CN207088979U - 一种用于混合动力汽车的动力传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于混合动力汽车的动力传动装置，发动机输出轴与双离合器主动盘连接，双离合器第一从动盘通过小太阳轮与短行星齿轮相连，双离合器第二从动盘与行星架相连，第一电动机与大太阳轮相连，第二电动机与小太阳轮相连；短行星齿轮和长行星齿轮均固定在行星架上；由内至外依次啮合传动的小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮构成前行星排，啮合传动的大太阳轮与长行星齿轮构成后行星排；前、后行星排共用同一齿圈，齿圈与动力输出齿轮连接，第一制动器与双离合器第二从动盘相连。本实用新型结构紧凑，传动部件少。

Description

一种用于混合动力汽车的动力传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于混合动力汽车的动力传动装置，特别是涉及一种用于混合动力汽车的双行星排双离合器动力传动装置。

背景技术

随着世界能源短缺和环境污染问题的加重，节能环保成为现代汽车的发展方向。由于纯电动汽车受电池等关键技术的瓶颈制约，混合动力汽车成为一种合适的选择。

混合动力汽车与传统汽车及纯电动汽车相比，最大差别是动力传动装置。混合动力系统中的动力传动装置负责将混合动力汽车的多个动力组合在一起，实现多动力源之间合理的功率分配，其性能和效率直接关系到混合动力汽车的性能，是混合动力汽车的核心部分。

目前混合动力汽车上的动力传动装置，主要采用一对固定速比的常啮合齿轮或单排行星齿轮，由于速比小，还需增加多档变速器，传动系统结构复杂，节能水平有一定的局限性。

发明内容

本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种混合动力汽车双行星排双离合器动力传动装置，通过双行星排和双离合器的不同组合状态实现混合动力汽车的多种工作模式，所述传动装置具有无级变速功能，本实用新型结构紧凑，传动部件少，能够在最大限度的节约成本的基础上实现节能和保证整车动力性能的目的。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，结合附图：

一种用于混合动力汽车的动力传动装置，包括发动机1、双离合器主动盘2、双离合器第一从动盘14、双离合器第二从动盘13、第一制动器3、行星架6、齿圈9、第一电动机10、第二电动机11、动力输出齿轮12以及双行星排；双行星排包括由内至外依次啮合传动的小太阳轮4、短行星齿轮5、长行星齿轮7构成的前行星排，以及由啮合传动的大太阳轮8与长行星齿轮7构成的后行星排；发动机1输出轴与双离合器主动盘2连接，双离合器第一从动盘14与小太阳轮4相连，双离合器第二从动盘13与行星架6相连，第一电动机10与大太阳轮8相连，第二电动机11与小太阳轮4相连；短行星齿轮5和长行星齿轮7均固定在行星架6上；所述前、后行星排共用同一齿圈9，齿圈9与动力输出齿轮12连接，第一制动器3与双离合器第二从动盘13相连。

进一步地，所述第一电动机10和第二电动机10设置在双行星排的同一侧，所述发动机1位于双行星排的另一侧。

进一步地，所述动力传动装置通过双离合器和双行星排配合，可实现多种工作模式：启动模式、纯电动驱动模式、发动机驱动模式、混合驱动模式、制动模式、驻车发电模式。

与现有的混合动力汽车传动装置相比，本实用新型具有以下显著效果：

(1)采用简化的双行星排结构，结构更加紧凑，传动安全高效；

(2)采用双离合器和双行星排，可实现多种工作模式；

(3)发动机和电动切换过程中，发动机一直与第二电动机相连，可以进一步减少速度波动，更好地实现无级变速，提高舒适性；

(4)双电机布置在发动机的另一侧，改善了电动机的散热，提高了效率；

(5)发动机和双电机通过双行星排进行耦合，实现无级变速，节省了变速器，提高了效率；

(6)第一电动机与小太阳轮相连，第二电动机与大太阳轮相连，降低了对第一电动机和第二电动机的要求，并且充分发挥第一电动机低速大扭矩和第二电动机高速低扭矩的优势。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图中：1.发动机；2.双离合器主动盘；3.第一制动器；4.小太阳轮；5.短行星齿轮；6.行星架；7.长行星齿轮；8.大太阳轮；9.齿圈；10.第一电动机；11.第二电动机；12.动力输出齿轮；13.双离合器第二从动盘；14.双离合器第一从动盘。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，一种用于混合动力汽车的动力传动装置，包括：发动机1、双离合器主动盘2、双离合器第一从动盘14、双离合器第二从动盘13、第一制动器3、小太阳轮4、短行星齿轮5、长行星齿轮7、大太阳轮8、行星架6、齿圈9、第一电动机10、第二电动机11和动力输出齿轮12。

