CN216268656U - 混合动力系统和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力系统和具有其的车辆，包括：发动机；第一行星排，第一行星排包括传动连接的第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；第一离合器，第一离合器分别与发动机和第一行星架相连；第二离合器，第二离合器分别与发动机和第一太阳轮相连；第二行星排，第二行星排包括第二太阳轮且连接有第一齿轮；第一制动器；第一电机，第一电机与第一行星排传动连接；第二电机；从动齿轮；供电装置，供电装置包括高压电源；控制系统，控制系统分别与供电装置、发动机、第一电机和第二电机连接。根据本实用新型实施例的混合动力系统具有模式多、结构简单且适用性高等优点。

Description

混合动力系统和具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆驱动技术领域，尤其是涉及一种混合动力系统和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中的混合动力系统，通常设有离合器、制动器、双行星排、双电机、发动机、供电装置和控制系统，以使混合动力系统可以具有通过发动机单独驱动、电机单独驱动以及发动机和电机混合驱动。但是，由于混合动力系统内排布不合理，导致混合动力系统档位少，车辆难以适应多种不同的路况，并且，车辆中需要电源为两个电机供电，但是电源的设置不合理，导致车辆内的结构复杂、布置繁琐且成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种混合动力系统，该混合动力系统具有模式多、结构简单且适用性高等优点。

本实用新型还提出一种具有上述混合动力系统的车辆。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面实施例提出一种混合动力系统，包括：发动机，所述发动机具有输出轴；第一行星排，所述第一行星排包括传动连接的第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；第一离合器，所述第一离合器分别与所述输出轴和所述第一行星架相连，用于控制所述输出轴和所述第一行星架之间是否传递动力；第二离合器，所述第二离合器分别与所述输出轴和所述第一太阳轮相连，用于控制所述输出轴和所述第一太阳轮之间是否传递动力；第二行星排，所述第二行星排分别与所述第一齿圈、所述第一行星架传动连接，所述第二行星排包括第二太阳轮，所述第二行星排连接有第一齿轮；第一制动器，所述第一制动器与所述第二太阳轮相连，用于控制是否向所述第二太阳轮施加制动；第一电机，所述第一电机与所述第一行星排传动连接；第二电机，所述第二电机连接有第二齿轮；从动齿轮，所述从动齿轮分别和所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；供电装置，所述供电装置包括高压电源，所述高压电源为所述第一电机和所述第二电机供电；控制系统，所述控制系统分别与所述供电装置、所述发动机、所述第一电机和所述第二电机连接。

根据本实用新型实施例的混合动力系统具有模式多、结构简单且适用性高等优点。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电装置还包括低压电源、DC/DC转换器、第一逆变器和第二逆变器；所述控制系统包括第一控制单元、第二控制单元、电池管理系统、电子控制单元和整车控制单元；其中，所述高压电源通过所述第一逆变器与所述第一电机连接且通过所述第二逆变器与所述第二电机连接，所述高压电源与所述电池管理系统连接；所述低压电源分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述电子控制单元、所述电池管理系统和所述整车控制单元连接，所述低压电源通过所述DC/DC转换器与所述高压电源、所述第一逆变器和所述第二逆变器连接；所述整车控制单元分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述电池管理系统连接；所述电子控制单元分别与所述发动机和所述电池管理系统连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一控制单元、所述第二控制单元和所述整车控制单元集成为一体。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电装置还包括继电器，所述高压电源通过所述继电器分别与所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述电池管理系统和所述DC/DC转换器连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一离合器包括可彼此结合和分离的第一端和第二端，所述第一端与所述输出轴传动连接，所述第二端和所述第一行星架通过第一连接件连接成一体；所述第二离合器包括可彼此结合和分离的第三端和第四端，所述第三端与所述输出轴传动连接，所述第四端和所述第一太阳轮通过第二连接件连接成一体。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一连接件连接于所述第一行星架的朝向所述发动机的一侧；所述第二连接件连接于所述第一太阳轮的朝向所述发动机的一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二行星排包括：第二齿圈，所述第二齿圈围绕所述第二太阳轮设置且与所述第一行星架传动连接；第二行星架，所述第二行星架分别与所述第一齿圈和所述第一齿轮传动连接；多个第二行星轮，每个所述第二行星轮可旋转地安装于所述第二行星架且分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合，多个所述第二行星轮沿所述第二太阳轮的周向间隔设置；所述第一行星排还包括多个第一行星轮，所述第一太阳轮与所述第一电机传动连接，所述第一齿圈围绕所述第一太阳轮设置，每个所述第一行星轮可旋转地安装于所述第一行星架且分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合，多个所述第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一齿圈和所述第二行星架通过第三连接件连接成一体；所述第一行星架和所述第二齿圈通过第四连接件连接成一体；所述第三连接件位于所述第一行星排和所述第二行星排之间；所述第四连接件环绕于所述第三连接件的外侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述从动齿轮为前驱从动齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮均与所述前驱从动齿轮啮合；或者，所述从动齿轮包括前驱从动齿轮和后驱从动齿轮，所述第一齿轮和与所述前驱从动齿轮啮合，所述第二齿轮与所述后驱从动齿轮啮合。

