CN112440715A - 混合动力装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力装置和车辆，所述混合动力装置中包括第一行星和第二行星排，第一太阳轮与第二行星架连接，第一行星架与第二齿圈连接；第一输入轴与第一太阳轮连接，第二输入轴与第一行星架相连；第一制动器设置成锁止或释放第二齿圈，第二制动器设置成锁止或释放第二行星架，第三制动器设置成锁止或释放第二太阳轮；发动机设置成可选择性地与第一输入轴和第二输入轴接合或断开，第一电机与第二齿圈相连，第二电机与第二太阳轮连接，第一齿圈设置成向车轮输出动力。根据本发明实施例的混合动力装置，采用了双行星排结构，可以实现复合动力分流和输出动力分流，可以实现多种纯电动以及混合动力驱动模式，有利于提高燃油经济性。

Description

混合动力装置和车辆
技术领域
本发明涉及交通运输技术领域，特别涉及一种混合动力装置及具有该混合动力装置的车辆。
背景技术
由于环境的逐渐恶化，新能源汽车、混合动力汽车等技术越来越受到重视，相关技术的混合动力汽车中，存在一些缺陷，导致了混合动力汽车难以普及。相关技术中大多采用单行星排结构，只能实现单模混合动力分流；发动机扭矩只能由第一电机单独平衡，增大发动机会导致电机平衡扭矩过大，限制了该系统的使用范围；高速行驶时第一电机反转提供动力，第二电机发电，导致电功率循环，效率较低；第二电机直接与输出端相连，对电机要求较高。例如，丰田的第一、二代混合动力系统就存在这些问题。而在丰田的第四代产品中，仍然存在由于系统为单行星排，只能实现单模混合动力分流；高速行驶时第一电机反转提供动力，第二电机发电，导致电功率循环，效率较低等技术问题需要克服。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种混合动力装置，采用了双行星排结构，可以实现复合动力分流和输出动力分流。
本发明的另一目的在于提出一种具有该混合动力装置的车辆。
根据本发明实施例的混合动力装置，包括发动机、第一输入轴、第二输入轴、第一电机、第二电机、第一行星排、第二行星排、第一制动器、第二制动器、第三制动器，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈和第一行星架，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈和第二行星架，所述第一太阳轮与第二行星架连接，所述第一行星架与第二齿圈连接；所述第一输入轴与第一太阳轮连接，所述第二输入轴与所述第一行星架相连；所述第一制动器设置成锁止或释放第二齿圈，所述第二制动器设置成锁止或释放第二行星架，所述第三制动器设置成锁止或释放第二太阳轮；发动机设置成可选择性地与所述第一输入轴和第二输入轴接合或断开，所述第一电机与所述第二齿圈相连，所述第二电机与第二太阳轮连接，所述第一齿圈设置成向车轮输出动力。
根据本发明实施例的混合动力装置，采用了双行星排结构，可以实现复合动力分流和输出动力分流。
另外，根据本发明上述实施例的混合动力装置，还可以具有如下附加的技术特征：
一些实施例中，所述混合动力装置还包括：双离合器，所述双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述发动机与所述输入端相连，所述第一输出端与所述第一输入轴相连，所述第二输出端与所述第二输入轴相连。
一些实施例中，所述混合动力装置包括EV1档、EV2档、EV3档、EV4档。
一些实施例中，所述EV1档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器锁止所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述EV2档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器锁止所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述EV3档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述第一电机一方面经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，另一方面经过第二齿圈、第二行星轮、第二行星架、第一太阳轮、第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述EV4档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第一电机一方面经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，另一方面经过第二齿圈、第二行星轮、第二行星架、第一太阳轮、第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述混合动力装置包括HEV1档、HEV2档、HEV3档、HEV4档、HEV5档、HEV6档。
一些实施例中，所述HEV1档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述发动机经所述第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述HEV2档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述HEV3档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器锁止所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述HEV4档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第二行星轮、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述HEV5档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一输入轴、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
