CN212579598U - 一种前驱混合动力车辆传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前驱混合动力车辆传动系统，采用独特的拓扑方式将换挡离C1、C2与双排行星齿轮机构的组合起来，实现多动力耦合与发动机直驱。所述该系统将一路动力由发动机依次经单向离合器(可选)、扭转减振器、离合器、双排行星齿轮机构传动至输出齿轮；将另一路动力由第一电机经双排行星齿轮机构传动至输出齿轮；再将另一路动力由第二电机输入传动至输出齿轮。可实现发动机直驱、及发动机与第一电机输入功率分流E‑CVT模式和并联直驱，并使得上述混动变速器动力耦合方式切换或速比变化过程中，车辆没有动力中断。本发明结构紧凑，换挡元件少，多模式切换可最大限度满足车辆动力性和经济性要求。

Description

一种前驱混合动力车辆传动系统

技术领域

本发明涉及一种车辆前驱混合动力传动系统，尤其涉及一种由内燃发动机及电机共同驱动的混合动力车辆传动系统。

背景技术

随着能源危机的不断加剧和生态环境的日益恶化，节能与环保已成为当前汽车行业关注的两大主题，于是各种各样的新能源汽车应运而生。目前，由于燃料电池汽车和纯电动汽车受到成本、续航、电池电解液污染等问题的制约，暂时还无法大范围的推广，而混合动力汽车凭借其相对成熟的技术，良好的动力性和燃油经济性等优势，成为当下汽车厂商的最优选择。

目前，混合动力系统可分为串联、并联和混联三种结构。而在所有混联结构中，最受欢迎的就是应用了行星齿轮机构作为动力耦合装置的功率分流式混合动力系统。功率分流式混合动力系统主要由行星齿轮机构并结合两个电机组成。根据其构型特点，功率分流式混合动力系统可实现发动机工作点与车轮的完全解耦，并通过其中一个电机的调速作用和另一个电机的转矩补偿使发动机稳定工作于高效率区间输出动力，从而实现电子无级变速，并且提高汽车的整体燃油经济性。

丰田THS输入式功率分流混合动力系统在车辆高速行驶时系统因功率循环问题导致系统效率较低。丰田汽车近年在公告号为CN106256583A、 CN104093586B、CN104395122A的专利通过给发动机设置一个增速档来获得另一个E-CVT机械点，以此提升车辆高速行驶的效率。公告号CN108621776A 的专利通过切换离合器改变第一电机输入点来获得两个E-CVT机械点，以此提升混合动力系统整体性能。他们所描述的混合动力系统，双排行星齿轮机构自由度要被离合器打散，均不能沿用成熟经典的辛普森、拉维娜等行星齿轮机构，导致嵌套轴和轴承很多，成本较高且装配工艺性差。

发明内容

本发明着眼于上述的技术问题而被完成，本发明的目的在于提供一种混合动力车辆传动系统，车辆在起步和中低速行驶时运行纯电动或输入功率分流E-CVT模式1驱动，中速时发动机直驱，高速时以输入功率分流E-CVT模式2驱动，可以获得良好的经济性及动力性。

为达成上述目的，本发明涉及一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：发动机与第一电机分别处于输入轴两侧并同轴布置；发动机与扭转减振器连接；扭转减振器与双排行星齿轮机构第一输入元件和第二输入元件之间分别设有第一离合器C1和第二离合器C2；第一电机与双排行星齿轮机构的第三输入元件连接；双排行星齿轮机构的输出元件与输出齿轮连接；输出齿轮输出动力。

在本发明中动力传递采用以下形式：一路动力由发动机依次经扭转减振器、离合器、双排行星齿轮机构传动至输出齿轮，一路动力由第一电机经双排行星齿轮机构传动至输出齿轮，另一路动力由第二电机输入传动至输出齿轮。耦合上述几路动力可实现单路输入或混合输入综合输出而驱动车辆。