根据本实用新型的第二方面实施例提出一种车辆，包括根据本实用新型的第一方面实施例所述的混合动力系统。

根据本实用新型的第二方面实施例的车辆，通过利用根据本实用新型的第一方面实施例所述的混合动力系统，具有模式多、结构简单且适用性高等优点。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的混合动力系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型另一实施例的混合动力系统的结构示意图。

附图标记：

混合动力系统1、

发动机100、输出轴110、

第一行星排200、第一太阳轮210、第一行星架220、第一齿圈230、第三连接件240、第一行星轮250、第一齿轮260、

第一离合器300、第一端310、第二端320、第一连接件330、

第二离合器400、第三端410、第四端420、第二连接件430、

第二行星排500、第二太阳轮510、第二齿圈520、第四连接件530、第二行星架540、第二行星轮550、第一制动器560、

第一电机600、第二电机610、第二齿轮620、从动齿轮630、前驱从动齿轮640、后驱从动齿轮650、

供电装置700、高压电源710、低压电源720、DC/DC转换器730、第一逆变器740、第二逆变器750、继电器760、

控制系统800、第一控制单元810、第二控制单元820、电池管理系统830、电子控制单元840、整车控制单元850。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的混合动力系统1。

如图1和图2所示，混合动力系统1包括发动机100、第一行星排200、第一离合器300、第二离合器400、第二行星排500、第一制动器560、第一电机600、第二电机610、从动齿轮630、供电装置700和控制系统800。

发动机100具有输出轴110，第一行星排200包括传动连接的第一太阳轮210、第一行星架220和第一齿圈230，第一离合器300分别与输出轴110和第一行星架220相连，用于控制输出轴110和第一行星架220之间是否传递动力。第二离合器400分别与输出轴110和第一太阳轮210相连，用于控制输出轴110和第一太阳轮210之间是否传递动力。第二行星排500分别与第一齿圈230、第一行星架220传动连接，第二行星排500 包括第二太阳轮510，第二行星排500连接有第一齿轮260。第一制动器560与第二太阳轮510相连，用于控制是否向第二太阳轮510施加制动。第一电机600与第一行星排 200传动连接，第二电机610连接有第二齿轮620，从动齿轮630分别和第一齿轮260 与第二齿轮620啮合。另外，供电装置700包括高压电源710，高压电源710为第一电机600和第二电机610供电，控制系统800分别与供电装置700、发动机100、第一电机600和第二电机610连接。

