CN113879102A - 双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车 - Google Patents

双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车 Download PDF

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Abstract

公开了一种双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车，双转子电动机结构简单，具有能够相对转动的外转子和内转子。包含该电动机的混合动力汽车具有两种形式：1)纯电动驱动+双混驱动；2)纯电动驱动+双混驱动+纯燃机驱动。

Description

双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车
技术领域
本发明属于双混动力汽车技术领域，具体涉及双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车。
背景技术
新能源汽车有两类。一种是纯电动汽车，它完全依靠车载蓄电池组的能量驱动行驶。纯电动汽车具有扭矩大、提速快、无污染、零排放的优点，能适应频繁启动。但是由于充电时间长，充电桩数量不足，且在长距离行驶比如城市间长途旅行时的续航里程不足。车辆高速行驶电动机在高速工况下耗能更高。此外，冬夏两季车内空调的使用加快了耗电，使续航能力更显不足。
另一种是带外插充电功能的燃电双混动力汽车。但目前双混动力汽车的双混驱动机构相当复杂，普通车辆所具有的离合器、变速器、差速器，它都必须具备。比如丰田、本田、通用三大汽车商所推出的双混动力汽车，传动机构、控制程序复杂，制造难度大。
发明内容
本发明实施例提供了双转子电动机、包含该电动机的混合动力汽车。双转子电动机结构简单，具有能够相对转动的外转子和内转子。混合动力汽车具有两种形式：1)纯电动驱动+双混驱动；2)纯电动驱动+双混驱动+纯燃机驱动。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种双转子电动机，包括：
外壳；
外转子，通过轴承组设置在所述外壳内，
内转子，通过轴承组设置在所述外转子内，在所述轴承组支撑下所述外转子、所述内转子能够同轴分别转动；以及
可控止动方向的离合器，设置在所述外转子与所述外壳之间限制所述外转子转动方向以抵消所述内转子在电力驱动下转动时对所述外转子产生的反转力矩。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种混合动力汽车，包括：
第一方面所述的双转子电动机；
燃油发动机；
差速器，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
第一传动系，将所述燃油发动机的动力传递到所述电动机的所述外转子；
第二传动系，连接所述电动机的所述内转子与所述差速器；以及
第三传动系，将所述燃油发动机的动力传递到所述差速器；
其中，所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入纯电驱动模式，所述电动机的所述内转子在电力驱动下通过所述第二传动系、所述差速器带动汽车车轮转动；
所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入燃电双混动力驱动模式，所述电动机的所述内转子在电力驱动下通过所述第二传动系、所述差速器带动汽车车轮转动，同时所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述电动机的所述外转子转动；
所述第一传动系断开、所述第二传动系断开、所述第三传动系接通时汽车进入纯燃油驱动模式，所述燃油发动机的动力经过所述第三传动系传递到所述差速器，所述差速器带动汽车车轮转动。
在上述第二方面，所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系接通时，汽车在纯燃油驱动行驶中进入充电模式，所述燃油发动机的动力经过所述第三传动系传递到所述差速器，所述差速器带动汽车车轮转动的同时通过所述第二传动系拖动所述电动机的所述内转子转动发电。
在上述第二方面，所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入驻车充电模式，所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述电动机的所述外转子转动进行发电。
在上述第二方面，还包括扭矩电机，在燃电双混动力驱动模式中所述燃油发动机动力叠加到所述电动机上时，所述扭矩电机与所述外转子联接，所述外转子通过所述扭矩电机克服所述内转子转动时施加到其上的反转力矩。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种双转子电动机，包括：
外壳；
外转子，通过轴承组设置在所述外壳内，
内转子，通过轴承组设置在所述外转子内，在所述轴承组支撑下所述外转子、所述内转子能够同轴分别转动；
可控止动方向的离合器，设置在所述外转子与所述外壳之间限制所述外转子转动方向以抵消所述内转子在电力驱动下转动时对所述外转子产生的反转力矩；以及
可控双向式离合器，包括中间传动轮和从动轮，两个所述从动轮分别和所述内转子、所述外转子同轴安装。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种混合动力汽车，包括：
差速器，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
第三方面所述的双转子电动机，所述双转子电动机的所述内转子的轴连接有剎车系统，所述双转子电动机的所述外转子和所述内转子的转动通过所述可控双向式离合器传递到所述差速器；以及
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的所述外转子；
其中，所述第一传动系断开，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述内转子上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯电驱动模式，所述双转子电机通电时所述内转子通过所述可控双向式离合器将动力传递给所述差速器，所述差速器带动汽车车轮转动；
