CN112677751A - 一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，属于混合动力汽车驱动系统技术领域，包括发动机输入轴，其与发动机连接，并转动连接有第一齿轮；行星齿轮机构，其包括太阳轮、外齿圈、行星轮和行星轮架，太阳轮与发动机输入轴固定连接；第一离合执行器，其位于第一齿轮和外齿圈之间，以使第一齿轮和外齿圈接合或断开；差速器，其与行星轮架传动连接；电机输入轴，其与电机连接，并设有与所述第一齿轮传动连接的第三齿轮。由发动机和电机输出的两股动力分别通过太阳轮和外齿圈输入，两股动力合成后从行星轮架输出至差速器，以驱动差速器把动力传递至车辆的轮端，发动机和电机共同驱动能够输出最大扭矩，整车动力性能极大增强。
Description
技术领域
本申请涉及混合动力汽车驱动系统技术领域，特别涉及一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统。
背景技术
随着当今社会人们对节能环保的意识日渐增强，新能源汽车技术开始迅猛发展。混合动力车辆驱动技术是新能源汽车发展过程的核心阶段。提高燃油经济性、降低排放是混合动力技术面临的重要课题。
相关技术中，混合动力电驱系统的驱动方式有三种：发动机直驱、驱动电机单独驱动、发动机和驱动电机混合驱动，无法实现驱动电机和发电机的混(联)合驱动。
混合动力电驱系统一般通过驱动电机进行驱动起步，当车辆在一些复杂工况下，通过驱动电机起步时存在起步动力不足，整车动力性能差，甚至无法启动的问题。
因此，研发一种具有优异性价比的多模混合动力电驱驱动系统意义很大。
发明内容
本申请实施例提供一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，以解决相关技术中驱动电机起步时存在起步动力不足，整车动力性能差，甚至无法启动的问题。
本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，包括：
发动机输入轴，其与发动机连接，并转动连接有第一齿轮；
行星齿轮机构，其包括太阳轮、外齿圈、行星轮和行星轮架，所述太阳轮与发动机输入轴固定连接；
第一离合执行器，其位于第一齿轮和外齿圈之间，以使第一齿轮和外齿圈接合或断开；
差速器，其与行星轮架传动连接；
电机输入轴，其与电机连接，并设有与所述第一齿轮传动连接的第三齿轮。
在一些实施例中：还包括主动齿轮，其与所述行星轮架固定连接，所述主动齿轮的轴线与所述太阳轮的轴线重合；
第一输出轴，其一端设有与所述主动齿轮啮合连接的从动齿轮，所述第一输出轴的另一端设有第二齿轮；
所述差速器设有差速器齿轮，所述差速器齿轮与所述第二齿轮啮合连接。
在一些实施例中：所述主动齿轮包括小主动齿轮和大主动齿轮，所述从动齿轮包括大从动齿轮和小从动齿轮；所述大从动齿轮和小从动齿轮均与所述第一输出轴转动连接；
所述小主动齿轮与所述大从动齿轮啮合连接，所述大主动齿轮与所述小从动齿轮啮合连接；
所述第一输出轴上固定设有同步器，所述同步器位于所述大从动齿轮和小从动齿轮之间，所述同步器设有与大从动齿轮啮合的左接合齿和与小从动齿轮啮合的右接合齿。
在一些实施例中：所述同步器为湿式离合器或牙嵌式离合器。
在一些实施例中：还包括第二离合执行器，其一端与所述发动机输入轴固定连接，所述第二离合执行器的另一端与所述行星轮架固定连接。
在一些实施例中：还包括制动执行器，所述制动执行器与所述外齿圈连接，当所述制动执行器接合时使所述外齿圈处于锁定状态。
在一些实施例中：所述制动执行器为同步器或湿式离合器。
在一些实施例中：还包括第二输出轴，其一端转动连接有第四齿轮，所述第一齿轮和第三齿轮之间通过所述第四齿轮啮合连接；
所述第二输出轴的另一端固定连接有第五齿轮，所述第五齿轮与所述差速器齿轮啮合连接；
所述第二输出轴上设有第三离合执行器，其一端与所述第二输出轴固定连接，其另一端与所述第四齿轮固定连接。
在一些实施例中：所述第一离合执行器、第二离合执行器和第三离合执行器为同步器、湿式离合器或牙嵌式离合器中的任意一种或多种。
在一些实施例中：所述发动机输入轴与所述发动机之间设有扭转减振器，所述发动机输入轴与所述发动机之间通过扭转减振器连接；
所述扭转减振器与所述发动机输入轴之间设有离合器，所述扭转减振器与所述发动机输入轴之间通过离合器连接。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，由于本申请设置了发动机输入轴，其与发动机连接，并转动连接有第一齿轮；行星齿轮机构，其包括太阳轮、外齿圈、行星轮和行星轮架，所述太阳轮与发动机输入轴固定连接；第一离合执行器，其位于第一齿轮和外齿圈之间，以使第一齿轮和外齿圈接合或断开；差速器，其与行星轮架传动连接；电机输入轴，其与电机连接，并设有与所述第一齿轮传动连接的第三齿轮。
因此，本申请的单电机多档混合动力电驱系统当电机起步动力不足时，接合第一离合执行器使第一齿轮和外齿圈耦合，发动机通过发动机输入轴驱动行星齿轮机构的太阳轮旋转，电机通过电机输入轴驱动第三齿轮旋转，第三齿轮通过第一齿轮和第一离合执行器驱动外齿圈旋转。由发动机和电机输出的两股动力分别通过太阳轮和外齿圈输入，两股动力合成后从行星轮架输出至差速器，以驱动差速器把动力传递至车辆的轮端。
