CN211641818U - 一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统 - Google Patents

Abstract

一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，属于汽车结构部件技术领域。所述用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统包括电机控制器，电机控制器分别与电机一和电机二连接，电机一的输出轴通过离合器分别与齿圈一和行星架二连接，齿圈一与行星轮一啮合，行星轮一与太阳轮一啮合，太阳轮一设置有制动器一，行星轮一与行星架一连接，行星架二与若干个行星轮二连接，若干个行星轮二均分别与齿圈二和太阳轮二啮合，太阳轮二设置有制动器二；电机二的输出轴与齿轮一连接；所述总成系统还包括同轴设置的齿轮二、齿轮三和齿轮四。所述用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其结构紧凑，可以以多种模式运行。

Description

一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统

技术领域

本实用新型涉及汽车结构部件技术领域，特别涉及一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统。

背景技术

随着经济发展和科技进步，汽车不仅是快节奏、高效率生活中的代步工具，也是移动的家。现在汽车的功能越来越多，人们对汽车智能化、舒适性、动力性等方面的要求也越来越高。但是，车辆保有量的增长、化石能源的枯竭和大气环境的恶化也带来一系列的社会问题，生活环境的持续恶化以及人们的节能环保意识提高，直接推动新能源汽车市场的发展。但是，由于配套设施不完善和续航里程短，纯电动汽车的普及还存在困难，所以混合动力车型得到很大的发展，各大型车企都在积极研发相关系统，混合动力车型的关键技术就是混合动力专用变速箱的集成开发。

在混合动力系统的具体应用上，为了更好的协调各部件工作，更有效提高能量利用率，必须配备传动系统。传统的传动系统，仅有发动机一个动力源，用一个离合器控制动力传递，工作模式单一并且油耗高；现有多数混合动力车型中使用的传动系统还存在结构复杂、工况适应性查、换挡时舒适性差，经济性差等缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其结构紧凑，可以以多种模式运行，在中低速工况使用前行星轮系驱动车辆行走，在中高速中高负荷工况使用后行星轮系动车辆行驶。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，包括电机控制器、电机一、电机二、齿圈一、行星轮一、太阳轮一、制动器一、行星架一、行星架二、行星轮二、齿圈二、太阳轮二和制动器二；

所述电机控制器分别与电机一和电机二连接；

所述电机一的输出轴通过离合器分别与齿圈一和行星架二连接；所述齿圈一与若干个行星轮一啮合，若干个所述行星轮一与太阳轮一啮合，所述太阳轮一设置有制动器一，所述行星轮一与行星架一连接；所述行星架二与若干个行星轮二连接，若干个所述行星轮二均分别与齿圈二和太阳轮二啮合，所述太阳轮二设置有制动器二；

所述电机二的输出轴与齿轮一连接；

所述总成系统还包括同轴设置的齿轮二、齿轮三和齿轮四，其中，所述齿轮二分别与齿轮一和齿轮五啮合，所述齿轮五与车轮同轴连接，所述齿轮三与所述齿圈二啮合，所述齿轮四与所述行星架一啮合。

所述电机一还与发动机连接。

所述电机控制器还与动力电池连接。

所述制动器一结合且制动器二分离时，为一挡状态；所述制动器一分离且制动器二结合时，为二挡状态。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型中组件结构紧凑、执行器少，并且能够运行纯电驱动模式、并联式混动模式、串联式混动模式、发动机驱动模式(包含起步、运行)、滑行/制动能量回收模式等多种模式，并能够实现多种工作模式间的切换，达到高效、节能、环保的目的；

2)通过齿轮系和行星轮系实现发动机、电机和电池之间能量的传递和转换，能够平稳、快速地进行纯发动机驱动、单电机驱动、双电机驱动，以及联合驱动(混动)等各模式之间的切换，还可以根据车辆运行工况，改变传动比，实现能量的优化配置，提升车辆动力性和经济性。