其中，小太阳轮4、短行星齿轮5、长行星齿轮7由内至外依次啮合传动，构成前行星排，且短行星齿轮5和长行星齿轮7均固定在行星架6上；大太阳轮8与长行星齿轮7啮合传动，构成后行星排；前后行星排共用同一齿圈9。

发动机1输出轴与双离合器主动盘2连接，双离合器第一从动盘14通过小太阳轮4与前行星排的短行星齿轮5相连，双离合器第二从动盘13与行星架6相连，第二电动机11通过小太阳轮4与短行星齿轮5相连，第一电动机10通过大太阳轮8与长行星齿轮7相连，短行星齿轮5和长行星齿轮7均固定在行星架6上，短行星齿轮5与长行星齿轮7啮合传动，前后行星排共用同一齿圈9，齿圈9与动力输出齿轮12连接，第一制动器3与双离合器第二从动盘13相连。

第一电动机10和第二电动机10在双行星排的同一侧，发动机1位于双行星排的另一侧。

本实用新型通过双离合器和双行星排，可实现多种工作模式：

(1)启动模式：根据车辆状态，启动模式分为静止启动和纯电动启动两种启动情况。静止启动时，双离合器主动盘2和双离合器第一从动盘14结合，第二电动机11作启动机运行，直接拖动发动机1启动，根据启动转速的不同决定启动同时充电与否；纯电动启动时，要求汽车行驶速度超过某一设定值或蓄电池电量低于某一定值时，双离合器主动盘2和双离合器第一从动盘14及双离合器第二从动盘13同时结合，由第一电动机10经大太阳轮8、长行星齿轮7和行星架6带动发动机1启动，进入发动机运行，同时驱动第二电动机11运行给蓄电池充电。

(2)纯电动驱动模式：根据车辆载荷状态，分为第二电动机驱动模式、第一电动机驱动模式和联合驱动模式。车辆载荷轻时，第二电动机11单独驱动车辆行驶，此时第一制动器3锁止，第二电动机11的动力经小太阳轮4、短行星齿轮5、长行星齿轮7、齿圈9后，由动力输出齿轮12输出到车轮，驱动车辆。车辆中载荷时，第一电动机10单独驱动车辆行驶，此时，第一制动器3锁止，第一电动机10的动力经大太阳轮8、长行星齿轮7、行星排齿圈9后，由动力输出齿轮12输出到车轮，驱动车辆。车辆重载荷时，第一电动机10和第二电动机12联合驱动车辆行驶，此时，第一制动器3锁止，第一电动机10和第二电动机11的动力分别经小太阳轮4、大太阳轮8、短行星齿轮5、长行星齿轮7、齿圈9后，由动力输出齿轮12输出到车轮，驱动车辆。

纯电动驱动模式中的电动机可正反向转动，反向转动时实现倒车。

(3)发动机驱动模式：

车辆中低速行驶，蓄电池电量低于某一设定值时，发动机1单独驱动车辆行驶；第一制动器3锁止，双离合器主动盘2和双离合器第一从动盘14结合，第二电动机11作为发电机工作给蓄电池充电，第一电动机10自由旋转或发电，动力由小太阳轮4经短行星齿轮5、长行星齿轮7、齿圈9和输出齿轮14，传递至车轮。

(4)混合驱动模式：

在车辆负载大、蓄电池SOC值不低时，双离合主动盘2和双离合器第一从动盘14结合，发动机1和第一电动机10共同驱动车辆，第二电动机11根据负载不同及蓄电池的SOC值高低来判断作为电动机参与驱动或作为发电机吸收驱动剩余能量。

(5)制动模式：

在纯电动驱动模式转入制动模式时，电动机直接由驱动状态变为发电状态，制动模式根据车的状态，分为第一电动机10制动、第二电动机11制动和联合制动三种模式。由第一电动机10驱动转为制动时，第一电动机10制动；由第二电动机11驱动或发动机1与第二电动机11混合驱动转为制动时，第二电动机11制动；由第一电动机10与第二电动机11联合驱动或发动机1、第一电动机10和第二电动机11混合驱动转为制动时，第一电动机10和第二电动机11联合制动。

(6)驻车发电模式：

当车辆处于驻车状态时，齿圈9锁止，双离合器主动盘2和双离合器第二从动盘13结合，第二电动机11处于发电状态，给蓄电池充电。

本实用新型利用双离合器的合理控制，可以实现静止启动或纯电动启动，并且在发动机1启动前，可实现三种纯电动驱动模式，充分利用了电机的特性，优化了整车效率；在混合驱动模式中，第二电动机11可作为发动机工作或者驱动电机工作，通过优化控制策略可以实现发动机1、第一电动机10和第二电动机11三者的最优控制，同时实现无级变速；制动模式，则根据制动前的不同的驱动模式状态，选择制动模式，能够实现制动的前提下，更高效地实现能量回收。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，包括发动机(1)、双离合器主动盘(2)、双离合器第一从动盘(14)、双离合器第二从动盘(13)、第一制动器(3)、行星架(6)、齿圈(9)、第一电动机(10)、第二电动机(11)、动力输出齿轮(12)以及双行星排；