本发明的特征还包括：双排行星齿轮机构为两行星排串联后形成的四节点三自由度机构，可为辛普森行星齿轮机构、拉维娜行星齿轮机构或CR-CR 行星齿轮机构及其等效机构；该混合动力系统共两个湿式多片式换挡元件，第一离合器C1和第二离合器C2，通过切换第一离合器C1和第二离合器C2 来改变该双排行星齿轮机构的输入杠杆节点，可以获得两个输入功率分流 E-CVT模式、一个发动机直驱/并联直接档模式和单电机驱动模式。

在一些实施方式中，发动机与扭转减振器连接后可经单向离合器F接入第一离合器C1或第二离合器C2，单向离合器F为可选元件；该系统还包括第二电机，第二电机与第一电机轴向同侧或异侧布置，第二电机可接入输出齿轮(06)。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构为两行星排串联后形成的四节点三自由度机构，可为辛普森行星齿轮机构、拉维娜行星齿轮机构或CR-CR行星齿轮机构及其等效机构；该混合动力系统共两个湿式多片式换挡元件，第一离合器C1和第二离合器C2，通过切换第一离合器C1和第二离合器C2来改变该双排行星齿轮机构的输入杠杆节点，可以获得两个输入功率分流E-CVT模式、一个发动机直驱/并联直接档模式、单电机驱动模式、双电机驱动模式。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为拉维娜行星齿轮机构，前后排共用前排行星架CR1和后排行星架CR2，前后排共用前排齿圈R1和后排齿圈R2，前排具有两组行星齿轮，后排具有一组行星齿轮，前后排共用最外侧行星齿轮组；第一电机与拉维娜行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮 S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也可通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，输出齿轮与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排齿圈R1R2连接。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接；第一电机与辛普森行星齿轮机构的第三输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮 S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件后排齿圈R2连接，也可通过第二离合器C2与辛普森行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1连接，输出齿轮与辛普森行星齿轮机构的输出元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为CR-CR行星齿轮机构，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接，前排行星架CR1和后排齿圈R2连接；第一电机与CR-CR行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与CR-CR行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮 S1连接，也可通过第二离合器C2与CR-CR行星齿轮机构的第二输入元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接，输出齿轮与CR-CR行星齿轮机构的输出元件前排行星架CR1及后排齿圈R2连接。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接；第一电机与辛普森行星齿轮机构的第三输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮 S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接，也可通过第二离合器C2与辛普森行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1连接，输出齿轮与辛普森行星齿轮机构的输出元件后排齿圈R2连接。

在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为拉维娜行星齿轮机构，前后排共用前排行星架CR1和后排行星架CR2，前后排共用前排齿圈R1和后排齿圈R2，前排具有一组行星齿轮，后排具有两组行星齿轮，前后排共用最外侧行星齿轮组；第一电机与拉维娜行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮 S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也可通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前后排齿圈R1R2连接，输出齿轮与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排行星架CR1 CR2连接。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明第一实施方式的驱动装置的结构原理图；

图2为本发明第一实施方式的速度线图；

图3为本发明第二实施方式的驱动装置的结构原理图；

图4为本发明第二实施方式的速度线图；

图5为本发明第三实施方式的驱动装置的结构原理图；

图6为本发明第三实施方式的速度线图；

图7为本发明第四实施方式的驱动装置的结构原理图；

图8为本发明第四实施方式的速度线图；

图9为本发明第五实施方式的驱动装置的结构原理图；

图10为本发明第五实施方式的速度线图；

图11为本发明第一或第二或第三或第四或第五实施方式在不同驱动模式下的操作图；

图12为本发明说明各模式驱动力示意图。

图中：

C1 第一离合器

C2 第二离合器

F 单向离合器

01 第一电机(01)

02 第二电机(02)

