CN206633805U - 双离合器混合动力驱动系统 - Google Patents

双离合器混合动力驱动系统 Download PDF

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马腾腾
张德平
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Abstract

本实用新型提供一种双离合器混合动力驱动系统,包括发动机、第一驱动电机、第二驱动电机和单行星排,单行星排包括行星齿轮机构,单行星排还包括制动器,行星齿轮机构的太阳轮分别连接第一驱动电机和制动器,行星齿轮机构的齿圈连接第二驱动电机的输出轴,双离合器混合动力驱动系统还包括第一离合器和第二离合器,所述发动机、第一离合器和行星齿轮机构的行星架依次连接,发动机、第二离合器和齿圈依次连接,第二离合器与行星齿轮机构的齿圈连接的一端、行星齿轮机构的齿圈、第二驱动电机的输出轴分别用于与车辆的后桥连接。通过双离合器的分离和闭合以及控制器的闭合、断开和锁止,实现多种工作模式,具有结构简单、易于控制、能耗低的优点。

Description

双离合器混合动力驱动系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及混合动力汽车的动力系统,尤其涉及一种双离合器混合动力驱动 系统D
背景技术
[0002]混合动力车辆既可以实现节能减排,又可以避免纯电动汽车存在续航不足的难 题,在商用车领域,随着新能源补贴的逐渐退坡,混合动力车辆将再次成为新能源汽车市场 的热点。其中,单行星排混合动力系统最典型的应用就是丰田Prius系列车型,并已成功通 过市场验证。但在我国商用车应用领域存在运行中第一驱动电机转速过高,会产生较高反 电动势的问题,以及因系统非完全解耦,发动机惯量大造成的整车的振动问题,控制难度高 等问题。
[0003]公开号为CN 104890498 A的中国专利提出了一种双离合式混合动力驱动装置,通 过两套摩擦片式离合器C1、C2对传动进行分配,离合器C1的两端分别为发动机输出轴和电 机A经过减速行星排PG1后的输出轴;离合器C2的两端为电机A经过减速行星排PG1后的输出 轴和电机B经过减速行星排PG2后的输出轴。电机A连接行星排PG1的齿圈,行星排PG1的太阳 轮固定,行星排PG1的行星架为输出轴;电机B连接行星排PG2的太阳轮,行星排PG2的齿圈固 定,行星排PG2的行星架为输出轴。
[0004]然而上述方案结构较为复杂,且不能有效解决因电机转速过高带来的难以控制的 问题。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种采用单行星排的双离合器混合动力 驱动系统,能够解决现有的混合动力驱动装置结构复杂、第一驱动电机转速过高导致的难 于控制的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0007] —种双离合器混合动力驱动系统,包括发动机、第一驱动电机、第二驱动电机和单 行星排,所述单行星排包括行星齿轮机构,所述单行星排还包括制动器,所述行星齿轮机构 的太阳轮分别连接第一驱动电机和制动器,行星齿轮机构的齿圈连接第二驱动电机的输出 轴,所述双离合器混合动力驱动系统还包括第一离合器和第二离合器,所述发动机、第一离 合器和行星齿轮机构的行星架依次连接,所述发动机、第二离合器和行星齿轮机构的齿圈 依次连接,所述第二离合器与齿圈连接的一端、行星齿轮机构的齿圈、第二驱动电机的输出 轴分别用于与车辆的后桥连接。
[0008] 进一步的,还包括增速齿轮组和减速齿轮组,所述增速齿轮组接于发动机和第二 离合器之间,所述减速齿轮组接于第二离合器和第二驱动电机的输出轴之间。
[0009] 进一步的,还包括扭转减震器,所述扭转减震器的一端连接发动机,另一端分别连 接第一离合器和减速齿轮组。
[0010] 进一步的,还包括扭转减震器,所述扭转减震器的一端连接发动机,另一端分别连 接第一离合器和第二离合器。
[0011] 进一步的,所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈,所述太阳轮与 行星轮连接,行星轮与行星架轴连接,行星轮的外圈与齿圈连接。
[0012] 进一步的,所述第一驱动电机的功率小于第二驱动电机的功率。
[0013] 进一步的,所述第一驱动电机为ISG电机。
[0014] 本实用新型的有益效果在于:增设制动器,能够尽量减少第一驱动电机参与工作, 降低功率循环中的能量损失,提高车辆中高速和高速的驱动效率;通过第一离合器,可断开 发动机在非工作阶段与整车后桥部分的机械连接关系,大大减小由于发动机惯量对整车造 成的振动与冲击,同时大大降低了控制难度;通过第二离合器,可以使车辆在中高速阶段避 开单行星排,避免第一驱动电机被动性工作,消除功率循环,提高系统效率。本实用新型通 过双离合器与制动器相互配合,实现多种工作模式,具有结构简单、易于控制、能耗低的优 点。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型实施例的双离合器混合动力驱动系统的结构连接示意图;
