CN212386297U - 车辆的动力系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆的动力系统以及车辆，车辆的动力系统包括：差速器；第一行星齿轮机构，第一行星齿轮机构具有第一传动端、第二传动端和第三传动端；第二行星齿轮机构，第二行星齿轮机构具有第四传动端、第五传动端和第六传动端；发动机和第一电机，发动机与第一传动端传动连接，第二传动端与第一电机传动连接；第二电机，第二电机与第六传动端传动连接。由此，通过第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、发动机、第一电机和第二电机配合，与现有技术相比，该动力系统能够实现车辆在不同驾驶工况下的不同驱动功能需求，可以降低整车能耗、排放，也可以提升驾驶体验。

Description

车辆的动力系统以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆的动力系统以及具有该车辆的动力系统的车辆。

背景技术

相关技术中，现有车辆的动力系统体积较大，并且动力系统的轴向尺寸大，会占用整车宽度方向较大的布置空间。并且，在不同驾驶工况下，现有动力系统不能满足不同驾驶工况驱动功能需求，增加了整车能耗、排放，影响驾驶体验。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆的动力系统，可以解决现有动力系统不能满足不同驾驶工况驱动功能需求的问题，也可以解决整车能耗、排放高的问题，还可以解决车辆驾驶体验差的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆的动力系统，包括：差速器；第一行星齿轮机构，所述第一行星齿轮机构具有第一传动端、第二传动端和第三传动端；第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构具有第四传动端、第五传动端和第六传动端；发动机和第一电机，所述发动机与所述第一传动端传动连接，所述第二传动端与所述第一电机传动连接，所述第四传动端与所述第三传动端、所述差速器均传动连接，所述第一传动端选择性地与所述第五传动端传动连接且所述第五传动端选择性地锁止；第二电机，所述第二电机与所述第六传动端传动连接。

在本实用新型的一些示例中，所述第一行星齿轮机构包括：第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮和第一行星架，所述第一行星轮啮合在所述第一齿圈和所述第一太阳轮之间，所述第一行星架与所述第一行星轮连接，其中，所述第一齿圈构造为第一传动端，所述第一太阳轮构造为第二传动端，所述第一行星架构造为第三传动端。

在本实用新型的一些示例中，所述第一太阳轮连接有第一轴，所述第一轴设有第一齿轮，所述第一电机设有第一输出轴且所述第一输出轴设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮。

在本实用新型的一些示例中，所述第一轴和所述第一输出轴平行且错开布置。

在本实用新型的一些示例中，所述第一行星架设有空心轴，所述第一行星架和所述空心轴均套设于所述第一轴，所述空心轴与所述第一轴同轴布置；所述空心轴设有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第四传动端啮合传动。

在本实用新型的一些示例中，所述发动机具有第二输出轴，所述第二输出轴设有与所述第一齿圈啮合的第四齿轮。

在本实用新型的一些示例中，所述第二行星齿轮机构包括：第二齿圈、第二行星轮、第二太阳轮和第二行星架，所述第二行星轮啮合在所述第二齿圈和所述第二太阳轮之间，所述第二行星架与所述第二行星轮连接，其中，所述第二齿圈构造为第四传动端，所述第二太阳轮构造为第六传动端，所述第二行星架构造为第五传动端。

在本实用新型的一些示例中，所述的动力系统还包括：第一分合组件和锁止机构，所述第二行星架设有第二轴，所述发动机具有第二输出轴，所述第一分合组件连接在所述第二轴和所述第二输出轴之间且选择性接合所述第二轴和所述第二输出轴；所述锁止机构选择性锁止所述第二轴实用新型；所述第二电机设有第三输出轴，所述第三输出轴与所述第二太阳轮连接；所述第二输出轴、所述第二轴和所述第三输出轴同轴布置。

在本实用新型的一些示例中，所述的车辆的动力系统还包括：第三轴，所述第三轴的两端分别设有第五齿轮和第六齿轮，所述第五齿轮和所述第六齿轮中的一个与所述第二齿圈啮合，所述第五齿轮和所述第六齿轮中的另一个与所述差速器的输入齿轮啮合。

相对于现有技术，本实用新型所述的车辆的动力系统具有以下优势：

根据本实用新型的车辆的动力系统，通过第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、发动机、第一电机和第二电机配合，与现有技术相比，该动力系统能够实现车辆在不同驾驶工况下的不同驱动功能需求，可以降低整车能耗、排放，也可以提升驾驶体验。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的车辆的动力系统。