一些实施例中，所述HEV6档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机、所述第一电机以及所述第二电机以相同速度整体转动以实现直驱。
一些实施例中，所述混合动力装置还包括倒车档，在所述倒车档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器锁止所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第二电机经所述第二太阳轮输出反向动力。
一些实施例中，所述混合动力装置还包括驻车发电档，在所述驻车发电档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一行星架向所述第一电机输出动力。
一些实施例中，所述第一输入轴、所述第二输入轴、所述第一电机的电机轴、所述第二电机的电机轴同轴设置。
一些实施例中，所述第一齿圈通过齿轮组连接差速器，所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿圈相连，所述第二齿轮与所述第三齿轮构成第二双联齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。
根据本发明实施例的车辆，包括根据前述的混合动力装置。
本发明中，双模动力分流系统，可以实现多种纯电动以及混合动力驱动模式，结构较为紧凑，有固定速比挡，可输出较高扭矩或较高转速，也可实现无级变速，调速范围宽，有利于提高燃油经济性，可实现驻车发电、行车发电等。
附图说明
图1是本发明一个实施例的混合动力装置的结构原理图。
图2是本发明一个实施例的混合动力装置的EV1档的等效杠杆图。
图3是本发明一个实施例的混合动力装置的EV2档的等效杠杆图。
图4是本发明一个实施例的混合动力装置的EV3档的等效杠杆图。
图5是本发明一个实施例的混合动力装置的EV4档的等效杠杆图。
图6是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV1档的等效杠杆图。
图7是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV2档的等效杠杆图。
图8是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV3档的等效杠杆图。
图9是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV4档的等效杠杆图。
图10是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV5档的等效杠杆图。
图11是本发明一个实施例的混合动力装置的HEV6档的等效杠杆图。
图12是本发明一个实施例的混合动力装置的倒车档的等效杠杆图。
附图标记：
发动机ICE，第一电机EM1，第二电机EM2，第一输入轴101，第二输入轴102，
第一太阳轮S1，第一行星轮P1，第一齿圈R1，第一行星架PC1，
第二太阳轮S2，第二行星轮P2，第二齿圈R2，第二行星架PC2，
第一制动器B1，第二制动器B2，第三制动器B3，
第一离合器C1，第二离合器C2，
差速器103，
第一齿轮G1，第二齿轮G2，第三齿轮G3，第四齿轮G4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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。
如图1所示，根据本发明实施例的混合动力装置，包括发动机ICE、第一输入轴101、第二输入轴102、第一电机EM1、第二电机EM2、第一行星排、第二行星排、第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3。
其中，第一行星排包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一齿圈R1和第一行星架PC1，第二行星排包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二齿圈R2和第二行星架PC2，第一行星排与第二行星排可以构成双排行星齿轮机构。第一太阳轮S1与第二行星架PC2连接，第一行星架PC1与第二齿圈R2连接，实现动力耦合传输。第一输入轴101与太阳轮S1连接，第二输入轴102与第一行星架PC1连接。第一制动器B1设置成锁止或释放第二齿圈R2，第二制动器B2设置成锁止或释放第二行星架PC2，第三制动器B3设置成锁止或释放第二太阳轮S2。
发动机ICE设置成可选择性地与第一输入轴101和第二输入轴102接合或分离，也就是说，发动机ICE选择性地与第一输入轴101接合或分离，发动机ICE选择性地与第二输入轴102接合或分离。第一电机EM1与第二齿圈R2相连，第二电机EM2与第二太阳轮S2连接，第一齿圈R1设置成向车轮输出动力。
在使用过程中，发动机ICE可以切换与第一输入轴101、第二输入轴102的接合状态，另外可以改变第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3的锁止和释放状态，从而可以改变动力的传递方向，实现改变转速比输出的不同情况。
根据本发明实施例的混合动力装置，该装置的发动机ICE可以选择性地接合第一输入轴101和第二输入轴102中的至少一个，控制更加灵活，能优化发动机ICE工作区间，提高效率。采用了双行星排，可实现复合动力分流和输出动力分流，为双模动力分流结构。前后行星排传动比设计不受彼此制约，结构设计灵活。采用双行星排，可通过离合器与制动器的控制，档位实现较为容易。
另外，通过改变发动机ICE与第一输入轴101、第二输入轴102的接合状态，以及第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3的状态，本发明可以提供四个纯电动前进档位(EV档)、倒车档、六个混动前进档位(HEV档)。启动档有较大传动比，可输出较大扭矩。在纯电动模式和混动模式均存在无级变速档位，调速更灵活、范围宽。该系统在混动模式存在直接档，可输出较高转速。
可选地，可以通过制动器闭合以实现锁止、并通过制动器打开实现释放。
