CN204623111U - 复合功率分流式混合动力车辆传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合功率分流式混合动力车辆传动系统，是由发动机、输入轴、锁止器、行星齿轮系、一号电机、二号电机、动力电池、逆变器和输出齿轮组成。所述行星齿轮系包括前排太阳轮、前排行星轮、行星架、后排太阳轮、后排行星轮和后排齿圈。本实用新型结构简单，只有一个锁止器，易实现控制；本实用新型的一号电机和二号电机布置在行星排的同侧，有利于电机散热系统的布置；本实用新型只有小电机一号电机为集成化电机（ISG），大电机二号电机可采用普通电机，系统成本可控。

Description

复合功率分流式混合动力车辆传动系统

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力车辆的动力传动系统，特别涉及一种复合功率分流式混合动力车辆传动系统。

背景技术

混合动力传动系统作为一种新型的节能技术在车辆上进行了广泛的开发和应用。串联式混合动力传动系统成本较高，并联式混合动力传动系统对发动机的调整作用较小，而混联式混合动力传动系统可使车辆具有最佳的综合性能。现有的混联式混合动力系统中，丰田混合动力系统对驱动电机的功率和转矩要求较高，不利于控制系统成本；通用的高级混合动力系统存在着结构复杂、控制难度大等不足。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种复合功率分流式混合动力车辆传动系统。

本实用新型由发动机、输入轴、锁止器、行星齿轮系、一号电机、二号电机、动力电池、逆变器和输出齿轮组成。所述行星齿轮系包括前排太阳轮、前排行星轮、行星架、后排太阳轮、后排行星轮和后排齿圈，其中前排行星轮和后排行星轮同轴固连；所述发动机与输入轴连接，输入轴与行星架固连；所述锁止器一端与输入轴连接，另一端固连于车架；所述一号电机与后排太阳轮连接；所述二号电机与前排太阳轮连接；所述动力电池通过逆变器分别与一号电机、二号电机电连接；所述输出齿轮与后排齿圈同轴固连。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型结构简单，只有一个锁止器，易实现控制；

2.本实用新型的一号电机和二号电机布置在行星排的同侧，有利于电机散热系统的布置；

3.本实用新型只有小电机一号电机为集成化电机（ISG），大电机二号电机可采用普通电机，系统成本可控。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型的结构组成与工作原理示意图；

图2是本实用新型驻车发动机启动模式的动力传递路线图；

图3是本实用新型行车发动机启动模式的动力传递路线图；

图4是本实用新型纯电驱动的动力传递路线图；

图5是本实用新型低速发动机单独驱动模式的动力传递路线图；

图6是本实用新型高速发动机单独驱动模式的动力传递路线图；

图7是本实用新型低速功率分流模式的动力传递路线图；

图8是本实用新型高速功率分流模式的动力传递路线图；

图9是本实用新型发动机关闭时再生制动模式的动力传递路线图；

图10是本实用新型发动机运转时再生制动模式的动力传递路线图。

图中：1.发动机，2.输入轴，3.锁止器，4.行星架，5.前排太阳轮，6.前排行星轮，7.后排齿圈，8.后排行星轮，9.后排太阳轮，10.一号电机，11.二号电机，12.逆变器，13.动力电池，14.输出齿轮。

具体实施方式

请参阅图1，为本实用新型的实施例，该实施例由发动机1、输入轴2、锁止器3、行星齿轮系、一号电机10、二号电机11、动力电池13、逆变器12和输出齿轮14组成。所述行星齿轮系包括前排太阳轮5、前排行星轮6、行星架4、后排太阳轮9、后排行星轮8和后排齿圈7，其中前排行星轮6和后排行星轮8同轴固连；所述发动机1与输入轴2连接，输入轴2与行星架4固连；所述锁止器3一端与输入轴2连接，另一端固连于车架；所述一号电机10与后排太阳轮9连接；所述二号电机11与前排太阳轮5连接；所述动力电池13通过逆变器12分别与一号电机10、二号电机11电连接；所述输出齿轮14与后排齿圈7同轴固连。

本实用新型的工作过程和原理如下：

1．发动机启动模式

根据整车运行状况，发动机启动模式分为驻车启动和行车启动两种子模式。发动机驻车启动模式的动力传递路线如图2，发动机行车启动模式的动力传递路线如图3。

这两种子模式的共同特征是：

锁止器3分离，动力电池13放电，一号电机10以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，动力经后排太阳轮9、后排行星轮8、行星架4和输入轴2传递到发动机1，发动机1启动。

两种子模式的区别是：

在发动机驻车启动模式下，前排太阳轮5和二号电机11空转。在发动机行车启动模式下，二号电机11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，产生的动力经前排太阳轮5、前排行星轮6、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮。

