CN111319450A - 混合动力驱动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力驱动系统的第一行星齿轮装置包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，发动机具有发动机输出轴，第一离合器用于将发动机输出轴与第一太阳轮轴接合；第二行星齿轮装置包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，第二太阳轮具有第二太阳轮轴，第二太阳轮轴与第一电机连接，第一行星架与第二齿圈连接，第二行星架与第一齿圈连接，第二离合器用于将第一太阳轮轴与第二行星架接合；第三离合器用于将第一行星架与动力输出齿轮接合，动力输出齿轮与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端；第一制动装置用于制动第二太阳轮；第二制动装置用于制动第一齿圈和第二行星架；第二电机与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端。本发明还涉及一种汽车。

Description

混合动力驱动系统及汽车

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种混合动力驱动系统及汽车。

背景技术

动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。

目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种混合动力驱动系统，发动机和第一电机通过第一行星齿轮装置和第二行星齿轮装置连接，速比可调，速比范围较大，可以减小第一电机的体积。

一种混合动力驱动系统，包括发动机、第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第一离合器、第二离合器、第三离合器、动力输出齿轮、第一制动装置、第二制动装置、中间轴、第一电机和第二电机，第一行星齿轮装置包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第一太阳轮具有第一太阳轮轴，发动机具有发动机输出轴，第一离合器分别与发动机输出轴、第一太阳轮轴连接，第一离合器用于将发动机输出轴与第一太阳轮轴接合或断开；第二行星齿轮装置包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，第二太阳轮具有第二太阳轮轴，第二太阳轮轴与第一电机连接，第一行星架与第二齿圈连接，第二行星架与第一齿圈连接，第二离合器分别与第一太阳轮轴、第二行星架连接，第二离合器用于将第一太阳轮轴与第二行星架接合或断开；第三离合器分别与第一行星架、动力输出齿轮连接，第三离合器用于将第一行星架与动力输出齿轮接合或断开，动力输出齿轮与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端；第一制动装置用于制动或解锁第二太阳轮；第二制动装置用于制动或解锁第一齿圈和第二行星架；第二电机与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端。

在本发明的实施例中，上述第一离合器的主动盘与所述发动机输出轴连接，所述第一离合器的从动盘与所述第一太阳轮轴连接；所述第二离合器的主动盘与所述第二行星架连接，所述第二离合器的从动盘与所述第一太阳轮轴连接；所述第三离合器的主动盘与所述动力输出轴连接，所述第三离合器的从动盘与所述第一行星架连接。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统还包括第三行星齿轮装置，所述第二行星齿轮装置包括第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈，所述第二电机与所述第三太阳轮连接，所述第三行星架与所述中间轴连接。

在本发明的实施例中，上述中间轴上固定有传动齿轮，所述传动齿轮与所述动力输出齿轮相互啮合；所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述差速器上设有差速器齿轮，所述差速器齿轮与所述传动齿轮相互啮合。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统具有单电机电动模式、双电机电动一档模式和双电机电动二档模式；

在所述单电机电动模式下，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第一制动装置、所述第二制动装置、所述发动机、所述第一电机均不工作，所述第二电机进行驱动；

在所述双电机电动一档模式下，所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动装置、所述发动机均不工作，所述第一电机和所述第二电机进行驱动；

在所述双电机电动二档模式下，所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一离合器、所述第一制动装置、所述第二制动装置、所述发动机均不工作，所述第一电机和所述第二电机进行驱动。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统具有混动一档模式、混动二档模式和混动三档模式；

在所述混动一档模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器和所述第一制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机和所述第二电机进行驱动；

在所述混动二档模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第一制动装置制动所述第二太阳轮；所述第二离合器、所述第二制动装置和所述第一电机均不工作，所述发动机和所述第二电机进行驱动；

在所述混动三档模式下，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一制动装置和所述第二制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机和所述第二电机进行驱动。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统具有发动机一档直驱模式、发动机二档直驱模式和发动机三档直驱模式；

