CN203876559U - 并联式混合动力汽车及其驱动系统 - Google Patents

并联式混合动力汽车及其驱动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN203876559U
CN203876559U CN201420115335.3U CN201420115335U CN203876559U CN 203876559 U CN203876559 U CN 203876559U CN 201420115335 U CN201420115335 U CN 201420115335U CN 203876559 U CN203876559 U CN 203876559U
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotating speed
branch road
decoupling device
transmission branch
coupling decoupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN201420115335.3U
Other languages
English (en)
Inventor
谢金法
李洋洋
刘阳
张靖龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Science and Technology
Original Assignee
Henan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Science and Technology filed Critical Henan University of Science and Technology
Priority to CN201420115335.3U priority Critical patent/CN203876559U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203876559U publication Critical patent/CN203876559U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

本实用新型涉及并联式混合动力汽车及其驱动系统。包括至少两个传动支路（第一传动支路、第二传动支路）、转矩耦合解耦装置、转速耦合解耦装置、总减速器和车桥等；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。本实用新型能够交替地实现转矩与转速耦合使得内燃机的转速始终被约束在一个优化转速范围内，这时内燃机效率最高。停车充电时，内燃机的功率直接传递给电动机，避免了功率经过传动装置或是带动传动装置空转导致的能量损失。

Description

并联式混合动力汽车及其驱动系统
技术领域
本实用新型涉及一种并联式混合动力汽车及其驱动系统。
背景技术
节能与环保是世界各国汽车工业目前所面临两大任务，在日益严峻的石油枯竭与大气污染之下，汽车工业要想可持续发展就必须大力发展新能源汽车。在众多类型的新能源汽车中，混合动力汽车不仅具有纯电动汽车低油耗低排放的优点，又具有传统内燃机汽车动力性强、行驶里程远的优点，而且技术已经比较成熟，因此最适合当前发展，是一种最理想的过渡车型。
并联式结构相比串联式结构具有能量传递效率高的优点，相比混联式结构又具有结构简单，控制方便的优点，因此在混合动力汽车中应用最为广泛。
混合动力汽车的驱动系由于拥有内燃机与电动机两套动力装置，因此往往需要机械耦合器将内燃机功率与电动机功率耦合后传递至驱动轮。机械耦合器包括转矩耦合器和转速耦合器，转矩耦合器与转速耦合器都是一个三端口的机械耦合装置。转矩耦合器中三个端口的转速成固定比，转矩比可连续变化，转矩耦合器执行的是转矩耦合模式，可以对内燃机与电动机的转矩进行连续比分配。转速耦合器中三个端口的转矩成固定比，转速比可连续变化，转速耦合器执行的是转速耦合模式，可以对内燃机与电动机的转速进行连续比分配。