本发明中，双模动力分流系统，可以实现多种纯电动以及混合动力驱动模式，结构较为紧凑，有固定速比挡，可输出较高扭矩或较高转速，也可实现无级变速，调速范围宽，有利于提高燃油经济性，可实现驻车发电、行车发电等。
可选地，本发明可以设置成第一电机EM1的输出功率小于第二电机EM2的输出功率，
如图1，第一行星排与第二行星排可以设置为并排放置的形式。
可选地，在本发明中，混合动力装置还包括双离合器，双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端，发动机ICE与输入端相连，第一输出端与第一输入轴101相连，第二输出端与第二输入轴102相连。输入端与第一输出端接合时，发动机ICE的动力经双离合器传递至第一输入轴101；输入端与第二输出端接合时，发动机ICE的动力经双离合器传递至第二输入轴102；输入端与第一输出端、第二输出端均接合时，发动机ICE的动力经双离合器传递至第一输入轴101以及第二输入轴102。从而通过双离合器切换发动机ICE与第一输入轴101、第二输入轴102的接合状态。
其中，输入端和第一输出端构造出第一离合器C1，输入端与第二输出端构造出第二离合器C2。
另外，还可以通过其他结构来实现发动机ICE与第一输入轴101、第二输入轴102的接合状态。
换言之，本发明中的混合动力装置还包括双离合器。发动机ICE通过双离合和相应的轴与第一行星架PC1或第一齿圈R1相连。
可选地，在本发明中，第一制动器B1一端连接在第二齿圈R2上，另一端固定在变速器壳体上；第二制动器B2一端连接在第二行星架PC2上，另一端固定在变速器壳体上；第三制动器B3一端连接在第二太阳轮S2上，另一端固定在变速器壳体上。动力由第一齿圈R1输出。
该装置具有不同的功率分流模式，输出功率分流：闭合第二离合器C2，打开第一离合器C1、第一制动器B1、第二制动器B2，系统处于混动HEV2档，通过第二电机EM2调速功能调节发动机工作点，以提高整车燃油经济性；复合动力分流：闭合第一离合器C1，打开第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2，系统处于混动HEV3档，通过第一电机EM1和第二电机EM2调速功能调节发动机工作点，以提高整车燃油经济性。
在纯电动模式，该系统有三个前进档(EV1、EV2、EV3)和一个倒挡(EV1RD)，其中EV3档位为无级变速，调速范围较宽；在混动模式，该系统有4个前进档(HEV1、HEV2、HEV3、HEV4)，其中HEV2、HEV3档位为无级变速，调速范围较宽，HEV4档为直接档，可输出高转速。
如图1，在本发明的一些实施例中，第一输入轴101、第二输入轴102、第一电机EM1的电机轴、第二电机EM2的电机轴同轴设置。使得本发明混合动力装置的各部分布置合理，动力分配均匀。
本发明采用了发动机ICE+双电机+双行星排+双离合的混合驱动方式，发动机ICE通过双离合的闭合与打开，分别控制与第一太阳轮S1的连接和与第一行星架PC1的连接；双行星排中，第一行星架PC1与第二齿圈R2连接，第一太阳轮S1与第二行星架PC2连接；第一制动器B1可锁止第二齿圈R2，第二制动器B2可锁止第二行星架PC2，第三制动器B3可锁止第二太阳轮S2；第一电机EM1(或发电机)与第二齿圈R2连接，可带动其转动，也可被拖动进行发电；第二电机EM2(或驱动电机)与第二太阳轮S2连接，可驱动其转动。
在本发明中，采用了双离合器，控制更加灵活，能优化发动机工作区间，提高效率。该系统采用了双行星排，可实现输出动力分流和复合动力分流等多种分流模式，效率更高。该装置前后行星排传动比设计不受彼此制约，结构设计灵活。该系统采用双行星排，可通过离合器与制动器的控制，档位实现较为容易，本系统可实现纯电动四个前进档位和一个倒档，混动六个前进档位。该系统启动档有较大传动比，可输出较大扭矩。该系统在纯电动模式和混动模式均存在无级变速档位，调速更灵活、范围宽。该系统在混动模式存在直接档，可输出高转速。该系统可实现驻车充电(驻车状态，闭合第二离合器C2，发动机直接通过第一电机EM1充电)，也可在行驶过程中充电(如混动模式的HEV5档)。该系统双电机与发动机在行星排不同侧，可避免发动机散热导致的电机升温。第一电机EM1和第二电机EM2相邻，布置冷却系统更方便。
另外，本发明中的两个电机可以不同轴，有利于减小系统轴向尺寸，有利于避免发动机散热导致的电机升温。
另外，本申请中设置了发动机ICE和电机，其中，可以通过发动机ICE驱动电机发电，也就是说，本发明中的第一电机EM1、第二电机EM2同样可以为发电机。
可选地，本发明中的第一齿圈R1可以连接多级主减齿轮(例如两级主减速齿轮)，第二齿圈R2经两级减速齿轮连接差速器103，然后由左右半轴输出。
如图1所示，第一齿圈R1通过齿轮组连接差速器103，齿轮组包括第一齿轮G1、第二齿轮G2、第三齿轮G3以及第四齿轮G4，第一齿轮G1与第二齿圈R2构成第一双联齿轮，第二齿轮G2与第三齿轮G3构成第二双联齿轮。其中，第一齿轮G1和第二齿轮G2构成一级减速齿轮组，第三齿轮G3和第四齿轮G4构成第二级减速齿轮组，从而实现减速增距。
下面参照附图描述本发明的混合动力装置在不同档位下的工作状态以及动力传递路径。
结合图1至图5，混合动力装置包括EV1档、EV2档、EV3档、EV4档。此时发动机ICE未接入，因此，可以将发动机ICE与第一输入轴101和第二输入轴102均分离，而通过切换第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3的状态实现不同档位之间的切换。
EV1档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102分离，第一制动器B1锁止第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图2为EV1档下等效杠杆图，此时闭合第一制动器B1，打开第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2、第三制动器B3。该档位下，制动器锁止第一行星架PC1，由第二电机EM2单独驱动，动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图(杠杆图常用于研究行星机构，可较快速得出太阳轮、行星架、齿圈之间转速关系，应用较为普遍)可以看出，该系统此时有较大的固定传动比，可输出低速大扭矩，电机也可工作在较高效区间。