03 扭转减振器

04 发动机

05 双排行星齿轮机构

06 输出齿轮

S1 前排太阳轮

S2 后排太阳轮

CR1 前排行星架

CR2 后排行星架

R1 前排齿圈

R2 后排齿圈

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

与现有前驱混合动力技术方案相比，本发明两电机并排布置(非同轴) 可很大程度上节省前驱混合动力系统轴向空间。双行星排单独串联，中间不设离合器、制动器等换挡元件，更少的嵌套结构，将有良好的制造工艺性和装配工艺性。两个离合器可以共用一个输入毂并层叠布置进一步满足轴向空间要求，双行星排可为辛普森、拉维娜、CR-CR等成熟的行星齿轮机构，可实施性很高。本发明只有两个离合器、共有2²＝4种开合模式，实际4种模式均有用(如图11)，多种模式可最大程度上满足车辆动力性和经济性的要求。

图12中为本发明说明各模式驱动力示意图。

如图1示意性地示出在本发明的第一实施方式的所使用的驱动装置，混合动力传动系统均主要由以下几个部分组成：第一电机(01)、第二电机(02)、发动机(04)、单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1、第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为拉维娜行星齿轮机构) (05)、输出齿轮(06)。

第一实施方式中，双排行星齿轮机构为拉维娜行星齿轮机构，前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，前排齿圈R1和后排齿圈R2连接。第一电机 (01)与后排太阳轮S2连接，发动机(04)与单向离合器(F)(可选)及扭转减振器(03)连接，扭转减振器(03)与前排太阳轮S1可通过第一离合器 C1连接，扭转减振器(03)与前排行星架CR1及后排行星架CR2可通过第二离合器C2连接，输出齿轮(06)与前排齿圈R1和后排齿圈R2连接。

第一实施方式具体传动路线如下：来自第二电机(02)的动力传动至输出齿轮(06)；来自发动机(04)的动力依次经过单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1或第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为拉维娜行星齿轮机构)(05)传动至输出齿轮(06)；来自第一电机(01)的动力经双排行星齿轮机构(05)传动至输出齿轮(06)，耦合上述几路动力综合输出从而驱动车辆。

下面结合图1、图2及图11详细说明采用本发明混合动力传动系统的动力传递及驱动模式：

1.单电机驱动/后退模式：在该模式下，第一离合器C1、第二离合器 C2均打开，电池放电并只有第二电机(02)运行给车辆提供动力，在本发明中此模式常用于车辆起步及低速运行的工况，车辆后退则可通过第二电机 (02)反转实现。

2.停车充电模式：在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2 打开，或者第一离合器C1打开、第二离合器C2关闭，第一电机(01)启动发动机(04)后将成为发电机，发动机(04)通过第一电机(01)给电池充电，可实现停车充电功能。

3.输入功率分流E-CVT1模式：如图2所示，在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构力矩的平衡，第一电机 (01)作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于中低速行驶的工况，也可用于急加速和爬坡行驶工况。

4.发动机直驱/并联驱动直接档模式：如图2所示，在该模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均关闭，发动机与第一电机(01)直连，双行星排为一个整体作直接档，发动机可以直驱，在电池SOC较低时，第一电机 (01)将给电池充电；在电池SOC较高时，双电机也可以与发动机(04)并联提供动力驱动车辆，在本发明中此模式用于车辆中高速行驶。

5.输入功率分流E-CVT2模式：如图2所示，在该模式下，第二离合器C2关闭、第一离合器C1打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构力矩的平衡，第一电机 (01)作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于高速行驶的工况。

6.制动能量回收：车辆减速或制动时，电池在SOC允许的情况下，车辆动能通过驱动轮驱动第二电机(02)以发电机方式工作，将动能转换为电能给电池充电。

7.双电机纯电动模式(当采用单向离合器(F)时)：此时由于单向离合器(F)可以阻止发动机(04)反向旋转，第一电机(01)可以在没有发动机(04)参与动力传动的情况下通过结合第一离合器C1正向旋转或通过结合第二离合器C2正向旋转与第二电机(02)共同驱动车辆前进。在本发明中此模式常用于电量充足情况下的急加速工况。

如图3示意性地示出在本发明的第二实施方式的所使用的驱动装置，混合动力传动系统均主要由以下几个部分组成：第一电机(01)、第二电机(02)、发动机(04)、单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1、第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为辛普森行星齿轮机构) (05)、输出齿轮(06)。

