CN209240866U - 混合动力耦合系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于新能源汽车领域，涉及混合动力耦合系统及车辆，包括发动机、发电机、驱动电机、行星齿轮机构、第二离合器、制动器、中间轴和第一齿轮，行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，发动机的输出轴与行星架相连，发电机的输出轴与太阳轮相连，发电机的输出轴还通过第二离合器与齿圈相连，发电机的输出轴还与制动器相连，第一齿轮设于中间轴上并与齿圈啮合，驱动电机与中间轴相连，中间轴输出动力至车轮；有利于减小系统负载，能够实现多种驱动模式，有更高的传动效率，提高整车的动力性能及经济性。

Description

混合动力耦合系统及车辆

技术领域

本实用新型属于新能源汽车领域，特别是涉及混合动力耦合系统及车辆。

背景技术

动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统；它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。

目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。

现有的一种动力耦合系统，包括发动机，第一行星齿轮机构，第二行星齿轮机构，动力电池，及分别与动力电池连接的第一电机和第二电机；第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一外齿圈和第一行星架，第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮、第二外齿圈和第二行星架；发动机与第一太阳轮相连，两者之间设有用于控制发动机和第一太阳轮分离与合闭的第一离合器及用于锁止第一太阳轮的第一制动器，第二电机通过第二离合器和行星架离合器分别与第一太阳轮或第一行星架相连，第二电机与第一行星齿轮机构之间设有用于锁止第一行星架的第二制动器，行星齿轮机构外圈轮齿与第一外齿圈连接，并与外齿圈驱动轮啮合，用于将发动机和电机耦合的转矩传递到第二行星齿轮机构；

第二外齿圈与第二行星架之间设置有第二齿圈离合器，用于控制第二外齿圈和第二行星架的分离与合闭；第二外齿圈上设有外齿圈制动器，用于锁止第二外齿圈；第二行星齿轮机构和外齿圈制动器、第二齿圈离合器共同构成了两档变速机构。第二行星齿轮机构通过齿轮组与差速器连接，再通过差速器将耦合的转矩传递给车轮；

前述现有动力耦合系统虽然能够通过不同的控制策略可实现多种工作模式，但结构复杂，增加了系统负载，控制复杂，发动机、第一电机、第二电机均连接于第一行星齿轮机构，驱动车轮时发动机、第一电机和第二电机的动力均需经过第一行星齿轮机构和第二行星齿轮机构输出动力，动力性和经济性不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有方案动力耦合系统动力性和经济性不足的问题，提供一种混合动力耦合系统及车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、行星齿轮机构、第二离合器、制动器、中间轴和第一齿轮，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈；

所述发动机的输出轴与所述行星架相连；

所述发电机的输出轴与所述太阳轮相连，所述发电机的输出轴还通过所述第二离合器与所述齿圈相连，所述发电机的输出轴还与所述制动器相连；

所述第一齿轮设于所述中间轴上并与所述齿圈啮合；

所述驱动电机与所述中间轴相连；

所述中间轴输出动力至车轮。

可选地，还包括第一离合器，所述发动机的输出轴通过所述第一离合器与所述行星架相连。

可选地，所述齿圈可转动地套设于所述发电机的输出轴上，所述第一齿轮与所述齿圈的速比小于1。

可选地，所述发动机的输出轴与所述发电机的输出轴同轴布置；

所述发电机的输出轴的一端与所述太阳轮相连，另一端与所述制动器相连。

可选地，所述驱动电机通过第一减速齿轮副连接于所述中间轴。

可选地，所述第一减速齿轮副包括所述第一齿轮及与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮设于所述驱动电机的输出轴上。

可选地，还包括第三齿轮和用于连接差速器的第四齿轮；

所述第三齿轮设于所述中间轴上并与所述第一齿轮间隔设置，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第三齿轮的速比小于1，或者