在所述发动机一档直驱模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器、所述第一制动装置和所述第二电机均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机进行驱动；

在所述发动机二档直驱模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第一制动装置制动所述第二太阳轮；所述第二离合器、所述第二制动装置、所述第一电机和所述第二电机均不工作，所述发动机进行驱动；

在所述发动机三档直驱模式下，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一制动装置、所述第二制动装置和所述第二电机均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机进行驱动。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统具有ECVT模式；

在所述ECVT模式下，所述第一离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第二离合器、所述第一制动装置和所述第二制动装置均不工作，所述发动机和所述第二电机进行驱动。

在本发明的实施例中，上述混合动力驱动系统具有增程模式；

在所述增程模式下，所述第一离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述第二电机进行驱动。

本发明还提供一种汽车，包括上述的混合动力驱动系统。

本发明的混合动力驱动系统的第一行星齿轮装置包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第一太阳轮具有第一太阳轮轴，发动机具有发动机输出轴，第一离合器分别与发动机输出轴、第一太阳轮轴连接，第一离合器用于将发动机输出轴与第一太阳轮轴接合或断开；第二行星齿轮装置包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，第二太阳轮具有第二太阳轮轴，第二太阳轮轴与第一电机连接，第一行星架与第二齿圈连接，第二行星架与第一齿圈连接，第二离合器分别与第一太阳轮轴、第二行星架连接，第二离合器用于将第一太阳轮轴与第二行星架接合或断开；第三离合器分别与第一行星架、动力输出齿轮连接，第三离合器用于将第一行星架与动力输出齿轮接合或断开，动力输出齿轮与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端；第一制动装置用于制动或解锁第二太阳轮；第二制动装置用于制动或解锁第一齿圈和第二行星架；第二电机与中间轴连接并通过中间轴输出动力至轮端。本发明的混合动力驱动系统的发动机和第一电机通过第一行星齿轮装置和第二行星齿轮装置连接，速比可调，速比范围较大，可以减小第一电机的体积。

附图说明

图1是本发明第一实施例的混合动力驱动系统的结构示意图。

图2是图1的混合动力驱动系统在单电机电动模式下的动力传递示意图。

图3是图1的混合动力驱动系统在双电机电动一档模式下的动力传递示意图。

图4是图1的混合动力驱动系统在双电机电动二档模式下的动力传递示意图。

图5是图1的混合动力驱动系统在混动一档模式下的动力传递示意图。

图6是图1的混合动力驱动系统在混动二档模式下的动力传递示意图。

图7是图1的混合动力驱动系统在混动三档模式下的动力传递示意图。

图8是图1的混合动力驱动系统在发动机一档直驱模式下的动力传递示意图。

图9是图1的混合动力驱动系统在发动机二档直驱模式下的动力传递示意图。

图10是图1的混合动力驱动系统在发动机三档直驱模式下的动力传递示意图。

图11是图1的混合动力驱动系统在ECVT模式下的动力传递示意图。

图12是图1的混合动力驱动系统在增程模式下的动力传递示意图。

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的实施方式作进一步地描述。

图1是本发明第一实施例的混合动力驱动系统的结构示意图。如图1所示，混合动力驱动系统100包括发动机11、第一行星齿轮装置12、第二行星齿轮装置13、第三行星齿轮装置14、第一离合器15a、第二离合器15b、第三离合器15c、动力输出齿轮16、第一制动装置17a、第二制动装置17b、第三制动装置17c、中间轴18、第一电机19a、第二电机19b、差速器21和动力电池(图未示)。