所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述内转子上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入燃电双混动力驱动模式，所述双转子电机通电时所述内转子通过所述可控双向式离合器将动力传递给所述差速器带动汽车车轮转动，同时所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述外转子转动；
所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述外转子上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯燃油驱动模式，所述燃油发动机的动力通过所述第一传动系、所述可控双向式离合器传递到所述差速器，所述差速器带动汽车车轮转动。
在上述第四方面，所述双转子电动机的所述内转子的轴上装有剎车系统。
在上述第四方面，所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述外转子上的所述从动轮啮合状态，所述剎车系统将所述内转子刹住不动时，所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述外转子转动驱动汽车行驶的同时发电，汽车在纯燃油驱动行驶中进入充电模式。
在上述第四方面，所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮处于中间空档位，所述剎车系统将所述内转子刹住不动时，所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述外转子转动发电，汽车进入驻车充电模式。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种双转子电动机，包括：
外壳；
外转子，通过轴承组设置在所述外壳内；
内转子，通过轴承组设置在所述外转子内，在所述轴承组支撑下所述外转子、所述内转子能够同轴分别转动；以及
可控止动方向的离合器，设置在所述内转子与所述外壳之间限制所述内转子的转动方向以抵消所述外转子在电力驱动下转动时对所述内转子产生的反转力矩。
在上述第五方面，所述外转子和所述内转子之间设有可控双向式离合器，所述可控双向式离合器包括中间传动轮和从动轮，两个所述从动轮分别和所述内转子、所述外转子同轴安装。
根据本发明实施例的第六方面，提供一种混合动力汽车，包括：
差速器，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
第五方面所述的双转子电动机，所述双转子电动机的所述外转子和所述内转子的转动通过所述可控双向式离合器传递到所述差速器；以及
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的所述内转子；
其中，所述第一传动系断开，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述外转子上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯电驱动模式，所述双转子电机通电时所述外转子通过所述可控双向式离合器将动力传递给所述差速器驱动车轮转动；
所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述外转子上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入燃电双混动力驱动模式，所述双转子电机通电时所述外转子通过所述可控双向式离合器将动力传递给所述差速器带动汽车车轮转动，同时所述燃油发动机通过所述第一传动系带动所述内转子转动；
所述第一传动系接通，所述可控双向式离合器的中间传动轮置于与所述内转子上的所述从动轮啮合状态，汽车进入纯燃油驱动模式，所述燃油发动机的动力通过所述第一传动系、所述可控双向式离合器传递到所述差速器，所述差速器带动汽车车轮转动。
在上述第六方面，在纯燃油驱动模式中，利用所述燃油发动机驱动所述内转子旋转时绕组线圈中产生的电流给车载电池充电。
在上述第六方面，还包括扭矩电机，在燃电双混动力驱动模式中，所述燃油发动机动力叠加到所述双转子电动机上时，所述扭矩电机与所述内转子联接，所述内转子通过所述扭矩电机克服所述外转子转动时施加到其上的反转力矩。
根据本发明实施例的第七方面，提供一种双转子电动机，包括：
外壳；
外转子，通过轴承组设置在所述外壳内；
两个内转子，通过轴承组设置在所述外转子内，在所述轴承组支撑下所述外转子、所述内转子能够同轴分别转动；
两个线圈绕组，通电时产生的磁场将作用于所述内转子上使其转动；以及
可控止动方向的离合器，设置在所述外转子与所述外壳之间限制所述外转子转动方向以抵消所述内转子转动时对所述外转子产生的反转动力矩。
根据本发明实施例的第八方面，提供一种混合动力汽车，包括：
第七方面所述的双转子电动机，所述双转子电动机的所述两个内转子分别连接左右两个车轮；
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的所述外转子；以及
扭矩传感器，安装在所述两个车轮的轴上感应扭矩变化，其中汽车转向时根据所述扭矩传感器的信号调整所述两个线圈绕组的电流，改变所述两个内转子的相对转速，实现左右两轮的差动转向。
在上述的第八方面，还包括扭矩电机，在燃电混合动力驱动模式下所述燃油发动机动力叠加到所述双转子电动机上时，所述扭矩电机与所述外转子联接，所述外转子通过所述扭矩电机克服所述内转子转动时施加到其上的反转力矩。
本发明在双混动力汽车领域提出了一种新的电动机，将现有技术电动机定子与转子改为同轴双转子，大大简化了双动力叠加机构的设计与制造。本发明电动机具有柔性传动的特点，可以大大减少动力叠加时转速嵌顿现象。
本发明的混合动力汽车的传动链的控制部件只有几个离合器，高度简化了车辆控制程序的设计，使车载电脑对车辆的控制更简单，更可靠，更安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明一实施例提供的双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统示意图。
图2为图1所示的混合动力汽车驱动系统附加了扭矩电机示意图。
图3为本发明另一实施例提供的双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统示意图。