[0016] 图2为本实用新型实施例一的双离合器混合动力驱动系统的结构连接示意图。
[0017] 标号说明:
[0018] 1、发动机;2、第一驱动电机;3、第二驱动电机;41、太阳轮;42、行星轮;43、行星架; 44、齿圈;45、制动器;5、第一离合器;6、第二离合器;
[0019] 7、增速齿轮组;8、减速齿轮组;9、扭转减震器。
具体实施方式
[0020] 为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配 合附图予以说明。
[0021] 本实用新型最关键的构思在于:设置制动器与太阳轮连接,并设置双离合器,双离 合器与单行星排配合实现多种工作模式。
[0022] 请参照图1,本实用新型提供:
[0023] 一种双离合器混合动力驱动系统,包括发动机1、第一驱动电机2、第二驱动电机3 和单行星排,所述单行星排包括行星齿轮机构,所述单行星排还包括制动器45,所述行星齿 轮机构的太阳轮分别连接第一驱动电机2和制动器45,行星齿轮机构的齿圈连接第二驱动 电机3的输出轴,所述双离合器混合动力驱动系统还包括第一离合器5和第二离合器6,所述 发动机1、第一离合器5和行星齿轮机构的行星架依次连接,所述发动机1、第二离合器6和行 星齿轮机构的齿圈依次连接,所述第二离合器6与行星齿轮机构的齿圈连接的一端、齿圈 44、第二驱动电机3的输出轴分别用于与车辆的后桥连接。
[0024]从上述描述可知,本实用新型的有益效果在于:通过制动器与双离合器相互配合, 实现多种工作模式,具有结构简单、易于控制、能耗低的优点。
[0025]进一步的,还包括增速齿轮组7和减速齿轮组S,所述增速齿轮组7接于发动机丄和 第二离合器6之间,所述减速齿轮组8接于第二离合器6和第二驱动电机3之间。
[0026] 从上述描述可知,通过设置增速齿轮组和减速齿轮组,能够进行变速,从而在自身 经济转速范围驱动车辆。 ’
[0027] 进一步的,还包括扭转减震器9,所述扭转减震器9的一端连接发动机i,另一端分 别连接第一离合器5和减速齿轮组8。 ’
[0028] 进一步的,还包括扭转减震器9,所述扭转减震器9的一端连接发动机丨,另一端分 别连接第一离合器5和第二离合器6。 ’
[0029]从上数描述可知,通过设置扭转减震器,降低传动系扭振固有频率,增加传动系扭 转阻尼,抑制扭转共振相应的振幅,并哀减因冲击产生的瞬态扭振,消除变速器怠速噪声和 主减速器、变速器的扭振及噪声,以及缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷,改善离合 器的接合平顺性。 ° n
[0030]进一步的,所述行星齿轮机构包括太阳轮41、行星轮42、行星架43和齿圈44,所述 太阳轮41与行星轮42连接,行星轮42与行星架43轴连接,行星轮42的外圈与齿圈44连接。 [0031]从上述描述可知,上述行星齿轮机构结构简单,为本实用新型的优选设置。当然, 也可采用其他的行星齿轮结构。
[0032] 进一步的,所述第一驱动电机的功率小于第二驱动电机的功率。
[0033]从上述描述可知,第一驱动电机优选为小功率电机,用于辅助车辆起动,第二驱动 电机优选为大功率电机,用于驱动车辆行驶。
[0034] 进一步的,所述第一驱动电机为ISG电机。
[0035] 从上述描述可知,第一驱动电机优选为起动发电集成一体的ISG电机,能够实现起 动辅助和制动时的能量回收。
[0036] 请参照图2,本实用新型的实施例一为:
[0037] 一种双离合器混合动力驱动系统,包括发动机1、扭转减震器9、第一驱动电机2、第 二驱动电机3、单行星排、第一离合器5、第二离合器6、增速齿轮组7和减速齿轮组8,所述第 一驱动电机2为ISG电机,所述单行星排包括行星齿轮机构和制动器45,所述行星齿轮机构 包括太阳轮41、行星轮42、行星架43和齿圈44,所述太阳轮41与行星轮42连接,行星轮42与 行星架43轴连接,行星轮似的外圈与齿圈44连接。所述太阳轮41分别连接第一驱动电机2和 制动器45;所述发动机1连接扭转减震器9的一端,扭转减震器9的另一端分别连接第一离合 器5的一端和增速齿轮组7的一端,第一离合器5的另一端连接行星架43,齿圈44连接第二驱 动电机3的输出轴;所述增速齿轮组7的另一端连接第二离合器6的一端,第二离合器6的另 一端连接第二驱动电机3的输出轴;所述第二离合器6连接减速齿轮组8的一端;齿圈44、减 速齿轮组8的另一端和第二驱动电机3的输出轴分别用于与车辆的后桥连接。如图2所示,图 中箭头所指为实施例的双离合器混合动力驱动系统的输出,该输出用于连接车辆的后桥。 [0038]上述实施例的双离合混合动力驱动系统的工作模式如下:
[0039] 纯电动驱动模式:
[0040] 第一离合器分离、第二离合器分离且制动器锁止,驱动电机单独驱动车辆,ISG电 机被制动器锁止,因此,ISG电机不会随驱动电机的转动而空转,减少了机械能量损耗,并延 长了 ISG电机的使用寿命。
[0041]混合动力驱动分为3种工作模式:
[0042] (1)模式一:第一离合器闭合、第二离合器分离且制动器B断开,发动机通过单行星 排实现功率分流,可以实现车辆从静止起步。本模式当动力电池电量过低,纯电动起步或低 速行驶困难时,发动机可启动介入驱动,发动机的一部分动力输出到后桥,并且当驱动电机 参与驱动时该一部分动力可以和驱动电机的输出耦合,发动机的另一部分动力传递给ISG 电机进行发电。
[0043] (2)模式二:第一离合器分离、第二离合器闭合且制动器锁止,发动机通过增速齿 轮组、减速齿轮组与齿圈啮合,可实现发动机与驱动电机并联驱动车辆,适合中高速行驶情 况。本模式下发动机避开单行星排,直接通过两组变速齿轮,在自身经济转速范围驱动车 辆,并且通过制动器将ISG电机锁止,避免ISG电机进行空转,有效提高了车辆在中高速阶段 的系统效率。
[0044] (3)模式三:第一离合器闭合、第二离合器分离且制动器闭合,发动机通过单行星 排固定速比增速,以及通过齿圈输出动力,并可与驱动电机进行动力耦合,适合车辆高速行 驶。本模式下,通过制动器将ISG电机锁止,发动机在自身经济转速范围驱动的同时可通过 单行星排对齿圈进行提速,使车辆达到更高的车速,并且可避免车辆高速运行时,ISG电机 低速发电或反向驱动,有效提高了车辆在高速阶段的系统效率。
[0045] 制动模式:
[0046] 第一离合器分离、第二离合器分离且制动器锁止,驱动电机转化为发电状态单独 回收能量。本模式同上述纯电动驱动模式类似,不同点仅在于驱动电机转化为发电状态,利 用整车惯性回收能量。
[0047]综上所述,本实用新型提供的双离合器混合动力驱动系统,制动器与双离合器配 合动作,实现多种工作模式。具有结构简单、易于控制、能耗低、系统效率高的优点。
[0048]以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领 域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1. 一种双离合器混合动力驱动系统,包括发动机、第一驱动电机、第二驱动电机和单行 星排,所述单行星排包括行星齿轮机构,其特征在于,所述单行星排还包括制动器,所述行 星齿轮机构的太阳轮分别连接第一驱动电机和制动器,行星齿轮机构的齿圈连接第二驱动 电机的输出轴,所述双离合器混合动力驱动系统还包括第一离合器和第二离合器,所述发 动机、第一离合器和行星齿轮机构的行星架依次连接,所述发动机、第二离合器和行星齿轮 机构的齿圈依次连接,所述第二离合器与齿圈连接的一端、行星齿轮机构的齿圈、第二驱动 电机的输出轴分别用于与车辆的后桥连接。
2. 根据权利要求1所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,还包括增速齿轮组 和减速齿轮组,所述增速齿轮组接于发动机和第二离合器之间,所述减速齿轮组接于第二 离合器和第二驱动电机的输出轴之间。
3. 根据权利要求2所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,还包括扭转减震 器,所述扭转减震器的一端连接发动机,另一端分别连接第一离合器和减速齿轮组。
4. 根据权利要求1所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,还包括扭转减震 器,所述扭转减震器的一端连接发动机,另一端分别连接第一离合器和第二离合器。
5.根据权利要求1所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,所述行星齿轮机构 包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈,所述太阳轮与行星轮连接,行星轮与行星架轴连接,行 星轮的外圈与齿圈连接。
6.根据权利要求1所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一驱动电机 的功率小于第二驱动电机的功率。
7.根据权利要求1所述的双离合器混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一驱动电机 为ISG电机。
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CN108215767A (zh) * 2018-01-19 2018-06-29 重庆大学 单行星排动力耦合传动系统

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