发动机11具有发动机输出轴112。在本实施例中，发动机11例如为汽油发动机11或柴油发动机11。

第一行星齿轮装置12包括第一太阳轮121、第一行星架123和第一齿圈125。第一行星架123上设有第一行星轮124，第一行星轮124通过滚动轴承或者滑动轴承连接在第一行星架123上。第一太阳轮121设置在第一齿圈125内，第一行星轮124设置在第一太阳轮121与第一齿圈125之间，第一行星轮124分别与第一太阳轮121、第一齿圈125相互啮合。第一太阳轮121具有第一太阳轮轴122，第一太阳轮轴122与发动机输出轴112同轴设置。

第二行星齿轮装置13包括第二太阳轮131、第二行星架133和第二齿圈135。第二行星架133上设有第二行星轮134，第二行星轮134通过滚动轴承或者滑动轴承连接在第二行星架133上。第二太阳轮131设置在第二齿圈135内，第二行星轮134设置在第二太阳轮131与第二齿圈135之间，第二行星轮134分别与第二太阳轮131、第二齿圈135相互啮合。第二太阳轮131具有第二太阳轮轴132，第二太阳轮轴132与第一太阳轮轴122、发动机输出轴112同轴设置。在本实施例中，第一行星架123与第二齿圈135连接，第一行星架123和第二齿圈135可同步转动；第二行星架133与第一齿圈125连接，第二行星架133和第一齿圈125可同步转动。

第三行星齿轮装置14包括第三太阳轮141、第三行星架143和第三齿圈145。第三行星架143上设有第三行星轮144，第三行星轮144通过滚动轴承或者滑动轴承连接在第三行星架143上。第三太阳轮141设置在第三齿圈145内，第三行星轮144设置在第三太阳轮141与第三齿圈145之间，第三行星轮144分别与第三太阳轮141、第三齿圈145相互啮合。

第一离合器15a分别与发动机输出轴112、第一太阳轮轴122连接，第一离合器15a用于将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合或断开。具体地，第一离合器15a的主动部分与发动机输出轴112连接，第一离合器15a的从动部分与第一太阳轮轴122连接。当第一离合器15a工作时，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合；当第一离合器15a不工作时，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122断开。

第二离合器15b分别与第一太阳轮轴122、第二行星架133连接，第二离合器15b用于将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合或断开。具体地，第二离合器15b的主动盘与第二行星架133连接，第二离合器15b的从动盘与第一太阳轮轴122连接。当第二离合器15b工作时，第二离合器15b将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合；当第二离合器15b不工作时，第二离合器15b将第一太阳轮轴122与第二行星架133断开。

第三离合器15c分别与第一行星架123、动力输出齿轮16连接，第三离合器15c用于将第一行星架123与动力输出齿轮16接合或断开。具体地，第三离合器15c的主动盘与动力输出轴连接，第三离合器15c的从动盘与第一行星架123连接。当第三离合器15c工作时，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合；当第三离合器15c不工作时，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16断开。

动力输出齿轮16与中间轴18连接并通过中间轴18输出动力至轮端。

第一制动装置17a用于制动或解锁第二太阳轮131。第一制动装置17a例如为制动器或单向离合器。在本实施例中，第一制动装置17a用于制动或解锁第二太阳轮131，当第一制动装置17a工作时，第一制动装置17a制动第二太阳轮131；当第一制动装置17a不工作时，第一制动装置17a解锁第二太阳轮131。

第二制动装置17b用于制动或解锁第一齿圈125和第二行星架133。第二制动装置17b例如为制动器或单向离合器。在本实施例中，第二制动装置17b用于制动或解锁第一齿圈125和第二行星架133，当第二制动装置17b工作时，第二制动装置17b制动第一齿圈125和第二行星架133；当第二制动装置17b不工作时，第二制动装置17b解锁第一齿圈125和第二行星架133。

第三制动装置17c用于制动或解锁第三齿圈145。第三制动装置17c例如为制动器或单向离合器。在本实施例中，第三制动装置17c用于制动或解锁第三齿圈145，当第三制动装置17c工作时，第三制动装置17c制动第三齿圈145；当第三制动装置17c不工作时，第三制动装置17c解锁第三齿圈145。