并联式驱动系结构的机械耦合器往往采用单一的转矩耦合器或转速耦合器，使得耦合模式为单一的转矩耦合或转速耦合。单一的转矩耦合使得内燃机的转速与车速成固定比，导致内燃机不能在全车速范围内都工作在高效率工作点。单一的转速耦合使得有些情况下已经工作在高效率点上的内燃机的部分功率经过电动机给蓄电池充电，从而造成了能量多形式转换而带来的损耗。而且在停车充电时，内燃机的功率往往需要经过一系列传动装置才能传递给电动机或是同时带动传动装置空转，这就导致了内燃机功率的机械损耗，从而不利于整车燃油经济性的提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种并联式混合动力汽车及其驱动系统，用以解决现有驱动系统燃油经济性差的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
一种并联式混合动力汽车的驱动系统，包括第一传动支路和第二传动支路，第一、第二传动支路与车桥之间串设有转矩耦合解耦装置和转速耦合解耦装置；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。
第一、第二传动支路分别连接转矩耦合解耦装置的两个输入端，转矩耦合解耦装置的两个输出端分别连接转速耦合解耦装置的两个输入端，转速耦合解耦装置的一个输出端用于连接车桥。
所述转矩耦合解耦装置包括一个转矩耦合器（4），该转矩耦合器（4）为两轴式齿轮传动机构，其两轴分别连接所述第一传动支路和第二传动支路；第一传动支路的输出轴与空套在该输出轴上的齿轮之间还设有一个第二离合器（C2）。
所述转速耦合解耦装置包括一个转速耦合器（9），该转速耦合器（9）为行星齿轮机构；所述转矩耦合器（4）的一个输出轴通过第三离合器（C3）连接所述行星齿轮机构的行星架；所述转矩耦合器（4）的另一个输出轴通过第四离合器（C4）连接所述行星齿轮机构的齿圈；所述行星齿轮机构的行星架和齿圈上均设有锁定器（B1、B2）。
所述第一传动支路为内燃机传动支路，所述第二传动支路为电机传动支路。
一种并联式混合动力汽车，其驱动系统包括第一传动支路和第二传动支路，第一、第二传动支路与车桥之间串设有转矩耦合解耦装置和转速耦合解耦装置；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。
第一、第二传动支路分别连接转矩耦合解耦装置的两个输入端，转矩耦合解耦装置的两个输出端分别连接转速耦合解耦装置的两个输入端，转速耦合解耦装置的一个输出端用于连接车桥。
所述转矩耦合解耦装置包括一个转矩耦合器（4），该转矩耦合器（4）为两轴式齿轮传动机构，其两轴分别连接所述第一传动支路和第二传动支路；第一传动支路的输出轴与空套在该输出轴上的齿轮之间还设有一个第二离合器（C2）。
所述转速耦合解耦装置包括一个转速耦合器（9），该转速耦合器（9）为行星齿轮机构；所述转矩耦合器（4）的一个输出轴通过第三离合器（C3）连接所述行星齿轮机构的行星架；所述转矩耦合器（4）的另一个输出轴通过第四离合器（C4）连接所述行星齿轮机构的齿圈；所述行星齿轮机构的行星架和齿圈上均设有锁定器（B1、B2）。
所述第一传动支路为内燃机传动支路，所述第二传动支路为电机传动支路。
本实用新型通过设置转矩耦合解耦装置和转速耦合解耦装置，可以在全车速范围内实现不同耦合模式的切换。
进一步的，转矩耦合解耦装置在动力输出方向上处于转速耦合解耦装置之前，在停车时切断了与转速耦合解耦装置的联系，转速耦合解耦装置主要由行星齿轮机构形成，行星齿轮机构没有空转，避免了经过行星齿轮机构或是带动行星齿轮机构空转导致的能量损失。
附图说明
图1是本实用新型的一种驱动系统；
图2是混合动力汽车的一种驱动系统；
1-内燃机、2-离合器C1、3-变速器、4-转矩耦合器、5-离合器C2、6-离合器C3、7-锁定器B1、8-锁定器B2、9-转速耦合器、10-蓄电池、11-电动机控制器、12-电动机、13-离合器C4、14-主减速器、15-车桥、16-车轮；
图3是能量管理策略的流程图；
V是汽车车速，Vlow是事先设定的低车速，Vhigh是事先设定的高车速。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
驱动系统实施例
本实用新型的驱动系统如图1所示，包括至少两个传动支路（第一传动支路、第二传动支路）、转矩耦合解耦装置、转速耦合解耦装置、总减速器和车桥等；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。
如图1的实施方式，第一传动支路、第二传动支路分别连接转矩耦合解耦装置的两个输入端，转矩耦合解耦装置的两个输出端分别连接转速耦合解耦装置的两个输入端，转速耦合解耦装置的一个输出端连接车桥等。转矩耦合解耦装置在耦合状态对内燃机与电动机进行转矩分配，转速耦合解耦装置在耦合状态对内燃机与电动机进行转速分配。