举例而言，当高压电源710的荷电状态(State of charge，SOC)处于低水平时，第一电机600产生的电量可以为高压电源710充电；高压电源710的荷电状态不处于低水平时，第一电机600产生的电量可以直接为第二电机610供电。并且，第一电机600 的额定电压、第二电机610的额定电压和高压电源710的输出电压相匹配，高压电源710 的输出电压在500V以上，例如：500V～600V。

根据本实用新型实施例的混合动力系统1，通过将第一离合器300分别与输出轴110 和第一行星架220相连，用于控制输出轴110和第一行星架220之间是否传递动力。第二离合器400分别与输出轴110和第一太阳轮210相连，用于控制输出轴110和第一太阳轮210之间是否传递动力。第二行星排500分别和第一齿圈230与第一行星架220传动连接，第二行星排500包括第二太阳轮510，第二行星排500连接有第一齿轮260。第一制动器560与第二太阳轮510相连，用于控制是否向第二太阳轮510施加制动。从动齿轮630和第一齿轮260啮合。

其中，发动机100单独驱动车辆移动有至少以下三种模式：

电机单独驱动模式一：第二离合器400允许输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，同时，第一离合器300隔断输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，且第一制动器560制动第二太阳轮510，发动机100带动第一太阳轮210转动，再通过第一齿圈230与第一行星架220向第二行星架540传递动力，第一齿轮260随着第二行星架540转动以带动从动齿轮630转动，此时发动机100单独转动，且发动机100的转速和从动齿轮630的转速之比为第一固定值，混合动力系统11处于燃油模式一挡；

电机单独驱动模式二：第一离合器300允许输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，同时，第二离合器400隔断输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，且第一制动器560制动第二太阳轮510，发动机100带动第一行星架220转动，再通过第一齿圈230与第一行星架220向第二行星架540传递动力，第一齿轮260随着第二行星架540转动以带动从动齿轮630转动，此时发动机100单独驱动，且发动机100的转速和从动齿轮630的转速之比为第二固定值，混合动力系统1处于燃油模式二挡；

电机单独驱动模式三：第一离合器300允许输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，同时，第二离合器400允许输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，且第一制动器560允许第二太阳轮510转动，发动机100带动第一太阳轮210和第一行星架220转动，再通过第一齿圈230与第一行星架220向第二行星架540传递动力，第一齿轮260随着第二行星架540转动以带动从动齿轮630转动，此时发动机100单独驱动，且发动机100的转速和从动齿轮630的转速之比为第三固定值，混合动力系统1处于燃油模式三挡。

其中，第一固定值、第二固定值和第三固定值不相等，如此，发动机100和车辆的速度之间能够具有三种不同比值，大速比挡位可满足车辆的低速大扭矩时的动力需求，小速比挡位可实现高速行驶，极大地提高了系统效率。并且，三个挡位配合可以提高换挡的平顺性，同时覆盖多种行驶路况，改善驾驶体验。由此，本案通过双离合器与第一行星排200的连接关系，第一行星排200与第二行星排500的连接关系，以及第一太阳轮210与第一制动器560的连接关系，致使发动机100单独驱动时，至少具有三种驱动模式和至少三种档位，因此，本实施例能根据行驶路况不同，调节车辆进入不同的档位，进而使车辆能够适应多种路况，以提升发动机100性能和用户使用体验度。

另外，第一电机600与第一行星排200传动连接，第二电机610连接有第二齿轮620，从动齿轮630分别和第一齿轮260与第二齿轮620啮合。通过第一电机600和第二电机 610同步驱动，能够满足传动车辆的大功率需求。

第一电机600、第二电机610和发动机100均工作，电机和发动机100混合驱动车辆移动有至少以下五种模式：

混动驱动模式一：第二离合器400允许输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，同时，第一离合器300隔断输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，且第一制动器560制动第二太阳轮510，发动机100的一部分动力可以通过双行星排带动第一电机600发电，发动机100的另一部分动力可以通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，第二电机610通过第二齿轮620带动从动齿轮630转动，此时第二电机 610和发动机100共同驱动车辆运行，混合动力系统1处于混合驱动模式一挡；