值得一提的是，第三行星齿轮装置14的第三齿圈145可直接与壳体固定，即通过花键将第三齿圈145固定在壳体上，可以理解为第三制动装置17c处于不工作状态。

中间轴18上固定有传动齿轮182，传动齿轮182与传动齿轮182相互啮合。中间轴18通过传动齿轮182将动力输出至轮端。

第一电机19a与发动机11同轴设置，第一电机19a与第二太阳轮轴132连接。在本实施例中，第一电机19a为驱动和发电一体机。

第二电机19b与第三太阳轮141连接。在本实施例中，第二电机19b为驱动和发电一体机。第二电机19b与第三行星齿轮装置14连接，能实现较大的速比，例如单级速比可达4，比采用定轴齿轮的速比高。

差速器21上设有差速器齿轮212，差速器齿轮212与传动齿轮182相互啮合。差速器21用于调整左右轮的转速差，当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动。

动力电池分别与第一电机19a、第二电机19b电性连接。动力电池为第一电机19a和第二电机19b提供驱动用的电能，同时第一电机19a和第二电机19b在发电时产生的电能可存储在动力电池中。在本实施例中，当汽车制动时，制动时的动力由轮端经过差速器21、差速器齿轮212、传动齿轮182、中间轴18、第三行星齿轮装置14后传递到第二电机19b，驱使第二电机19b旋转产生电能，所述电能可存储在动力电池中；或者发动机11驱使第一电机19a转动发电，电能可存储在动力电池中。

本实施例的混合动力驱动系统100具有单电机电动模式、双电机电动一档模式、双电机电动二档模式、混动一档模式、混动二档模式和混动三档模式、发动机一档直驱模式、发动机二档直驱模式、发动机三档直驱模式、ECVT模式和增程模式。

图2是图1的混合动力驱动系统在单电机电动模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在单电机电动模式下，第一离合器15a、第二离合器15b、第三离合器15c、第一制动装置17a、第二制动装置17b、发动机11、第一电机19a均不工作，第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有一条路径，即动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于全车速行驶时，混合动力驱动系统100可在单电机电动模式下进行驱动。

图3是图1的混合动力驱动系统在双电机电动一档模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在双电机电动一档模式下，第三离合器15c和第二制动装置17b工作，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合，第二制动装置17b制动第一齿圈125和第二行星架133；第一离合器15a、第二离合器15b、第一制动装置17a、发动机11均不工作，第一电机19a和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由第一电机19a通过第二太阳轮轴132传递到第二太阳轮131、第二齿圈135、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于全车速行驶时，混合动力驱动系统100可在双电机电动一档模式下进行驱动。

图4是图1的混合动力驱动系统在双电机电动二档模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在双电机电动二档模式下，第二离合器15b和第三离合器15c工作，第二离合器15b将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合；第一离合器15a、第一制动装置17a、第二制动装置17b、发动机11均不工作，第一电机19a和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由第一电机19a通过第二太阳轮轴132传递到第二太阳轮131、第二行星架133、第一太阳轮轴122、第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于全车速行驶时，混合动力驱动系统100可在双电机电动二档模式下进行驱动。

图5是图1的混合动力驱动系统在混动一档模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在混动一档模式下，第一离合器15a、第三离合器15c和第二制动装置17b工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合，第二制动装置17b制动第一齿圈125和第二行星架133；第二离合器15b和第一制动装置17a均不工作，发动机11驱使第一电机19a进行发电，发动机11和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；部分动力通过第一行星架123传递到第二齿圈135、第二行星轮134、第二太阳轮131、第二太阳轮轴132、第一电机19a，驱使第一电机19a发电；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于中、低速行驶时，混合动力驱动系统100可在混动一档模式下进行驱动。