第二实施方式中，双排行星齿轮机构为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接。第一电机 (01)与前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，发动机(04)与单向离合器 (F)(可选)及扭转减振器(03)连接，扭转减振器(03)与前排行星架CR1 可通过第二离合器C2连接，扭转减振器(03)与后排齿圈R2可通过第一离合器C1连接，输出齿轮(06)与前排齿圈R1和后排行星架CR2连接。

第二实施方式具体传动路线如下：来自第二电机(02)的动力传动至输出齿轮(06)；来自发动机(04)的动力依次经过单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1或第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为辛普森行星齿轮机构)(05)传动至输出齿轮(06)；来自第一电机(01)的动力经双排行星齿轮机构(05)传动至输出齿轮(06)，耦合上述几路动力综合输出从而驱动车辆。

下面结合图3、图4及图11详细说明采用本发明混合动力传动系统的动力传递方法及驱动模式：

1.单电机驱动/后退模式：在该模式下，第一离合器C1、第二离合器 C2均打开，电池放电并只有第二电机(02)运行给车辆提供动力，在本发明中此模式常用于车辆起步及低速运行的工况，车辆后退则可通过第二电机 (02)反转实现。

2.停车充电模式：在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2 打开，或者第一离合器C1打开、第二离合器C2关闭，第一电机(01)启动发动机(04)后将成为发电机，发动机(04)通过第一电机(01)给电池充电，可实现停车充电功能。

3.输入功率分流E-CVT1模式：如图4所示，在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于中低速行驶的工况，也可用于急加速和爬坡行驶工况。

4.发动机直驱/并联驱动直接档模式：如图4所示，在该模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均关闭，发动机与第一电机(01)直连，双行星排为一个整体作直接档，发动机可以直驱，在电池SOC较低时，第一电机 (01)将给电池充电；在电池SOC较高时，双电机也可以与发动机(04)并联提供动力驱动车辆，在本发明中此模式用于车辆中高速行驶。

5.输入功率分流E-CVT2模式：如图4所示，在该模式下，第二离合器C2关闭、第一离合器C1打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于高速行驶的工况。

6.制动能量回收：车辆减速或制动时，电池在SOC允许的情况下，车辆动能通过驱动轮驱动第二电机(02)以发电机方式工作，将动能转换为电能给电池充电。

7.双电机纯电动模式(当采用单向离合器(F)时)：此时由于单向离合器(F)可以阻止发动机(04)反向旋转，第一电机(01)可以在没有发动机(04)参与动力传动的情况下通过结合第一离合器C1正向旋转或通过结合第二离合器C2正向旋转与第二电机(02)共同驱动车辆前进。在本发明中此模式常用于电量充足情况下的急加速工况。

如图5示意性地示出在本发明的第三实施方式的所使用的驱动装置，混合动力传动系统均主要由以下几个部分组成：第一电机(01)、第二电机(02)、发动机(04)、单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1、第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为CR-CR行星齿轮机构)(05)、输出齿轮(06)。

第三实施方式中，双排行星齿轮机构为CR-CR行星齿轮机构，前排齿圈 R1和后排行星架CR2连接，前排行星架CR1和后排齿圈R2连接。第一电机(01)与后排太阳轮S2连接，发动机(04)与单向离合器(F)(可选)及扭转减振器(03)连接，扭转减振器(03)与前排太阳轮S1可通过第一离合器 C1连接，扭转减振器(03)与前排齿圈R1及后排行星架CR2可通过第二离合器C2连接，输出齿轮(06)与前排行星架CR1及后排齿圈R2连接。

第三实施方式具体传动路线如下：来自第二电机(02)的动力传动至输出齿轮(06)；来自发动机(04)的动力依次经过单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1或第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为CR-CR行星齿轮机构)(05)传动至输出齿轮(06)；来自第一电机(01)的动力经双排行星齿轮机构(05)传动至输出齿轮(06)，耦合上述几路动力综合输出从而驱动车辆。

