CN211166415U - 混合动力车的多模动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力车的多模动力系统，是一种用于向输出轴输出扭矩的动力系统，其包括行星齿轮装置、发动机、第一电机、中间轴、第二电机以及第一制动器；行星齿轮装置包括太阳轮、行星架、行星齿轮以及齿圈；发动机与行星架驱动连接；第一电机与太阳轮驱动连接；中间轴具备与齿圈传动连接的第一齿轮，且其与输出轴传动连接；第二电机与中间轴传动连接；第一制动器作用于行星架以使行星架在锁死与自由两种状态间切换。本实用新型通过设置发电机、第二电机以及可作为发电机使用的第一电机，并设置第一制动器，通过控制第一制动器及各动力源的运行状态，可实现多种动力组合驱动模式，有利于减小各动力源的设计功率，提升能源效率。

Description

混合动力车的多模动力系统

技术领域

本实用新型涉及混动车辆技术领域，特别是涉及一种混合动力车的多模动力系统。

背景技术

随着科学技术的发展，交通运输水平的提升，减污减排已经成为社会发展必然和社会发展共识。作为城市的交通运输工具的电动车已经愈来愈成为交通运输的主流工具，而纯电动汽车作为城市新能源交通运输主流交通工具，占比达到80％，可以降低城市内部的污染排放，维护城市空气质量，给人类带来更大的健康指数。但作为纯电交通工具，其续航里程、高速行驶经济效率及充电便利性却成为困扰大多用户出行的首要不利因素，于是，出现了混动车辆，目前很多混动车辆采用一发动机、一电机以及一发电机的形式，并采用行星齿轮装置实现发动机动力的功率分流，使得发动机的功率可灵活分流给车辆的输出轴以及发电机以转换为动能以及电能，其动力模式只有纯电动、纯发动机驱动以及混动三种模式，功能模式较少，且对于发动机与电机而言均需要较大的设计功率以满足车辆的动力需要，不能使能源效率发挥到最大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种混合动力车的多模动力系统，能够提供较多的功能模式，减小各动力源的设计功率，提升能源效率。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的混合动力车的多模动力系统，是一种用于向输出轴输出扭矩的动力系统，其包括：

行星齿轮装置，其包括太阳轮、行星架、行星齿轮以及齿圈；

发动机，其与所述行星架驱动连接并同轴布置；

第一电机，其与所述太阳轮驱动连接并同轴布置，且其可作为发电机；

中间轴，其具备与所述齿圈传动连接的第一齿轮，且其与所述输出轴传动连接；

第二电机，其与所述中间轴传动连接；以及

第一制动器，其作用于所述行星架以使所述行星架在锁死与自由两种状态间切换。

进一步地，其还包括：

第二制动器，其作用于所述太阳轮以使所述太阳轮在锁死与自由两种状态间切换。

进一步地，所述第二电机与第二齿轮驱动连接且同轴布置，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

进一步地，所述中间轴上具备与第四齿轮啮合的第三齿轮，所述第四齿轮与所述输出轴同轴设置并具有传动关系。

进一步地，还具备：差速器，其介于所述第四齿轮与所述输出轴之间，将扭矩差动地分配至所述输出轴。

有益效果：本实用新型的混合动力车的多模动力系统通过设置发电机、第二电机以及可作为发电机使用的第一电机，并设置第一制动器，通过控制第一制动器及各动力源的运行状态，可实现单电机纯电动、双电机纯电动、发电机驱动以及混合动力等多种动力组合驱动模式，有利于减小各动力源的设计功率，提升能源效率。

附图说明

附图1为本实用新型之第一实施例的多模动力系统的结构图；

附图2为本实用新型之第二实施例的多模动力系统的结构图；

附图3为多模动力系统的第一状态示意图；

附图4为多模动力系统的第二状态示意图；

附图5为多模动力系统的第三状态示意图；

附图6为多模动力系统的第四状态示意图；

附图7为多模动力系统的第五状态示意图。

图中：1-发动机；2-第一制动器；3-行星架；4-齿圈；5-第二制动器；6-第一电机；7-第二电机；8-太阳轮；9-第一齿轮；10-差速器；11-行星齿轮；12-第二齿轮；13-中间轴；14-第三齿轮；15-第四齿轮；16-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所述的混合动力车的多模动力系统，是一种用于向输出轴16 输出扭矩的动力系统，其包括行星齿轮装置、发动机1、第一电机6、第二电机7、中间轴13以及第一制动器2。其中，第一电机6可作为动力输出元件也可作为发电机使用，实际使用时，第一电机6与第二电机7共同连接同一电池。

其中，行星齿轮装置包括太阳轮8、行星架3、行星齿轮11以及齿圈4，太阳轮8、行星架3以及齿圈4三者同轴设置且均可转动；所述行星架3上转动安装有若干行星齿轮11，每个行星齿轮11均同时与太阳轮8以及齿圈 4啮合。

发动机1的动力输出轴与所述行星架3驱动连接并同轴布置，第一电机6的动力输出轴与所述太阳轮8驱动连接并同轴布置；中间轴13与整个行星齿轮装置的中轴线平行设置，且中间轴13上固连有第一齿轮9，所述齿圈4上具备外齿部，所述第一齿轮9与齿圈4的外齿部啮合。

所述第二电机7与第二齿轮12驱动连接且同轴布置，所述第二齿轮12 与所述第一齿轮9啮合，齿圈4与第一齿轮9两者分别置于中间轴13的两侧。且相对于所述行星齿轮装置，第一电机6与第二电机7位于其同一侧，发动机1位于行星齿轮装置的另一侧。