发动机和电机共同驱动能够输出最大扭矩，整车动力性能极大增强。可以利用发动机平稳起步，特别是在电池电量不足时，不用等待充电；在持续以较低车速行驶时，发动机可通过E-CVT模式驱动，并通过电机向电池发电。
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为本申请实施例的传动结构示意图；
图2为本申请另一实施例的传动结构示意图。
附图标记：
1、发动机；2、扭转减振器；3、发动机输入轴；4、第一齿轮；5、第二离合执行器；6、第一离合执行器；7、行星齿轮机构；7.1、外齿圈；7.2、行星轮架；7.3、太阳轮；7.4、行星轮；8、制动执行器；9、小主动齿轮；10、大主动齿轮；11、第一输出轴；12、第二齿轮；13、大从动齿轮；14、小从动齿轮；15、同步器；15.1、左接合齿；15.2、右接合齿；16、第二输出轴；17、第三离合执行器；18、第五齿轮；19、第四齿轮；20、电机输入轴；21、第三齿轮；22、电机；23、差速器齿轮；24、差速器；25、离合器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将接合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其能解决相关技术中驱动电机起步时存在起步动力不足，整车动力性能差，甚至无法启动的问题。
参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，包括：
发动机输入轴3，该发动机输入轴3的一端用于连接发动机1，发动机输入轴3上转动连接有第一齿轮4，第一齿轮4套在发动机输入轴3上可相对于发动机输入轴3旋转运动。
行星齿轮机构7，该行星齿轮机构7包括太阳轮7.3、外齿圈7.1、行星轮7.4和行星轮架7.2。太阳轮7.3的四周啮合多个行星轮7.4，多个行星轮7.4均与外齿圈7.1啮合连接，多个行星轮7.4通过行星轮架7.2形成一体并在行星轮架7.2上自由转动。太阳轮7.3与发动机输入轴3的另一端固定连接，发动机输入轴3带动太阳轮7.3转动。
第一离合执行器6，该第一离合执行器6位于第一齿轮4和外齿圈7.1之间，以使第一齿轮4和外齿圈7.1接合或断开。当第一离合执行器6接合后，外齿圈7.1与第一齿轮4之间通过第一离合执行器6耦合成一体相互联动。
差速器24，该差速器24与行星轮架7.2传动连接，当行星轮架7.2转动时，行星轮架7.2带动差速器24运行，差速器24把动力通过半轴传递至车辆的轮端。
电机输入轴20，该电机输入轴20的一端用于连接电机22，电机输入轴20的另一端设有用于传动连接第一齿轮4的第三齿轮21。电机启动后通过电机输入轴20驱动第三齿轮21旋转，第三齿轮21带动第一齿轮4旋转。
本申请实施例的单电机多档混合动力电驱系统当电机22起步动力不足时，接合第一离合执行器6使第一齿轮4和外齿圈7.1耦合，发动机1通过发动机输入轴3驱动行星齿轮机构7的太阳轮7.3旋转。电机22通过电机输入轴20驱动第三齿轮21旋转，第三齿轮21通过第一齿轮4和第一离合执行器6驱动外齿圈7.1旋转。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别通过太阳轮7.3和外齿圈7.1输入，两股动力合成后从行星轮架7.2输出至差速器24，以驱动差速器24把动力通过半轴传递至车辆的轮端。
发动机1和电机22共同驱动能够输出最大扭矩，整车动力性能极大增强。可以利用发动机1平稳起步，特别是在电池电量不足时，不用等待充电；在持续以较低车速行驶时，发动机1可通过E-CVT模式驱动，并通过电机22向电池发电。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统的主动齿轮还包括主动齿轮，该主动齿轮与行星轮架7.2固定连接，主动齿轮的轴线与太阳轮7.3的轴线重合，当行星轮架7.2转动时，行星轮架7.2同步带动主动齿轮转动。
第一输出轴11，该第一输出轴11的一端设有与主动齿轮啮合连接的从动齿轮，第一输出轴11的另一端设有第二齿轮12。当主动齿轮转动时，主动齿轮通过从动齿轮带动第一输出轴11转动，第一输出轴11带动第二齿轮12转动。
差速器24设有差速器齿轮23，差速器齿轮23与第二齿轮12啮合连接。当第二齿轮12转动时，第二齿轮12带动差速器齿轮23转动，差速器齿轮23带动安装在差速器24上半轴输出至轮端。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统的主动齿轮包括小主动齿轮9和大主动齿轮10，小主动齿轮9和大主动齿轮10均与行星轮架7.2固定连接，小主动齿轮9和大主动齿轮10跟随行星轮架7.2同步转动。
从动齿轮包括大从动齿轮13和小从动齿轮14；大从动齿轮13和小从动齿轮14均套在第一输出轴11上，且大从动齿轮13和小从动齿轮14均与第一输出轴11转动连接。