下面结合图5、图6及图11详细说明采用本发明混合动力传动系统的动力传递方法及驱动模式：

1.单电机驱动/后退模式：在该模式下，第一离合器C1、第二离合器 C2均打开，电池放电并只有第二电机(02)运行给车辆提供动力，在本发明中此模式常用于车辆起步及低速运行的工况，车辆后退则可通过第二电机 (02)反转实现。

2.停车充电模式：在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2 打开，或者第一离合器C1打开、第二离合器C2关闭，第一电机(01)启动发动机(04)后将成为发电机，发动机(04)通过第一电机(01)给电池充电，可实现停车充电功能。

3.输入功率分流E-CVT1模式：如图6所示，在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于中低速行驶的工况，也可用于急加速和爬坡行驶工况。

4.发动机直驱/并联驱动直接档模式：如图6所示，在该模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均关闭，发动机与第一电机(01)直连，双行星排为一个整体作直接档，发动机可以直驱，在电池SOC较低时，第一电机 (01)将给电池充电；在电池SOC较高时，双电机也可以与发动机(04)并联提供动力驱动车辆，在本发明中此模式用于车辆中高速行驶。

5.输入功率分流E-CVT2模式：如图6所示，在该模式下，第二离合器C2关闭、第一离合器C1打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于高速行驶的工况。

6.制动能量回收：车辆减速或制动时，电池在SOC允许的情况下，车辆动能通过驱动轮驱动第二电机(02)以发电机方式工作，将动能转换为电能给电池充电。

7.双电机纯电动模式(当采用单向离合器(F)时)：此时由于单向离合器(F)可以阻止发动机(04)反向旋转，第一电机(01)可以在没有发动机(04)参与动力传动的情况下通过结合第一离合器C1正向旋转或通过结合第二离合器C2正向旋转与第二电机(02)共同驱动车辆前进。在本发明中此模式常用于电量充足情况下的急加速工况。

如图7示意性地示出在本发明的第四实施方式的所使用的驱动装置，混合动力传动系统均主要由以下几个部分组成：第一电机(01)、第二电机(02)、发动机(04)、单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1、第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为辛普森行星齿轮机构) (05)、输出齿轮(06)。

第四实施方式中，双排行星齿轮机构为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接。第一电机 (01)与前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，发动机(04)与单向离合器 (F)(可选)及扭转减振器(03)连接，扭转减振器(03)与前排行星架CR1 可通过第二离合器C2连接，扭转减振器(03)与前排齿圈R1及后排行星架 CR2和可通过第一离合器C1连接，输出齿轮(06)与后排齿圈R2连接。

第四实施方式具体传动路线如下：来自第二电机(02)的动力传动至输出齿轮(06)；来自发动机(04)的动力依次经过单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1或第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为辛普森行星齿轮机构)(05)传动至输出齿轮(06)；来自第一电机(01)的动力经双排行星齿轮机构(05)传动至输出齿轮(06)，耦合上述几路动力综合输出从而驱动车辆。

下面结合图7、图8及图11详细说明采用本发明混合动力传动系统的动力传递方法及驱动模式：

1.单电机驱动/后退模式：在该模式下，第一离合器C1、第二离合器 C2均打开，电池放电并只有第二电机(02)运行给车辆提供动力，在本发明中此模式常用于车辆起步及低速运行的工况，车辆后退则可通过第二电机 (02)反转实现。

2.停车充电模式：在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2 打开，或者第一离合器C1打开、第二离合器C2关闭，第一电机(01)启动发动机(04)后将成为发电机，发动机(04)通过第一电机(01)给电池充电，可实现停车充电功能。

3.输入功率分流E-CVT1模式：如图8所示，在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于中低速行驶的工况，也可用于急加速和爬坡行驶工况。

4.发动机直驱/并联驱动直接档模式：如图8所示，在该模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均关闭，发动机与第一电机(01)直连，双行星排为一个整体作直接档，发动机可以直驱，在电池SOC较低时，第一电机(01)将给电池充电；在电池SOC较高时，双电机也可以与发动机(04)并联提供动力驱动车辆，在本发明中此模式用于车辆中速行驶。