图4为本发明一实施例提供的外转子作为主输出轴的双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统示意图。
图5为本发明一实施例提供的具有两个内转子的双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统示意图。
图6为图5所示的混合动力汽车驱动系统附加了扭矩电机示意图。
具体实施方式
图1示出了一种双转子电动机1及包含该电动机1的混合动力汽车驱动系统。如图1，电动机1包括外壳、可控止动方向的离合器5、外转子8、内转子10，外转子8通过轴承组设置在所述外壳内，内转子10通过轴承组设置在外转子8内，在这些轴承组支撑下外转子8、内转子10能够同轴分别转动，可控止动方向的离合器5设置在外转子8与所述外壳之间限制外转子8转动方向以抵消内转子10在电力驱动下转动时对外转子8产生的反转力矩。
可控止动方向的离合器(可控超越离合器)5工作方式是：当电动机1的内转子10正向转动带动汽车前进时，可控止动方向的离合器5对外转子8的止转方向是使其不在内转子10转动时产生的反力作用下向相反方向转动，本发明称之为正向止动方向；当电动机1的内转子10反向转动带动汽车倒车时，可控止动方向的离合器5的止动方向发生反转，本发明中称之为反向止动方向。
继续参考图1，所述混合动力汽车驱动系统包括电动机1、燃油发动机2、差速器4。燃油发动机2的动力经过第一传动系传递到电动机1的外转子8，电动机1内转子10通过第二传动系与差速器4连接为一个系统，燃油发动机2的动力经过第三传动系传递到差速器4，差速器4的左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接。
所述第一传动系包括离合器3、可控双向式离合器6、伞齿轮18、大伞齿轮21，燃油发动机2旋转主轴连接离合器3内的主动轮19，离合器3的从动轮20轴连接可控双向式离合器6中的动力轮16，可控双向式离合器6中能够与动力轮16啮合的从动轮17与伞齿轮18同轴连接，与伞齿轮18啮合的大伞齿轮21安装在电动机1外转子8上。
所述第二传动系包括离合器3、可控双向式离合器6、小齿轮23、大齿轮24、伞齿轮25、大伞齿轮26，即所述第一传动系和所述第二传动系共用了离合器3、可控双向式离合器6。燃油发动机2旋转主轴连接离合器3内的主动轮19，离合器3的从动轮20轴连接可控双向式离合器6中的动力轮16，可控双向式离合器6中能够与动力轮16啮合的从动轮22与小齿轮23同轴，小齿轮23与大齿轮24啮合，伞齿轮25与大齿轮24同轴，大伞齿轮26与伞齿轮25啮合，大伞齿轮26安装于差速器4行星轮架的外壳上能够带动所述行星轮架转动起来。
所述第三传动系包括可控单向式离合器27，可控单向式离合器27连接内转子10和差速器4。
图1所示的混合动力汽车驱动系统具有以下几种工作模式：纯电驱动工作模式、燃电双混动力驱动模式、燃油发动机单独驱动模式、能量回收模式、充电模式。
1、纯电驱动模式
所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开。所述驱动系统中的可控双向式离合器6处于中间空挡档位，将燃油发动机2的输入截断。可控单向式离合器27置于将电动机1的内转子10与差速器4连接为一个传动系统的啮合档位。电力输送线路通过安装在电动机1所述外壳上的电刷7将电力送到外转子8上的集电环9上。与集电环9连接的线圈绕组在通电时所产生的磁场将作用于内转子10上使其转动。而内转子10在电力驱动下转动时会对外转子8产生反转力矩，为了不使此反转力矩推动外转子8产生与内转子10反向的转动，此时安装于所述外壳与外转子8之间的可控止动方向的离合器5处于正向止动位置。内转子10的转动将通过处于啮合状态中的可控单向式离合器27上的齿轮11传递到差速器4的主齿轮12上。主齿轮12的转动使行星轮架转动起来，安装于所述行星轮架上的两组行星齿轮13拨动左右太阳轮14转动，而与左右太阳轮14分别同轴的左右半轴带动汽车两个车轮转动，这样就实现了纯电动工作模式。
2、纯电驱动倒车模式
在纯电驱动的倒车模式中，电动机1发生反转前，车载电脑下发指令将可控止动方向的离合器5的止动方向调整为反向止动，这样电动机1内转子10在反转倒车时，外转子8同样不发生转动。车载电脑控制离合器5正反向止动的信号是由信号线15输入。
3、燃电双混动力驱动模式
采用燃电双混动力驱动汽车时，所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开。电动机1工作，可控单向式离合器27处于将电动机1的内转子10与差速器4连接为一个传动系统的啮合档位，可控双向式离合器6在车载电脑控制下其内的动力轮16由空档位变档为与其从动轮17啮合的啮合位，燃油发动机2启动或随者驾驶人员踩油门由怠速逐渐加速。燃油发动机2旋转主轴带动离合器3内的主动轮19、从动轮20旋转，从动轮20轴带动可控双向式离合器6中的动力轮16、从动轮17转动。与从动轮17同轴的伞齿轮18则随之转动，并拖动与之啮合的安装于电动机1外转子8上的大伞齿轮21转动，大伞齿轮21则带动外转子8与内转子10同向转动，这时汽车车轮的转速则是电动机1内转子10的转速与燃油发动机2拖动的外转子8的转速之和，实现了对汽车的燃电双动力叠加混合驱动。
离合器3实现燃油发动机2的动力与电动机1之间动力叠加。离合器3可以选用液力耦离合器或液力变矩器或电磁离合器，这几类离合器的优点是：具有柔性自适应传动功能；能减缓动力传输中的冲击，隔离扭振；可实现动力的有载荷或无载荷的柔性启动，可启动具有大惯量的机械设备；消除燃电双混动力叠加时出现的转速坎顿现象；而且液力变矩器更具有无级变速的功能，可使内燃机的转速与汽车行驶速度之间实现最佳的适配，让发动机的转速始终处于最佳转速范围。
4、燃油发动机单独驱动模式
采用燃油发动机2单独驱动汽车时，所述第一传动系断开、所述第二传动系断开、所述第三传动系接通。电动机1不工作，可控单向式离合器27在车载电脑的指令下脱离了与电动机1内转子10的啮合状态。可控双向式离合器6的动力轮16在车载电脑指令下与从动轮22啮合，燃油发动机2的动力仍然是通过离合器3输出。燃油发动机2传递到可控双向式离合器6时，与从动轮22同轴的小齿轮23带动与之啮合的大齿轮24转动，这一转动将传递给与大齿轮24同轴的伞齿轮25上，伞齿轮25将转动动力通过与之啮合的安装于差速器4所述行星轮架的外壳上的大伞齿轮26上，使所述行星轮架转动起来，安装于所述行星轮架上的两组行星齿轮13拨动左右太阳轮14转动，而与左右太阳轮14分别同轴的左右半轴带动汽车两个车轮转动。由此，燃油发动机2的转动动力直接驱动了与差速器4左右两半轴连接的车轮，实现燃油发动机2单独驱动车辆的行驶。