小主动齿轮9与大从动齿轮13啮合连接，大主动齿轮10与小从动齿轮14啮合连接。小主动齿轮9与大从动齿轮13用于为第一输出轴11获得低档速比；大主动齿轮10与小从动齿轮14用于为第一输出轴11获得高档速比。
在第一输出轴11上固定设有同步器15，同步器15位于大从动齿轮13和小从动齿轮14之间，同步器15设有与大从动齿轮13啮合的左接合齿15.1和与小从动齿轮14啮合的右接合齿15.2。同步器15优选为湿式离合器或牙嵌式离合器。
当左接合齿15.1与大从动齿轮13啮合后，第一输出轴11获得低档速比的转速；当右接合齿15.2与小从动齿轮14啮合后，第一输出轴11获得高档速比的转速。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统还包括第二离合执行器5，第二离合执行器5的一端与发动机输入轴3固定连接，第二离合执行器5的另一端与行星轮架7.2固定连接。
当第一离合执行器6断开，第二离合执行器5接合时，发动机输入轴3和行星轮架7.2通过第二离合执行器5耦合成一体相互联动。发动机1输出动力依次通过发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、主动齿轮、从动齿轮、第一输出轴11、第二齿轮12传递至差速器齿轮23，经由差速器24把动力通过半轴传递至轮端。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统还包括制动执行器8，制动执行器8优选为同步器或湿式离合器。制动执行器8与外齿圈7.1连接，制动执行器8与减速器的壳体固定连接。当制动执行器8接合时，制动执行器8使外齿圈7.1处于锁定状态。
当制动执行器8接合时，外齿圈7.1处于锁定状态。发动机1输出动力依次通过发动机输入轴3、太阳轮7.3、多个行星轮7.4、行星轮架7.2、主动齿轮、从动齿轮、第一输出轴11、第二齿轮12传递至差速器齿轮23，经由差速器24把动力通过半轴传递至轮端。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统还包括第二输出轴16，该第二输出轴16一端转动连接有第四齿轮19，在第一齿轮4和第三齿轮21之间通过第四齿轮19啮合连接。
在第二输出轴16的另一端固定连接有第五齿轮18，第五齿轮18与差速器齿轮23啮合连接。在第二输出轴16上设有第三离合执行器17，第三离合执行器17的一端与第二输出轴16固定连接，第三离合执行器17的另一端与第四齿轮19固定连接。
当第三离合执行器17接合时，第四齿轮19与第二输出轴16之间通过第三离合执行器17耦合成一体相互联动。电机22输出动力依次通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
第一离合执行器6、第二离合执行器5和第三离合执行器17优选为同步器、湿式离合器或牙嵌式离合器中的任意一种或多种。
在一些可选实施例中：参见图2所示，本申请实施例提供了一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，该单电机多档混合动力电驱系统的发动机输入轴3与发动机1之间设有扭转减振器2，发动机输入轴3与发动机1之间通过扭转减振器2连接。
在扭转减振器2与发动机输入轴3之间设有离合器25，扭转减振器2与发动机输入轴3之间通过离合器25连接。
本申请提供的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统利用发动机输入轴3、电机输入轴20、第一输出轴11、第二输出轴16、行星齿轮机构7、第一离合执行器6、第二离合执行器5、第三离合执行器17和制动执行器8实现发动机1和电机22的动力传递路线的切换，实现传动比的扩展。
利用第一离合执行器6、第二离合执行器5、第三离合执行器17和制动执行器8的接合与断开组成不同的组合，利用行星齿轮机构7和多组齿轮的相互配合实现了传动比的扩展及发动机驱动、纯电驱动、发动机和电机联合驱动、停车发电和行车发电等驱动模式的切换。
通过扩展传动比，可以在发动机1或电机22驱动时，有足够的驱动档位和功能模式，使发动机1最大限度的在最佳高效区域工作，动力经济性表现更优异。同时，采用行星齿轮机构7与同步器15、第一离合执行器6的组合，实现两种速比的E-CVT模式，更加扩大了混动系统最佳动力性、经济性区间。
下面对申请提供的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统的驱动模式进行举例说明：
单电机多档混合动力电驱系统工作状态表
1、电机驱动
EV 1档
电机纯电1档时动力传递路径说明如下:
接合第三离合执行器17，电机22输出动力依次通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
通过调节电机22转动方向，可实现EV1档模式下，车辆前进行驶或者倒退行驶。
EV 2档
电机纯电2档时动力传递路径说明如下:
接合第二离合执行器5、接合第一离合执行器6、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合，断开第三离合执行器17，电机22输出动力依次通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6、外齿圈7.1、行星轮7.3、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
通过调节电机22转动方向，可实现EV2档模式下，车辆前进行驶或者倒退行驶。
EV 3档
电机纯电2档时动力传递路径说明如下:
接合第二离合执行器5、接合第一离合执行器6、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合，断开第三离合执行器17，电机22输出动力依次通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6、外齿圈7.1、行星轮7.3、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
通过调节电机22转动方向，可实现EV2档模式下，车辆前进行驶或者倒退行驶。
2、发动机驱动
ICE 1档
发动机驱动1档时动力传递路径说明如下：
接合制动执行器8、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
ICE 2档
发动机驱动2档时动力传递路径说明如下：
接合制动执行器8、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
ICE 3档
发动机驱动3档时动力传递路径说明如下：
接合第二离合执行器5、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
ICE 4档
发动机驱动3档时动力传递路径说明如下：
接合第二离合执行器5、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、同步器15、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
3、E-CVT模式
E-CVT1
接合第一离合执行器6、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3与太阳轮7.3相连，电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6与外齿圈7.1相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别通过太阳轮7.3和外齿圈7.1输入，两股动力合成后从行星轮架7.2输出至小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
E-CVT2
接合第一离合执行器6、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3与太阳轮7.3相连，电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6与外齿圈7.1相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别通过太阳轮7.3和外齿圈7.1输入，两股动力合成后从行星轮架7.2输出至大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
4、发动机驱动+电机驱动
并联混动1
接合制动执行器8、接合第三离合执行器17、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18与差速器齿轮23相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
并联混动2
接合制动执行器8、接合第三离合执行器17、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18与差速器齿轮23相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
并联混动3
接合第一离合执行器6、接合第二离合执行器5、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5与行星轮架7.2相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6、外齿圈7.1、行星轮7.4与行星轮架7.2相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别通过行星轮架7.2和外齿圈7.1输入，两股动力合成后从行星轮架7.2输出至小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