所述车辆与上述的车辆的动力系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的动力系统的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的动力系统的功能原理示意图；

图3为本实用新型实施例所述的动力系统的多个工作模式的工作区间示意图；

图4为本实用新型实施例所述的动力系统的第一纯电驱动模式的原理示意图；

图5为本实用新型实施例所述的动力系统的第二纯电驱动模式的原理示意图；

图6为本实用新型实施例所述的动力系统的第一无级调速混联混动驱动模式的原理示意图；

图7为本实用新型实施例所述的动力系统的第一无级调速混联混动驱动模式和第一发动机直驱模式的工作区间示意图；

图8为本实用新型实施例所述的动力系统的第二无级调速混联混动驱动模式的原理示意图；

图9为本实用新型实施例所述的动力系统的第二无级调速混联混动驱动模式和第二发动机直驱模式的工作区间示意图。

附图标记说明：

动力系统1；

差速器2；输入齿轮21；

第一行星齿轮机构3；第一齿圈31；第一行星轮32；第一太阳轮33；第一行星架34；第一轴35；第一齿轮36；空心轴37；第三齿轮38；

第二行星齿轮机构4；第二齿圈41；第二行星轮42；第二太阳轮43；第二行星架44；第二轴45；

发动机5；第二输出轴51；第四齿轮52；

第一电机6；第一输出轴61；第二齿轮62；

第二电机7；第三输出轴71；

第一分合组件8；锁止机构9；

第三轴10；第五齿轮101；第六齿轮102。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-9所示，根据本实用新型实施例的车辆的动力系统1，动力系统1设置于车辆。动力系统1包括：差速器2、第一行星齿轮机构3、第二行星齿轮机构4、发动机5、第一电机6和第二电机7。第一行星齿轮机构3具有第一传动端、第二传动端和第三传动端。第二行星齿轮机构4具有第四传动端、第五传动端和第六传动端。发动机5与第一传动端传动连接，第二传动端与第一电机6传动连接，第四传动端与第三传动端、差速器2均传动连接，动力通过第四传动端传递至差速器2。第一传动端选择性地与第五传动端传动连接，而且第五传动端选择性地锁止，第五传动端锁止时，第五传动端不传递动力。第二电机7与第六传动端传动连接。

其中，在车辆的行驶过程中，通过第一传动端选择性地与第五传动端传动连接且第五传动端选择性地锁止，能够使动力系统1具有六种工作模式，六种工作模式可以包括第一纯电驱动模式(EV1模式)、第二纯电驱动模式(EV2模式)、第一无级调速混联混动驱动模式(eCVT1模式)、第一发动机直驱模式(FG1模式)、第二无级调速混联混动驱动模式(eCVT2模式)和第二发动机直驱模式(FG2模式)。在不同工作模式下，发动机5、第一电机6和第二电机7的工作情况不同。多种工作模式可以匹配车辆的不同驾驶工况，车辆在不同行驶工况下，这样设置能够实现车辆在不同驾驶工况下的不同驱动功能需求，可以节省燃油，从而可以降低整车能耗、排放，并且，通过多种工作模式匹配车辆的不同驾驶工况，能够保证车辆的动力性能，可以提升车辆的驾驶体验。

需要说明的是，当第二电机7处于工作状态时，第二电机7可以产生动力，动力经过第二行星齿轮机构4后传输至差速器2，由差速器2的半轴向车轮输出动力。当第一电机6处于工作状态时，第一电机6可以输出动力，动力可以沿着第一行星齿轮机构3传递至第二行星齿轮机构4，然后第一电机6的动力通过第二行星齿轮机构4传递至差速器2上。当发动机5处于工作状态时且第一传动端与第五传动端未连接时，发动机5可以输出动力，发动机5的输出动力一部分经过第一行星齿轮机构3传递至第二行星齿轮机构4，由第二行星齿轮机构4传输至差速器2，另一部分动力通过第一行星齿轮机构3传递至第一电机6。当第一传动端与第五传动端传动连接且第五传动端解锁时，发动机5产生的动力一部分可以经过第一行星齿轮机构3传递至第二行星齿轮机构4，一部分动力可以直接传递至第二行星齿轮机构4，然后动力通过第二行星齿轮机构4传递至差速器2，还有一部分动力通过第一行星齿轮机构3传递至第一电机6。通过发动机5、第一电机6和第二电机7中的一种或者二种及以上自由组合，动力系统1可以在不同的工作模式下向外输出不同功率的动力，动力系统1的动力传递效率更高，本申请的动力系统1可以实现车辆在城市工况下高效节油，也可以实现车辆在高速工况下发动机5高效直驱，进而可以降低车辆的能耗。

