下不足之处：
采用两个行星排，系统结构相对复杂，在滑行制动模式下，前后行星排各零部件都参与随转，使得系统内阻增大，造成能量损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力驱动系统和混合动力车辆，用于解决现有混合动力系统结构相对复杂的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种混合动力驱动系统，包括发动机、第一电机、第二电机及单行星排动力系，该单行星排动力系包括与所述发动机的输出轴传动连接的齿圈、与所述第二电机的输出轴传动连接的太阳轮及作为输出端的行星架，行星架依次通过第一传动轴、第一离合器和第二传动轴用于与驱动桥相连，所述发动机的输出轴与齿圈之间设置有第一锁止机构，第二电机的输出轴与太阳轮之间设置有第二锁止机构，第一电机的输出轴与所述第二传动轴传动连接。
本发明混合动力驱动系统的有益效果：采用单行星排，结构简单，系统效率高，且设置的第一离合器能够断开发动机和第二电机的动力输出，结合两个锁止机构能够实现多种模式之间的切换，提高驱动系统的灵活性，能够满足不同工况下的驱动需求。
进一步的，为了避免混合动力系统发动机直驱模式下第一电机随转造成的能量损失，所述第一电机的输出轴经第二离合器与所述第二传动轴连接。
进一步的，为了达到减速增扭的效果，所述发动机与所述第一锁止机构之间依次设有扭转减震器和多档变速机构。
进一步的，为了实现集成化设置，所述混合动力驱动系统还包括与第一电机和第二电机相连的电机控制器，所述电机控制器连接有动力电池。
进一步的，为了便于混合动力驱动系统的布置，第二电机的输出轴为空心轴，第一传动轴穿设在所述空心轴中。
本发明还提供了一种混合动力车辆，包括驱动桥和用于驱动所述驱动桥的混合动力驱动系统，混合动力驱动系统包括发动机、第一电机、第二电机及单行星排动力系，该单行星排动力系包括与所述发动机的输出轴传动连接的齿圈、与所述第二电机的输出轴传动连接的太阳轮及作为输出端的行星架，行星架依次通过第一传动轴、第一离合器和第二传动轴与驱动桥相连，所述发动机的输出轴与齿圈之间设置有第一锁止机构，第二电机的输出轴与太阳轮之间设置有第二锁止机构，第一电机的输出轴与所述第二传动轴传动连接。
本发明混合动力车辆的有益效果：采用单行星排，结构简单，系统效率高，且设置的第一离合器能够断开发动机和第二电机的动力输出，结合两个锁止机构能够实现多种模式之间的切换，提高驱动系统的灵活性，能够满足不同工况下的驱动需求。
进一步的，为了避免混合动力系统发动机直驱模式下第一电机随转造成的能量损失，所述第一电机的输出轴经第二离合器与所述第二传动轴连接。
进一步的，为了达到减速增扭的效果，所述发动机与所述第一锁止机构之间依次设有扭转减震器和多档变速机构。
进一步的，为了实现集成化设置，所述混合动力驱动系统还包括与第一电机和第二电机相连的电机控制器，所述电机控制器连接有动力电池。
进一步的，为了便于混合动力驱动系统的布置，第二电机的输出轴为空心轴，第一传动轴穿设在所述空心轴中。
附图说明
图1为本发明的混合动力驱动系统结构示意图；
图中：1-发动机；2-扭转减震器；3-多档变速机构；4-第一锁止机构；5-齿圈；6-行星架；7-第二锁止机构；8-第一离合器；9-第二传动轴；10-驱动桥；11-第一电机；12-第二电机；13-太阳轮；14-行星轮；15-电机控制器；16-动力电池；17-第一传动轴；18-第二离合器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
混合动力驱动系统实施例
如图1所示，本实施例中的混合动力驱动系统包括发动机1、第一电机11、第二电机12及单行星排动力系，单行星排动力系包括行星架6、太阳轮13及齿圈5，发动机1的输出轴依次通过扭转减震器2、多档变速机构3和第一锁止机构4与齿圈5相连接，第二电机12的输出轴经第二锁止机构7与太阳轮13相连接，行星架6作为动力输出端与第一传动轴17相连，第一传动轴17经第一离合器8与第二传动轴相连，第一电机11的输出轴经第二离合器18与第二传动轴9连接，第二传动轴9与驱动桥10相连。
本实施例中第二电机12的输出轴为空心轴，第一传动轴17穿设在第二电机12的空心轴中。作为其他实施方式，第二电机12的输出轴为实心轴，在这种情况下，太阳轮13与第二电机12的输出轴并轴设置。
本实施例中第一电机11的输出轴经第二离合器18与第二传动轴9相连，作为其他实施方式，第一电机11的输出轴也可以直接与第二传动轴9相连。
本实施例中发动机1的输出轴依次经过扭转减震器2、多档变速机构3和第一锁止机构4与齿圈5相连接，作为其他实施方式，也可以不设置扭转减震器2和多档变速机构3，该情况下发动机1的输出轴经第一锁止机构4与齿圈相连。
本实施例的混合动力驱动系统还包括与第一电机11和第二电机12相连的电机控制器15以及与电机控制器15相连的动力电池16，作为其他实施方式，混合动力驱动系统也可以不包括电机控制器15和动力电池16，电机控制器15和动力电池采用单独设置的方式。
本实施例的混合动力驱动系统的控制方法包括以下五种模式下的控制方法，具体为：
单电机纯电驱动模式
该模式适用于纯电低功率需求的情况，具体的控制方法为：控制发动机1和第二电机12不工作，第一离合器8断开，第一电机11通过第二传动轴9直接驱动。
双电机纯电驱动模式