并联混动4
接合第二离合执行器5、接合第三离合执行器17、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18与差速器齿轮23相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
并联混动5
接合第一离合执行器6、接合第二离合执行器5、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5与行星轮架7.2相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第一齿轮4、第一离合执行器6、外齿圈7.1、行星轮7.4与行星轮架7.2相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别通过行星轮架7.2和外齿圈7.1输入，两股动力合成后从行星轮架7.2输出至大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12传递到差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
并联混动6
接合第二离合执行器5、接合第三离合执行器17、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连。电机22通过电机输入轴20、第三齿轮21、第四齿轮19、第三离合执行器17、第二输出轴16、第五齿轮18与差速器齿轮23相连。此时，发动机1和电机22共同驱动。
由发动机1和电机22输出的两股动力分别输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
5、发动机驱动+电机发电
行车发电1
接合制动执行器8、接合第三离合执行器17、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
差速器齿轮23依次通过第五齿轮18、第二输出轴16、第三离合执行器17、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
行车发电2
接合制动执行器8、接合第三离合执行器17、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、太阳轮7.3、行星轮7.4、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
差速器齿轮23依次通过第五齿轮18、第二输出轴16、第三离合执行器17、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
行车发电3
接合第一离合执行器6、接合第二离合执行器5、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
行星轮架7.2依次通过行星轮7.4、外齿圈7.1、第一离合执行器6、第一齿轮4、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
行车发电4
接合第二离合执行器5、接合第三离合执行器17、左接合齿15.1与大从动齿轮13耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、小主动齿轮9、大从动齿轮13、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
差速器齿轮23依次通过第五齿轮18、第二输出轴16、第三离合执行器17、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
行车发电5
接合第一离合执行器6、接合第二离合执行器5、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
行星轮架7.2依次通过行星轮7.4、外齿圈7.1、第一离合执行器6、第一齿轮4、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
行车发电6
接合第二离合执行器5、接合第三离合执行器17、右接合齿15.2与小从动齿轮14耦合,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、大主动齿轮10、小从动齿轮14、第一输出轴11、第二齿轮12与差速器齿轮23相连，由发动机1输出的动力输出至差速器齿轮23上，经由差速器24通过半轴把动力传递至轮端。
差速器齿轮23依次通过第五齿轮18、第二输出轴16、第三离合执行器17、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
停车发电