5、纯燃油动力驱动汽车行驶中对车载电池的充电
燃油发动机2单独驱动汽车行驶中，需要对车载电池充电时，所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系接通时。车载电脑将可控止动方向的离合器5调整为反向止动状态，将可控单向式离合器27置于与电动机1的内转子10啮合的档位，将电动机1的电力输送线路转接到逆变器上。燃油发动机2动力传递到差速器4驱动行星轮架上的太阳轮14的同时，所述行星轮架外壳上同轴安装的主齿轮12会拖动可控单向式离合器27上的齿轮11转动，此时内转子10被拖动空转进行发电，电动机1绕组线圈中产生的电流送入逆变器，给车载电池充电。可见，燃油发动机2除了驱动汽车行驶外，同时带动电动机1内转子10转动发电，对车载电池充电。
6、能量的回收
无论是纯电驱动，还是燃电双混驱动、燃油发动机单独驱动，汽车处于下坡或将要刹车时，驾驶者一定会先停止电力和燃油的供给，此时只要车载电脑将可控止动方向的离合器5的止动方向调整为反向止动状态，电动机1的电力输送线路转接到逆变器上，即可利用汽车下坡、滑行或刹车产生的惯性动能带动电动机1发电，实现能量回收。
7、驻车充电
除了插线充电之外，也可在驻车时利用燃油发动机2带动电动机1发电，此时所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开。车载电脑将可控止动方向的离合器5调整到正向止动位置，将可控单向式离合器27调整到与电动机1的内转子10啮合状态，将电动机1电力输送线路转接到逆变器上，使可控双向式离合器6的动力轮16与从动轮17啮合。车辆在驻车时内转子10不会转动，燃油发动机2动力传递到可控双向式离合器6时，可控双向式离合器6动力轮16、从动轮17转动，那么与从动轮17同轴的伞齿轮18转动，伞齿轮18则带动与之啮合的大伞齿轮21转动，大伞齿轮21与电动机1外转子8同轴安装，由此使电动机1外转子8转动起来发电，电动机1绕组线圈中产生的电流送入逆变器，给车载电池充电。
图1所示的电动机1存在一个问题，电动机1的内转子10在转动时会对外转子8施加一个反向转动的推力，这一反推力被可控止动方向的离合器5所止动，那么燃油发动机2带动电动机1外转子8转动实现双混动力驱动时，必须首先克服内转子10对外转子8施加的反力，否则在双混动力叠加的初始阶段很可能引起转速的坎顿现象。为此，本发明增加一个扭矩电机30，在燃电双混动力驱动模式中燃油发动机2动力叠加到电动机1上时，扭矩电机30与外转子8联接，扭矩电机30提供扭矩使外转子8克服内转子10转动时施加到其上的反转力矩。扭矩电机是一种主要提供扭矩输出的电机，它可以长时间的堵转而不发生电机绕组烧毁的事故。如图2，扭矩电机30安装在电动机1的所述外壳上，其输出轴上的齿轮31能够与安装在电动机1外转子8上的齿轮32啮合。采用燃电混合动力驱动汽车时，齿轮31前出与齿轮32啮合，扭矩电机30启动，其提供的扭矩大约可以克服电动机1工作时外转子8所受到的反向力矩，同时燃油发动机2带动外转子8旋转实现动力叠加，动力叠加完成后齿轮31退出与齿轮32的啮合，并且扭矩电机30停止工作。实现扭矩电机30输出轴上齿轮31的前出和退出的机械结构与目前一些汽车的柴油发动机启动机构类似，此处不再赘述。
图3示出了第二种双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统。如图3所示，所述电动机包括外壳、可控止动方向的离合器5、外转子8、内转子10。外转子8通过轴承组设置在所述外壳内，内转子10通过轴承组设置在外转子8内，在这些轴承组支撑下外转子8、内转子10能够同轴分别转动。可控止动方向的离合器5设置在外转子8与所述外壳之间限制外转子8转动方向以抵消内转子10在电力驱动下转动时对外转子8产生的反转力矩。可控止动方向的离合器(可控超越离合器)5原理参见上文。内转子10与外转子8之间增加了一个同轴安装的可控双向式离合器28，可控双向式离合器28包括中间传动轮36和两个从动轮，所述两个从动轮分别和内转子10、外转子8同轴安装。此外，在内转子10的延伸轴上加装了由车载电脑控制的剎车系统37。所述电动机的控制信号由信号传输线、电刷29和装于外转子8上的信号传输滑环30输入。
继续参考图3，所述混合动力汽车驱动系统包括所述电动机、燃油发动机、差速器4。所述燃油发动机的动力经过第一传动系传递到所述电动机的外转子8，所述第一传动系包括离合器3，安装在离合器3输出轴的伞齿轮18，和与伞齿轮18啮合的安装在外转子8上的大伞齿轮21。所述电动机通过可控双向式离合器28与差速器4连接。可控双向式离合器28在一种啮和状态下将内转子10与差速器4连成一个传动系，在另一种种啮合状态下将外转子8与差速器4连接为一个传动系。可控双向式啮合离合器28的中间传动轮36同轴安装有小齿轮11，小齿轮11与差速器4的行星轮架外壳上的大齿轮12啮合。差速器4的左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接。
图3所示的混合动力汽车驱动系统具有以下几种工作模式：纯电驱动工作模式、纯电驱动倒车模式、燃电双混动力驱动模式、燃油发动机单独驱动模式、能量回收模式、充电模式。
1、纯电驱动模式
在纯电驱动下，所述燃油发动机不启动或怠速转动，即离合器3的输出轴是不转动的，所述第一传动系断开，这时可控双向式离合器28的中间传动轮36处于与所述电动机内转子10上的所述从动轮啮合状态，而可控止动方向的离合器5处于正向止动状态，此时通过电力输送线给所述电动机提供电能，使内转子10通过可控双向式离合器28带动相互啮合的齿轮11，12旋转，将动力传递给差速器4，从而驱动两车轮同向转动，实现纯电驱动。
2、纯电驱动倒车模式
在纯电驱动倒车时，车载电脑发出指令将可控止动方向的离合器5调整到反向止动状态，同时所述电动机的线圈绕组的电流反向，使内转子10反向转动，带动车轮反转倒车。
3、燃电双混动力驱动模式
采用燃电双混动力驱动汽车时，可控止动方向的离合器5置于正向止动工况，可控双向式离合器28的中间传动轮36置于与所述电动机内转子10上的所述从动轮啮合的状态。所述电动机的线圈绕组通电时所产生的磁场将作用于内转子10上使其转动，内转子10通过可控双向式离合器28、差速器4带动车轮转动，驱动汽车行驶。此时所述燃油发动机加速运转，离合器3进入工作状态，离合器3输出轴上的伞齿轮18和与之啮合的大伞齿轮21驱动所述电动机外转子8旋转，这样所述燃油发动机带动外转子8产生的转动会叠加到内转子10的转动上，汽车车轮的转速则是内转子10的转速与所述燃油发动机拖动的外转子8的转速之和，实现了对汽车的燃电双动力叠加混合驱动。