所述第三齿轮啮合于所述第一齿轮与所述第四齿轮之间，所述第四齿轮与所述第三齿轮的速比小于1，所述第三齿轮与所述第一齿轮的速比小于1。

可选地，未设第一离合器时，所述混合动力耦合系统具有第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；

分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述e-CVT模式。

可选地，设有第一离合器时，所述混合动力耦合系统具有第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式；

结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述e-CVT模式。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括控制器、连接于所述控制器的电池及前述混合动力耦合系统，所述发动机、所述发电机和所述驱动电机连接于所述控制器并受所述控制器控制。

本实用新型实施例提供的混合动力耦合系统及车辆，通过切换制动器的工作状态(结合或断开)能控制发电机是否工作，切换第二离合器和制动器的工作状态能够控制发动机驱动车轮的挡位，能实现发动机直驱模式、混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式等多种驱动模式及部分模式下的多个挡位，获得更高的传动效率，提高车辆经济性；通过行星齿轮机构实现发动机向发电机的动力传递及发动机和发电机驱动车轮时的动力传递，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小系统负载，提高整车的动力性能，有利于减小体积，降低了成本；

混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式下，驱动电机均参与驱动，避免动力中断。

该混合动力耦合系统通过动力电池有效的补充车轮所需的驱动动力从而更合理地调配内燃机的动力，保持内燃机的工作状态不受或少受路况的影响。内燃机可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的燃油效率，适用于HEV车型和PHEV车型，平台化好。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的混合动力耦合系统的结构简图；

图2为图1所示混合动力耦合系统在第一发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图3为图1所示混合动力耦合系统在第二发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图4为图1所示混合动力耦合系统在第一混合驱动模式下的动力传递路线图；

图5为图1所示混合动力耦合系统在第二混合驱动模式下的动力传递路线图；

图6为图1所示混合动力耦合系统在单电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图7为图1所示混合动力耦合系统在双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图8为图1所示混合动力耦合系统在e-CVT模式下的动力传递路线图；

说明书中的附图标记如下：

1、发动机；2、发电机；3、驱动电机；

4、行星齿轮机构；41、太阳轮；42、行星轮；43、行星架；44、齿圈；

5、第一离合器；6、第二离合器；7、制动器；

8、中间轴；

10、第一齿轮；11、第二齿轮；

13、第三齿轮；14、第四齿轮；

15、差速器；16、车轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的混合动力耦合系统，包括发动机1、发电机2、驱动电机3、行星齿轮机构4、第二离合器6、制动器7、中间轴8和第一齿轮10；行星齿轮机构4包括太阳轮41、行星架43、行星轮42和齿圈44；

发动机1的输出轴与行星架43相连；

发电机2的输出轴与太阳轮41相连，发电机2的输出轴还通过第二离合器6与齿圈44 相连，发电机2的输出轴还与制动器7相连；

第一齿轮10设于中间轴8上并与齿圈44啮合；

驱动电机3与中间轴8相连；

中间轴8输出动力至车轮16。

当第二离合器6结合、制动器7分离时，齿圈44与太阳轮41锁死，行星齿轮机构4整体旋转，起到传递动力作用，第二离合器6分离、制动器7结合时，行星齿轮机构4对发动机1输出的动力起到增速作用，通过第二离合器6和制动器7的控制，能够控制发动机1输出动力的挡位；通过制动器7的控制，能控制发电机2是否工作。

当发动机1或发电机2，及驱动电机3共同参与驱动时，中间轴8起到耦合动力的作用，并将耦合后的动力传递到车轮16。

本实用新型实施例提供的混合动力耦合系统，通过切换制动器7的工作状态(结合或断开)能控制发电机2是否工作，切换第二离合器6和制动器7的工作状态能够控制发动机1 是否输出动力及驱动车轮16的挡位，能实现发动机直驱模式、混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式等多种驱动模式及部分模式下的多个挡位，获得更高的传动效率，提高车辆经济性；通过行星齿轮机构4实现发动机1向发电机2的动力传递及发动机1和发电机2驱动车轮16时的动力传递，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小系统负载，提高整车的动力性能，有利于减小体积，降低了成本；