EV2档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102分离，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2锁止第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，第一电机EM1经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二齿圈、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图3为EV2档下等效杠杆图，此时闭合第二制动器B2，打开第一离合器C1、第二离合器C2和第一制动器B1、第三制动器B3。该档位下，制动器锁止第二星架P第二离合器C2，可由第一电机EM1与第二电机EM2共同驱动，第一电机EM1动力由第二齿圈R2输入、第二电机EM2动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时有固定传动比，可输出较大转速。
EV3档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102分离，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3锁止第二太阳轮S2，第一电机EM1一方面经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，所述电机EM1另一方面经第二齿圈R2、第二行星轮P2、第二行星架PC2、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图4为EV3档下等效杠杆图，此时闭合第三制动器B3，打开第一离合器C1、第二离合器C2和第一制动器B1、第二制动器B2。该档位下，制动器锁止第二太阳轮S2，可由第一电机EM1单独驱动，第一电机EM1动力由第二齿圈R2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时有固定传动比，可输出较大转速。
EV4档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102分离，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，第一电机EM1一方面经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1另一方面经过第二齿圈R2、第二行星轮P2、第二行星架PC2、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向所述第一齿圈R1输出动力；第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图5为EV4档下等效杠杆图，此时打开第一离合器C1、第二离合器C2和第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3。该档位下，可由第一电机EM1与第二电机EM2共同驱动，第一电机EM1动力由第二齿圈输入、第二电机EM2动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统无固定传动比，可实现无级变速，调速范围宽，当第一电机EM1与第二电机EM2转速相同时，系统输出最高转速。
结合图1以及图6至图11，混合动力装置包括HEV1档、HEV2档、HEV3档、HEV4档、HEV5档、HEV6档，其中，
HEV1档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102接合，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3锁止第二太阳轮S2，发动机经第二输入轴102、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力；
图6为HEV1档下等效杠杆图，此时闭合第二离合器C2、第三制动器B3，打开第一离合器C1和第一制动器B1、第二制动器B2。该档位下，第三制动器B3锁止第二太阳轮S2，由发动机和第一电机EM1共同驱动，动力由第一行星架PC1和第二齿圈R2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时有固定传动比，可输出较大扭矩。
HEV2档下，发动机与第一输入轴101接合并与第二输入轴102分离，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3锁止第二太阳轮S2，发动机经第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图7为HEV2档下等效杠杆图，此时闭合第一离合器C1、第三制动器B3，打开第二离合器C2和第一制动器B1、第二制动器B2。该档位下，由发动机、第一电机EM1共同驱动，发动机动力由第一太阳轮S1输入、第一电机EM1动力由第二齿圈R2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时有固定传动比，可输出较大转速。
HEV3档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102接合，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2锁止第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，发动机经第二输入轴102、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力；