4、燃油发动机单独驱动模式
采用所述燃油发动机单独驱动时，所述电动机处于停止工作状态，可控止动方向的离合器5置于正向止动状态，可控双向式离合器28的中间传动轮36在车载电脑控制下与外转子8上的所述从动轮啮合，与可控双向式啮合离合器28的中间传动轮36同轴安装的小齿轮11和差速器4的行星轮架外壳上的大齿轮12进入动力传动链系统中，这样所述燃油发动机的转动通过离合器3传递到齿轮组18，21，带动所述电动机外转子8转动，这一转动同样通过啮合的齿轮11，12传递到差速器4，差速器4运转实现所述燃油发动机单独驱动车辆行驶。
5、能量回收模式
汽车刹车或下坡时的能量回收，可控止动方向的离合器5反向止动，可控双向式离合器28的中间传动轮36与内转子10上的所述从动轮啮合，所述电动机电力输送线转接至逆变器上，汽车的前进惯性力使车轮转动，转动的车轮通过差速器4拖动所述电动机内转子10转动发电，所述电动机绕组线圈中产生的电流通过集电环、电刷7、电力输送线送入逆变器，给车载电池充电。
6、纯燃油动力驱动汽车行驶中对车载电池的充电
可控止动方向的离合器5正向止动，可控双向式离合器28的中间传动轮36与外转子8上的所述从动轮啮合，剎车系统37将内转子10刹住不动，所述电动机的电力输送线转接至逆变器，所述燃油发动机带动外转子8转动驱动汽车行驶的同时发电，所述电动机绕组线圈中产生的电流通过集电环、电刷7、电力输送线送入逆变器，给车载电池充电。
7、驻车充电模式
可控止动方向的离合器5正向止动，可控双向式离合器28的中间传动轮36处于中间空档位(差速器4不会转动)，剎车系统37将内转子10刹住不动，所述电动机的电力输送线转接至逆变器，所述燃油发动机带动外转子8转动发电，所述电动机绕组线圈中产生的电流通过集电环、电刷7、电力输送线送入逆变器，给车载电池充电。
可以看出，前述几种双转子电动机都是以内转子作为电力驱动的输出轴。需要说明的是，也可将双转子电动机的外转子作为电力驱动的输出轴。图4则示出了以外转子作为电力驱动的输出轴的双转子电动机以及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统。如图4所示，所述电动机包括外壳、可控止动方向的离合器5、外转子8、内转子10。外转子8通过轴承组安装在所述外壳内，内转子10通过另一轴承组设置在外转子8内，在两组轴承组支撑下外转子8、内转子10能够同轴分别转动。可控止动方向的离合器5设置在内转子10与所述外壳之间，当以外转子8作为输出轴时，可控止动方向的离合器5能够限制内转子10的转动方向以抵消外转子8在电力驱动下转动时对内转子10产生的反转力矩。可控止动方向的离合器(可控超越离合器)5原理参见上文。此外，内转子10与外转子8之间增加了一个同轴安装的可控双向式离合器28，可控双向式离合器28包括中间传动轮36和两个从动轮，所述两个从动轮分别和内转子10、外转子8同轴安装。
继续参考图4，所述混合动力汽车驱动系统包括所述电动机、燃油发动机、差速器4。所述燃油发动机的动力经过第一传动系传递到所述电动机的内转子10。所述第一传动系包括离合器3，安装在离合器3输出轴的伞齿轮18，以及与伞齿轮18啮合的大伞齿轮21，大伞齿轮21与内转子10共轴安装。所述电动机通过可控双向式离合器28与差速器4连接。可控双向式离合器28在一种啮和状态下将内转子10与差速器4连成一个传动系，在另一种种啮合状态下将外转子8与差速器4连接为一个传动系。可控双向式啮合离合器28的中间传动轮36同轴安装有齿轮11，齿轮11与差速器4的行星轮架外壳上的大齿轮12啮合。差速器4的左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接。
图4所示的混合动力汽车驱动系统具有以下几种工作模式：纯电驱动工作模式、纯电驱动倒车模式、燃电双混动力驱动模式、燃油发动机单独驱动模式、能量回收模式、充电模式。
1、纯电驱动模式
将可控止动方向的离合器5置于正向止动位，将可控双向式离合器28的中间传动轮36置于与所述电动机外转子10上的从动轮啮合的啮合位；启动所述电动机，所述电动机的线圈绕组通电时所产生的磁场将作用于外转子8上使其转动，而内转子10在可控止动方向的离合器5的正向止动下，不会反向转动；外转子8通过可控双向式离合器28带动相互啮合的齿轮11，12转动，将动力传递给差速器4，差速器4带动汽车车轮转动，实现纯电驱动。
2、纯电驱动倒车模式
纯电驱动倒车时，将可控止动方向的离合器5的止动方向置于反向止动状态，将可控双向离合器28的中间传动轮36置于与所述电动机外转子8上的从动轮啮合的档位，同时所述电动机的线圈绕组的电流反向，使外转子8反向转动，带动车轮反转倒车。
3、燃电双混动力驱动模式
采用燃电双混动力驱动汽车时，将可控止动方向的离合器5置于正向止动位，将可控双向式离合器28的中间传动轮36置于与所述电动机外转子8上的所述从动轮啮合的状态。所述电动机的线圈绕组通电时所产生的磁场将作用于外转子8上使其转动，外转子8通过可控双向式离合器28、差速器4带动车轮正向转动，使汽车前进。此时提高所述燃油发动机的功率和转速，带动离合器3进入工作状态，通过离合器3输出轴的伞齿轮18带动大伞齿轮21转动，大伞齿轮21带动与其共轴安装的所述电动机内转子10转动。这样所述燃油发动机带动内转子10产生的转动会叠加到外转子8的转动上。汽车车轮的转速则是所述电动机外转子8的转速与所述燃油发动机拖动的内转子10的转速之和，实现了对汽车的燃电双动力叠加混合驱动。
4、燃油发动机单独驱动模式
采用燃油发动机单独驱动汽车时，将可控双向式离合器28的中间传动轮36置于与所述电动机内转子10共轴安装的从动轮啮合的档位，所述燃油发动机将通过离合器3带动齿轮18，21转动，齿轮21则带动与其共轴安装的内转子10转动，内转子10转动时带动可控双向式离合器28的中间传动轮36转动，与中间传动轮36共轴安装的齿轮11带动与之啮合的齿轮12转动，齿轮12则拖动差速器4运转，差速器4左右半轴带动车轮转动，实现燃油发动机单独驱动车辆行驶。
5、纯燃油动力驱动汽车行驶中对车载电池的充电
所述燃油发动机驱动汽车行驶时，由于所述电动机内转子10上的从动轮与可控双向离合器28的中间传动轮36处于啮合状态，因此内转子10始终被所述燃油发动机拖动转动发电，此时只要将所述电动机电力输送线接入逆变器，所述电动机发出的电能即可对车载电池充电。