作为其他实施方式，也可以将转速耦合解耦装置与转矩耦合解耦装置互换位置。
当转矩耦合解耦装置处于耦合状态时，其两输入端能够有效输入，耦合到一个输出端；当转矩耦合解耦装置处于解耦状态时，其两输入不能耦合。当转速耦合解耦装置处于耦合状态时，其两个输入端能够有效输入，耦合到一个输出端；当转速耦合解耦装置处于解耦状态时，其两输入不能耦合。
具体的，如图2所示的驱动系统，第一传动支路构造为内燃机传动支路，包括内燃机1、离合器C1，变速器3。第二传动支路构造为电机传动支路，包括电机12。与电机12相关还包括蓄电池10和电机控制器11。蓄电池为电动机提供电能，电动机控制器控制电动机的运转。离合器C1接合时，内燃机传动支路输出动力。
转速耦合解耦装置构造为一个转矩耦合器4和一个离合器C2：转矩耦合器4采用的是一个两轴式固定传动比的齿轮传动装置。离合器C2连接变速器输出轴与套在其上且可以空转的齿轮。
转速耦合解耦装置构造为一个转速耦合器9、离合器C3、C4和锁定器B1、B2，转速耦合器9采用的是行星齿轮机构。离合器C3连接变速器与行星齿轮机构行星架；离合器C4连接电动机与行星齿轮机构齿圈；锁定器B1用于锁定行星齿轮机构行星架；锁定器B2用于锁定行星齿轮机构齿圈；行星齿轮机构太阳轮用于连接主减速器直至车轮。C3、C4设置在转矩耦合器4的输出端与转速耦合器输入端之间，C3与第一传动支路同轴，C4与第二传动支路同轴。本实施例中C3、C4分别连接行星架和齿圈，作为其他实施方式，也可以连接行星齿轮机构的其他部件构成双输入，比如分别连接齿圈和行星架也能够实现本实用新型功能。
离合器C3、C4接合，C2断开时，转矩耦合器4解耦，对内燃机传动支路和电机传动支路的输入不起作用，输出端连接到转速耦合器9，转速耦合器9为耦合状态。该运行模式为转速耦合模式。
离合器C2、C3接合，C4断开，锁定器B2锁定行星齿轮机构齿圈时，转矩耦合器4为耦合状态，但仅有一路输出，输出通过C3接入转速耦合器，此时转速耦合器9只有一路输入，为解耦状态。该运行模式为转矩耦合模式。
离合器C1、C2、C4接合，C3断开，锁定器B1锁定行星齿轮机构行星架，转矩耦合器4为耦合状态，但仅有一路输出，输出通过C4接入转速耦合器，此时转速耦合器9只有一路输入，为解耦状态。该运行模式为转矩耦合模式。
离合器C1、C2接合，C3、C4断开，内燃机传动支路功率通过转矩耦合器直接传递给电机传动支路，使电机发电。同时由于切断了与转速耦合器9的联系，行星齿轮机构没有空转，避免了经过行星齿轮机构或是带动行星齿轮机构空转导致的能量损失。该运行模式为停车充电模式。
混合动力汽车实施例
混合动力汽车采用上述实施例中的驱动系统，具体内容不再赘述。
下面结合图3介绍本实用新型采用的控制策略。分为低车速、中车速、高车速、停车充电四种情况。通过检测车速，并将车速与设定的阈值进行比较，判断属于低车速、中车速、高车速、停车充电中的哪种情况，在不同的情况下，采用不同的耦合模式：转速耦合模式、转矩耦合模式、停车充电模式。
（1）低车速时
当车速V＜Vlow时，车速比较低，转矩耦合模式中低车速会导致内燃机转速过低，从而使得内燃机工作在低效率区域。而在本实用新型中，控制系统控制离合器C1、C3、C4接合，C2断开，转速耦合器工作，运行模式为转速耦合模式，使得内燃机转速与车速解耦，此时通过电动机控制器对电动机进行转速调节便可以达到对内燃机转速调节的目的，这时内燃机工作在一个不过低的稳定转速，使得内燃机转速不至于过低而导致的低效率，此时内燃机驱动汽车行驶的同时部分功率经过电动机为蓄电池充电，电动机工作在发电机状态。
（2）中车速时
当Vlow≤V≤Vhigh时，车速为中等车速，转矩耦合模式中中车速使得内燃机转速已经工作在了一个效率较高的区域，如果再采用转速耦合模式反而会导致内燃机部分功率发电而产生的损耗，因此本实用新型采用转矩耦合模式，此模式中内燃机转速与车速呈线性关系。有两种方式，第一种方式是离合器C1、C2、C3接合，C4断开，锁定器B2锁定齿圈，转矩耦合器工作，转速耦合器此时相当于一个固定传动比的传动机构，内燃机单独驱动汽车行驶，电动机不工作，内燃机功率通过行星架传递给行星齿轮机构直至车轮。如果此时需要大牵引转矩，可以同时启动电动机，内燃机功率与电动机功率通过转矩耦合器耦合后通过行星架传递给行星齿轮机构直至车轮。第二种方式是离合器C1、C2、C4接合，C3断开，锁定器B1锁定行星架，转矩耦合器工作，转速耦合器此时相当于一个固定传动比的传动机构，内燃机单独驱动汽车行驶，电动机不工作，内燃机功率通过齿圈传递给行星齿轮机构直至车轮。如果此时需要大牵引转矩，可以同时启动电动机，内燃机功率与电动机功率通过转矩耦合器耦合后通过齿圈传递给行星齿轮机构直至车轮。