混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式下，驱动电机3均参与驱动，避免动力中断。

该混合动力耦合系统通过动力电池有效的补充车轮16所需的驱动动力从而更合理地调配内燃机的动力，保持内燃机的工作状态不受或少受路况的影响。内燃机可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的燃油效率，适用于HEV车型和PHEV车型，平台化好。

其中，发电机2为电动/发电机(M/G)，可用于发电和驱动。

具体地，发电机2还作为启动电机使用，用于启动发动机1。若发电机2不驱动、不发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后停止工作；若发电机2驱动或发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后保持工作状态。

优选地，齿圈44可转动地套设于发电机2的输出轴上，有利于增加结构稳定性和传动平稳性。

在一实施例中，如图1所示，发动机1的输出轴与发电机2的输出轴同轴布置；发电机 2的输出轴的一端与太阳轮41相连，另一端与制动器7相连。结构简单、紧凑，有利于减少系统负载以及增加结构稳定性和传动平稳性。

在一实施例中，如图1所示，第一齿轮10与齿圈44的速比小于1，齿圈44与第一齿轮10构成一级减速齿轮副，结构简单、紧凑，实现更好的动力匹配。

此外，如图1所示，混合动力耦合系统还包括差速器15，中间轴8连接于差速器15，差速器15驱动车轮16。

优选地，如图1所示，混合动力耦合系统还包括主减速齿轮副，中间轴8通过主减速齿轮副减速连接于差速器15。

在一实施例中，如图1所示，还包括第一离合器5，发动机1的输出轴通过第一离合器5 与行星架43相连。通过控制第一离合器5的通断，来实现发动机1是否参与驱动的控制；在需要发动机1驱动车轮16或驱动发电机2发电时，结合第一离合器5即可，不需发动机1工作时，断开第一离合器5以减少系统负载，保护发动机1。

在一实施例中，如图1所示，驱动电机3通过第一减速齿轮副连接于中间轴8。驱动电机3提供的动力经过第一减速齿轮副减速后再向差速器15传递动力，实现更好的动力匹配。

具体地，如图1所示，第一减速齿轮副包括相互啮合的第一齿轮10和第二齿轮11，第二齿轮11设于驱动电机3的输出轴上。结构简单、紧凑，有利于减小系统负载，保证了传动的平稳性。

在一实施例中，如图1所示，还包括第三齿轮13和用于连接差速器15的第四齿轮14，第三齿轮13设于中间轴8上并与第一齿轮10间隔设置，第三齿轮13与第四齿轮14啮合，同时实现将驱动电机3、发动机1或发电机2的动力输入差速器15；

优选第四齿轮14与第三齿轮13的速比小于1，此时第三齿轮13和第四齿轮14组合成主减速齿轮副，同时实现对驱动电机3、发动机1或发电机2朝向车轮16输出的动力进行减速，结构简单、紧凑，有利于减小系统负载。

在一实施例中，未图示地，还包括第三齿轮13和用于连接差速器15的第四齿轮14，第三齿轮13啮合于第一齿轮10与第四齿轮14之间(可参考图1，取消图1中第一齿轮10与第二齿轮11的啮合，改为将第一齿轮10啮合于第三齿轮13)，第一齿轮10、第三齿轮13与第四齿轮14组合形成主减速齿轮副，同时实现将驱动电机3、发动机1或发电机2的动力输入差速器15。

优选第四齿轮14与第三齿轮13的速比小于1，第三齿轮13与第一齿轮10的速比小于1，此时第一齿轮10、第三齿轮13和第四齿轮14组合成两级减速齿轮副，同时实现对驱动电机 3、发动机1或发电机2朝向车轮16输出的动力的两级减速，结构简单、紧凑，有利于减小系统负载。