图6是图1的混合动力驱动系统在混动二档模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在混动二档模式下，第一离合器15a、第三离合器15c和第一制动装置17a工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合，第一制动装置17a制动第二太阳轮131；第二离合器15b和第二制动装置17b均不工作，发动机11和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于中、高速行驶时，混合动力驱动系统100可在混动二档模式下进行驱动。

图7是图1的混合动力驱动系统在混动三档模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在混动三档模式下，第一离合器15a、第二离合器15b和第三离合器15c工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第二离合器15b将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合；第一制动装置17a和第二制动装置17b均不工作，发动机11驱使第一电机19a进行发电，发动机11和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；部分动力通过第二行星齿轮装置13传递到第一电机19a，驱使第一电机19a发电；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于高速行驶时，混合动力驱动系统100可在混动三档模式下进行驱动。

图8是图1的混合动力驱动系统在发动机一档直驱模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在发动机一档直驱模式下，第一离合器15a、第三离合器15c和第二制动装置17b工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合，第二制动装置17b制动第一齿圈125和第二行星架133；第二离合器15b和第一制动装置17a均不工作，发动机11驱使第一电机19a进行发电，发动机11进行驱动。此时，动力传递具有一条路径，由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；部分动力通过第一行星架123传递到第二齿圈135、第二行星轮134、第二太阳轮131、第二太阳轮轴132、第一电机19a，驱使第一电机19a发电。当汽车处于中、低速行驶时，混合动力驱动系统100可在发动机一档直驱模式下进行驱动。

图9是图1的混合动力驱动系统在发动机二档直驱模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在发动机二档直驱模式下，第一离合器15a、第三离合器15c和第一制动装置17a工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合，第一制动装置17a制动第二太阳轮131；第二离合器15b、第二制动装置17b、第一电机19a和第二电机19b均不工作，发动机11进行驱动。此时，动力传递具有一条路径，由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于中、高速行驶时，混合动力驱动系统100可在发动机二档直驱模式下进行驱动。

图10是图1的混合动力驱动系统在发动机三档直驱模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在发动机三档直驱模式下，第一离合器15a、第二离合器15b和第三离合器15c工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第二离合器15b将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合；第一制动装置17a、第二制动装置17b和第二电机19b均不工作，发动机11驱使第一电机19a进行发电发动机11和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有一条路径，由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；部分动力通过第二行星齿轮装置13传递到第一电机19a，驱使第一电机19a发电。当汽车处于高速行驶时，混合动力驱动系统100可在发动机三档直驱模式下进行驱动。

图11是图1的混合动力驱动系统在ECVT模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在ECVT模式下，第一离合器15a和第三离合器15c工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第三离合器15c将第一行星架123与动力输出齿轮16接合；第二离合器15b、第一制动装置17a和第二制动装置17b均不工作，发动机11和第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有两条路径，其中路径一由发动机11通过发动机输出轴112和第一太阳轮轴122递到第一太阳轮121、第一行星架123、动力输出齿轮16、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端；部分动力通过第一行星架123传递到第二齿圈135、第二行星轮134、第二太阳轮131、第二太阳轮轴132、第一电机19a，驱使第一电机19a发电；路径二动力由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于中、低速行驶时，混合动力驱动系统100可在ECVT模式下进行驱动。

图12是图1的混合动力驱动系统在增程模式下的动力传递示意图，动力传递方向如图中箭头方向所示，在增程模式下，第一离合器15a和第二制动装置17b工作，第一离合器15a将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合，第二制动装置17b制动第一齿圈125和第二行星架133；第二离合器15b、第三离合器15c和第一制动装置17a均不工作，发动机11驱使第一电机19a进行发电，第二电机19b进行驱动。此时，动力传递具有一条路径，由第二电机19b通过第三太阳轮141、中间轴18、传动齿轮182、差速器齿轮212、差速器21，最后到轮端。当汽车处于全车速行驶时，混合动力驱动系统100可在增程模式下进行驱动。

