CN203766482U - 混合动力汽车的行星排混联动力系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及混合动力汽车的行星排混联动力系统。混合动力汽车的行星排混联动力系统，包括行星排、与行星排的太阳轮传动连接的第一电机、与行星排的行星架传动连接的发动机和对应行星排的齿圈设置的第二电机，所述第二电机具有用于与车辆主传动轴和行星排的齿圈传动连接的转轴，所述行星排混联动力系统还包括用于制动和释放所述行星架的太阳轮的制动装置，所述制动装置对应所述太阳轮或者固定在太阳轮上连接的转动件设置。上述混合动力汽车的行星排混联动力系统能够实现发动机直接驱动，可靠性高；并且，在车速较高且整车驱动力需求不大时，可以仅利用发动机在高效率工作状态下驱动车辆，达到更好的节能效果和增程效果。

Description

混合动力汽车的行星排混联动力系统
技术领域
本实用新型涉及混合动力汽车的行星排混联动力系统。
背景技术
面对能源短缺和环境污染日益严重的现状，混合动力汽车是目前最有效的节能汽车方案，其动力系统有串联、并联和混联三种结构形式，例如申请号为201110155628.5、申请公布号为 CN 102211518 A的中国专利公开的一种增程式混合动力汽车的动力系统，是一种行星排混联动力系统，包括行星排、与行星排的太阳轮传动连接的第一电机、与行星排的行星架传动连接的发动机和对应行星排的齿圈设置的第二电机，所述第二电机的转轴与行星排的齿圈通过离合器传动连接或断开，该转轴上还设有变速齿轮，用于与车辆主传动轴传动连接，从而向车辆的驱动轮传递扭矩。行星排中的齿圈输出轴上还设有电磁离合器形式的制动机构，能够将齿圈输出轴制动或释放。制动机构和离合器均分离时，第二电机能够依靠电池供电并通过变速齿轮直接带动车辆的驱动轮转动，车辆以纯电动模式运行；制动机构制动、离合器分离时，齿圈固定在箱体上，发动机带动第一电机发电，从而直接驱动第二电机转动或给电池充电，车辆以串联混合动力模式运行；制动机构分离、离合器结合时，发动机能够通过行星排的齿圈与第二电机同时向车辆的驱动轮提供扭矩，并且发动机能够通过太阳轮带动第一电机发电，车辆以并联混合动力模式运行。
但是，现有技术中的上述行星排混联动力系统无法实现发动机直接驱动，不能以纯发动机模式运行，工作模式较少，若第一电机出现故障，将无法为车辆提供动力，可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种混合动力汽车的行星排混联动力系统，能够实现发动机直接驱动，提高了动力系统的可靠性。
本实用新型中采用的技术方案是：混合动力汽车的行星排混联动力系统，包括行星排、与行星排的太阳轮传动连接的第一电机、与行星排的行星架传动连接的发动机和对应行星排的齿圈设置的第二电机，所述第二电机具有用于与车辆主传动轴和行星排的齿圈传动连接的转轴，所述行星排混联动力系统还包括用于制动和释放所述行星架的太阳轮的制动装置，所述制动装置对应所述太阳轮或者固定在太阳轮上连接的转动件设置。
所述太阳轮与所述第一电机之间是通过套轴传动连接，所述制动装置是对应所述套轴设置的片式制动器。
所述第二电机的转轴的一端直接连接在所述行星排的齿圈上，另一端传动连接有用于改变车辆主传动轴的转速的变速装置。
所述第二电机的转轴与车辆主传动轴是同轴间隔设置，所述变速装置包括固定装配在第二电机的转轴上的直接挡齿轮、与所述直接挡直齿轮啮合传动的第一变速齿轮、转动装配在所述车辆主传动轴上的换挡齿轮和与所述换挡齿轮啮合传动的第二变速齿轮，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮以双联齿轮的形式同轴设置；所述直接挡齿轮和换挡齿轮之间还设有用于选择性地将所述车辆主传动轴与所述直接挡齿轮固定或者与所述换挡齿轮固定的同步器。