混动驱动模式二：第一离合器300允许输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，同时第二离合器400隔断输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，且第一制动器560制动第二太阳轮510，发动机100的一部分动力可以通过双行星排带动第一电机600发电，发动机100的另一部分动力可以通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，或者，第一电机600通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，发动机100的全部动力通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，此时，第二电机610可以通过第二齿轮620带动从动齿轮630转动，或者，第二电机610可以被拖动以进行发电，混合动力系统1处于混合驱动模式二挡；

混动驱动模式三：第一离合器300允许输出轴110和第一行星架220之间的动力传输，同时第二离合器400运行输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传输，且第一制动器560允许第二太阳轮510转动，发动机100的一部分动力可以通过双行星排带动第一电机600发电，发动机100的另一部分动力可以通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，或者，第一电机600通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630 转动，发动机100的全部动力通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，此时，第二电机610可以通过第二齿轮620带动从动齿轮630转动，或者第二电机610可以被拖动以进行发电，混合动力系统1处于混合驱动模式三挡；

混合驱动无极变速(ECVT)模式：第一离合器300允许输出轴110和第一行星架220之间的动力传递，同时第二离合器400隔断输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传递，且第一制动器560允许第二太阳轮510转动，发动机100的一部分动力可以通过双行星排带动第一电机600发电，发动机100的另一部分动力可以通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，或者，第一电机600通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，发动机100的全部动力通过双行星排带动第一齿轮260和从动齿轮 630转动，此时，第二电机610可以通过第二齿轮620带动从动齿轮630转动，或者第二电机610可以被拖动以进行发电，混合动力系统1处于混合驱动无极变速(ECVT)模式；

增程模式：第二离合器400允许输出轴110和第一太阳轮210之间的动力传递，同时第一离合器300隔断输出轴110和第一行星架220之间的动力传递，且第一制动器560 允许第二太阳轮510转动，发动机100的一部分动力可以通过双行星排带动第一电机600 发电，发动机100的另一部分动力可以通过双行星排带动第一齿轮260501和从动齿轮 630转动，第二电机610通过第二齿轮620710带动第一齿轮260和从动齿轮630转动，此时，第二电机610和发动机100共同驱动车辆运行，混合动力系统11处于增程模式。

由此，发动机100和电机混合驱动时，车辆具有三个固定速比的挡位，输出扭矩的范围增大，进而使系统动力性更高，且增程模式使系统经济性更高，无级变速模式使车辆速度变化快，且系统的平稳性更高。

这样，仅需设置双行星排、两个离合器以及一个制动器，混合动力系统1在发动机100单独驱动车辆运行时即可以具有至少三种模式，以及混合动力系统1在发动机100 和电机混合驱动车辆运行时至少具有五种模式，因此，混合动力系统1的适用场合更多。

相比于相关技术中通过低压电源为电机供电的混合动力系统，本实用新型实施例的混合动力系统1直接通过高压电源710为两个电机供电，无需在高压电源710和电机之间设置DC/DC转换器，极大地降低了成本，还能够减小控制系统800的工作噪声，也节约了安装空间，有利于提高车辆的空间利用率。

如此，根据本实用新型实施例的混合动力系统1具有模式多、结构简单且适用性高等优点。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，供电装置700还包括低压电源720、DC/DC转换器730、第一逆变器740和第二逆变器750，控制系统800包括第一控制单元810、第二控制单元820、电池管理系统830、电子控制单元840和整车控制单元 850。其中，高压电源710通过第一逆变器740与第一电机600连接且通过第二逆变器 750与第二电机610连接，高压电源710与电池管理系统830连接。低压电源720分别与第一控制单元810、第二控制单元820、电子控制单元840、电池管理系统830和整车控制单元850连接，低压电源720通过DC/DC转换器730与高压电源710、第一逆变器 740和第二逆变器750连接。整车控制单元850分别与第一控制单元810、第二控制单元820、电池管理系统830连接，电子控制单元840分别与发动机100和电池管理系统830连接。