5.输入功率分流E-CVT2模式：如图8所示，在该模式下，第二离合器C2关闭、第一离合器C1打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构的平衡，第一电机(01) 作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于高速行驶的工况。

6.制动能量回收：车辆减速或制动时，电池在SOC允许的情况下，车辆动能通过驱动轮驱动第二电机(02)以发电机方式工作，将动能转换为电能给电池充电。

7.双电机纯电动模式(当采用单向离合器(F)时)：此时由于单向离合器(F)可以阻止发动机(04)反向旋转，第一电机(01)可以在没有发动机(04)参与动力传动的情况下通过结合第一离合器C1反向旋转或通过结合第二离合器C2反向旋转与第二电机(02)共同驱动车辆前进。在本发明中此模式常用于电量充足情况下的急加速工况。

如图9示意性地示出在本发明的第五实施方式的所使用的驱动装置，混合动力传动系统均主要由以下几个部分组成：第一电机(01)、第二电机(02)、发动机(04)、单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1、第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为拉维娜行星齿轮机构) (05)、输出齿轮(06)。

第五实施方式中，双排行星齿轮机构为拉维娜行星齿轮机构，前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，前排齿圈R1和后排齿圈R2连接。第一电机 (01)与后排太阳轮S2连接，发动机(04)与单向离合器(F)(可选)及扭转减振器(03)连接，扭转减振器(03)与前排太阳轮S1可通过第一离合器 C1连接，扭转减振器(03)与前排齿圈R1及后排齿圈R2可通过第二离合器 C2连接，输出齿轮(06)与前排行星架CR1及后排行星架CR2连接。

第五实施方式具体传动路线如下：来自第二电机(02)的动力传动至输出齿轮(06)；来自发动机(04)的动力依次经过单向离合器(F)(可选)、扭转减振器(03)、第一离合器C1或第二离合器C2、双排行星齿轮机构(本实施方式为拉维娜行星齿轮机构)(05)传动至输出齿轮(06)；来自第一电机(01)的动力经双排行星齿轮机构(05)传动至输出齿轮(06)，耦合上述几路动力综合输出从而驱动车辆。

下面结合图9、图10及图11详细说明采用本发明混合动力传动系统的动力传递及驱动模式：

1.单电机驱动/后退模式：在该模式下，第一离合器C1、第二离合器 C2均打开，电池放电并只有第二电机(02)运行给车辆提供动力，在本发明中此模式常用于车辆起步及低速运行的工况，车辆后退则可通过第二电机 (02)反转实现。

2.停车充电模式：在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2 打开，或者第一离合器C1打开、第二离合器C2关闭，第一电机(01)启动发动机(04)后将成为发电机，发动机(04)通过第一电机(01)给电池充电，可实现停车充电功能。

3.输入功率分流E-CVT1模式：如图10所示，在该模式下，第一离合器C1关闭、第二离合器C2打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构力矩的平衡，第一电机 (01)作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于中低速行驶的工况，也可用于急加速和爬坡行驶工况。

4.发动机直驱/并联驱动直接档模式：如图10所示，在该模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均关闭，发动机与第一电机(01)直连，双行星排为一个整体作直接档，发动机可以直驱，在电池SOC较低时，第一电机 (01)将给电池充电；在电池SOC较高时，双电机也可以与发动机(04)并联提供动力驱动车辆，在本发明中此模式用于车辆中高速行驶。

5.输入功率分流E-CVT2模式：如图10所示，在该模式下，第二离合器C2关闭、第一离合器C1打开，发动机转矩与输出转矩由第二电机(02) 解耦，第一电机(01)提供转矩来维持行星齿轮机构力矩的平衡，第一电机 (01)作为发电机，第二电机(02)作为驱动电机。发动机的转速与输出轴转速由第一电机(01)解耦，由于第二电机(02)与输出轴直接相连，因此第二电机(02)的转速必须与输出轴的转速相协调，此模式通过两个电机和行星机构自身的传动特点来释放发动机与输出轴(车轮)的两个自由度，发动机可以持续工作在最高效区，从而实现无级变速。在本发明中此模式常用于高速行驶的工况。