双行星排包括由内至外依次啮合传动的小太阳轮(4)、短行星齿轮(5)、长行星齿轮(7)构成的前行星排，以及由啮合传动的大太阳轮(8)与长行星齿轮(7)构成的后行星排；

发动机(1)输出轴与双离合器主动盘(2)连接，双离合器第一从动盘(14)与小太阳轮(4)相连，双离合器第二从动盘(13)与行星架(6)相连，第一电动机(10)与大太阳轮(8)相连，第二电动机(11)与小太阳轮(4)相连；短行星齿轮(5)和长行星齿轮(7)均固定在行星架(6)上；所述前、后行星排共用同一齿圈(9)，齿圈(9)与动力输出齿轮(12)连接，第一制动器(3)与双离合器第二从动盘(13)相连。

2.如权利要求1所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述第一电动机(10)和第二电动机(11)设置在双行星排的同一侧，所述发动机(1)位于双行星排的另一侧。

3.如权利要求1所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述动力传动装置通过双离合器和双行星排配合，可实现多种工作模式：启动模式、纯电动驱动模式、发动机驱动模式、混合驱动模式、制动模式、驻车发电模式。

4.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述启动模式包括：

静止启动，双离合器主动盘(2)和双离合器第一从动盘(14)结合，第二电动机(11)作启动机运行，直接拖动发动机(1)启动，根据启动转速的不同决定启动同时充电与否；

纯电动启动，汽车行驶速度超过某一设定值或蓄电池电量低于某一定值时，双离合器主动盘(2)同时与双离合器第一从动盘(14)及双离合器第二从动盘(13)结合，由第一电动机(10)依次经大太阳轮(8)、长行星齿轮(7)和行星架(6)带动发动机(1)启动，进入发动机运行，同时驱动第二电动机(11)运行给蓄电池充电。

5.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述纯电动驱动模式包括：

第二电动机驱动模式：第一制动器(3)锁止，第二电动机(11)的动力经小太阳轮(4)、短行星齿轮(5)、长行星齿轮(7)、齿圈(9)后，由动力输出齿轮(12)输出到车轮，驱动车辆；

第一电动机驱动模式：第一制动器(3)锁止，第一电动机(10)的动力经大太阳轮(8)、长行星齿轮(7)、行星排齿圈(9)后，由动力输出齿轮(12)输出到车轮，驱动车辆；

联合驱动模式：第一制动器(3)锁止，第一电动机(10)和第二电动机(11)的动力分别经双行星排和齿圈(9)后，由动力输出齿轮(12)输出到车轮，驱动车辆。

6.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述发动机驱动模式为：

蓄电池电量低于某一设定值时，发动机(1)单独驱动车辆行驶；第一制动器(3)锁止，双离合器主动盘(2)和双离合器第一从动盘(14)结合，第二电动机(11)作为发电机工作给蓄电池充电，第一电动机(10)自由旋转或发电，动力由小太阳轮(4)经短行星齿轮(5)、长行星齿轮(7)、齿圈(9)和双离合器第一从动盘(14)，传递至车轮。

7.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述混合驱动模式为：

在车辆负载大、蓄电池SOC值不低时，双离合主动盘（2）和双离合器第一从动盘(14)结合，发动机(1)和第一电动机(10)共同驱动车辆，第二电动机(11)根据负载不同及蓄电池的SOC值高低来判断作为电动机参与驱动或作为发电机吸收驱动剩余能量。

8.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述制动模式包括：

第一电动机(10)制动：由第一电动机(10)驱动转为制动时，第一电动机(10)制动；

第二电动机(11)制动：由第二电动机(11)驱动或发动机(1)与第二电动机(11)混合驱动转为制动时，第二电动机(11)制动；

联合制动三种模式：由第一电动机(10)与第二电动机(11)联合驱动或发动机(1)、第一电动机(10)和第二电动机(11)混合驱动转为制动时，第一电动机(10)和第二电动机(11)联合制动。

9.如权利要求3所述的一种用于混合动力汽车的动力传动装置，其特征在于，所述驻车发电模式为：

当车辆处于驻车状态时，齿圈(9)锁止，双离合器主动盘(2)和双离合器第二从动盘(13)结合，第二电动机(11)处于发电状态，给蓄电池充电。