所述中间轴13上还固定安装有与第四齿轮15啮合的第三齿轮14，所述第四齿轮15与所述输出轴16同轴设置并具有传动关系。优选地，多模动力系统还具备差速器10，所述差速器10介于所述第四齿轮15与所述输出轴16之间，将扭矩差动地分配至所述输出轴16，使得输出轴16连接的车轮可差速运转，方便车辆转向。

上述多模动力系统的系统布局合理，使得整个系统在图示的左右方向上配重较为均匀，且系统的整体体积较小，可节约安装空间。

第一制动器2可作用于所述行星架3以使所述行星架3在锁死与自由两种状态间切换，锁死状态下，行星架3无法转动，自由状态下，行星架3 可随发动机1的动力输出轴转动。

在第二种实施例中，如附图2所示，多模动力系统还包括第二制动器5，其作用于所述太阳轮8以使所述太阳轮8在锁死与自由两种状态间切换，锁死状态下，太阳轮8无法转动，自由状态下，太阳轮8可随第一电机6 转动。

为了具体说明本实用新型之多模动力系统的功能，下面以第二种实施例之多模动力系统为例对其使用方法进行详细说明：

多模动力系统可呈现出如下六种状态，各状态的状态图如附图3-附图7 所示，附图3-附图7中，粗实线部分表示处于运转状态及起到传动作用的零部件，细实线部分表示处于闲置状态或空运转状态的零部件。

(1)如附图3所示为低功率单电机驱动模式，第一制动器不运行，第一电机6处于自由空转状态，第二制动器5不运行，太阳轮8处于自由状态。第二电机7单独运转通过中间轴13将动力传递至输出轴16；

(2)如附图4所示为高功率双电机驱动模式，此时第一制动器2使行星架3处于锁死状态，行星齿轮装置形成个速比，第一电机6运转，第二制动器5不运转，第二电机7运转，第一电机6与第二电机7两者的动力在所述第一齿轮9上汇总后一起通过中间轴13驱动输出轴16运转；

(3)如附图5所示为动力分流式混合动力模式，此时行星架3与太阳轮8均处于自由状态，发动机1与第二电机7主动运转。此模式下可实现两种混动形式：第一种：第一电机6作为发电机被动运转，发动机1输出的动能经行星齿轮装置分为两部分，一部分由齿圈4输出至第一齿轮9并与第二电机7的动力汇总然后输出给输出轴16，另一部分经太阳轮8输出给第一电机6，第一电机6作为发电机被动转动并将动能转变为电能为其所连接的电池充电，如此根据车辆运行状态，发动机1输出的动能实现了分流，其剩余的功率可由第一电机6转变为电能。第二种：第一电机6作为电机主动运转，此时可实现三动力源混动，发动机1的动力与第一电机6 的动力经行星齿轮装置进行输入功率合流后传递给第一齿轮9，并与第二电机7的动力汇总后输出给输出轴16；

(4)如附图6所示为并联式混合动力模式，此时第一制动器2不运行使得行星架3处于自由状态，第二制动器5运行使得太阳轮8处于锁死状态，此状态下，第一电机6处于闲置状态，发动机1与第二电机7运转且两者的动力处于并联状态，两者的动力在第一齿轮9处汇总并一起通过中间轴13传递至输出轴16；

(5)如附图7所示为发动机直驱模式，此时第一制动器2不运行使得行星架3处于自由状态，第二制动器5运行使得太阳轮8处于锁死状态，第一电机6不运转，第二电机7处于空转状态，发动机1运转且其输出的动力经齿圈4、第一齿轮9、中间轴13传递给输出轴16；

本实用新型的混合动力车的多模动力系统通过设置发电机、第二电机以及可作为发电机使用的第一电机，并设置第一制动器，通过控制第一制动器及各动力源的运行状态，可实现单电机纯电动、双电机纯电动、发电机驱动以及混合动力等多种动力组合驱动模式，有利于减小各动力源的设计功率，提升能源效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.混合动力车的多模动力系统，是一种用于向输出轴输出扭矩的动力系统，其特征在于，其包括：

行星齿轮装置，其包括太阳轮、行星架、行星齿轮以及齿圈；

发动机，其与所述行星架驱动连接并同轴布置；

第一电机，其与所述太阳轮驱动连接并同轴布置，且其可作为发电机；

中间轴，其具备与所述齿圈传动连接的第一齿轮，且其与所述输出轴传动连接；

第二电机，其与所述中间轴传动连接；以及

第一制动器，其作用于所述行星架以使所述行星架在锁死与自由两种状态间切换。

2.根据权利要求1所述的混合动力车的多模动力系统，其特征在于，其还包括：

第二制动器，其作用于所述太阳轮以使所述太阳轮在锁死与自由两种状态间切换。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力车的多模动力系统，其特征在于，所述第二电机与第二齿轮驱动连接且同轴布置，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

4.根据权利要求1或2所述的混合动力车的多模动力系统，其特征在于，所述中间轴上具备与第四齿轮啮合的第三齿轮，所述第四齿轮与所述输出轴同轴设置并具有传动关系。

5.根据权利要求4所述的混合动力车的多模动力系统，其特征在于，还具备：差速器，其介于所述第四齿轮与所述输出轴之间，将扭矩差动地分配至所述输出轴。

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