车辆减速、剎车、下坡时的能量回收以及驻车时利用燃油发动机对车载电池充电的原理与前述几个实施例一样，此处不再赘述。
采用图1～图4所示的双转子电动机的燃电双混动力汽车在高速行驶时，电动机可始终处于最佳转速范围内，叠加的燃油发动机也可始终工作在最佳转速范围内，因此电动机的耗电大大降低，内燃机油耗也降低了，更加省电省油，这就大大增加了车辆的续航里程。
图5示出了具有两个内转子的双转子电动机及包含该电动机的混合动力汽车驱动系统。如图5所示，所述电动机包括外壳、可控止动方向的离合器5、外转子8、两个内转子10、位于外转子8上与两个内转子10对应的两个线圈绕组27。外转子8通过轴承组设置在所述外壳内，两个内转子10通过另一轴承组设置在外转子8内，在两组轴承组支撑下外转子8、内转子10能够同轴分别转动。两个线圈绕组27通电时所产生的磁场将分别作用于两个内转子10上使其转动，转动的两个内转子10将带动两个车轮转动。可控止动方向的离合器5设置在外转子8与所述外壳之间限制外转子8转动方向以抵消内转子10转动时对外转子8产生的反转动力矩。可控止动方向的离合器(可控超越离合器)5原理参见上文。
继续参考图5，所述混合动力汽车驱动系统包括所述电动机、燃油发动机。由于所述电动机具有两个内转子10，因此所述混合动力汽车驱动系统的传动链中不需要差速器，只需两个内转子10分别连接汽车左右两个车轮。所述燃油发动机的动力经过第一传动系传递到所述电动机的外转子8。所述第一传动系包括离合器3，安装在离合器3输出轴的伞齿轮18，以及与伞齿轮18啮合的安装在外转子8上的大伞齿轮21。车载蓄电池组的电能通过所述电动机的所述外壳上的左右两组滑电刷、外转子8上的左右两组集电环输送到左右两个线圈绕组27。
图5所示的混合动力汽车驱动系统具有以下几种工作模式：纯电驱动工作模式、纯电驱动倒车模式、燃电双混动力驱动模式、燃油发动机单独驱动模式、充电模式。
1、纯电驱动模式
在纯电驱动下，车载电脑将可控止动方向的离合器5切换至正向止动方向，确保所述动机左右两个内转子10转动驱动车辆前进时，外转子8不可被推动反向旋转。
2、纯电驱动倒车模式
在纯电驱动倒车时，车载电脑将可控止动方向的离合器5切换至反向止动方向，同时所述电动机的两个线圈绕组27的电流反向，使两个内转子10反向转动，带动车轮反转倒车。
3、燃电双混动力驱动模式
采用燃电双混动力驱动汽车时，可控止动方向的离合器5置于正向止动工况，所述电动机的两个线圈绕组27通电时所产生的磁场将作用于两个内转子10上使其转动，两个内转子10直接带动车轮转动驱动汽车行驶，此时所述燃油发动机加速运转，离合器3进入工作状态，所述燃油发动机动力通过离合器3、齿轮18、大伞齿轮21组成的第一传动系传递给所述电动机外转子8，这样所述燃油发动机带动外转子8产生的转动会叠加到两个内转子10的转动上，实现了对汽车的燃电双动力叠加混合驱动。
在纯电驱动和燃电双混动力驱动过程中，车辆转向时左右两轮会产生差动，差动的消除方式如下：安装于左右车轮轴上的两个扭矩传感器33将检测到的两侧扭矩信号传输给车载电脑，在经车载电脑的计算后调节所述电动机两个内转子10对应的两个线圈绕组27的电力供给，对左右车轮的转速进行调节，实现左右两轮的差动转向。
4、充电模式
利用所述燃油发动机对车载蓄电池组进行充电时，车辆必须处于停车状态，使内转子10不可转动，还要将可控止动方向的离合器5切换至正向止动方向，再将所述电动机的两个线圈绕组27的动力线接到车载逆变器上。然后启动所述燃油发动机，驱动外转子8转动发电，绕组线圈27中产生的电流送入逆变器，给车载电池充电。
如图6，在图5所示的混合动力汽车驱动系统中增加一台扭矩电机30，扭矩电机30通过齿轮组34，35连接外转子8。扭矩电机30能够减小或消除所述燃油发动机的动力叠加到所述电动机的动力上时车轮转动坎顿的现象，同时还可在双混动力驱动过程中实现对车载电池的充电。
应用了图5、图6所示的具有两个内转子的电动机的车辆适合中短途以及市内交通。一方面利用了纯电驱动无污染零排放的优点，以及电动驱动扭矩大起步加速迅速的特点适合交通拥堵的路况中汽车的频繁刹车起步；另一方面又可利用内燃机增加车辆行驶距离；还可利用内燃机驱动双转子电动机发电给空调提供电能；此外，在找不到充电桩的情况下，还可以停车利用内燃机对车载电池充电。
此外，本发明的双混动力汽车并不排除采用固定外接充电模式(充电桩)。只是车载内燃机发电可解决紧急状态下对电池组的充电。

Claims (18)

1.一种双转子电动机(1)，其特征在于，包括：
外壳；
外转子(8)，通过轴承组设置在所述外壳内，
内转子(10)，通过轴承组设置在外转子(8)内，在所述轴承组支撑下外转子(8)、内转子(10)能够同轴分别转动；以及
可控止动方向的离合器(5)，设置在外转子(8)与所述外壳之间限制外转子(8)转动方向以抵消内转子(10)在电力驱动下转动时对外转子(8)产生的反转力矩。
2.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：
权利要求1所述的双转子电动机(1)；
燃油发动机(2)；
差速器(4)，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
第一传动系，将燃油发动机(2)的动力传递到电动机(1)的外转子(8)；
第二传动系，连接电动机(1)的内转子(10)与差速器(4)；以及
第三传动系，将燃油发动机(2)的动力传递到差速器(4)；
其中，所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入纯电驱动模式，电动机(1)内转子(10)在电力驱动下通过所述第二传动系、差速器(4)带动汽车车轮转动；
所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入燃电双混动力驱动模式，电动机(1)内转子(10)在电力驱动下通过所述第二传动系、差速器(4)带动汽车车轮转动，同时燃油发动机(2)通过所述第一传动系带动电动机(1)的外转子(8)转动；
所述第一传动系断开、所述第二传动系断开、所述第三传动系接通时汽车进入纯燃油驱动模式，燃油发动机(2)的动力经过所述第三传动系传递到差速器(4)，差速器(4)带动汽车车轮转动。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于，所述第一传动系断开、所述第二传动系接通、所述第三传动系接通时，汽车在纯燃油驱动行驶中进入充电模式，燃油发动机(2)的动力经过所述第三传动系传递到差速器(4)，差速器(4)带动汽车车轮转动的同时通过所述第二传动系拖动双转子电动机(1)的内转子(10)转动发电。
