CN202242941U - 一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统 - Google Patents

一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统 Download PDF

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刘小燕
徐煌智
骆元
王清海
梁缘
阳奕鹏
王�华
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Abstract

本实用新型提供了一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，它包括：发动机、第一电机、第二电机、储能机构，发动机、第一电机的输出端通过第一行星齿轮机构传动连接、第一行星齿轮机构的输出与第二行星齿轮机构传动连接，第二电机的输出端与第二行星齿轮机构传动连接。第一齿圈上设有第一离合器，第一行星架的输出端与第二齿圈传动连接，第二电机的输出端与第二太阳轮传动连接，第一行星架和第二齿圈之间设有第二离合器，第一太阳轮和第一齿圈之间设有第三离合器，第三离合器与发动机、第一电机的输出端相连。本实用新型混合动力的汽车驱动系统结构简单，易于产业化，整车可以实现多种工况，并且节能环保，具有很强的实用性。

Description

一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统
技术领域
本实用新型属于混合动力汽车领域，具体是指一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统。
背景技术
当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传动汽车日益受到石油危机的严重困扰，电动汽车已成为汽车行业的发展主题。其中，混合动力汽车在节能环保、技术成熟度、整车综合性能等方面表现优异，已成为当今电动汽车产业化的方向。而混合动力驱动系统设计是否优异，直接决定了整车的性能。
现有的混合动力汽车的驱动系统一般仅能通过电动驱动、发动机驱动及混联驱动三种方式驱动，但是不能分级对待高速及低速的车况，不能在不同的运行状态下，采用不同的传动速比，造成能耗的浪费。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述不足提供一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，能够分级对待高速及低速的车况，节省能耗。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，它包括：发动机、第一电机、第二电机、储能机构，所述发动机、第一电机的输出端通过第一行星齿轮机构传动连接、第一行星齿轮机构的输出与第二行星齿轮机构传动连接，所述第二电机的输出端与第二行星齿轮机构传动连接，其特征在于：第一行星齿轮机构的第一齿圈上设有第一离合器，第一行星齿轮机构的第一行星架的输出端与第二行星齿轮机构的第二齿圈传动连接，第二电机的输出端与第二行星齿轮机构的第二太阳轮传动连接，所述第一行星齿轮机构的第一行星架和第二行星齿轮机构的第二齿圈之间设有第二离合器，第一行星齿轮机构的第一太阳轮和第一行星齿轮机构的第一齿圈之间设有第三离合器，所述第三离合器与发动机、第一电机的输出端相连。
第二电机的输出端与第二太阳轮传动之间设有制动器。
所述第一电机和第二电机与储能机构相连，储能机构包括储能装置和逆变器。
第一排行星齿轮机构、第二排行星齿轮机构、第一离合器、第二离合器、第三离合器、制动器为总成零件。
所述传动连接指的是两部件之间能实现动力的传递。
本实用新型通过对三个离合器及一个制动器的控制，来实现不同的发动机减速比，以保证发动机一直处于经济转速的范围内。通过调整第一行星齿轮机构或第二行星齿轮机构的太阳轮、行星轮、齿圈的齿数，可以得到不同的传动比。同时，第一电机和第二电机与储能机构一起，可以作为发电机或电动机工作，也可以作为进行制动能量的回收，更加节能环保。第一排行星齿轮机构、第二排行星齿轮机构、第一离合器、第二离合器、第三离合器、制动器为总成零件，可以节省布置空间。本实用新型混合动力的汽车驱动系统结构简单，易于产业化，整车可以实现多种工况，能在不同的运行状态下，采用不同的传动速比；并且节能环保，具有很强的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
1.发动机、2.第一电机、3.第三离合器、4.第一离合器、5.第二离合器、6.储能装置、7.逆变器、8.第一行星齿轮机构、9.第二行星齿轮机构、10.制动器、11.第二电机、12.车轮、13.差速器机构、14.第一太阳轮、15.第一行星架、16.第一齿圈、17.第二太阳轮、18.第二行星架、19.第二齿圈。
具体实施方式
以下结合附图来进一步说明本实用新型：