下面分别介绍动力系统1的六种工作模式。

第一纯电驱动模式(EV1模式)：动力系统1在第一纯电驱动模式下，第一传动端不与第五传动端传动连接且第五传动端锁止，第二电机7处于工作状态，发动机5和第一电机6处于不工作状态，此时第二电机7可以通过第二行星齿轮机构4的第六传动端向第二行星齿轮机构4输出动力，通过第四传动端将动力传递至差速器2的壳体，最终动力传递至车轮，驱动车辆行驶，并且部分动力也可以通过第四传动端传递至第三传动端，传递至第一行星齿轮机构3的动力一部分通过第二传动端传递至第一电机6，使第一电机6处于随转状态，传递至第一行星齿轮机构3的另一部分动力通过第二传动端传递至发动机5，由于发动机5自身阻尼转矩较大，因此发动机5保持停机静止状态。车辆处于EV1模式状态时，第二电机7单独纯电驱动，适用于车辆的中低载荷工况。

第二纯电驱动模式(EV2模式)：发动机5处于不工作状态，并且第一传动端与第五传动端传动连接且第五传动端锁止，第一电机6和/或第二电机7纯电驱动，也可以理解为，第一电机6和/或第二电机7处于工作状态，例如：第一电机6和第二电机7均处于工作状态，在此工作模式下，第二电机7产生的动力可以传递至第六驱动端，第五驱动端处于锁止状态，第六驱动端可以通过第四驱动端传递至差速器2，第一电机6产生的动力可以依次通过第二驱动端、第三驱动端传递至第四驱动端，第一电机6产生的动力可以通过第四驱动端传递至差速器2，从而可以使第一电机6和/或第二电机7驱动车辆行驶，第二纯电驱动模式可以适应车辆在纯电驱动模式下的轻载或者重载的行驶工况，动力系统1在第二纯电驱动模式下能够有效降低车辆在驻坡或者低车速爬坡工况下的热损耗。

第一无级调速混联混动驱动模式(eCVT1模式)：第一传动端不与第五传动端传动连接且第五传动端锁止，第一电机6调速动力分流，发动机5和第二电机7共同驱动。与第一纯电驱动模式相比，动力系统1可以平顺的从第一纯电驱动模式转变至第一无级调速混联混动驱动模式。第一电机6可以调速动力分流，发动机5产生的动力通过第一传动端传递至第一行星齿轮机构3，之后一部分动力通过第三传动端传递至第二行星齿轮机构4，动力再由第四传动端传递至差速器2，另一部分动力通过第二传动端传递至第一电机6转化为电能储存在动力电池内。eCVT1模式可以使发动机5始终保持在最佳的工作效率，可以降低车辆的能耗，第一无级调速混联混动驱动模式主要应用于2档线以上的使用频率不高的中高负载区域。

第一发动机直驱模式(FG1模式)，第一发动机直驱模式是在第一无级调速混联混动驱动模式的基础上，使第一电机6调速到零转速而锁止第一电机6，从而使第一电机6不会分流发动机5的动力，此时发动机5产生的动力可以全部经过第一行星齿轮机构3传递至第二行星齿轮机构4，动力经过第四传动端传递至差速器2输出至车轮，此时发动机5的动力传递效率最高，因此，第一发动机直驱模式更适合于应对车辆的中低速、中高持续稳态负载驾驶工况。

第二无级调速混联混动驱动模式(eCVT2模式)：第一传动端与第五传动端传动连接且第五传动端不锁止。第一电机6或第二电机7都可以单独用作调速动力分流电机，但第一电机6及第二电机7绝对不能同时运行在调速动力分流模式，否则将打破由两个行星齿轮机构共同组合形成的杠杆平衡机构。发动机5与第一电机6共同驱动。当动力系统1处于第二无级调速混联混动驱动模式，第一电机6或第二电机7中的一个可以作为调速动力分流电机，发动机5、第一电机6和第二电机7通过第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4同时工作实现复合动力分流无级调速混动，并且动力最终通过第二行星齿轮机构4输入至差速器2，最终动力可以驱动车辆行驶。第二无级调速混联混动驱动模式适用于车辆在低速至高速的低载至中载的动力需求。