以下对涉及离合器(泛指第一离合器5、第二离合器6)和制动器7的控制的优选实施例进行说明：

混合动力耦合系统具有发动机直驱模式(具有两挡：第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式)、混合驱动模式(具有两挡：第一混合驱动模式、第二混合驱动模式)、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式等五种工作模式；

其中，前述五种工作模式以表1进行体现。

表1

以下各模式，结合表1以及图2至图8说明混合动力耦合系统的动力传递路线；

(1)第一发动机直驱模式

结合第一离合器5，结合第二离合器6，分离制动器7，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第一发动机直驱模式；

具体地，如图2所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星齿轮机构4－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。其中，行星齿轮机构4整体旋转，速比为1。

当车速要求中低速时，混合动力耦合系统可进入第一发动机直驱模式。

(2)第二发动机直驱模式

结合第一离合器5，分离第二离合器6，结合制动器7，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第二发动机直驱模式；

具体地，如图3所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星架43－〉行星轮42－〉齿圈44－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。其中，行星齿轮机构实现发动机4输出动力的增速，速比大于1。

当车速要求高速时，混合动力耦合系统可进入第二发动机直驱模式。

(3)第一混合驱动模式

结合第一离合器5，结合第二离合器6，分离制动器7，发动机1驱动，发电机2驱动，驱动电机3驱动，以建立第一混合驱动模式；

具体地，如图4所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星齿轮机构4－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16，

动力传递路线2为：发电机2－〉行星齿轮机构4－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第二齿轮11－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。

其中，行星齿轮机构4整体旋转，速比为1。

当车速要求为中低车速时，混合动力耦合系统可进入第一混合驱动模式，发动机1、发电机2和驱动电机3共同驱动车轮16。

(4)第二混合驱动模式

结合第一离合器5，分离第二离合器6，结合制动器7，发动机1驱动，发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立第二混合驱动模式；

具体地，如图5所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星架43－〉行星轮42－〉齿圈44－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第二齿轮11－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。

当车速要求为高速时，混合动力耦合系统可进入第二混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮16。

(5)单电机纯电动模式

分离第一离合器5，分离第二离合器6，结合制动器7，发动机1不工作，发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立单电机纯电动模式；

具体地，如图6所示，该驱动模式下的动力传递路线为：驱动电机3－〉第二齿轮11－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。

当动力电池电量充足时，混合动力耦合系统可进入单电机纯电动模式，适于中低车速。

(6)双电机纯电驱动模式

分离第一离合器5，结合第二离合器6，分离制动器7，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立双电机纯电动模式；

具体地，如图7所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉齿圈44－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第二齿轮11－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。

当动力电池电量充足时，混合动力耦合系统可进入双电机纯电驱动模式，适于中低车速。

(7)e-CVT模式

结合第一离合器5，分离第二离合器6，分离制动器7，发动机1驱动发电机2发电，驱动电机3驱动，以建立e-CVT模式；

具体地，如图8所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星架43－〉行星轮42－〉齿圈44－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一离合器5－〉行星架43－〉行星轮42－〉太阳轮41－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第二齿轮11－〉第一齿轮10－〉中间轴8－〉第三齿轮13－〉第四齿轮14－〉差速器15－〉车轮16。

混合动力耦合系统进入e-CVT模式，发动机1和驱动电机3共同驱动车轮16，同时发动机1还驱动发电机2为动力电池发电。

(8)驻车发电模式

分离第一离合器5，分离第二离合器6，分离制动器7，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3产生制动力矩并在其绕组中产生感应电流向动力电池电量充电，以建立驻车发电模式；

当车辆制动时，混合动力耦合系统可进入驻车发电模式，驱动电机3产生制动力矩制动车轮16，同时驱动电机3的绕组中将产生感应电流向动力电池充电，实现制动能量的回收。

此外，若取消第一离合器5的设置，则取消对第一离合器5的控制即可，各工作模式的动力路线相应的不必经过第一离合器5，为免赘述，此处不再对该方案各工作模式中制动器7 和第二离合器6的控制以及动力路线进行一一列举。