该模式实现了双电机纯电驱动，适用于纯电高功率需求的情况，具体的控制方法为：控制发动机1不工作，第一锁止机构4锁止，第二锁止机构7不锁止，第一离合器8闭合，第一电机11直接将动力传递到第二传动轴9，第二电机12通过太阳轮13、行星轮14和行星架6将动力传递到第一传动轴17，再经第一离合器8传递到第二传动轴9。
发动机直驱模式
该模式实现了发动机直驱，适用于高速工况，具体的控制方法为：控制发动机1工作，多档变速机构3处于直接档，第一锁止机构4不锁止，第二锁止机构7锁止，第一离合器8闭合，第一电机11随转，第二电机12不工作，发动机输出动力通过多档变速机构3、齿圈5、行星轮14、行星架6传递到第一传动轴17，再经第一离合器8传递到第二传动轴9。
混合动力模式
该模式实现了混合动力驱动，适用于爬坡等高功率需求工况，具体的控制方法为：控制第一锁止机构4不锁止，第二锁止机构7不锁止，第一离合器8闭合，多档变速机构3处于加速增扭档，发动机1工作，输出动力经过多档变速机构3、齿圈5和行星轮14，一方面通过太阳轮13将动力传递到第二电机12用于发电，一方面通过行星架6、第一传动轴17和第一离合器8将动力传递到第二传动轴9，用于驱动驱动桥，同时，第一电机11直接输出动力到第二传动轴9。
制动能量回收模式
该模式实现了制动能量回收，具体的控制方法为：控制发动机1和第二电机12停止工作，第一离合器8断开，第一电机11进入发电模式，整车将动能通过第二传动轴9传递到第一电机11。
本实施例的混合动力驱动系统的控制方法包括单电机纯电驱动模式、双电机纯电驱动模式、发动机直驱模式、混合动力模式和制动能量回收模式模式五种，作为其他实施方式，本发明的混合动力驱动系统的控制方法包括上述五种模式中的至少一种模式。
本实施例的混合动力驱动系统的控制方法还包括对多档变速机构3的控制，作为其他实施方式，如果混合动力驱动系统本身都不包括多档变速机构3，控制方法也不包括对多档变速机构3的控制。
本实施例的混合动力驱动系统的控制方法中控制第二离合器18均处于闭合状态，作为其他实施方式，如果混合动力驱动系统本身都不包括第二离合器18，控制方法也不包括对第二离合器18的控制；再或者混合动力驱动系统包括第二离合器18，在发动机直驱模式下控制第二离合器18断开，第一电机11不随转。
本实施例采用单行星排，结构简单，系统效率高，且设置的第一离合器8能够断开发动机1和第二电机12的动力输出，结合两个锁止机构能够实现多种模式之间的切换，提高驱动系统的灵活性，能够满足不同工况下的驱动需求。
混合动力车辆实施例：
本实施例中的混合动力车辆包括驱动桥和用于驱动所述驱动桥的混合动力驱动系统实施例中的混合动力驱动系统，关于混合动力驱动系统的具体结构，此处不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，包括发动机、第一电机、第二电机及单行星排动力系，其特征在于，该单行星排动力系包括与所述发动机的输出轴传动连接的齿圈、与所述第二电机的输出轴传动连接的太阳轮及作为输出端的行星架，行星架依次通过第一传动轴、第一离合器和第二传动轴用于与驱动桥相连，所述发动机的输出轴与齿圈之间设置有第一锁止机构，第二电机的输出轴与太阳轮之间设置有第二锁止机构，第一电机的输出轴与所述第二传动轴传动连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一电机的输出轴经第二离合器与所述第二传动轴连接。
3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述发动机与所述第一锁止机构之间依次设有扭转减震器和多档变速机构。
4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括与第一电机和第二电机相连的电机控制器，所述电机控制器连接有动力电池。
5.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，第二电机的输出轴为空心轴，第一传动轴穿设在所述空心轴中。
6.一种混合动力车辆，包括驱动桥和用于驱动所述驱动桥的混合动力驱动系统，混合动力驱动系统包括发动机、第一电机、第二电机及单行星排动力系，其特征在于，该单行星排动力系包括与所述发动机的输出轴传动连接的齿圈、与所述第二电机的输出轴传动连接的太阳轮及作为输出端的行星架，行星架依次通过第一传动轴、第一离合器和第二传动轴与驱动桥相连，所述发动机的输出轴与齿圈之间设置有第一锁止机构，第二电机的输出轴与太阳轮之间设置有第二锁止机构，第一电机的输出轴与所述第二传动轴传动连接。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其特征在于，所述第一电机的输出轴经第二离合器与所述第二传动轴连接。
8.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其特征在于，所述发动机与所述第一锁止机构之间依次设有扭转减震器和多档变速机构。
9.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括与第一电机和第二电机相连的电机控制器，所述电机控制器连接有动力电池。
10.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其特征在于，第二电机的输出轴为空心轴，第一传动轴穿设在所述空心轴中。
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