第二发动机直驱模式(FG2模式)：第一传动端与第五传动端传动连接且第五传动端不锁止。第二发动机直驱模式是在第二无级调速混联混动驱动模式的基础上，将第一电机6或第二电机7调速至零速，使第二无级调速混联混动驱动模式可以具有两个机械控制点，发动机5在两个机械控制点工作时，发动机5输出的动力可以通过第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4传递至差速器2，并通过差速器2输出至车轮，发动机5将在两个机械控制点独立地直接驱动或与非调速分流电机进行并联混动。第二发动机直驱模式更适合于车辆在中速至高速持续稳态驾驶工况。

由此，通过第一行星齿轮机构3、第二行星齿轮机构4、发动机5、第一电机6和第二电机7配合，与现有技术相比，该动力系统1能够实现车辆在不同驾驶工况下的不同驱动功能需求，可以降低整车能耗、排放，也可以提升驾驶体验。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第一行星齿轮机构3可以包括：第一齿圈31、第一行星轮32、第一太阳轮33和第一行星架34，第一行星轮32可以啮合在第一齿圈31和第一太阳轮33之间，第一行星架34可以与第一行星轮32连接，其中，第一齿圈31可以构造为第一传动端，第一太阳轮33可以构造为第二传动端，第一行星架34可以构造为第三传动端。需要说明的是，第一齿圈31可以具有外啮合部和内啮合部，其中，第一齿圈31的内啮合部可以使第一齿圈31随着第一行星轮32的转动而转动，第一齿圈31的外啮合部可以使第一齿圈31随着发动机5的转动而转动，从而可以使第一齿圈31可以在第一行星齿轮机构3与发动机5之间传递动力。第一行星架34可以与第一行星轮32连接，通过设置第一行星架34，动力可以通过第一行星架34在第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4之间传递。第一太阳轮33可以构造为第二传动端，第一太阳轮33可以在第一电机6与第一行星齿轮机构3之间传递动力。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第一太阳轮33可以连接有第一轴35，第一轴35可以设置有第一齿轮36，第一电机6可以设置有第一输出轴61且第一输出轴61可以设置有与第一齿轮36啮合的第二齿轮62。通过第一齿轮36和第二齿轮62啮合，可以将第一电机6产生的动力传递至第一行星齿轮机构3，第一行星齿轮机构3上的动力也可以传递至第一输出轴61。第一齿轮36与第二齿轮62相比齿数更多，如此设置动力从第一电机6传递至第一行星齿轮机构3时可以减速增矩，从而使第一电机6可以辅助车辆行驶，能够有效降低车辆在驻坡或者低车速爬坡工况下的热损耗。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第一轴35和第一输出轴61可以平行且错开布置。其中，第一轴35与第一输出轴61平行布置，并且，第一轴35和第一输出轴61不同轴设置，第一轴35和第一输出轴61错开设置，同时，在图1中的上下方向，第一轴35的投影和第一输出轴61的投影具有重合区域，如此设置能够减少动力系统1的轴向尺寸，动力系统1的轴向方向是指图1中的左右方向，从而可以减少动力系统1的体积，与现有技术相比，动力系统1可以更加紧凑，可以使动力系统1在车辆上更容易布置。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第一行星架34可以设置有空心轴37，第一行星架34和空心轴37均可以套设于第一轴35的外侧，空心轴37与第一轴35可以同轴布置。空心轴37可以设置有第三齿轮38，第三齿轮38与第四传动端可以啮合传动。如此设置可以保证第一行星轮32、空心轴37和第一轴35同轴线，从而当动力在第一行星齿轮机构3上传动时同轴线的第一行星轮32、空心轴37和第一轴35可以减轻第一行星齿轮机构3的磨损，进而可以提高动力系统1的使用寿命。通过在空心轴37设置有第三齿轮38，第三齿轮38与第四传动端可以啮合传动，第三齿轮38可以在第一行星齿轮机构3与第二行星齿轮机构4之间传递动力，从而可以使第一电机6、第二电机7和发动机5产生的动力输出至差速器2。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，发动机5可以具有第二输出轴51，第二输出轴51可以设置有与第一齿圈31啮合的第四齿轮52。通过设置第二输出轴51可以使发动机5产生的动力输出至第一行星齿轮机构3。