所述行星排的行星架与所述发动机之间设有扭转减振器。
本实用新型采用上述技术方案，混合动力汽车的行星排混联动力系统包括行星排、与行星排的太阳轮传动连接的第一电机、与行星排的行星架传动连接的发动机和对应行星排的齿圈设置的第二电机，所述第二电机具有用于与车辆主传动轴和行星排的齿圈传动连接的转轴，由于所述行星排混联动力系统还包括用于制动和释放所述行星架的太阳轮的制动装置，所述制动装置对应所述太阳轮或者固定在太阳轮上连接的转动件设置，因此，制动装置制动时，行星排的行星架太阳轮固定，发动机带动行星架转动时能够驱动齿圈转动，进而驱动车辆主传动轴转动，实现对车辆的驱动，可靠性高；并且，在车速较高且整车驱动力需求不大时，可以仅利用发动机在高效率工作状态下驱动车辆，达到更好的节能效果和增程效果。当制动装置将太阳轮释放时，第二电机可以单独工作或者与发动机同时工作，适应不同的运行状况。
附图说明
图1是本实用新型混合动力汽车的行星排混联动力系统的一个实施例的结构示意图。
图中各附图标记对应的名称为：1发动机，2扭转减振器，3行星排，31太阳轮，311套轴，32行星架，33齿圈，4片式制动器，5第一电机，6第二电机，7变速装置，71直接挡齿轮，72第一变速齿轮，73第二变速齿轮，74换挡齿轮，75同步器，8车辆主传动轴，9车轮。
具体实施方式
本实用新型混合动力汽车的行星排混联动力系统的一个实施例如图1所示，包括发动机1、行星排3、第一电机5和第二电机6，发动机1通过扭转减振器2与行星排3的行星架32传动连接，第一电机5与行星排3的太阳轮31传动连接，第二电机6的转轴的一端直接连接在所述行星排3的齿圈33上，另一端传动连接有用于改变车辆主传动轴8的转速的变速装置7。
所述太阳轮31与所述第一电机5之间是通过套轴传动连接，行星排混联动力系统还包括对应所述套轴设置的片式制动器34，构成用于制动和释放所述行星架32的太阳轮31的制动装置。第二电机6的转轴与车辆主传动轴8是同轴间隔设置，所述变速装置7包括固定装配在第二电机6的转轴上的直接挡齿轮71、与所述直接挡直齿轮啮合传动的第一变速齿轮72、转动装配在所述车辆主传动轴8上的换挡齿轮74和与所述换挡齿轮74啮合传动的第二变速齿轮73，所述第一变速齿轮72和第二变速齿轮73以双联齿轮的形式同轴设置；所述直接挡齿轮71和换挡齿轮74之间还设有用于选择性地将所述车辆主传动轴8与所述直接挡齿轮71固定或者与所述换挡齿轮74固定的同步器75。同步器75动作而将车辆主传动轴8与直接挡齿轮71固定时，第二电机6的转轴输出的扭矩能够直接传递给车辆主传动轴8，传动比为1，处于1挡；同步器75动作而将车辆主传动轴8与换挡齿轮74固定时，第二电机6的转轴输出的扭矩依次通过直接挡齿轮71、第一变速齿轮72、第二变速齿轮73和换挡齿轮74实现变速后传递给车辆主传动轴8，实现传动比大于1的2挡传动。
该混合动力汽车的行星排混联动力系统主要由以下几种工作模式：
模式一：纯电驱动模式。当车辆以低速或小负荷行驶时，片式制动器34释放太阳轮31，变速装置7处于1档，发动机1关闭，由于行星排3具有两个自由度，并且太阳轮31和行星架32均自由转动，因此第二电机6能够在相应的动力电源功能下转动，进而通过变速装置7驱动车辆主传动轴8转动，使车轮9转动，带动车辆行驶，避免了发动机1的怠速油耗，提高整车燃油经济性。
模式二：低速混联模式。当车辆以稍高车速行驶时，变速装置7处于1档，发动机1起机并工作在高效区，发动机1提供的动力一部分通过齿圈33和第二电机6一起驱动整车行驶，另一部分通过太阳轮31带动发电机发电供第二电机6使用。
模式三：高速混联模式。当车辆以较高车速行驶时，变速装置7处于2档，发动机1工作在高效区，发动机1提供的动力一部分通过齿圈33和第二电机6一起驱动整车行驶，另一部分通过太阳轮31带动发电机发电供第二电机6使用。