如图1所示，一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，它包括发动机1、第一电机2、第二电机11，发动机1、第一电机2的输出端通过第一行星齿轮机构8和第二行星齿轮机构9与输出轴相连，第二电机的输出端通过第二行星齿轮机构9也与输出轴相连。所述输出轴通过差速器机构13与车轮12相连。其中，第一行星齿轮机构8由第一太阳轮14、第一行星架15和第一齿圈16组成，第二行星齿轮机构9由第二太阳轮17、第二行星架18和第二齿圈19组成。第一齿圈16上设有第一离合器4，用于锁止第一齿圈16；第一行星架15的输出端与第二齿圈19相连，第二电机11的输出端与第二太阳轮17相连，所述第一行星架15和第二齿圈19之间设有第二离合器5，用于锁止第二齿圈19；第一太阳轮14和第一齿圈16之间设有第三离合器3，所述第三离合器3与发动机1、第一电机2的输出端相连，第三离合器3接合时第一太阳轮14锁止，第三离合器3分离时第一齿圈16锁止。第二电机11的输出轴与第二太阳轮14之间设有制动器10。第一电机2和第二电机11与储能机构相连，储能机构包括储能装置6和逆变器7。
通过对发动机1、第一电机2、第二电机11、第一离合器4、第二离合器5、第三离合器3及制动器10的控制，可以实现纯电动驱动、纯发动机驱动、混联驱动及制动能量回收的工作模式。
(1)纯电动工作模式
根据运行工况的需要，整车可以纯电动工作模式。此时，第二离合器5接合，制动器10分离，发动机1和第一电机2停止工作。储能装置6通过逆变器7及电气连接，将电源传递至第二电机11。第二电机11输出的动力，通过第二排行星齿轮机构9中的第二太阳轮14传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
(2)纯发动机工作模式
根据运行工况的需要，整车可以纯发动机工作模式。此时，第一电机2和第二电机11停止工作。根据整车运行车速及控制要求，有两种能量传递的方式。
车辆低速时，第一离合器4接合，第一齿圈16锁止，第二离合器5分离，第三离合器3分离，制动器10接合，第二太阳轮17锁止。此时发动机1的动力通过第一太阳轮14传递至第一行星架15，再通过第二齿圈19传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
车辆高速时，第一离合器4分离，第二离合器5分离，第三离合器3接合，第一太阳轮14锁止，制动器10接合，第二太阳轮17锁止。此时发动机1的动力通过第一齿圈16传递至第一行星架15，再通过第二齿圈19传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
(3)混联工作模式
车辆低速时，第一离合器4接合，第一齿圈16锁止，第二离合器5分离，第三离合器3分离，制动器10分离。此时发动机1的动力通过第一太阳轮14传递至第一行星架15，再通过第二齿圈19传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
车辆高速时，第一离合器4分离，第二离合器5分离，第三离合器3接合，第一太阳轮14锁止，制动器10接合，第二太阳轮17锁止。此时发动机1的动力通过第一齿圈16传递至第一行星架15，再通过第二齿圈19传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
同时，储能装置6通过逆变器7及电气连接，将电源传递至第二电机11。第二电机11输出的动力，通过第二排行星齿轮机构9中的第二太阳轮14传递至第二行星架18，然后传递至差速器机构13，从而带动车轮12，驱动车辆前进。
第一电机2根据整车运行需要，可以处于不同的工作状态。如果储能装置7的荷电状态SOC较低，而发动机1的动力有富余，则第一电机2可以处于发电状态。第一电机2提供的电源通过逆变器7及电气连线给储能装置6充电，或直接通过电气连线提供给第二电机11。如果储能装置7的荷电状态SOC较高，整车有较大动力输出需求，此时，储能装置6通过逆变器7给第一电机2提供电源，第一电机2的动力与发动机1的动力叠加，共同驱动车辆。根据整车运行工况需要，第一电机2也可以处于空转，非工作状态。
(4)制动能量回收工作模式
当车辆处于减速、制动或滑行等状态时，根据运行工况的需要，整车可以进行制动能量回收。车轮12的动力通过差速器机构13传递至第二电机11，第二电机11发电后通过逆变器7及电气连线，给储能装置6充电。通过这样的回收制动能量，可以节省整车的能耗。

Claims (4)

1.一种基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，它包括：发动机、第一电机、第二电机、储能机构，所述发动机、第一电机的输出端通过第一行星齿轮机构传动连接、第一行星齿轮机构的输出与第二行星齿轮机构传动连接，所述第二电机的输出端与第二行星齿轮机构传动连接，其特征在于：第一行星齿轮机构的第一齿圈上设有第一离合器，第一行星齿轮机构的第一行星架的输出端与第二行星齿轮机构的第二齿圈传动连接，第二电机的输出端与第二行星齿轮机构的第二太阳轮传动连接，所述第一行星齿轮机构的第一行星架和第二行星齿轮机构的第二齿圈之间设有第二离合器，第一行星齿轮机构的第一太阳轮和第一行星齿轮机构的第一齿圈之间设有第三离合器，所述第三离合器与发动机、第一电机的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，其特征在于：第二电机的输出端与第二太阳轮传动之间设有制动器。
3.根据权利要求1所述的基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，其特征在于：所述第一电机和第二电机与储能机构相连，储能机构包括储能装置和逆变器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于三离合器的混合动力汽车的驱动系统，其特征在于：第一排行星齿轮机构、第二排行星齿轮机构、第一离合器、第二离合器、第三离合器、制动器为总成零件。 
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