需要说明的是，第一齿圈31的齿数可以设置为比第四齿轮52的齿数多，从而使动力从第二输出轴51传递至第一行星齿轮机构3时可以减速增矩，可以使动力系统1输出更多的转矩，可以使车辆更容易获得高速。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第二行星齿轮机构4可以包括：第二齿圈41、第二行星轮42、第二太阳轮43和第二行星架44，第二行星轮42可以啮合在第二齿圈41和第二太阳轮43之间，第二行星架44可以与第二行星轮42连接，其中，第二齿圈41可以构造为第四传动端，第二太阳轮43可以构造为第六传动端，第二行星架44可以构造为第五传动端。需要说明的是，第二齿圈41可以构造为具有外啮合部和内啮合部，其中，第二齿圈41的内啮合部可以使第二齿圈41随着第二行星轮42的转动而转动，第二齿圈41的外啮合部可以使第二齿圈41与差速器2连接，从而使第二齿圈41可以从第二行星齿轮机构4向差速器2输出动力，第二齿圈41的外啮合部也可以与第三齿轮38啮合连接，从而可以使动力在第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4之间传递。第二行星架44可以与第二行星轮42连接，通过设置第二行星架44，可以使传递至第二行星轮42上的动力传递至第二行星架44，从而可以避免过高的动力造成第二行星轮42磨损，进而可以提高动力系统1的使用寿命。第一太阳轮33可以构造为第六传动端，第一太阳轮33可以在第二电机7与第二行星齿轮机构4之间传递动力。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，动力系统1还可以包括：第一分合组件8和锁止机构9，第二行星架44可以设置有第二轴45，发动机5可以具有第二输出轴51，第一分合组件8可以连接在第二轴45和第二输出轴51之间且选择性接合第二轴45和第二输出轴51。锁止机构9选择性锁止第二轴45。其中，第一分合组件8可以设置为离合器，锁止机构9可以设置为制动器，锁止机构9固定设置，第一分合组件8打开，锁止机构9不锁止第二轴45时，发动机5产生的动力可以全部传递至第一行星齿轮机构3，第二行星轮42可以沿着第二太阳轮43的周向旋转。当第一分合组件8关闭，锁止机构9不锁止第二轴45时，发动机5产生的一部分动力可以传递至第一行星齿轮机构3，另一部分动力可以通过第二轴45传递至第二行星齿轮机构4。当第一分合组件8打开，锁止机构9锁止第二轴45时，发动机5产生的动力全部传递至第一行星齿轮机构3，第二行星轮42的位置与第二太阳轮43可以相对静止，此时第二太阳轮43与第二齿圈41之间的传动比为固定传动比。当第一分合组件8闭合，锁止机构9锁止第二轴45时，发动机5处于停机状态。由此，通过设置第一分合组件8和锁止机构9，第一分合组件8选择性接合第二轴45和第二输出轴51，锁止机构9选择性锁止第二轴45，可以改变发动机5产生的动力的输出路径，也可以使动力系统1具有六种工作模式，从而可以改变动力系统1的输出效率，进而可以实现车辆在城市工况下高效节油，也可以实现车辆在高速工况下发动机5高效直驱，还可以降低车辆的能耗。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第二电机7可以设置有第三输出轴71，第三输出轴71与第二太阳轮43固定连接，第二输出轴51、第二轴45和第三输出轴71同轴布置，如此设置可以保证发动机5产生的动力经过第二输出轴51和第二轴45输出到第二行星齿轮机构4时动力的传递方向不发生偏移，可以有效避免第二输出轴51和第二轴45分离，也可以降低第二输出轴51与第二轴45之间的动力损耗，如此设置能够减少图1中动力系统1在上下方向的尺寸，可以使动力系统1结构更加紧凑。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，动力系统1还可以包括：第三轴10，第三轴10的两端可以分别设置有第五齿轮101和第六齿轮102，第五齿轮101和第六齿轮102中的一个与第二齿圈41啮合，第五齿轮101和第六齿轮102中的另一个可以与差速器2的输入齿轮21啮合，优选地，第五齿轮101可以与第二齿圈41啮合，第六齿轮102可以与差速器2的输入齿轮21啮合，并且第五齿轮101的齿数可以设置为大于第六齿轮102的齿数，如此设置可以使动力从第二行星齿轮机构4输出到差速器2的过程中按固定的传动比减速增矩，从而使车辆的驱动力更高，车辆能够具有良好的动力性。