接合第二离合执行器5、接合第一离合执行器6,发动机1输出动力依次通过扭转减振器2、离合器25、发动机输入轴3、第二离合执行器5、行星轮架7.2、行星轮7.4、外齿圈7.1、第一离合执行器6、第一齿轮4、第四齿轮19、第三齿轮21、电机输入轴20驱动电机22发电。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于，包括：
发动机输入轴(3)，其与发动机(1)连接，并转动连接有第一齿轮(4)；
行星齿轮机构(7)，其包括太阳轮(7.3)、外齿圈(7.1)、行星轮(7.4)和行星轮架(7.2)，所述太阳轮(7.3)与发动机输入轴(3)固定连接；
第一离合执行器(6)，其位于第一齿轮(4)和外齿圈(7.1)之间，以使第一齿轮(4)和外齿圈(7.1)接合或断开；
差速器(24)，其与行星轮架(7.2)传动连接；
电机输入轴(20)，其与电机(22)连接，并设有与所述第一齿轮(4)传动连接的第三齿轮(21)。
2.如权利要求1所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
还包括主动齿轮，其与所述行星轮架(7.2)固定连接，所述主动齿轮的轴线与所述太阳轮(7.3)的轴线重合；
第一输出轴(11)，其一端设有与所述主动齿轮啮合连接的从动齿轮，所述第一输出轴(11)的另一端设有第二齿轮(12)；
所述差速器(24)设有差速器齿轮(23)，所述差速器齿轮(23)与所述第二齿轮(12)啮合连接。
3.如权利要求2所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
所述主动齿轮包括小主动齿轮(9)和大主动齿轮(10)，所述从动齿轮包括大从动齿轮(13)和小从动齿轮(14)；所述大从动齿轮(13)和小从动齿轮(14)均与所述第一输出轴(11)转动连接；
所述小主动齿轮(9)与所述大从动齿轮(13)啮合连接，所述大主动齿轮(10)与所述小从动齿轮(14)啮合连接；
所述第一输出轴(11)上固定设有同步器(15)，所述同步器(15)位于所述大从动齿轮(13)和小从动齿轮(14)之间，所述同步器(15)设有与大从动齿轮(13)啮合的左接合齿(15.1)和与小从动齿轮(14)啮合的右接合齿(15.2)。
4.如权利要求3所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
所述同步器(15)为湿式离合器或牙嵌式离合器。
5.如权利要求1所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
还包括第二离合执行器(5)，其一端与所述发动机输入轴(3)固定连接，所述第二离合执行器(5)的另一端与所述行星轮架(7.2)固定连接。
6.如权利要求1或5所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
还包括制动执行器(8)，所述制动执行器(8)与所述外齿圈(7.1)连接，当所述制动执行器(8)接合时使所述外齿圈(7.1)处于锁定状态。
7.如权利要求6所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
所述制动执行器(8)为同步器或湿式离合器。
8.如权利要求2或5所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
还包括第二输出轴(16)，其一端转动连接有第四齿轮(19)，所述第一齿轮(4)和第三齿轮(21)之间通过所述第四齿轮(19)啮合连接；
所述第二输出轴(16)的另一端固定连接有第五齿轮(18)，所述第五齿轮(18)与所述差速器齿轮(23)啮合连接；
所述第二输出轴(16)上设有第三离合执行器(17)，其一端与所述第二输出轴(16)固定连接，其另一端与所述第四齿轮(19)固定连接。
9.如权利要求8所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
所述第一离合执行器(6)、第二离合执行器(5)和第三离合执行器(17)为同步器、湿式离合器或牙嵌式离合器中的任意一种或多种。
10.如权利要求1所述的一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统，其特征在于：
所述发动机输入轴(3)与所述发动机(1)之间设有扭转减振器(2)，所述发动机输入轴(3)与所述发动机(1)之间通过扭转减振器(2)连接；
所述扭转减振器(2)与所述发动机输入轴(3)之间设有离合器(25)，所述扭转减振器(2)与所述发动机输入轴(3)之间通过离合器(25)连接。
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| CN202110088035.5A CN112677751A (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种基于单行星齿轮机构的单电机多档混合动力电驱系统 |
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