本实用新型实施例还提供了车辆，包括控制器、连接于控制器的动力电池以及前述任一实施例述及的混合动力耦合系统，发动机1、发电机2和驱动电机3连接于控制器并受控制器控制。

采用前述混合动力耦合系统，发动机1能驱动发电机2为动力电池发电，动力电池能够为发电机2和驱动电机3提供驱动车轮16的动力，发动机1能够直接驱动车轮16，切换第二离合器6、制动器7的工作状态，及控制发动机1、发电机2和驱动电机3的工作状态，能实现多种驱动模式，获得更高的传动效率；发动机直驱模式，避免了机-电、电-机的能量转换，提高了传动效率；由于实现双电机纯电动模式，从而能进一步提高整车的动力性能，降低整车生产成本；发动机1和发电机2共用行星齿轮机构4进行动力传递，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小负载，从而能进一步提高整车的动力性能，降低整车生产成本；混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式下，驱动电机3均参与驱动，避免动力中断；通过动力电池有效的补充车轮16所需的驱动动力从而更合理地调配内燃机的动力，保持内燃机的工作状态不受或少受路况的影响。内燃机可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的燃油效率，适用于HEV车型和PHEV车型，平台化好。

在一实施例中，可根据电池SOC值及车速需求自动切换混合动力耦合系统的五种驱动模式(发动机直驱模式、混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电驱动模式及e-CVT模式)，自动切换五种驱动模式的控制流程，包括如下步骤：

S1、控制器判断电池SOC值与第一阈值的大小关系，或者同时判断电池SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系；

S2、控制器根据步骤S1的判断结果，切换混合动力耦合系统的工作模式；

S3、在制动时，控制器控制驱动电机3产生制动力矩并且在其绕组中产生感应电流以向动力电池充电。

其中，第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。在控制器中设定好第一阈值和第二阈值后，则控制器自动进行步骤S1的判断并根据步骤S1的判断结果在五种驱动模式间自动切换。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，其特征在于，还包括第二离合器、制动器、中间轴和第一齿轮；

所述发动机的输出轴与所述行星架相连；

所述发电机的输出轴与所述太阳轮相连，所述发电机的输出轴还通过所述第二离合器与所述齿圈相连，所述发电机的输出轴还与所述制动器相连；

所述第一齿轮设于所述中间轴上并与所述齿圈啮合；

所述驱动电机与所述中间轴相连；

所述中间轴输出动力至车轮。

2.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第一离合器，所述发动机的输出轴通过所述第一离合器与所述行星架相连。

3.根据权利要求2所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统具有第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式；

结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述e-CVT模式。

4.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述齿圈可转动地套设于所述发电机的输出轴上，所述第一齿轮与所述齿圈的速比小于1。

5.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述发动机的输出轴与所述发电机的输出轴同轴布置；

所述发电机的输出轴的一端与所述太阳轮相连，另一端与所述制动器相连。

6.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述驱动电机通过第一减速齿轮副连接于所述中间轴。

7.根据权利要求6所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述第一减速齿轮副包括所述第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮设于所述驱动电机的输出轴上。

8.根据权利要求1或7所述的混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第三齿轮和用于连接差速器的第四齿轮；

所述第三齿轮设于所述中间轴上并与所述第一齿轮间隔设置，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第三齿轮的速比小于1，或者

所述第三齿轮啮合于所述第一齿轮与所述第四齿轮之间，所述第四齿轮与所述第三齿轮的速比小于1，所述第三齿轮与所述第一齿轮的速比小于1。

9.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统具有第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式、单电机纯电动模式、双电机纯电动模式及e-CVT模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；

分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述e-CVT模式。

10.一种车辆，包括控制器和连接于所述控制器的电池，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的混合动力耦合系统，所述发动机、所述发电机和所述驱动电机连接于所述控制器并受所述控制器控制。