其中，低压电源720可以为第一控制单元810、第二控制单元820、电池管理系统830、电子控制单元840和整车控制单元850供电。高压电源710的输出电压高于低压电源720的输出电压，且低压电源720的输出电压在48V以下，例如，低压电源720的输出电压为12V、24V以及48V。另外，第一电机600和第二电机610发电时的电量能够通过DC/DC转换器730后为低压电源720充电。第一控制单元810控制第一单机的运行，第二控制单元820控制第二电机610的运行。

另外，第一逆变器740和第二逆变器750可以将交流电和直流电进行转换，以便于高压电源710和第一电机600与第二电机610之间的电导通。电子控制单元840、电池管理系统830和整车控制单元850能够使车辆的能源分配更为合理以及根据运行参数及时调整低压电源720、高压电源710、第一电机600、第二电机610和发动机100的工作状态。

优选地，第一控制单元810、第二控制单元820和整车控制单元850集成为一体。如此，能够使车辆的控制系统的集成度更高，进而使其的安装空间较小、空间利用率更高。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，供电装置700还包括继电器760，高压电源710通过继电器760分别与第一逆变器740、第二逆变器750、电池管理系统 830和DC/DC转换器730连接。

具体地，电池管理系统830能够控制继电器760的通断，进而通过继电器760的通断可以控制高压电源710与两个电机之间电流的通断，从而避免高压电源710的高压电流外泄，这样电安全性更高，便于对第一电机600和第二电机610进行维修和更换，同时也提高了车辆的可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，第二行星排500包括第二齿圈520、第二行星架540、多个第二行星轮550。

第二齿圈520围绕第二太阳轮510设置且与第一行星架220传动连接，第二行星架540分别与第一齿圈230和第一齿轮260传动连接，每个第二行星轮550可旋转地安装于第二行星架540且分别与第二太阳轮510和第二齿圈520啮合，多个第二行星轮550 沿第二太阳轮510的周向间隔设置。

这样，便于第一行星排200和第二行星排500之间进行动力传递，且传递更加顺畅，同时，第一行星排200和第二行星排500能够分担发动机100输出的动力，进而减少单个行星排所承担的力，避免行星排损坏的同时还能够提高发动机100输出扭矩上限，从而使混合动力系统1具有更大的驱动力。

另外，第一行星排200还包括多个第一行星轮250。第一太阳轮210与第一电机600传动连接，第一齿圈230围绕第一太阳轮210设置，每个第一行星轮250可旋转地安装于第一行星架220且分别与第一太阳轮210和第一齿圈230啮合，多个第一行星轮250 沿第一太阳轮210的周向间隔设置。如此，第一行星排200自身的动力传递稳定，且各部件转动较顺畅，有利于混合动力系统1的效率。

进一步地，第一齿圈230和第二行星架540通过第三连接件240连接成一体，第一行星架220和第二齿圈520通过第四连接件530连接成一体。

由此，可以提高第一齿圈230和第二行星架540的连接强度，同时简化第一齿圈230和第二行星架540的加工步骤，降低安装难度，另外，第一齿圈230和第二行星架540 之间可以省去齿轮等传动结构，从而能够极大地减少多个部件之间传动时的动力损耗。

而且，也可以提高第一行星架220和第二齿圈520之间的连接强度，同时简化第一行星架220和第二齿圈520的加工步骤，降低安装难度，另外，第一行星架220和第二齿圈520之间不需要设置齿轮等传动结构，进而能够极大地减少动力损耗。