本实施例的混合动力驱动系统100具有单电机电动模式、双电机电动一档模式、双电机电动二档模式、混动一档模式、混动二档模式和混动三档模式、发动机一档直驱模式、发动机二档直驱模式、发动机三档直驱模式、ECVT模式和增程模式，可根据动力电池的SOC值(State of Charge,即剩余电量)及车速需求自动实现不同模式的切换。例如，判断动力电池的SOC值与第一阈值的大小关系，或者同时判断动力电池的SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系；根据判断结果，切换混合动力驱动系统100的工作模式。需要说明的是，第一阈值用于判断动力电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。设定好第一阈值和第二阈值后，则自动判断并根据判断结果在各种模式间自动切换。上述工作模式具体以表格体现如下：

本发明的混合动力驱动系统100的发动机11和第一电机19a通过第一行星齿轮装置12和第二行星齿轮装置13连接，速比可调，速比范围较大，可以减小第一电机19a的体积。而且，混合动力驱动系统100具有单电机电动模式、双电机电动一档模式、双电机电动二档模式、混动一档模式、混动二档模式和混动三档模式、发动机一档直驱模式、发动机二档直驱模式、发动机三档直驱模式、ECVT模式和增程模式等多种工作模式，经济性好，同时可根据电池的SOC值及车速需求自动实现不同模式的切换，具有较强的灵活性，在进行工作模式切换时，第二电机19b参与驱动，动力不存在中断。此外，混合动力驱动系统100混动模式下，可以通过第一行星齿轮装置12和第二行星齿轮装置13调速，优化发动机11的工作区间，提高发动机11的经济性能。还有，混合动力驱动系统100具有双电机电动模式，两个电机可以减小尺寸，降低成本。

本发明的混合动力驱动系统100的第一行星齿轮装置12包括第一太阳轮121、第一行星架123和第一齿圈125，第一太阳轮121具有第一太阳轮轴122，发动机11具有发动机输出轴112，第一离合器15a分别与发动机输出轴112、第一太阳轮轴122连接，第一离合器15a用于将发动机输出轴112与第一太阳轮轴122接合或断开；第二行星齿轮装置13包括第二太阳轮131、第二行星架133和第二齿圈135，第二太阳轮131具有第二太阳轮轴132，第二太阳轮轴132与第一电机19a连接，第一行星架123与第二齿圈135连接，第二行星架133与第一齿圈125连接，第二离合器15b分别与第一太阳轮轴122、第二行星架133连接，第二离合器15b用于将第一太阳轮轴122与第二行星架133接合或断开；第三离合器15c分别与第一行星架123、动力输出齿轮16连接，第三离合器15c用于将第一行星架123与动力输出齿轮16接合或断开，动力输出齿轮16与中间轴18连接并通过中间轴18输出动力至轮端；第一制动装置17a用于制动或解锁第二太阳轮131；第二制动装置17b用于制动或解锁第一齿圈125和第二行星架133；第二电机19b与中间轴18连接并通过中间轴18输出动力至轮端。本发明的混合动力驱动系统100的发动机11和第一电机19a通过第一行星齿轮装置12和第二行星齿轮装置13连接，速比可调，速比范围较大，可以减小第一电机19a的体积。

本发明还涉及一种汽车，所述汽车包括上述的混合动力驱动系统100，关于汽车的结构请参照现有技术，此处不再赘述。

本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机、第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第一离合器、第二离合器、第三离合器、动力输出齿轮、第一制动装置、第二制动装置、中间轴、第一电机和第二电机，其中：

所述第一行星齿轮装置包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第一太阳轮具有第一太阳轮轴，所述发动机具有发动机输出轴，所述第一离合器分别与所述发动机输出轴、所述第一太阳轮轴连接，所述第一离合器用于将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合或断开；