图8为HEV3档下等效杠杆图，此时闭合第二离合器C2、第二制动器B2，打开第一离合器C1和第一制动器B1、第三制动器B3。该档位下，由发动机、第一电机EM1、第二电机EM2共同驱动，发动机动力和第一电机EM1动力由第一行星架PC1输入、第二电机EM2动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时有固定传动比，可输出较高转速。
HEV4档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102接合，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，发动机经第二输入轴、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1经第二齿圈R2、第二行星轮P2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
图9为HEV4档下等效杠杆图，此时闭合第二离合器C2，打开第一离合器C1和第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3。该档位下，由发动机、第一电机EM1、第二电机EM2共同驱动，发动机动力由第一行星架PC1输入、第一电机EM1动力由第二齿圈R2输入、第二电机EM2动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时没有固定传动比，可实现无级变速，调速范围较宽，并且可通过第一电机EM1充电。
HEV5档下，发动机与第一输入轴101接合并与第二输入轴102分离，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，发动机经第一输入轴101、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第一电机EM1经第二齿圈R2、第一行星架PC1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力，第二电机EM2经第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架、第一太阳轮S1、第一行星轮P1向第一齿圈R1输出动力。
另外，在HEV5档下，第一电机EM1可以设置成不向第一齿圈R1输出动力，而将第一电机EM1设置成用于发电，具体而言，发动机ICE经第一输入轴向第一电机EM1传递动力，从而实现通过第一电机EM1发电。此时，可以通过发动机与第二电机的组合提供行车动力。
图10为HEV5档下等效杠杆图，此时闭合第一离合器C1，打开第二离合器C2和第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3。该档位下，由发动机、第一电机EM1、第二电机EM2共同驱动，发动机动力由第一太阳轮S1输入、第一电机EM1动力由第二齿圈R2输入、第二电机EM2动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时没有固定传动比，可实现无级变速，调速范围较宽，并且可通过第一电机EM1充电。
HEV6档下，发动机与第一输入轴101接合并与第二输入轴102接合，第一制动器B1释放第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，发动机ICE、第一电机EM1以及第二电机EM2以相同速度整体转动以实现直驱。
图11为HEV6档下等效杠杆图，此时闭合第一离合器C1、第二离合器C2，打开第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3。该档为直接档，由发动机、第一电机EM1和第二电机EM2共同驱动，三者以相同转速运转，扭矩耦合后由第一齿圈R1输出。由杠杆图可以看出，该系统此时处于直接档，发动机、第一电机EM1、第二电机EM2三者同步运转，输出高转速。车辆在高速运行区间，使发动机处于燃油经济区间，并且第一电机EM1、第二电机EM2同步输出，保证了高扭矩输出。
另外，本发明中的混合动力装置还可以包括倒车档。在倒车档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102分离，第一制动器B1锁止第二齿圈R2，第二制动器B2释放第二行星架，第三制动器B3释放第二太阳轮S2，第二电机EM2经第二太阳轮S2输出反向动力。
图12为倒车档下等效杠杆图，此时闭合第一制动器B1，打开第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2、第三制动器B3。该档位下，制动器锁止第一行星架PC1，由第二电机EM2单独驱动，动力由第二太阳轮S2输入，经耦合双行星排，最后由第一齿圈R1输出，且由第二电机EM2正转速实现倒档驱动。由杠杆图可以看出，该系统此时有较大的固定传动比，可输出低速大扭矩，电机也可工作在较高效区间，通过第二电机EM2正转速实现倒档。
另外，本发明中的混合动力装置还可以包括驻车发电档。在驻车发电档下，发动机与第一输入轴101分离并与第二输入轴102接合，第一制动器B1释放第一齿圈R1，第二制动器B2释放第二齿圈R2，发动机经第二输入轴102向第一电机EM1输出动力。
根据本发明实施例的车辆，包括根据前述的混合动力装置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种混合动力装置，包括发动机、第一输入轴、第二输入轴、第一电机、第二电机、第一行星排、第二行星排、第一制动器、第二制动器、第三制动器，其特征在于，
所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈和第一行星架，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈和第二行星架，所述第一太阳轮与第二行星架连接，所述第一行星架与第二齿圈连接；所述第一输入轴与第一太阳轮连接，所述第二输入轴与所述第一行星架相连；所述第一制动器设置成锁止或释放第二齿圈，所述第二制动器设置成锁止或释放第二行星架，所述第三制动器设置成锁止或释放第二太阳轮；所述发动机设置成可选择性地与所述第一输入轴和第二输入轴接合或断开，所述第一电机与所述第二齿圈相连，所述第二电机与第二太阳轮连接，所述第一齿圈设置成向车轮输出动力。