6.制动能量回收：车辆减速或制动时，电池在SOC允许的情况下，车辆动能通过驱动轮驱动第二电机(02)以发电机方式工作，将动能转换为电能给电池充电。

7.双电机纯电动模式(当采用单向离合器(F)时)：此时由于单向离合器(F)可以阻止发动机(04)反向旋转，第一电机(01)可以在没有发动机(04)参与动力传动的情况下通过结合第一离合器C1正向旋转或通过结合第二离合器C2正向旋转与第二电机(02)共同驱动车辆前进。在本发明中此模式常用于电量充足情况下的急加速工况。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

例如，单向离合器也可置于发动机与扭转减振器之间，并不影响混合动力系统现有模式与功能。

以上所述仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也视为实用新型保护之内。

Claims (8)

1.一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：发动机(04)与第一电机(01)分别处于输入轴两侧并同轴布置；发动机(04)与扭转减振器(03)连接；扭转减振器(03)与双排行星齿轮机构(05)第一输入元件和第二输入元件之间分别设有第一离合器C1和第二离合器C2；第一电机(01)与双排行星齿轮机构(05)的第三输入元件连接；双排行星齿轮机构(05)的输出元件与输出齿轮(06)连接；输出齿轮(06)输出动力。

2.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：发动机(04)与扭转减振器(03)连接后可经单向离合器F接入第一离合器C1或第二离合器C2，单向离合器F为可选元件；该系统还包括第二电机(02)，第二电机(02)与第一电机(01)轴向同侧或异侧布置，第二电机(02)接入输出齿轮(06)。

3.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构(05)为两行星排串联后形成的四节点三自由度机构，为辛普森行星齿轮机构、拉维娜行星齿轮机构或CR-CR行星齿轮机构；该混合动力系统共两个湿式多片式换挡元件，第一离合器C1和第二离合器C2，通过切换第一离合器C1和第二离合器C2来改变该双排行星齿轮机构的输入杠杆节点，该混合动力系统获得以下模式：两个输入功率分流E-CVT模式、一个发动机直驱/并联直接档模式、单电机驱动模式或双电机驱动模式。

4.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构为拉维娜行星齿轮机构，前后排共用前排行星架CR1和后排行星架CR2，前后排共用前排齿圈R1和后排齿圈R2，前排具有两组行星齿轮，后排具有一组行星齿轮，前后排共用最外侧行星齿轮组；第一电机(01)与拉维娜行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，输出齿轮(06)与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排齿圈R1R2连接。

5.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构(05)为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接；第一电机(01)与辛普森行星齿轮机构的第三输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件后排齿圈R2连接，也通过第二离合器C2与辛普森行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1连接，输出齿轮(06)与辛普森行星齿轮机构的输出元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接。

6.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构为CR-CR行星齿轮机构，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接，前排行星架CR1和后排齿圈R2连接；第一电机(01)与CR-CR行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)通过第一离合器C1与CR-CR行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也通过第二离合器C2与CR-CR行星齿轮机构的第二输入元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接，输出齿轮(06)与CR-CR行星齿轮机构的输出元件前排行星架CR1及后排齿圈R2连接。

7.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构(05)为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排齿圈R1和后排行星架CR2连接；第一电机(01)与辛普森行星齿轮机构的第三输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排齿圈R1及后排行星架CR2连接，也通过第二离合器C2与辛普森行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1连接，输出齿轮(06)与辛普森行星齿轮机构的输出元件后排齿圈R2连接。

8.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构为拉维娜行星齿轮机构，前后排共用前排行星架CR1和后排行星架CR2，前后排共用前排齿圈R1和后排齿圈R2，前排具有一组行星齿轮，后排具有两组行星齿轮，前后排共用最外侧行星齿轮组；第一电机(01)与拉维娜行星齿轮机构的第三输入元件后排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，或通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前后排齿圈R1R2连接，输出齿轮(06)与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排行星架CR1 CR2连接。

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