（3）高车速时
当V＞Vhigh时，车速为高车速，转矩耦合模式中高车速导致内燃机转速过高，也会使得内燃机效率变低。因此本实用新型此时再次采用转速耦合模式。控制系统控制离合器C1、C3、C4接合，C2断开，转速耦合器工作，运行模式为转速耦合模式，使得内燃机转速与车速解耦，此时通过电动机控制器对电动机进行转速调节便可以达到对内燃机转速调节的目的，这时内燃机工作在一个不过高的稳定转速，使得内燃机转速不至于过高而导致的低效率，此时内燃机与电动机共同驱动汽车行驶，电动机工作在电动机状态，蓄电池为电动机供电。
（4）停车充电
控制系统控制离合器C1、C2接合，C3、C4断开，内燃机功率通过转矩耦合器直接传递给电动机发电，同时行星齿轮机构没有空转，避免了功率经过行星齿轮机构或是带动行星齿轮机构空转导致的能量损失。因此提高了能量利用率。
以上给出的是具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.并联式混合动力汽车的驱动系统，包括第一传动支路和第二传动支路，其特征在于，第一、第二传动支路与车桥之间串设有转矩耦合解耦装置和转速耦合解耦装置；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。
2.根据权利要求1所述的并联式混合动力汽车的驱动系统，其特征在于，第一、第二传动支路分别连接转矩耦合解耦装置的两个输入端，转矩耦合解耦装置的两个输出端分别连接转速耦合解耦装置的两个输入端，转速耦合解耦装置的一个输出端用于连接车桥。
3.根据权利要求2所述的并联式混合动力汽车的驱动系统，其特征在于，所述转矩耦合解耦装置包括一个转矩耦合器（4），该转矩耦合器（4）为两轴式齿轮传动机构，其两轴分别连接所述第一传动支路和第二传动支路；第一传动支路的输出轴与空套在该输出轴上的齿轮之间还设有一个第二离合器（C2）。
4.根据权利要求2或3所述的并联式混合动力汽车的驱动系统，其特征在于，所述转速耦合解耦装置包括一个转速耦合器（9），该转速耦合器（9）为行星齿轮机构；所述转矩耦合器（4）的一个输出轴通过第三离合器（C3）连接所述行星齿轮机构的行星架；所述转矩耦合器（4）的另一个输出轴通过第四离合器（C4）连接所述行星齿轮机构的齿圈；所述行星齿轮机构的行星架和齿圈上均设有锁定器（B1、B2）。
5.根据权利要求4所述的并联式混合动力汽车的驱动系统，其特征在于，所述第一传动支路为内燃机传动支路，所述第二传动支路为电机传动支路。
6.并联式混合动力汽车，其驱动系统包括第一传动支路和第二传动支路，其特征在于，第一、第二传动支路与车桥之间串设有转矩耦合解耦装置和转速耦合解耦装置；转矩耦合解耦装置具有至少两个输入端与至少一个输出端，转速耦合解耦装置也具有至少两个输入端与至少一个输出端。
7.根据权利要求6所述的并联式混合动力汽车，其特征在于，第一、第二传动支路分别连接转矩耦合解耦装置的两个输入端，转矩耦合解耦装置的两个输出端分别连接转速耦合解耦装置的两个输入端，转速耦合解耦装置的一个输出端用于连接车桥。
8.根据权利要求7所述的并联式混合动力汽车，其特征在于，所述转矩耦合解耦装置包括一个转矩耦合器（4），该转矩耦合器（4）为两轴式齿轮传动机构，其两轴分别连接所述第一传动支路和第二传动支路；第一传动支路的输出轴与空套在该输出轴上的齿轮之间还设有一个第二离合器（C2）。
9.根据权利要求7或8所述的并联式混合动力汽车，其特征在于，所述转速耦合解耦装置包括一个转速耦合器（9），该转速耦合器（9）为行星齿轮机构；所述转矩耦合器（4）的一个输出轴通过第三离合器（C3）连接所述行星齿轮机构的行星架；所述转矩耦合器（4）的另一个输出轴通过第四离合器（C4）连接所述行星齿轮机构的齿圈；所述行星齿轮机构的行星架和齿圈上均设有锁定器（B1、B2）。
10.根据权利要求9所述的并联式混合动力汽车，其特征在于，所述第一传动支路为内燃机传动支路，所述第二传动支路为电机传动支路。
