CN113815400B - 可实现行星排两种输出端的混合动力装置 - Google Patents

可实现行星排两种输出端的混合动力装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置，该混合动力装置，包括第一电机、第一啮合齿轮、第二电机、第二啮合齿轮、第三啮合齿轮、发动机、扭转减振器、第一输入轴、电磁离合器、第二输入轴、输出轴和行星齿轮耦合机构，发动机动力通过扭转减振器经第一输入轴、电磁离合器和第二输入轴后，传递到行星齿轮耦合结构，再经输出轴传递到车辆实现动力输出。本发明通过多个制动器对行星架和外齿圈进行制动，多片式离合器实现行星架、外齿圈与输出轴的接合，根据工况需求可实现不同模式下的行星架、外齿圈的耦合输出。该发明结构紧凑，可实现混合动力车辆具备的并联、串联、混联和能量回收等功能，可实现整车节油率高达35％以上。

Description

可实现行星排两种输出端的混合动力装置
技术领域
本发明涉及一种汽车传动装置，具体涉及一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置。
背景技术
传统的行星排只有一个动力输出端，不能实现行星架和外齿圈输出的切换。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置，可实现不同模式下的行星架和外齿圈的耦合输出。
本发明采用的技术方案是：一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置，其特征在于：包括第一电机、第一啮合齿轮、第二电机、第二啮合齿轮、第三啮合齿轮、发动机、扭转减振器、第一输入轴、电磁离合器、第二输入轴、输出轴和行星齿轮耦合机构，所述发动机输出轴通过扭转减振器与第一输入轴一端连接，所述第一输入轴另一端通过电磁离合器与第二输入轴一端连接；所述第二输入轴另一端与行星齿轮耦合机构连接；所述发动机动力通过扭转减振器经第一输入轴、电磁离合器和第二输入轴后，传递到行星齿轮耦合结构，再经输出轴传递到车辆实现动力输出；
所述行星齿轮耦合机构通过输出轴与第三啮合齿轮连接，所述第三啮合齿轮与第二啮合齿轮啮合，所述第二啮合齿轮与第二电机连接；所述行星齿轮耦合机构通过第一啮合齿轮与第一电机连接。
作为优选，所述行星齿轮耦合机构包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈、第一制动器、第二制动器和多片式离合器，所述太阳轮与第二输入轴连接，与所述太阳轮啮合的行星轮设置在行星架上，所述第一制动器对行星架进行制动；所述多片离合器能够与行星架和齿圈结合，所述第二制动器对齿圈进行制动；所述多片离合器与输出轴连接。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第一电机通过第一啮合齿轮，将动力传递到齿圈；此时所述齿圈为主动件，驱动所述行星轮带动太阳轮，通过输入轴、电磁离合器和输入轴带动扭转减振器，实现启动发动机的功能。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第二制动器对齿圈制动，所述多片离合器与行星架接合；所述发动机动力通过扭转减振器(FW)到第一输入轴，再经电磁离合器、第二输入轴和太阳轮到行星轮，在经行星架输出，实现发动机增扭输出。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述多片离合器与行星架和齿圈同时接合，此时所述太阳轮、行星架和齿圈三者转速相同；所述发动机动力通过扭转减振器到第一输入轴，再经电磁离合器、第二输入轴和太阳轮到行星轮，再经过行星架和齿圈输出，实现发动机直驱。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第一制动器对行星架制动，所述多片离合器与齿圈接合；所述发动机动力通过扭转减振器到第一输入轴，再经电磁离合器、第二输入轴和太阳轮到行星轮，再经过齿圈输出，实现发动机倒挡输出。
进一步的，所述发动机不工作，所述电磁离合器断开，所述第二电机(EM2)动力经第二啮合齿轮和第三啮合齿轮到输出轴，实现单电机输出；
所述发动机不工作，所述电磁离合器断开，所述多片离合器与齿圈接合；所述第一电机动力经第一啮合齿轮到齿圈输出，所述第二电机动力经第二啮合齿轮和第三啮合齿轮到输出轴，实现双电机输出。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第二制动器对齿圈制动，所述多片离合器与行星架接合，实现发动机与第二电机的混动输出。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第一制动器对行星架制动，所述发动机动力通过扭转减振器到第一输入轴，再经电磁离合器、第二输入轴和太阳轮到行星轮，再经齿圈输出到第一啮合齿轮，实现停车发电。
进一步的，所述电磁离合器闭合，所述第一制动器对行星架制动；所述第二电机动力经第二啮合齿轮和第三啮合齿轮到输出轴；所述发动机动力通过扭转减振器到第一输入轴，再经电磁离合器、第二输入轴和太阳轮到行星轮，再经齿圈输出到第一啮合齿轮，实现行驶发电。
进一步的，所述发动机不工作，所述电磁离合器断开，制动工况下经第二电机发电实现制动能量回收。
本发明取得的有益效果是：通过多个制动器对行星架和外齿圈的制动，多片式离合器实现行星架、外齿圈与输出轴的接合，根据工况需求可实现不同模式下的行星架、外齿圈的耦合输出，来实现两种传动比。该发明结构紧凑，可实现混合动力车辆具备的并联、串联、混联、能量回收等功能，可实现整车节油率高达35％以上。