2．纯电驱动模式

纯电驱动模式主要用于当动力电池13处于许用状态时，车辆起步和低速行驶等低负荷工况，动力传递路线如图4。

在此模式下，锁止器3接合，动力电池13放电，二号电机11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，动力经前排太阳轮5、前排行星轮6、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮；发动机1、输入轴2和行星架4固定，后排太阳轮9和一号电机10空转。

3．发动机单独驱动模式

根据整车运行状况，发动机单独驱动模式分为低速发动机单独驱动和高速发动机单独驱动两种子模式。低速发动机单独驱动模式主要用于车辆低速行驶，整车行驶功率需求低于发动机在高效区所能提供的最小功率，且动力电池13荷电状态（SOC）值较低致使其无法正常输出电能时的工况，动力传递路线如图5；高速发动机单独驱动模式主要用于车辆中负荷行驶，整车行驶功率需求处于发动机高效区时的工况，动力传递路线如图6。

这两种子模式的共同特征是：

锁止器3分离，发动机1工作，动力经输入轴2、行星架4、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮，车辆行驶所需全部动力均来自于发动机1。

两种子模式的区别是：

在低速发动机单独驱动模式下，一号电机10以发电机的形式工作，将机械能转化为电能，使发动机1输出的动力一部分用于驱动车辆行驶，另一部分以电能的形式充入动力电池13内，此时车辆处于电子无级变速状态。在高速发动机单独驱动模式下，一号电机10和后排太阳轮9转速为零，发动机1输出的动力全部用于驱动车辆行驶。

4．功率分流模式

根据整车运行状况，功率分流模式分为低速功率分流模式和高速功率分流模式。低速功率分流模式主要用于车辆低速时急加速，整车行驶转矩需求大于发动机在高效区所能提供的最大转矩时的工况，动力传递路线如图7；高速功率分流模式主要用于车辆高速行驶，整车行驶转速需求大于发动机在高效区所能提供的最大转速时的工况，动力传递路线如图8。

这两种子模式的共同特征是：

锁止器3分离，发动机1工作，动力经输入轴2、行星架4、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮；一号电机10和二号电机11均在工作，车辆处于电子无级变速状态；动力电池13根据整车功率需求确定充放电状态。

两种子模式的区别是：

在低速功率分流模式下，一号电机10以发电机的形式工作，将发动机1输出的部分动力转化为电能，并提供给二号电机11；二号电机11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，产生的动力经前排太阳轮5、前排行星轮6、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮，与发动机1共同提供牵引力。在高速功率分流模式下，二号电机11以发电机的形式工作，将发动机1输出的部分动力转化为电能，并提供给一号电机10；一号电机10以电动马达的形式反转工作，将电能转化为机械能，产生的动力经后排太阳轮9、后排行星轮8、后排齿圈7和输出齿轮14，最终传递至驱动车轮，与发动机1共同提供牵引力。

5．再生制动模式

当动力电池13处于正常工作状态时，可进行再生制动。根据整车运行状况，再生制动模式分为发动机关闭时再生制动模式和发动机运转时再生制动模式。发动机关闭时再生制动模式主要用于纯电驱动模式下的制动，动力传递路线如图9；发动机运转时再生制动模式主要用于非纯电驱动模式下的制动，动力传递路线如图10。

这两种子模式的共同特征是：

二号电机11提供制动力，车辆动能转化为电能并充入动力电池13。

两种子模式的区别是：

在发动机关闭时再生制动模式下，锁止器3接合，发动机1、输入轴2、行星架4固定。在发动机运转时再生制动模式下，锁止器3分离，发动机1进行反拖制动，与二号电机11共同提供制动力矩。

需要指出的是，当电机不足以提供所需制动力矩时，车辆将采用再生制动和摩擦制动共同作用的联合制动模式。

Claims (1)

1.一种复合功率分流式混合动力车辆传动系统，其特征在于：是由发动机（1）、输入轴（2）、锁止器（3）、行星齿轮系、一号电机（10）、二号电机（11）、动力电池（13）、逆变器（12）和输出齿轮（14）组成，所述行星齿轮系包括前排太阳轮（5）、前排行星轮（6）、行星架（4）、后排太阳轮（9）、后排行星轮（8）和后排齿圈（7），其中前排行星轮（6）和后排行星轮（8）同轴固连；所述发动机（1）与输入轴（2）连接，输入轴（2）与行星架（4）固连；所述锁止器（3）一端与输入轴（2）连接，另一端固连于车架；所述一号电机（10）与后排太阳轮（9）连接；所述二号电机（11）与前排太阳轮（5）连接；所述动力电池（13）通过逆变器（12）分别与一号电机（10）、二号电机（11）电连接；所述输出齿轮（14）与后排齿圈（7）同轴固连。