本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的纯电动模式动力传递的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的并联式混动模式动力传递的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的串联式混动模式动力传递的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的纯发动机驱动模式动力传递的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的纯发动机驱动模式动力传递及发电模式的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的滑行/制动能量回收模式动力传递的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-发动机，2-电机一，3-离合器，4-制动器一，5-太阳轮一，6-行星架一，7-行星轮一， 8-齿圈一，9-行星架二，10-齿圈二，11-行星轮二，12-太阳轮二，13-制动器二，14-电机控制器，15-动力电池，16-电机二，17-齿轮一，18-车轮，19-齿轮二，20-齿轮三，21-齿轮四，22- 齿轮五。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，对混合动力系统工作模式及其动力传递路线进行描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“一”、“二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图7所示，本实用新型提供了一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其结构紧凑，便于在整车上的集成设计。

如图1所示，一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，包括电机控制器14、电机一2、电机二16、齿圈一8、行星轮一7、太阳轮一5、制动器一4、行星架一6、行星架二9、行星轮二11、齿圈二10、太阳轮二12和制动器二13；

电机控制器14分别与电机一2和电机二16连接；

电机一2的输出轴通过离合器3分别与齿圈一8和行星架二9连接；齿圈一8与若干个行星轮一7啮合，若干个行星轮一7与太阳轮一5啮合，太阳轮一5设置有制动器一4，行星轮一7与行星架一6连接；行星架二9与若干个行星轮二11连接，若干个行星轮二11均分别与齿圈二10和太阳轮二12啮合，太阳轮二12设置有制动器二13；

电机二16的输出轴与齿轮一17连接，电机一2还与发动机1连接，电机控制器14还与动力电池15连接；

总成系统还包括同轴设置的齿轮二19、齿轮三20和齿轮四21，其中，齿轮二19分别与齿轮一17和齿轮五22啮合，齿轮五22与车轮18同轴连接，齿轮三20与齿圈二10啮合，齿轮四21与行星架一6啮合。行星架一6采用现有技术以实现与齿轮四21啮合传动动力。

本实用新型中，制动器一4结合且制动器二13分离时，为一挡状态；制动器一4分离且制动器二13结合时，为二挡状态。通过电机一2、电机二16和发动机1作为动力源，并且电机一2和电机二16还能够用于发电，动力电池15通过电机控制器14与电机一2和电机二16传递电能，电机控制器14采用现有技术，制动器一4和制动器二13实现不同传动比模式的切换，通过行星齿轮结构和齿轮组实现多挡驱动。

如图2所示，车辆运行模式为纯电动模式，即发动机1不工作，离合器3、制动器一4和制动器二13均不工作，切断发动机1和电机一2与车轮18之间的动力传递，仅由电机二 16驱动车辆行驶。动力电池15放电，经过电机控制器14将直流电转换为三相交流电后驱动电机二16主轴旋转，电机二16将电能转换为机械能传递给输出轴，通过齿轮一17、齿轮二 19和齿轮五22传递给车轮18，实现电机二16单独驱动车辆行驶模式。

电机二16既可以正转也可以反转，正转时车辆前行，反转时实现纯电动模式下的倒车功能。

如图3所示，车辆运行模式为并联式混合驱动模式，即发动机1、电机一2和电机二16 共同工作，联合驱动车辆行驶，可以输出较大的功率，提高整车动力性。执行器状态：离合器3和制动器一4均工作。发动机1输出机械能，在离合器3之前与电机一2的扭矩耦合后，经离合器3、齿圈一8和行星轮一7传递至行星架一6，再经齿轮四21、齿轮三20和齿轮二 19，在齿轮二19处与电机二16的扭矩耦合，再经齿轮五22传递至车轮18，实现三个动力源共同驱动车辆行驶。

运行在以上模式时，发动机1和电机一2工作在一挡，能够提供较大的动力，实现整车较好的动力性能；当扭矩需求不大时，电机一2可以处于发电模式，发动机1的机械能驱动电机一2发电，实现发动机1高效运行。

以上仅为并联式混合驱动模式中的一种模式，当制动器二13结合，离合器3和制动器一 4不工作时，发动机1为二挡速比，扭矩通过行星架二9、行星轮二11、齿圈二10、齿轮三20和齿轮二19，在齿轮二19处与电机二16的扭矩耦合，再经齿轮五22传递至车轮18，即发动机1和电机二16联合驱动，电机一2不工作(空转)。