具体地，如图1所示，以本实用新型实施例的动力系统1为例对动力系统1的不同工作模式进行说明。

图2是根据本申请一个实施例的动力系统1的工作原理框图，符号k₁表示第一太阳轮33到第一齿圈31的减速比。k₂表示第二太阳轮43到第二齿圈41的减速比。k_p1表示第四齿轮52至第一齿圈31的减速比。k_p2表示第三齿轮38至第二齿圈41的减速比。k_M1表示第二齿轮62至第一齿轮36的减速比。k_f表示第二齿圈41、第五齿轮101、第六齿轮102和输入齿轮21最终输出到差速器2的最终输出减速比。

如图1和图.4所示，车辆在第一纯电驱动模式(EV1模式)下行驶时：锁止机构9闭合，第一分合组件8打开，发动机5因自身阻尼转矩保持停机静止状态，此时动力系统1仅由第二电机7独立地提供动力，第一电机6不提供动力，但处于随转状态，第一电机6的第一输出轴61和第二电机7的第三输出轴71的转动方向相反。第一电机6输出到差速器2的转矩为0，第二电机7输出到差速器2的转矩可以表示为：T_EV1-out＝-k₂k_fT_S2-MG2。由公式可知，在车辆的前进方向第二电机7工作在反向转速区，提供负转矩驱动车辆向前行驶，第一电机6随转。当车辆需要制动时，第二电机7在反向转速区输出正转矩实现在车辆的前进方向制动。车辆在倒车后退方向的过程中，第二电机7可以工作在正向转速区，第二电机7可以提供正转矩使车辆倒车，当车辆在倒车的过程中，第二电机7可以提供负转矩实现车辆倒车制动，其中，第一电机6始终处于随转状态。

如图1和图5所示，车辆在第二纯电驱动模式下行驶时：锁止机构9和第一分合组件8同时闭合，发动机5可以停机静止，第一电机6和/或第二电机7为车辆提供动力，第一电机6的第一输出轴61和第二电机7的第三输出轴71的转动方向相反。此时，第一电机6和第二电机7输出到动力系统1外的转矩可以表示为：T_EV2-out＝(k₁+1)k_M1k_p2k_fT_S1-MG1-k₂k_fT_S2-MG2，其中，第一分合组件8闭合，锁止机构9锁止第二轴45，发动机5处于静止状态。第一电机6和/或第二电机7的转矩可以通过各自独立的固定传动比通过第二行星齿轮机构4输出到变速器。由于第一电机6及第二电机7可以同时为车辆提供动力，第一电机6和第二电机7可以降低动力系统1的体积及重量，从而可以降低动力系统1的生产成本。并且第一电机6和第二电机7共同驱动车辆下可以实现车辆在城市工况下高效节油，也可以实现车辆在高速工况下发动机5高效直驱，进而可以降低车辆的使用成本。由公式可知，在车辆的前进方向，第一电机6可以工作在正向转速区输出正转矩为车辆提供行驶需要的部分转矩，第二电机7可以工作在反向转速区输出负转矩为车辆提供行驶需要的部分或全部转矩需求。需要说明的是，反向转速区和正向转速区是指第一电机6的第一输出轴61和第二电机7的第三输出轴71的转动方向相反。当车辆需要减速制动的时候，第一电机6可以工作在正向转速区输出负转矩从而为车辆输出需要的制动转矩，第二电机7可以工作在反向转速区输出正转矩从而为车辆提供减速制动需要的部分或全部制动转矩。当车辆在倒车时，第一电机6可以工作在反向转速区输出负转矩从而为车辆提供倒车需要的转矩，第二电机7可以工作在正向转速区输出正转矩从而为车辆提供倒车需要的转矩。当车辆在倒车过程中需要制动时，第一电机6可以工作在反向转速区输出正转矩从而为车辆提供倒车制动需要的部分制动转矩，第二电机7可以工作在正向转速区输出负转矩从而为车辆提供倒车制动需要的部分或全部制动转矩。

如图1和图6所示，车辆在第一无级调速混联混动驱动模式(eCVT1模式)下行驶时：锁止机构9闭合，第一分合组件8打开，第一电机6调速至零速从而可以锁止第一电机6，发动机5提供动力输入，第一电机6可以通过调速改变动力分流，发动机5始终保持最高效率工作，第一电机6对发动机5的输入动力分流后，发动机5的一部分动力可以转换为电能用于对动力电池充电，另一部分可以提供至第二行星齿轮机构4用于向外输出动力，第二电机7可以按照固定速比向第二行星齿轮机构4提供额外的驱动转矩，从而可以平衡车辆的电池电量，也可以为车辆提供额外的动力。输出到车辆的转矩可以表示为：

