CN207594723U - 一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，包括发动机以及第一电机、第二电机和输出轴，还包括第一行星排和第二行星排，所述的第一行星排由第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架构成，所述的第二行星排由第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架构成，所述第一太阳轮与所述第二电机连接，第二太阳轮与第一电机连接，所述发动机与所述第一齿圈连接，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，且与输出轴连接；还包括将所述第一电机、第二电机以及第一行星排和第二行星排包围的壳体，所述第二行星架与所述壳体连接。本实用新型的混合动力传动装置，可以实现多个动力输出，大大提高了能量利用率，使输出装置更加小型化和高速化。

Description

一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置

技术领域

本实用新型涉及汽车混合动力传动技术领域，更具体地说，它涉及一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置。

背景技术

目前，能源紧缺和环境问题已成为全世界日益关注的话题，作为与能源，环境紧密相关的汽车行业，需要紧跟世界发展的步伐，发展更加高效，更加环保的汽车已经是当前的一个趋势。各种类型的新型，节能的汽车如混合动力汽车，电动车，燃料电池汽车纷纷开发出来。然而受到技术条件的制约，电动汽车，燃料电池汽车近期还难以量产普及，而混合动力汽车目前的技术已经发展的略为成熟，如作为纯电动以及燃料电池汽车的一个过渡方案，油电，气电混合动力汽车是当下非常理想的选择。

混合动力汽车(HEV)是一种节能环保型汽车，作为最早开发并在汽车上推广的技术，相对于传统汽车、纯电动汽车，其主要的特点在于动力系统中包含了发动机系统又包含了电机系统。两者的结合形式的不同，衍生出了串联，并联，混联等多种驱动形式。同时还把变速箱齿轮传动一起纳入动力系统中，使得动力来源及分配更加多元化，能量利用率更加高，适应性更加广。其中行星轮系具有的体积小，质量小，结构紧凑，承载力强，功率传递和传动范围大，效率高等特点使得行星轮系在汽车动力传输系统中广泛应用，也是混合动力发展趋势。目前现有的技术如普锐斯的功率分流形式，分速汇矩，单行星排，无离合器，双电机构型。奥迪A3e-tron的并联结构，DCT变速器，单电机，P2构型。以及比亚迪-秦使用的并联构型，6速干式DCT，单电机变速器后耦合构，等等,都是市场上比较成熟的构型。如图1所示，是丰田普锐斯方案，采用功率分流方式，发动机电机组合，通过星星齿轮重新分流，使整体效率得到提高，系统整体由发动机E、电机MG1、电机MG2，行星架a，行星齿轮b，齿圈c，太阳轮d，减速齿轮组e组合而成。

发动机E通过扭转减震器与行星架a相连，通过行星齿轮b将动力传递给外齿圈c和太阳轮d，经齿圈输出给链轮f，再将动力传给主减速器g。输出到差速器h最终传给车轮，同时太阳轮d与MG1电机转子相连，部分动力经太阳轮d传给MG1电机用于发电。MG2电机此时不发电，空转，或动力不足时，也能够通过命令，控制MG2电机用MG1电机发的电提供动力。还可以在低速或者起步时，仅靠MG2电机提供动力驱动车辆，而发动机不工作，MG1电机反转不发电。

然而，由于上述动力传动装置集成度低，且两个电机MG1、MG2共用一套冷却系统，使得冷却系统布置复杂；而且上述动力传动装置的两个电机都采用单排行星轮系调速，减速比不高，这就要求电机的转速变化范围较宽、转矩较高，对电机的要求比较严苛。此外，还在径向布置了链传动系统f和主减速器g来增强减速效果。这就对安装空间有更高的要求，且系统的复杂程度进一步提高，稳定性有所下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构紧凑，发动机传动效率高，易于控制，能够合理优化传动结构布置的双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置。

本实用新型的技术方案是这样的：一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，包括发动机以及第一电机、第二电机和输出轴，还包括第一行星排和第二行星排，所述的第一行星排由第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架构成，所述的第二行星排由第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架构成，所述第一太阳轮与所述第二电机连接，所述第二太阳轮与所述第一电机连接，所述发动机与所述第一齿圈连接，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，且与所述的输出轴连接；还包括将所述第一电机、第二电机以及第一行星排和第二行星排包围的壳体，所述第二行星架与所述壳体连接。