附图说明
图1为本发明的连接示意图；
附图标记：1、第一输入轴；2、第二输入轴；3、太阳轮；4、行星轮；5、行星架；6、齿圈；7、输出轴；EM1、第一电机；EM2、第二电机；ICE、发动机；PG、行星齿轮耦合机构；C1、电磁离合器；C2、多片式离合器；B1、第一制动器；B2、第二制动器；G1、第一啮合齿轮；G2、第二啮合齿轮；G3、第三啮合齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
如图1所示，本发明的一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置，包括第一电机EM1、第一啮合齿轮G1、第二电机EM2、第二啮合齿轮G2、第三啮合齿轮G3、发动机ICE、扭转减振器FW、第一输入轴1、电磁离合器C1、第二输入轴2、输出轴7和行星齿轮耦合机构PG，发动机ICE输出轴通过扭转减振器FW与第一输入轴1一端连接，第一输入轴1另一端通过电磁离合器C1与第二输入轴2一端连接；第二输入轴2另一端与行星齿轮耦合机构PG连接；发动机ICE动力通过扭转减振器FW经第一输入轴1、电磁离合器C1和第二输入轴2后，传递到行星齿轮耦合结构PG，再经输出轴7传递到车辆实现动力输出；
行星齿轮耦合机构PG通过输出轴7与第三啮合齿轮G3连接，第三啮合齿轮G3与第二啮合齿轮G2啮合，第二啮合齿轮G2与第二电机EM2连接；行星齿轮耦合机构PG通过第一啮合齿轮G1与第一电机EM1连接。
在本实施例中，行星齿轮耦合机构PG包括太阳轮3、行星轮4、行星架5、齿圈6、第一制动器B1、第二制动器B2和多片式离合器C2，太阳轮3与第二输入轴2连接，与太阳轮3啮合的行星轮4设置在行星架5上，第一制动器B1对行星架5进行制动；多片离合器C2能够与行星架5和齿圈6结合，第二制动器B2对齿圈6进行制动；多片离合器C2与输出轴7连接。
在本实施例中，电磁离合器C1闭合，第一电机EM1通过第一啮合齿轮G1，将动力传递到齿圈6；此时齿圈6为主动件，驱动行星轮4带动太阳轮3，通过输入轴2、电磁离合器C1和输入轴1带动扭转减振器FW，实现启动发动机ICE的功能。
在本实施例中，电磁离合器C1闭合，第二制动器B2对齿圈6制动，多片离合器C2与行星架5接合；发动机ICE动力通过扭转减振器FW到第一输入轴1，再经电磁离合器C1、第二输入轴2和太阳轮3到行星轮4，在经行星架5输出，实现发动机ICE增扭输出。
在本实施例中，电磁离合器C1闭合，多片离合器C2与行星架5和齿圈6同时接合，此时太阳轮3、行星架5和齿圈6三者转速相同；发动机ICE动力通过扭转减振器FW到第一输入轴1，再经电磁离合器C1、第二输入轴2和太阳轮3到行星轮4，再经过行星架5和齿圈6输出，实现发动机ICE直驱。
在本实施例中，所述电磁离合器C1闭合，第一制动器B1对行星架5制动，多片离合器C2与齿圈6接合；发动机ICE动力通过扭转减振器FW到第一输入轴1，再经电磁离合器C1、第二输入轴2和太阳轮3到行星轮4，再经过齿圈6输出，实现发动机ICE倒挡输出。
在本实施例中，发动机ICE不工作，电磁离合器C1断开，第二电机EM2动力经第二啮合齿轮G2和第三啮合齿轮G3到输出轴7，实现单电机输出；
发动机ICE不工作，所述电磁离合器C1断开，多片离合器C2与齿圈6接合；第一电机EM1动力经第一啮合齿轮G1到齿圈6输出，所述第二电机EM2动力经第二啮合齿轮G2和第三啮合齿轮G3到输出轴7，实现双电机输出。
在本实施例中，所述电磁离合器C1闭合，所述第二制动器B2对齿圈6制动，所述多片离合器C2与行星架5接合，实现发动机IEC与第二电机EM2的混动输出。
在本实施例中，电磁离合器C1闭合，第一制动器B1对行星架5制动，发动机ICE动力通过扭转减振器FW到第一输入轴1，再经电磁离合器C1、第二输入轴2和太阳轮3到行星轮4，再经齿圈6输出到第一啮合齿轮G1，实现停车发电。
在本实施例中，电磁离合器C1闭合，第一制动器B1对行星架5制动；第二电机EM2动力经第二啮合齿轮G2和第三啮合齿轮G3到输出轴7；发动机ICE动力通过扭转减振器FW到第一输入轴1，再经电磁离合器C1、第二输入轴2和太阳轮3到行星轮4，再经齿圈6输出到第一啮合齿轮G1，实现行驶发电。
在本实施例中，发动机ICE不工作，所述电磁离合器C1断开，制动工况下经第二电机EM2发电，实现制动能量回收。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是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、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可实现行星排两种输出端的混合动力装置，其特征在于：包括第一电机（EM1）、第一啮合齿轮（G1）、第二电机（EM2）、第二啮合齿轮（G2）、第三啮合齿轮（G3）、发动机（ICE）、扭转减振器（FW）、第一输入轴（1）、电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）、输出轴（7）和行星齿轮耦合机构（PG），所述发动机（ICE）输出轴通过扭转减振器（FW）与第一输入轴（1）一端连接，所述第一输入轴（1）另一端通过电磁离合器（C1）与第二输入轴（2）一端连接；所述第二输入轴（2）另一端与行星齿轮耦合机构（PG）连接；所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）经第一输入轴（1）、电磁离合器（C1）和第二输入轴（2）后，传递到行星齿轮耦合结构（PG），再经输出轴（7）传递到车辆实现动力输出；