模式四：发动机1直驱模式。当车辆以较高车速巡航行驶且整车驱动力需求不大时，变速装置7处于2档，发动机1本身位于高效区且能提供整车的驱动力需求，此时片式制动器34制动，将行星排3的太阳轮31锁止在动力系统的壳体上。另外，在第二电机6或动力电源等出现故障时，可以依靠发动机1实现直接驱动，此时变速装置7也可以处于1档。
模式五：电能回收模式。当车辆减速滑行或制动时，第二电机6工作在发电状态，将整车的动能转化为电能储存在动力电源中，能够显著提高车辆的燃油经济性。
通过上述模式调整，使得发动机1能够工作在最佳燃油经济区，有助于降低油耗。另外，相对于现有的行星排3混合动力系统，利用上述具有两个挡位的变速装置7，该行星排3混合动力系统可以输出更大的驱动力矩，提供更好的整车动力性；在输出驱动力相同的情况下，该行星排3混合动力系统可以选用峰值扭矩较小的电机，也能够减小系统对电机的依赖，降低成本。
在上述实施例中，制动装置设置在太阳轮31与第一电机5之间的套轴上，并且采用的是片式制动器34的形式，在其他实施例中，制动装置也可以直接对应太阳轮31设置，或者对应太阳轮31上连接的其他传动件设置，例如对应第一电机5的转子设置，而制动器的形式也可以替换成其他形式，例如背景技术中电磁离合器形式的制动机构，只要能够制动和释放所述行星架32的太阳轮31即可。另外，上述实施例中第二电机6的转轴的一端与齿圈33连接，另一端与变速装置7连接，在其他实施例中，第二电机6也可以采用如背景技术中的布置形式，端部与齿圈33传动连接，并设置主变速齿轮与车辆主传动轴8连接。再者，上述实施例中的变速装置7也可以替换成其他形式的变速装置7，挡位也不限于2挡。

Claims (5)

1.混合动力汽车的行星排混联动力系统，包括行星排、与行星排的太阳轮传动连接的第一电机、与行星排的行星架传动连接的发动机和对应行星排的齿圈设置的第二电机，所述第二电机具有用于与车辆主传动轴和行星排的齿圈传动连接的转轴，其特征在于：所述行星排混联动力系统还包括用于制动和释放所述行星架的太阳轮的制动装置，所述制动装置对应所述太阳轮或者固定在太阳轮上连接的转动件设置。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的行星排混联动力系统，其特征在于：所述太阳轮与所述第一电机之间是通过套轴传动连接，所述制动装置是对应所述套轴设置的片式制动器。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车的行星排混联动力系统，其特征在于：所述第二电机的转轴的一端直接连接在所述行星排的齿圈上，另一端传动连接有用于改变车辆主传动轴的转速的变速装置。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车的行星排混联动力系统，其特征在于：所述第二电机的转轴与车辆主传动轴是同轴间隔设置，所述变速装置包括固定装配在第二电机的转轴上的直接挡齿轮、与所述直接挡直齿轮啮合传动的第一变速齿轮、转动装配在所述车辆主传动轴上的换挡齿轮和与所述换挡齿轮啮合传动的第二变速齿轮，所述第一变速齿轮和第二变速齿轮以双联齿轮的形式同轴设置；所述直接挡齿轮和换挡齿轮之间还设有用于选择性地将所述车辆主传动轴与所述直接挡齿轮固定或者与所述换挡齿轮固定的同步器。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车的行星排混联动力系统，其特征在于：所述行星排的行星架与所述发动机之间设有扭转减振器。
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