作为进一步地改进，所述的第一行星架上设有第一行星轮分别与所述第一太阳轮和第一齿圈啮合相连；相应的，所述的第二行星架上设有第二行星轮分别与所述第二太阳轮和第二齿圈啮合相连。

进一步地，所述第一电机与第二太阳轮之间通过第一轴套相连，所述第二电机与第一太阳轮之间通过第二轴套相连。

进一步地，所述的第一轴套、第二轴套与所述的输出轴同轴布置，且所述的第二轴套、第一轴套依次套设在所述的输出轴上。

进一步地，所述的第一电机和第二电机纵向并列布置于所述发动机一侧的壳体内。

进一步地，所述的第一行星排和第二行星排纵向并列布置于所述的壳体内，且均位于所述发动机与所述第一电机之间。

进一步地，所述的发动机通过减震器与所述的第一齿圈相连。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：

本实用新型的动力输出装置，无换挡和锁止机构，结构简单，优化了传动结构的布局，降低了输出装置的重量和成本，使输出装置布置更加方便；通过双行星排可以实现多个动力输出，可以进行能量回收等，大大提高了能量利用率，且无动力中断的情况，动力传递效率和稳定性高；两个电机同侧布置在壳体内，使冷却系统结构变得简单方便，密封效果更佳，润滑方便，易于控制；发动机和两个电机的动力输出轴同心布置，节省了布置空间，使输出装置更加小型化和高速化。

附图说明

图1为现有技术的结构原理图；

图2为本实用新型的结构原理图。

其中：1-发动机、2-第一电机、3-第二电机、4-输出轴、5-第一行星排、6-第二行星排、7-壳体、8-第一轴套、9-第二轴套、10-减震器、5a-第一太阳轮、5b-第一齿圈、5c-第一行星架、6a-第二太阳轮、6b-第二齿圈、6c-第二行星架。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图2，本实用新型的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，包括发动机1以及第一电机2、第二电机3和输出轴4，还包括第一行星排5和第二行星排6，第一行星排5和第二行星排6并列布置在发动机1和第一电机2之间，其中，第一行星排5由第一太阳轮5a、第一齿圈5b和第一行星架5c构成，在第一行星架5c上设有第一行星轮(图中未显示)分别与第一太阳轮5a和第一齿圈5b啮合相连；第二行星排6由第二太阳轮6a、第二齿圈6b和第二行星架6c构成，在第二行星架6c上设有第二行星轮(图中未显示)分别与第二太阳轮6a和第二齿圈6b啮合相连，第一太阳轮5a与第二电机3连接，第二太阳轮6a与第一电机2连接，发动机1与第一齿圈5b连接，第一行星架5c与第二齿圈6b连接，即第一行星架5c与第二齿圈6b的运动速度和方向是一致的，且与输出轴4连接，能量最终从输出轴4输出；本实用新型的输出装置还包括将第一电机2、第二电机3以及第一行星排5和第二行星排6包围的壳体7，使两个电机和两个行星排均处于同一个密封空间内，密封性更好，润滑方便，第二行星架6c与壳体7连接，使其不能绕着第二太阳轮6a转动，只能自转，第一电机2与第二太阳轮6a之间通过第一轴套8相连，第二电机3与第一太阳轮5a之间通过第二轴套9相连，第一轴套8、第二轴套9与输出轴4同轴布置，且第二轴套9、第一轴套8依次套设在输出轴4上，节省了传动结构的布置空间，提高了传动的稳定性和可靠性。本实用新型的动力输出装置，无换挡和锁止机构，结构简单，优化了传动结构的布局，降低了输出装置的重量和成本，使输出装置布置更加方便；且发动机和两个电机的动力输出轴同心布置，节省了布置空间，使输出装置更加小型化和高速化。

本实施例中，第一电机2和第二电机3纵向并列布置于发动机1一侧的壳体7内，第一行星排5和第二行星排6纵向并列布置于壳体7内，且均位于发动机1与第一电机2之间，合理布置了双电机和双行星排的位置，优化了传动结构的布置空间，使冷却系统结构变得简单方便，密封效果更佳，润滑方便。同时，发动机1通过减震器10与第一齿圈5b相连，提高动力传递的稳定性。