所述行星齿轮耦合机构（PG）通过输出轴（7）与第三啮合齿轮（G3）连接，所述第三啮合齿轮（G3）与第二啮合齿轮（G2）啮合，所述第二啮合齿轮（G2）与第二电机（EM2）连接；所述行星齿轮耦合机构（PG）通过第一啮合齿轮（G1）与第一电机（EM1）连接；所述行星齿轮耦合机构（PG）包括太阳轮（3）、行星轮（4）、行星架（5）、齿圈（6）、第一制动器（B1）、第二制动器（B2）和多片式离合器（C2），所述太阳轮（3）与第二输入轴（2）连接，与所述太阳轮（3）啮合的行星轮（4）设置在行星架（5）上，所述第一制动器（B1）对行星架（5）进行制动；所述多片式离合器（C2）能够分别与行星架（5）和齿圈（6）结合，所述第二制动器（B2）对齿圈（6）进行制动；所述多片式离合器（C2）与输出轴（7）连接。
2. 根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第一电机（EM1）通过第一啮合齿轮（G1），将动力传递到齿圈（6）；此时所述齿圈（6）为主动件，驱动所述行星轮（4）带动太阳轮（3），通过第二输入轴（2）、电磁离合器（C1）和第一 输入轴（1）带动扭转减振器（FW），实现启动发动机（ICE）的功能。
3.根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第二制动器（B2）对齿圈（6）制动，所述多片式离合器（C2）与行星架（5）接合；所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）到第一输入轴（1），再经电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）和太阳轮（3）到行星轮（4），在经行星架（5）输出，实现发动机（ICE）增扭输出。
4.根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述多片式离合器（C2）与行星架（5）和齿圈（6）同时接合，此时所述太阳轮（3）、行星架（5）和齿圈（6）三者转速相同；所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）到第一输入轴（1），再经电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）和太阳轮（3）到行星轮（4），再经过行星架（5）和齿圈（6）输出，实现发动机（ICE）直驱。
5. 根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第一制动器（B1）对行星架（5）制动，所述多片式离合器（C2）与齿圈（6）接合；所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）到第一输入轴（1），再经电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）和太阳轮（3）到行星轮（4），再经过齿圈（6）输出，实现发动机（ICE）倒挡输出。
6. 根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述发动机（ICE）不工作，所述电磁离合器（C1）断开，所述第二电机（EM2）动力经第二啮合齿轮（G2）和第三啮合齿轮（G3）到输出轴（7），实现单电机输出；
所述发动机（ICE）不工作，所述电磁离合器（C1）断开，所述多片式离合器（C2）与齿圈（6）接合；所述第一电机（EM1）动力经第一啮合齿轮（G1）到齿圈（6）输出，所述第二电机（EM2）动力经第二啮合齿轮（G2）和第三啮合齿轮（G3）到输出轴（7），实现双电机输出。
7.根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第二制动器（B2）对齿圈（6）制动，所述多片式离合器（C2）与行星架（5）接合，实现发动机（ICE）与第二电机（EM2）的混动输出。
8.根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第一制动器（B1）对行星架（5）制动，所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）到第一输入轴（1），再经电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）和太阳轮（3）到行星轮（4），再经齿圈（6）输出到第一啮合齿轮（G1），实现停车发电。
9.根据权利要求1所述的可实现行星排两种输出端的混合动力装置的控制方法，其特征在于：所述电磁离合器（C1）闭合，所述第一制动器（B1）对行星架（5）制动；所述第二电机（EM2）动力经第二啮合齿轮（G2）和第三啮合齿轮（G3）到输出轴（7）；所述发动机（ICE）动力通过扭转减振器（FW）到第一输入轴（1），再经电磁离合器（C1）、第二输入轴（2）和太阳轮（3）到行星轮（4），再经齿圈（6）输出到第一啮合齿轮（G1），实现行驶发电。
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