4.根据权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于，所述第一传动系接通、所述第二传动系接通、所述第三传动系断开时汽车进入驻车充电模式，燃油发动机(2)通过所述第一传动系带动电动机(1)外转子(8)转动进行发电。
5.根据权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于，还包括扭矩电机(30)，在燃电双混动力驱动模式中燃油发动机(2)动力叠加到电动机(1)上时，扭矩电机(30)与外转子(8)联接，外转子(8)通过扭矩电机(30)克服内转子(10)转动时施加到其上的反转力矩。
6.一种双转子电动机，其特征在于，包括：
外壳；
外转子(8)，通过轴承组设置在所述外壳内，
内转子(10)，通过轴承组设置在外转子(8)内，在所述轴承组支撑下外转子(8)、内转子(10)能够同轴分别转动；
可控止动方向的离合器(5)，设置在外转子(8)与所述外壳之间限制外转子(8)转动方向以抵消内转子(10)在电力驱动下转动时对外转子(8)产生的反转力矩；以及
可控双向式离合器(28)，包括中间传动轮(36)和从动轮，两个所述从动轮分别和内转子(10)、外转子(8)同轴安装。
7.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：
差速器(4)，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
权利要求5所述的双转子电动机，所述双转子电动机的内转子(10)的轴连接有剎车系统(37)，所述双转子电动机外转子(8)和内转子(10)的转动通过可控双向式离合器(28)传递到差速器(4)；以及
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的外转子(8)；
其中，所述第一传动系断开，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与内转子(10)上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯电驱动模式，所述双转子电机通电时内转子(10)通过可控双向式离合器(28)将动力传递给差速器(4)，差速器(4)带动汽车车轮转动；
所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与内转子(10)上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入燃电双混动力驱动模式，所述双转子电机通电时内转子(10)通过可控双向式离合器(28)将动力传递给差速器(4)带动汽车车轮转动，同时所述燃油发动机通过所述第一传动系带动外转子(8)转动；
所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与外转子(8)上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯燃油驱动模式，所述燃油发动机的动力通过所述第一传动系、可控双向式离合器(28)传递到差速器(4)，差速器(4)带动汽车车轮转动。
8.根据权利要求7所述的混合动力汽车，其特征在于，所述双转子电动机内转子(10)的轴上装有剎车系统(37)。
9.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与外转子(8)上的所述从动轮啮合状态，剎车系统(37)将内转子(10)刹住不动时，所述燃油发动机通过所述第一传动系带动外转子(8)转动驱动汽车行驶的同时发电，汽车在纯燃油驱动行驶中进入充电模式。
10.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)处于中间空档位，剎车系统(37)将内转子(10)刹住不动时，所述燃油发动机通过所述第一传动系带动外转子(8)转动发电，汽车进入驻车充电模式。
11.一种双转子电动机，其特征在于，包括：
外壳；
外转子(8)，通过轴承组设置在所述外壳内；
内转子(10)，通过轴承组设置在外转子(8)内，在所述轴承组支撑下外转子(8)、内转子(10)能够同轴分别转动；以及
可控止动方向的离合器(5)，设置在内转子(10)与所述外壳之间限制内转子(10)的转动方向以抵消外转子(8)在电力驱动下转动时对内转子(10)产生的反转力矩。
12.根据权利要求11所述的双转子电动机，其特征在于，外转子(8)和内转子(10)之间设有可控双向式离合器(28)，可控双向式离合器(28)包括中间传动轮(36)和从动轮，两个所述从动轮分别和内转子(10)、外转子(8)同轴安装。
13.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：
差速器(4)，其左右两个输出半轴与汽车两个车轮连接；
权利要求12所述的双转子电动机，所述双转子电动机外转子(8)和内转子(10)的转动通过可控双向式离合器(28)传递到差速器(4)；以及
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的内转子(10)；
其中，所述第一传动系断开，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与外转子(8)上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入纯电驱动模式，所述双转子电机通电时外转子(8)通过可控双向式离合器(28)将动力传递给差速器(4)驱动车轮转动；
所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与外转子(8)上的所述从动轮啮合状态时，汽车进入燃电双混动力驱动模式，所述双转子电机通电时外转子(8)通过可控双向式离合器(28)将动力传递给差速器(4)带动汽车车轮转动，同时所述燃油发动机通过所述第一传动系带动内转子(10)转动；
所述第一传动系接通，可控双向式离合器(28)的中间传动轮(36)置于与内转子(10)上的所述从动轮啮合状态，汽车进入纯燃油驱动模式，所述燃油发动机的动力通过所述第一传动系、可控双向式离合器(28)传递到差速器(4)，差速器(4)带动汽车车轮转动。