在启动并联模式时，可以根据工况需要，只使用电机一2或者电机二16中的一个电机与发动机1进行联合驱动(如何控制)，实现经济运行模式。

如图4所示，车辆运行模式为串联式混动模式(或称为增程模式)，即发动机1直接参与驱动车辆行驶，可以工作在燃油经济性较好的工况，将机械能传递给电机一2，电机一2将机械能转换为电能，产生的电能一部分提供给电机二16用来驱动车辆行驶，剩下的一部分经过电机控制器14转换成直流电后存入动力电池15中备用。离合器3、制动器一4和制动器二13均不工作，发动机1的机械能直接驱动电机一2进行发电。电机二16利用电机一2发出的电能转化成机械能驱动车辆行驶，需求电能大于电机一2发出的电能时，有动力电池15补充。

在动力电池15电量较低时，可以使用驻车充电功能，在如图4所示工作模式基础上，使电机二16不工作，在驻车的工况下启动发动机1，由发动机1驱动电机一2进行发电，并通过电机控制器14将电能转换为直流电存入动力电池15中，实现了驻车充电功能。

如图5和图6所示，车辆运行模式为纯发动机1驱动模式，即发动机1工作，而电机一2和电机二16不工作，仅由发动机1提供动力驱动车辆起步和行驶。执行器状态：离合器3 结合，制动器二13制动。发动机1输出机械能，经离合器3、行星架二9、行星轮二11、齿圈二10、齿轮三20、齿轮二19和齿轮五22传递至车轮18，实现纯发动机1单独驱动车辆行驶，该传递路线是经行星架二9传递至齿圈二10，其传动比小于1，适用于车轮18的高速巡航运行工况，发动机1直驱效率最高。在该模式运行过程中，电机一2一直在空转，可随时转为发电模式，给整车用电设备提供必需的电能及保证动力电池15的电量维持在一定的荷电状态(SOC)。

如图7所示，车辆运行模式为滑行/制动能量回收模式，即车辆滑行或者制动时，动力系统给车辆提供反向力矩，将车辆的部分动能经由电机二16转换为电能，存入动力电池15中备用。执行器状态：车辆运行时因为惯性作用会具有动能，在滑行和制动工况下，离合器3、制动器一4和制动器二13均不工作，电机二16开启发电工作模式，发动机1和电机一2不工作，整车动能通过车轮18、齿轮五22、齿轮二19和齿轮一17后将动能传递至电机二16 进行发电，电能通过电机控制器14储存至动力电池15中，实现电机二16的能量回收功能。

本实用新型的在实际使用时，可根据系统和整车布置需要，去掉电机二16，系统变为单电机混合动力系统也可以正常工作。

尽管已经结合附图对本实用新型进行了描述，本领域的普通技术人员可以理解：本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其特征在于，包括电机控制器、电机一、电机二、齿圈一、行星轮一、太阳轮一、制动器一、行星架一、行星架二、行星轮二、齿圈二、太阳轮二和制动器二；

所述电机控制器分别与电机一和电机二连接；

所述电机一的输出轴通过离合器分别与齿圈一和行星架二连接；所述齿圈一与若干个行星轮一啮合，若干个所述行星轮一与太阳轮一啮合，所述太阳轮一设置有制动器一，所述行星轮一与行星架一连接；所述行星架二与若干个行星轮二连接，若干个所述行星轮二均分别与齿圈二和太阳轮二啮合，所述太阳轮二设置有制动器二；

所述电机二的输出轴与齿轮一连接；

所述总成系统还包括同轴设置的齿轮二、齿轮三和齿轮四，其中，所述齿轮二分别与齿轮一和齿轮五啮合，所述齿轮五与车轮同轴连接，所述齿轮三与所述齿圈二啮合，所述齿轮四与所述行星架一啮合。

2.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其特征在于，所述电机一还与发动机连接。

3.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其特征在于，所述电机控制器还与动力电池连接。

4.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的双电机混合动力总成系统，其特征在于，所述制动器一结合且制动器二分离时，为一挡状态；所述制动器一分离且制动器二结合时，为二挡状态。

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