在第一无级调速混联混动驱动模式下，发动机5的动力输出经两个路径传输，部分动力通过第一行星齿轮机构3传递至第二行星齿轮机构4，并且输出至差速器2，动力由差速器2输出至车轮，这一部分动力的机械功率可以表示为：

发动机5的另一部分的动力可以经第一电机6动力分流转化为电能，第一电机6转化电能的功率可以表示为：

从上式可知，发动机5的转矩通过传动比

从第二齿圈41输出，同时第二电机7的转矩按照固定传动比-k₂放大后输出到第二齿圈41，第二电机7的动力与发动机5的动力输出混合后，最终通过减速总成(第二齿圈41、第五齿轮101、第六齿轮102和输入齿轮21)的固定速比k_f输出。第一电机6对发动机5的动力分流转矩为正，并且在负转速区域调速，第一电机6的动力分流功率为负，第一电机6可以将发动机5的部分动力转化为电能发电。

如图1和图6所示，第一发动机直驱模式(FG1模式)：在第一无级调速混联混动驱动模式下，当第一电机6调速到零转速ω_S1-MG1＝0，第一电机6对发动机5的动力分流有效功率为零，该工作点称作第一无级调速混联混动驱动模式的第一机械点，发动机5产生的转矩经过传动比

放大后输出到第二齿圈41，此状态下发动机5动力的机械传输效率最优。并且在此机械点，第二电机7的动力与发动机5的动力直接在第二齿圈41并联联动后输出，并联联动的转矩输出等同于以上公式，第一无级调速混联混动驱动模式在此机械点的混动模式就是第一发动机直驱模式(FG1模式)。

如图1和图8所示，车辆在第二无级调速混联混动驱动模式下行驶时：第一分合组件8闭合，锁止机构9打开，发动机5、第一电机6和第二电机7通过第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4同时联动实现复合动力分流无级调速混动，最后经过第二齿圈41输出到差速器2，并且动力通过差速器2后可以驱动车辆行驶。需要说明的是，在第二无级调速混联混动驱动模式下，第一电机6或第二电机7都可以单独用作调速动力分流电机，但第一电机6和第二电机7不能同时运行在第二无级调速混联混动驱动模式，否则将打破由两个行星齿轮机构共同组合形成的杠杆平衡机构。当第一电机6作为调速动力分流电机时，第二电机7可以作为驱动电机与发动机5共同驱动车辆行驶。在第二无级调速混联混动驱动模式下，第一电机6可以作为调速动力分流电机，发动机5机械传输路径的固定传动比定义为第二无级调速混联混动驱动模式第一换挡速比，可以得到：

第二无级调速混联混动驱动模式的第一机械换挡点完全与第一无级调速混联混动驱动模式的机械换挡点增益重合，该换挡点正好是第一无级调速混联混动驱动模式与第二无级调速混联混动驱动模式实现相互平顺切换的机械换挡工作点。当第二电机7作为第二无级调速混联混动驱动模式调速动力分流电机时，第一电机6可以作为驱动电机与发动机5共同并联联动，此时动力系统1的输出转矩为:

在第二无级调速混联混动驱动模式下，第二电机7可以用作调速动力分流电机，发动机5可以作为主驱动动力，第二电机7可以正转向输出负功率，即动力分流发电，从上式可知，第一电机6助力正转矩同时降低了第二电机7的分流转矩，有利于动力分流的效率提升。发动机5产生的转矩经二挡固定传动比

输出，适用于低速至高速的低载至中载驱动需求。在第二无级调速混联混动驱动模式下，第二电机7可以作为调速动力分流电机，发动机5的动力传递路径的固定传动比定义为第二无级调速混联混动驱动模式的第二换挡速比点，用公式表示为：