所述第二行星齿轮装置包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第二太阳轮具有第二太阳轮轴，所述第二太阳轮轴与所述第一电机连接，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，所述第二行星架与所述第一齿圈连接，所述第二离合器分别与所述第一太阳轮轴、所述第二行星架连接，所述第二离合器用于将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合或断开；

所述第三离合器分别与所述第一行星架、所述动力输出齿轮连接，所述第三离合器用于将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合或断开，所述动力输出齿轮与所述中间轴连接并通过所述中间轴输出动力至轮端；

所述第一制动装置用于制动或解锁所述第二太阳轮；所述第二制动装置用于制动或解锁所述第一齿圈和所述第二行星架；

所述第二电机与所述中间轴连接并通过所述中间轴输出动力至轮端。

2.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一离合器的主动盘与所述发动机输出轴连接，所述第一离合器的从动盘与所述第一太阳轮轴连接；所述第二离合器的主动盘与所述第二行星架连接，所述第二离合器的从动盘与所述第一太阳轮轴连接；所述第三离合器的主动盘与所述动力输出轴连接，所述第三离合器的从动盘与所述第一行星架连接。

3.如权利要求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第三行星齿轮装置，所述第二行星齿轮装置包括第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈，所述第二电机与所述第三太阳轮连接，所述第三行星架与所述中间轴连接。

4.如权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述中间轴上固定有传动齿轮，所述传动齿轮与所述动力输出齿轮相互啮合；所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述差速器上设有差速器齿轮，所述差速器齿轮与所述传动齿轮相互啮合。

5.如权利要求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具有单电机电动模式、双电机电动一档模式和双电机电动二档模式；

在所述单电机电动模式下，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第一制动装置、所述第二制动装置、所述发动机、所述第一电机均不工作，所述第二电机进行驱动；

在所述双电机电动一档模式下，所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动装置、所述发动机均不工作，所述第一电机和所述第二电机进行驱动；

在所述双电机电动二档模式下，所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一离合器、所述第一制动装置、所述第二制动装置、所述发动机均不工作，所述第一电机和所述第二电机进行驱动。

6.如权利要求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具有混动一档模式、混动二档模式和混动三档模式；

在所述混动一档模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器和所述第一制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机和所述第二电机进行驱动；

在所述混动二档模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第一制动装置制动所述第二太阳轮；所述第二离合器、所述第二制动装置和所述第一电机均不工作，所述发动机和所述第二电机进行驱动；

在所述混动三档模式下，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一制动装置和所述第二制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机和所述第二电机进行驱动。

7.如权利要求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具有发动机一档直驱模式、发动机二档直驱模式和发动机三档直驱模式；

在所述发动机一档直驱模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器、所述第一制动装置和所述第二电机均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机进行驱动；

在所述发动机二档直驱模式下，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合，所述第一制动装置制动所述第二太阳轮；所述第二离合器、所述第二制动装置、所述第一电机和所述第二电机均不工作，所述发动机进行驱动；

在所述发动机三档直驱模式下，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二离合器将所述第一太阳轮轴与所述第二行星架接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第一制动装置、所述第二制动装置和所述第二电机均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述发动机进行驱动。

8.如权利要求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具有ECVT模式；

在所述ECVT模式下，所述第一离合器和所述第三离合器工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第三离合器将所述第一行星架与所述动力输出齿轮接合；所述第二离合器、所述第一制动装置和所述第二制动装置均不工作，所述发动机和所述第二电机进行驱动。

9.如权利要求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具有增程模式；

在所述增程模式下，所述第一离合器和所述第二制动装置工作，所述第一离合器将所述发动机输出轴与所述第一太阳轮轴接合，所述第二制动装置制动所述第一齿圈和所述第二行星架；所述第二离合器、所述第三离合器和所述第一制动装置均不工作，所述发动机驱使所述第一电机进行发电，所述第二电机进行驱动。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的混合动力驱动系统。

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