在本实用新型的一些实施例中，第三连接件240位于第一行星排200和第二行星排500之间，第四连接件530环绕于第三连接件240的外侧。

由于第一齿轮260连接于第二行星轮550的背向第一行星排200的一侧，因此将第三连接件240设于第一行星排200和第二行星排500之间，不仅能够避免第一齿轮260 和第三连接件240之间发生干涉，避免零部件损坏，而且能够减小第三连接件240的尺寸，结构布置更加紧凑，空间利用率更高。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，第一离合器300包括可彼此结合和分离的第一端310和第二端320，第一端310与输出轴110传动连接，第二端320 和第一行星架220通过第一连接件330连接成一体。第二离合器400包括可彼此结合和分离的第三端410和第四端420，第三端410与输出轴110传动连接，第四端420和第一太阳轮210通过第二连接件430连接成一体。

当第一端310和第二端320结合时，可以实现输出轴110和第一行星架220之间的动力传递，通过第一端310和第二端320的分离，可以中断输出轴110和第一行星架220 之间的动力传递。当第三端410和第四端420结合时，可以使输出轴110和第一太阳轮 210之间能够进行动力传输，通过第三端410和第四端420的分离，能够使输出轴110 和第一太阳轮210之间的动力传递中断。

举例而言，第二端320和第一行星架220通过第一连接件330连接成一体，第四端420和第一太阳轮210通过第二连接件430连接成一体。如此，能够提高第二端320和第一行星架220之间的连接强度高，同时简化加工步骤，降低安装难度，装配更加快捷，并且第二端320和第一行星架220之间可以省去齿轮等传动结构，从而能够极大地减少多个部件传递之间的动力损耗。同理，能够提高第四端420和第一太阳轮210的连接强度，同时简化第四端420和第一太阳轮210加工步骤，降低安装难度，装配快捷，并且第四端420和第一太阳轮210之间不需要设置齿轮等传动结构，从而能够极大地减少第四端420和第一太阳轮210之间的动力损耗。

进一步的，如图1和图2所示，第一连接件330连接于第一行星架220的朝向发动机100的一侧。第二连接件430连接于第一太阳轮210的朝向发动机100的一侧。

如此，可以减小第一连接件330和第二连接件430的尺寸，第二端320和第一行星架220之间传动稳定性高，第四端420和第一太阳轮210之间传动稳定性高，同时有利于减小混合动力系统1的尺寸，第一连接件330和第二连接件430不易与混合动力系统 1的其他结构发生干涉。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，从动齿轮630为前驱从动齿轮640，第一齿轮260和第二齿轮620均与前驱从动齿轮640啮合。如此，发动机100和第二电机610传递的扭矩在从动齿轮630处实现耦合，动力损失小，驱动力更为充足。

具体地，前驱从动齿轮640与前减速主动齿轮传动连接，前差速器与前减速从动齿轮630连接，前减速主动齿轮与前减速从动齿轮630啮合。举例而言，前从动齿轮630 和前减速主动齿轮可以同轴转动，前差速器与车辆的前车轮相连，通过设置前减速主动齿轮与前减速从动齿轮630，能够提高输出到前差速器的扭矩，且降低输出到前差速器的转速，以使车辆的移动稳定且驱动力更大。另外，通过设置前差速器，能够使车辆转弯时，左前侧车轮的转速和右前侧车轮的转速不同，以使车辆能够平稳过弯。

下面结合附图举例描述混合动力系统1的第一齿轮260和第二齿轮620均与前驱从动齿轮640啮合的动力传递：

其中，设ZR1、ZS1、ZR2、ZS2、ZG1、ZG2、ZG3、ZG4、ZG5分别为第一齿圈230、第一太阳轮210、第二齿圈520、第二太阳轮510、第一齿轮260、前驱从动齿轮640、减速主动齿轮、减速从动齿轮630、第二齿轮620的齿数，i 1＝ZR1/ZS1,i2＝ZR2/ZS2；

设NICE、NM1、NM2分别为发动机100、第一电机600、第二电机610的转速，TICE、TM1、TM2分别为发动机100、第一电机600、第二电机610的扭矩，NP2、TP2分别为第二行星架540的转速、扭矩，NOUT、TOUT分别为车轮的转速、扭矩。