14.根据权利要求13所述的混合动力汽车，其特征在于，在纯燃油驱动模式中，利用所述燃油发动机驱动内转子(10)旋转时绕组线圈中产生的电流给车载电池充电。
15.根据权利要求13所述的混合动力汽车，其特征在于，还包括扭矩电机(30)，在燃电双混动力驱动模式中，所述燃油发动机动力叠加到所述双转子电动机上时，扭矩电机(30)与内转子(10)联接，内转子(10)通过扭矩电机(30)克服外转子(8)转动时施加到其上的反转力矩。
16.一种双转子电动机，其特征在于，包括：
外壳；
外转子(8)，通过轴承组设置在所述外壳内；
两个内转子(10)，通过轴承组设置在外转子(8)内，在所述轴承组支撑下外转子(8)、内转子(10)能够同轴分别转动；
两个线圈绕组(27)，通电时产生的磁场将作用于两个内转子(10)上使其转动；以及
可控止动方向的离合器(5)，设置在外转子(8)与所述外壳之间限制外转子(8)转动方向以抵消内转子(10)转动时对外转子(8)产生的反转动力矩。
17.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：
权利要求16所述的双转子电动机，所述双转子电动机两个内转子(10)分别连接左右两个车轮；
燃油发动机，其通过第一传动系将动力传递到所述双转子电动机的外转子(8)；以及
扭矩传感器(33)，安装在所述两个车轮的轴上感应扭矩变化，其中汽车转向时根据扭矩传感器(33)的信号调整两个线圈绕组(27)的电流，改变两个内转子(10)的相对转速，实现左右两轮的差动转向。
18.根据权利要求11所述的混合动力汽车，其特征在于，还包括扭矩电机(30)，在燃电混合动力驱动模式下所述燃油发动机动力叠加到所述双转子电动机上时，扭矩电机(30)与外转子(8)联接，外转子(8)通过扭矩电机(30)克服内转子(10)转动时施加到其上的反转力矩。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249937A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド車
CN2882087Y (zh) * 2006-01-04 2007-03-21 王业军 自动变速直流电动机
US20080058145A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Holmes Alan G Electrically variable transmission with a compound motor/generator
JP2014080084A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Hino Motors Ltd ハイブリッド自動車のローリング抑制方法
DE102012022089A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zur Einstellung einer Drehzahl
CN104742716A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 联合汽车电子有限公司 一种采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法
CN105015318A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 江苏大学 一种双转子电机行星轮式混合动力系统及工作模式切换方法
JP2017019356A (ja) * 2015-07-09 2017-01-26 株式会社豊田自動織機 動力出力装置
CN112895876A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 东北林业大学 一种行星齿轮机构变速电动机/飞轮混合动力传动装置
CN113022293A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 郭明明 基于一种双转子电机的混合动力系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249937A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド車
CN2882087Y (zh) * 2006-01-04 2007-03-21 王业军 自动变速直流电动机
US20080058145A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Holmes Alan G Electrically variable transmission with a compound motor/generator
JP2014080084A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Hino Motors Ltd ハイブリッド自動車のローリング抑制方法
DE102012022089A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zur Einstellung einer Drehzahl
CN104742716A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 联合汽车电子有限公司 一种采用双转子电机的混合动力系统及其实现方法
JP2017019356A (ja) * 2015-07-09 2017-01-26 株式会社豊田自動織機 動力出力装置
CN105015318A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 江苏大学 一种双转子电机行星轮式混合动力系统及工作模式切换方法
CN112895876A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 东北林业大学 一种行星齿轮机构变速电动机/飞轮混合动力传动装置
CN113022293A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 郭明明 基于一种双转子电机的混合动力系统

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