CN201420115335.3U 2014-03-13 2014-03-13 并联式混合动力汽车及其驱动系统 Withdrawn - After Issue CN203876559U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420115335.3U CN203876559U (zh) 2014-03-13 2014-03-13 并联式混合动力汽车及其驱动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420115335.3U CN203876559U (zh) 2014-03-13 2014-03-13 并联式混合动力汽车及其驱动系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203876559U true CN203876559U (zh) 2014-10-15

Family

ID=51677094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420115335.3U Withdrawn - After Issue CN203876559U (zh) 2014-03-13 2014-03-13 并联式混合动力汽车及其驱动系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203876559U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103818232A (zh) * 2014-03-13 2014-05-28 河南科技大学 一种并联式混合动力汽车及其驱动系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103818232A (zh) * 2014-03-13 2014-05-28 河南科技大学 一种并联式混合动力汽车及其驱动系统
CN103818232B (zh) * 2014-03-13 2017-02-01 河南科技大学 一种并联式混合动力汽车及其驱动系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102259584B (zh) 混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆
CN101244687B (zh) 混联式混合动力驱动系统及其驱动方法
CN102555769B (zh) 一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成
CN102050001B (zh) 四模无级变速混联式混合动力驱动系统
CN101480913B (zh) 一种电子无级变速并联式混合动力驱动装置
CN201208905Y (zh) 一种用于码头牵引车的混合动力系统
CN102259580B (zh) 混合动力传动系统
CN101797884A (zh) 双离合器无级变速混联式混合动力系统
CN201423916Y (zh) 一种用于并联式混合动力汽车的驱动装置
CN102514479B (zh) 增程式电动汽车动力系统
CN109733178A (zh) 一种多电机混合动力系统及其控制方法
CN101519035A (zh) 一种混合动力用机电耦合动力传动装置
CN204055309U (zh) 单轴并联混合动力机构
CN201753013U (zh) 混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆
CN203267762U (zh) 一种单行星排车用混合动力总成
CN108243617A (zh) 一种复合型箱体式液力偶合器以及起动器
CN103213489B (zh) 浮定子电机及混合动力驱动系统和混合动力拖拉机
CN102019847A (zh) 混联式混合动力驱动系统
CN203401942U (zh) 一种新型车辆用混合动力总成装置
CN105564214A (zh) 一种带锁止功能的行星轮系动力耦合装置及其工作方法
CN203876559U (zh) 并联式混合动力汽车及其驱动系统
CN103863089B (zh) 一种并联式混合动力汽车及其驱动系统和驱动控制方法
CN103770624A (zh) 多模式多挡位混合动力系统
CN208682597U (zh) 混合汽车用三挡混动变速器
CN203267764U (zh) 一种车用混合动力总成装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20141015

Effective date of abandoning: 20170201