混合动力系统1处于燃油模式一挡时：

混合动力系统1处于燃油模式二挡时：

混合动力系统1处于燃油模式三挡时：

混合动力系统1处于纯电动模式一挡时：

混合动力系统1处于纯电动模式二挡时：

混合动力系统1处于混合驱动模式一挡时： NM1＝NICE，

混合动力系统1处于混合驱动模式二挡时：

混合动力系统1处于混合驱动模式3挡时：NM1＝NICE，

混合动力系统1处于混合驱动无极变速模式时： NM1+i1×NR1＝NICE×(i1+1)，

TICE:TR1:TM1＝(i1+1):i1:1，

混合动力系统1处于增程模式时：

在另外实施例中，从动齿轮630包括前驱从动齿轮640和后驱从动齿轮650，第一齿轮260和与前驱从动齿轮640啮合，第二齿轮620与后驱从动齿轮650啮合。如此，混合动力系统1的前驱中只有第一电机600，进一步减小了混合动力系统1的前驱的轴向尺寸，同时节约了成本，且此时车辆具有前驱和后驱两种驱动方式，车辆的转向性能更好。

下面结合附图举例描述混合动力系统1的第一主动齿轮501和与前驱从动齿轮810啮合，第二主动齿轮710与后驱从动齿轮820啮合的动力传递：

第一齿圈230的齿数、第一太阳轮210的齿数、第二齿圈530的齿数、第二太阳轮510的齿数、第一主动齿轮501的齿数、前驱从动齿轮810的齿数、减速主动齿轮910 的齿数、减速从动齿轮920的齿数、第二主动齿轮710的齿数、发动机100的转速和扭矩、第一电机600的转速和扭矩、第二电机610的转速和扭矩、第二行星架520的转速和扭矩、车轮的转速和扭矩等参数不变。

另设，后驱减速器速比为ir。

混合动力系统1处于燃油模式一挡、燃油模式二挡和燃油模式三挡时车轮的转速和扭矩，与上述第一主动齿轮501和第二主动齿轮710均与前驱从动齿轮啮合的车轮的转速和扭矩相同。

混合动力系统1处于纯电动模式一挡时：

TOUT＝TM2×ir；

混合动力系统1处于纯电动模式二挡时：

混合动力系统1处于混合驱动模式一挡时：

NM1＝NICE，

混合动力系统1处于混合驱动模式二挡时：

混合动力系统1处于混合驱动模式3挡时：

NM1＝NICE，

混合动力系统1处于混合驱动无极变速模式时：

NM1+i1×NR1＝NICE×(i1+1)，

TICE:TR1:TM1＝(i1+1):i1:1，

混合动力系统1处于增程模式时：

TOUT＝TM2×ir。

另外，无论第一主动齿轮501和与前驱从动齿轮啮合，第二主动齿轮710与后驱从动齿轮啮合，还是第一主动齿轮501和第二主动齿轮710均与前驱从动齿轮啮合，混合动力系统1还具有如下模式：

驻车发电模式一挡，该模式下车辆停止移动，第二电机610不工作，第一离合器300闭合，发动机100通过第一行星架220和第一太阳轮210带动第一电机600进行发电，此时，NICE×(i1+1)＝NM1,TICE:TM1＝(i1+1):1；

驻车发电模式二挡，该模式下车辆停止移动，第二电机610不工作，第二离合器400闭合，发动机100通过第一太阳轮210带动第一电机600进行发电，此时，NICE＝NM1， TICE＝TM1；

再生制动模式，该模式下车辆减速，电池荷电状态(State of charge，SOC)不超过电池SOC上限时，发动机100和第一电机600不工作，车轮通过差速器带动减速从动齿轮、减速主动齿轮、从动齿轮和第二主动齿轮转动，进而第二主动齿轮拖动第二电机 610进行发电，第二电机610能够对车轮提供制动力，该制动力与车辆的移动方向相反，以使车辆减速，且第二电机610产生的能量可以储存在车辆的电池中；

