CN201856623U - 混合动力汽车用动力驱动系统 - Google Patents

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Abstract

一种能够应用在混合动力汽车上的动力驱动系统。它是由带有起动发电一体化电机(ISG电机)(2)的发动机(1)通过发动机离合器(3)及发动机输入轴上的制动器(4)、驱动电机(5)、驱动电机输入轴上的制动器(6)、差速器机构、无级变速器(CVT)组成。通过控制离合器(3)、制动器(4)、驱动电机制动器(6)的工作状态，驱动电机(5)的转速和扭矩，无级变速器(CVT)的传动速比，使发动机(1)和驱动电机(5)工作在高效区域内并能实现混合动力汽车的多种工作模式。

Description

混合动力汽车用动力驱动系统 
所属技术领域
本实用新型属于汽车动力部件技术领域，具体涉及一种混合动力汽车用动力耦合传动系统总成。 
背景技术
目前，在汽车领域内，迫于石油能源短缺及环境问题的压力，同时由于电池技术很难在短期内获得重大突破，导致纯电动汽车不能满足实际使用需求，混合动力汽车在未来几十年内将有广阔的发展前景。 
混合动力汽车是将两种或两种以上的能源存储转换装置作为驱动能源的车辆，通过动力耦合机构将不同存储形式的能量进行最优化组合来满足驱动车辆的需求。目前混合动力汽车上所使用的动力驱动系统大多采用并联、串联以及行星排混联结构，这些结构形式不足之处是：结构不紧凑，控制逻辑复杂，能量回收效率低等缺点。 
发明内容
为了克服目前混合动力汽车上动力传动系统的缺点，本实用新型提供一种新型的动力传动系统：一方面能有效的实现两种动力的耦合，结构简单，另一方面能实现能量的高效率传递，同时能最大效率回收能量。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：驱动系统由两个制动器、一个差速器机构、一个驱动电机、一个无级变速器(CVT)组成，发动机飞轮端有ISG电机，发动机输入轴通过发动机离合器与差速器的右半轴锥齿轮固联，驱动电机输出轴与差速器的左半轴锥齿轮固连，差速器的行星锥齿轮轴与无级变速器主动轮固联，无级变速器从动轮输出动力，通过控制该传动系统中的离合器、制动器、驱动电机制动器的工作状态及驱动电机的输出扭矩和转速、无级变速器的传动速比，达到控制车辆工作模式的目的。 
本实用新型的有益效果是，结构简单，控制逻辑简单，能量利用及回收效率高。 
附图说明
图1是该混合动力汽车用动力驱动系统结构示意图。 
图2是该混合动力汽车用动力驱动系统另一种结构型式示意图。 
图1中1.发动机，2.起动发电一体化(ISG-Integrated Starter/Generator)电机，3.离合器，4.制动器，5.驱动电机，6.驱动电机制动器，7.左半轴锥齿轮，8.行星锥齿轮轴，9.行星锥齿轮，10.右半轴锥齿轮，11.输出轴，12.无级变速器(CVT)，13.无级变速器(CVT)从动轮，14.无级变速器(CVT)主动轮。 
图2中1.发动机，2.起动发电一体化(ISG-Integrated Starter/Generator)电机，3.离合器，4.制动器，5.左半轴锥齿轮，6.行星锥齿轮，7.行星锥齿轮轴，8.右半轴锥齿轮，9.驱动电机制动器，10.驱动电机，11.输出轴，12.无级变速器(CVT)从动轮，13.无级变速器(CVT)主动轮。 
具体实施方式
在图1中，发动机(1)上有ISG电机(2)，通过离合器(3)与差速器右半轴锥齿轮(10)相固联，右半轴锥齿轮(10)轴上有制动器(4)，驱动电机(5)与差速器左半轴锥齿轮(7)固联，左半轴锥齿轮(7)轴上有驱动电机制动器(6)，锥型行星齿轮轴(8)与无级变速器(CVT)主动轮(14)固联，无级变速器(CVT)从动轮(13)与输出轴固联。 
图2是具体实施方式的另一种形式。 
通过离合器(3)、制动器(4)、驱动电机(5)、驱动电机制动器(6)、无级变速器(CVT)(12)的不同工作状态的组合，能获得采用该总成的混合动力汽车的多种工作模式，具体说明如下表1所示。表1中●表示元件工作，○表示元件不工作，_表示元件工作状态没有限制。 
表1工作模式 
其工作模式原理如下： 
发动机驱动模式：发动机(1)由ISG电机(2)启动后，离合器(3)结合，发动机动力由输入轴及差速器右半轴锥齿轮(10)输入到差速器，差速器的行星齿轮轴固联于无级变速器(CVT)的前驱动轮，驱动电机制动器(6)工作，驱动电机(5)不工作，动力通过无级变速器(CVT)驱动车辆行驶。 
电动机驱动模式：发动机(1)工作状态不限制，离合器(3)分离，制动器(4)工作，锁止右半轴锥齿轮(10)，驱动电机(5)驱动左半轴锥齿轮(7)转动，行星锥齿轮(9)绕右半轴锥齿轮(10)公转和自转，从而带动无级变速器(CVT)主动轮(14)转动，无级变速器(CVT)通过调速使驱动电机(5)始终工作在高效区内，驱动电机(5)反转可实现倒档工作模式。 
混合驱动模式：发动机(1)由ISG电机(2)启动后，离合器(3)结合，制动器(4)不工作，驱动电机(5)工作，驱动电机制动器(6)不工作，通过调节驱动电机(5)输出的扭矩与发动机(1)的扭矩耦合，保证发动机工作在高效区内，通过控制驱动电机(5)的转速，驱动车辆行驶，当车辆需求功率发生较大变化时，发动机的输出扭矩增大，控制电机的输出扭矩与发动机的输出扭矩耦合，满足车辆功率需求，通过设定的算法计算出当前工况下所需的电机转速及扭矩、发动机转速扭矩、无级变速器(CVT)的速比，达到能量最优化利用的目的。 
能量回收模式：发动机(1)工作状态不限制，离合器(3)分离，制动器(4)工作，驱动电机制动器(6)不工作，驱动电机(5)发电，无级变速器(CVT)根据车速及驱动电机(5)的高效发电区域调节合适的速比，使驱动电机(5)在发电高效区内工作，最大效率地回收车辆动能。 
驻车发电模式：车辆静止状态下，发动机(1)先由ISG电机(2)启动后，ISG电机(2)发电，离合器(3)结合，制动器(4)、驱动电机制动器(6)不工作，车辆静止，差速器的右半轴锥齿轮(10)通过行星锥齿轮(9)驱动左半轴锥齿轮(7)转动，使驱动电机(5)工作在发电模式。 
从以上工作原理可以看出，采用该动力传动系统的混合动力汽车可以工作在发动机驱动、电动机驱动、混合驱动、能量回收、驻车发电模式下，通过无级变速器(CVT)的调节不仅可以调节发动机始终工作在高效区同时又能调节驱动电机始终工作在高效区内。在车辆有较大的功率需求下，根据驱动电机的转速和扭矩容易控制的特点，利用差速器的工作原理，达到控制调节发动机工作区域的目的。该耦合装置能够在各种驱动模式下迅速切换，控制简单，结构简单紧凑。 