2.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置还包括：
双离合器，所述双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述发动机与所述输入端相连，所述第一输出端与所述第一输入轴相连，所述第二输出端与所述第二输入轴相连。
3.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置包括EV1档、EV2档、EV3档、EV4档，其中，
所述EV1档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器锁止所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述EV2档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器锁止所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述EV3档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述第一电机一方面经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，另一方面经过第二齿圈、第二行星轮、第二行星架、第一太阳轮、第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述EV4档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第一电机一方面经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，另一方面经过第二齿圈、第二行星轮、第二行星架、第一太阳轮、第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力。
4.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置包括HEV1档、HEV2档、HEV3档、HEV4档、HEV5档、HEV6档，其中，
所述HEV1档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述发动机经所述第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述HEV2档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器锁止所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述HEV3档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器锁止所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述HEV4档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第二输入轴、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第二行星轮、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述HEV5档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一输入轴、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第一电机经所述第二齿圈、所述第一行星架、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力，所述第二电机经所述第二太阳轮、所述第二行星轮、所述第二行星架、所述第一太阳轮、所述第一行星轮向所述第一齿圈输出动力；
所述HEV6档下，所述发动机与所述第一输入轴接合并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机、所述第一电机以及所述第二电机以相同速度整体转动以实现直驱。
5.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置还包括倒车档，
在所述倒车档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴分离，所述第一制动器锁止所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述第二电机经所述第二太阳轮输出反向动力。
6.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置还包括驻车发电档，
在所述驻车发电档下，所述发动机与所述第一输入轴分离并与所述第二输入轴接合，所述第一制动器释放所述第二齿圈，所述第二制动器释放所述第二行星架，所述第三制动器释放所述第二太阳轮，所述发动机经所述第一行星架向所述第一电机输出动力。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的混合动力装置，其特征在于，所述第一输入轴、所述第二输入轴、所述第一电机的电机轴、所述第二电机的电机轴同轴设置。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的混合动力装置，其特征在于，所述第一齿圈通过齿轮组连接差速器，所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿圈相连，所述第二齿轮与所述第三齿轮构成第二双联齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合。
9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的混合动力装置。
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