本实施例中的输出装置，其发动机1的动力依次通过第一齿圈5b、第一行星架5c传递，最后从输出轴4输出，第一电机2的动力依次通过第一轴套8、第二太阳轮6a、第二行星架6c、第二齿圈6b、第一行星架5c传递，最后从输出轴4输出，第二电机3的动力依次通过第二轴套9、第一太阳轮5a、第一行星架5c传递，最后从输出轴4输出。本实用新型通过控制发动机1和两个电机的不同工作，可以实现多个动力输出模式：

(1)纯电驱动模式：通常在启动和低速运行时使用，此时发动机1不工作，即第一齿圈5b不动，第一电机2工作，其动力依次通过第一轴套8、第二太阳轮6a第二行星架6c、第二齿圈6b、第一行星架5c传递，最后从输出轴4输出，此时第一太阳轮5a空转，即第二电机3不发电；

(2)发动机和电机共同驱动模式：当需要较大扭矩输出时，仅靠一个电机驱动，已经不能满足输出要求，此时，发动机1介入驱动车辆，具有两种情况，情况一：车辆高速行驶时，发动机1工作在最佳工作点，第一电机2驱动，第二电机3发电，发动机1的动力依次通过第一齿圈5b、第一行星架5c，最后传递到输出轴4，同时第一电机2的动力依次通过第一轴套8、第二太阳轮6a第二行星架6c、第二齿圈6b、第一行星架5c，最后传递到输出轴4，发动机1和第一电机2的动力在输出轴4耦合后最终输出，达到共同驱动的目的，与此同时，第二电机3通过第一太阳轮5a带动发电；情况二：车辆加速行驶时，发动机1工作在最佳工作点，第一电机2驱动，第二电机3发电，如果有外接电池，则第二电机3在短时间内作为驱动电机，提供动力，以获得更大的驱动力，获得更强的加速效果。

本实用新型的动力输出装置通过双行星排可以实现多个动力输出，可以进行能量回收等，大大提高了能量利用率，且无动力中断的情况，动力传递效率和稳定性高。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，包括发动机(1)以及第一电机(2)、第二电机(3)和输出轴(4)，其特征在于，还包括第一行星排(5)和第二行星排(6)，所述的第一行星排(5)由第一太阳轮(5a)、第一齿圈(5b)和第一行星架(5c)构成，所述的第二行星排(6)由第二太阳轮(6a)、第二齿圈(6b)和第二行星架(6c)构成，所述第一太阳轮(5a)与所述第二电机(3)连接，所述第二太阳轮(6a)与所述第一电机(2)连接，所述发动机(1)与所述第一齿圈(5b)连接，所述第一行星架(5c)与所述第二齿圈(6b)连接，且与所述的输出轴(4)连接；还包括将所述第一电机(2)、第二电机(3)以及第一行星排(5)和第二行星排(6)包围的壳体(7)，所述第二行星架(6c)与所述壳体(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述的第一行星架(5c)上设有第一行星轮分别与所述第一太阳轮(5a)和第一齿圈(5b)啮合相连；相应的，所述的第二行星架(6c)上设有第二行星轮分别与所述第二太阳轮(6a)和第二齿圈(6b)啮合相连。

3.根据权利要求1所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述第一电机(2)与第二太阳轮(6a)之间通过第一轴套(8)相连，所述第二电机(3)与第一太阳轮(5a)之间通过第二轴套(9)相连。

4.根据权利要求3所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述的第一轴套(8)、第二轴套(9)与所述的输出轴(4)同轴布置，且所述的第二轴套(9)、第一轴套(8)依次套设在所述的输出轴(4)上。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述的第一电机(2)和第二电机(3)纵向并列布置于所述发动机(1)一侧的壳体(7)内。

6.根据权利要求5所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述的第一行星排(5)和第二行星排(6)纵向并列布置于所述的壳体(7)内，且均位于所述发动机(1)与所述第一电机(2)之间。

7.根据权利要求1所述的一种双电机双行星排集成的混合动力汽车动力输出装置，其特征在于，所述的发动机(1)通过减震器(10)与所述的第一齿圈(5b)相连。