Claims (6)

1.一种混合动力汽车用动力驱动系统，有两个制动器、一个差速器机构、一个驱动电机、一个无级变速器(CVT)组成，发动机(1)飞轮端有ISG电机(2)，其特征是：发动机输入轴通过发动机离合器(3)与差速器的右半轴锥齿轮(10)固联，驱动电机(5)输出轴与差速器的左半轴锥齿轮(10)固连，差速器的行星锥齿轮轴(8)与无级变速器(CVT)主动轮(14)固联，无级变速器(CVT)从动轮(13)输出动力，通过控制该传动系统中的离合器(3)、制动器(4)、驱动电机制动器(6)的工作状态及驱动电机(5)的输出扭矩和转速、无级变速器(CVT)的传动速比，达到控制车辆工作模式的目的。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动系统，其特征是：在发动机驱动模式下，发动机(1)由ISG电机(2)启动后，离合器(3)结合，发动机动力由输入轴及差速器右半轴锥齿轮(10)输入到差速器内部，差速器的行星齿轮轴带动无级变速器(CVT)的前驱动轮驱动车辆行驶，电机制动器(6)工作，驱动电机(5)不工作。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动系统，其特征是：在电机驱动模式下，发动机(1)工作状态不限制，离合器(3)分离，制动器(4)锁止，驱动电机制动器(6)不工作，驱动电机(5)通过无级变速器(CVT)(12)驱动车辆运动，驱动电机(5)反转可实现倒档工作模式。
4.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动系统，其特征是：在混和动力驱动模式下，发动机(1)由ISG电机(2)启动后，离合器(3)结合，制动器(4)、驱动电机制动器(6)不工作，驱动电机(5)工作，通过调节驱动电机的转速和输出扭矩及无级变速器(CVT)(12)的传动速比，使发动机工作在高效区内，驱动车辆运动。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动系统，其特征是：在能量回收模式下，发动机(1)工作状态不限制，离合器(3)分离，制动器(4)锁止，驱动电机制动器(6)不工作，车辆反拖驱动电机(5)发电，无级变速器(CVT)(12)调节速比，使驱动电机(5)在高效发电区域内工作。
6.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动系统，其特征是：在驻车发电模式下，发动机(1)先由ISG电机(2)启动后，ISG电机(2)发电，离合器(3)结合，制动器(4)、驱动电机制动器(6)不工作，车辆静止，差速器的右半轴锥齿轮(10)通过行星锥齿轮(9)驱动左半轴锥齿轮(7)转动，从而使驱动电机(5)发电，电能存储到电池中或向外部供电。 
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