当第二电机7作为第二无级调速混联混动驱动模式的动力分流电机，该控制模式将作为第二无级调速混联混动驱动模式的主要高效驱动控制模式。

如图1和图8所示，第二发动机直驱模式(FG2模式)：通过分别设置第一电机6或第二电机7调速至零速，第二无级调速混联混动驱动模式可以具备两个机械控制点，即挡位切换点。发动机5在如上所述的两个机械换挡点工作时，发动机5输出的动力将直接通过第一行星齿轮机构3和第二行星齿轮机构4全部输出至差速器2。在第二无级调速混联混动驱动模式下，当第二电机7作为调速分流电机，调速到零转速ω_S2-MC2＝0，即第二无级调速混联混动驱动模式工作在第二机械换挡点，第二电机7对发动机5的动力分流有效功率为零，发动机5产生的转矩经二挡输出；此状态下发动机5动力的机械传输效率最优。第二无级调速混联混动驱动模式在此机械点的混动模式就是第二发动机直驱模式(FG2模式)。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述实施例的动力系统1，动力系统1设置在车辆上，通过第一行星齿轮机构3、第二行星齿轮机构4、发动机5、第一电机6和第二电机7配合，与现有技术相比，该动力系统1能够实现车辆在不同驾驶工况下的不同驱动功能需求，可以降低整车能耗、排放，也可以提升驾驶体验。

另外，根据本申请实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的动力系统(1)，其特征在于，包括：

差速器(2)；

第一行星齿轮机构(3)，所述第一行星齿轮机构(3)具有第一传动端、第二传动端和第三传动端；

第二行星齿轮机构(4)，所述第二行星齿轮机构(4)具有第四传动端、第五传动端和第六传动端；

发动机(5)和第一电机(6)，所述发动机(5)与所述第一传动端传动连接，所述第二传动端与所述第一电机(6)传动连接，所述第四传动端与所述第三传动端、所述差速器(2)均传动连接，所述第一传动端选择性地与所述第五传动端传动连接且所述第五传动端选择性地锁止；

第二电机(7)，所述第二电机(7)与所述第六传动端传动连接。

2.根据权利要求1所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述第一行星齿轮机构(3)包括：第一齿圈(31)、第一行星轮(32)、第一太阳轮(33)和第一行星架(34)，所述第一行星轮(32)啮合在所述第一齿圈(31)和所述第一太阳轮(33)之间，所述第一行星架(34)与所述第一行星轮(32)连接，其中，

所述第一齿圈(31)构造为第一传动端，所述第一太阳轮(33)构造为第二传动端，所述第一行星架(34)构造为第三传动端。

3.根据权利要求2所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述第一太阳轮(33)连接有第一轴(35)，所述第一轴(35)设有第一齿轮(36)，所述第一电机(6)设有第一输出轴(61)且所述第一输出轴(61)设有与所述第一齿轮(36)啮合的第二齿轮(62)。

4.根据权利要求3所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述第一轴(35)和所述第一输出轴(61)平行且错开布置。

5.根据权利要求3所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述第一行星架(34)设有空心轴(37)，所述第一行星架(34)和所述空心轴(37)均套设于所述第一轴(35)，所述空心轴(37)与所述第一轴(35)同轴布置；

所述空心轴(37)设有第三齿轮(38)，所述第三齿轮(38)与所述第四传动端啮合传动。

6.根据权利要求2所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述发动机(5)具有第二输出轴(51)，所述第二输出轴(51)设有与所述第一齿圈(31)啮合的第四齿轮(52)。

7.根据权利要求1所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，所述第二行星齿轮机构(4)包括：第二齿圈(41)、第二行星轮(42)、第二太阳轮(43)和第二行星架(44)，所述第二行星轮(42)啮合在所述第二齿圈(41)和所述第二太阳轮(43)之间，所述第二行星架(44)与所述第二行星轮(42)连接，其中，

所述第二齿圈(41)构造为第四传动端，所述第二太阳轮(43)构造为第六传动端，所述第二行星架(44)构造为第五传动端。

8.根据权利要求7所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，还包括：第一分合组件(8)和锁止机构(9)，所述第二行星架(44)设有第二轴(45)，所述发动机(5)具有第二输出轴(51)，所述第一分合组件(8)连接在所述第二轴(45)和所述第二输出轴(51)之间且选择性接合所述第二轴(45)和所述第二输出轴(51)；

所述锁止机构(9)选择性锁止所述第二轴(45)；

所述第二电机(7)设有第三输出轴(71)，所述第三输出轴(71)与所述第二太阳轮(43)连接；

所述第二输出轴(51)、所述第二轴(45)和所述第三输出轴(71)同轴布置。

9.根据权利要求7所述的车辆的动力系统(1)，其特征在于，还包括：第三轴(10)，所述第三轴(10)的两端分别设有第五齿轮(101)和第六齿轮(102)，所述第五齿轮(101)和所述第六齿轮(102)中的一个与所述第二齿圈(41)啮合，所述第五齿轮(101)和所述第六齿轮(102)中的另一个与所述差速器(2)的输入齿轮(21)啮合。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的动力系统(1)。

Images