机械制动模式，该模式下车辆减速，电池荷电状态超过电池SOC上限时，第一电机600、第二电机610和发动机100不工作，通过制动踏板提供制动力以使车辆减速；

联合制动模式，该模式下车辆减速，发动机100和第一电机600不工作，电池荷电状态(State of charge，SOC)不超过电池SOC上限，且仅依靠再生制动模式无法满足车辆的制动需求时，进入联合制动模式，一方面车轮通过差速器带动减速从动齿轮、减速主动齿轮、从动齿轮和第二主动齿轮转动，进而第二主动齿轮拖动第二电机610进行发电，第二电机610能够对车轮提供制动力，另一方面通过制动踏板提供制动力，上述两个制动力方向均与车辆移动方向相反，共同使车辆减速；

倒挡模式，发动机100和第一电机600可以不工作，第二电机610可以反转，第二电机610的动力经过第二主动齿轮、从动齿轮、减速主动齿轮和减速从动齿轮传到差速器，使车辆倒退，其中，第二电机610正转(例如顺时针转动)时第二电机610的动力驱动车辆向前方移动，第二电机610反转(例如逆时针转动)时第二电机610的动力驱动车辆向后方移动，顺时针转动和逆时针转动从第二电机610的轴向同一端观察；

车辆起步模式，车辆在正常情况下起步时，通常仅由第二电机610提供动力，驱动车辆起步，如果在上坡等特殊情况下起步需求扭矩较大，可由第一电机600启动发动机100，发动机100与第二电机610共同提供动力驱动车辆起步；

低负荷混动模式，发动机100的一部分动力用于驱动车辆移动，发动机100的另一部分动力用于驱动第一电机600发电，第一电机600产生的能量可以传输至第二电机 610，作为第二电机610的输入动力；若电池SOC不超过电池SOC上限时，则第一电机 600产生的能量可以储存在车辆的电池内；

高速巡航模式，混合动力系统1处于燃油模式三挡或者混合驱动无极变速模式，当混合动力系统1处于燃油模式三挡时，第二电机610处于发电状态，发动机100驱动车辆移动，传动效率高；当处于混合动力系统1处于混合驱动无极变速模式时，发动机100 的动力可以全部用于驱动车辆移动，且第一电机600以负转速运行，第一电机600的动力也用于驱动车辆移动，而此时第二电机610处于发电状态。

举例而言，混合动力系统1处于上述不同模式时，第一离合器300、第二离合器400和第一制动器560的状态如下表所示，其中，具有黑色圆点的表格代表对应模式下对应的离合器闭合，或者，具有黑色圆点的表格代表对应模式下第一制动器560对第二太阳轮510施加制动：

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的车辆，车辆包括根据本实用新型上述实施例的混合动力系统1。

根据本实用新型实施例的车辆，通过利用根据本实用新型上述实施例的混合动力系统1设有多个档位，具有结构简单，换挡平顺性好和适用性高等优点。

根据本实用新型实施例的混合动力系统1和具有其的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机具有输出轴；

第一行星排，所述第一行星排包括传动连接的第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第一离合器，所述第一离合器分别与所述输出轴和所述第一行星架相连，用于控制所述输出轴和所述第一行星架之间是否传递动力；

第二离合器，所述第二离合器分别与所述输出轴和所述第一太阳轮相连，用于控制所述输出轴和所述第一太阳轮之间是否传递动力；

第二行星排，所述第二行星排分别与所述第一齿圈、所述第一行星架传动连接，所述第二行星排包括第二太阳轮，所述第二行星排连接有第一齿轮；

第一制动器，所述第一制动器与所述第二太阳轮相连，用于控制是否向所述第二太阳轮施加制动；

第一电机，所述第一电机与所述第一行星排传动连接；

第二电机，所述第二电机连接有第二齿轮；

从动齿轮，所述从动齿轮分别和所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；

供电装置，所述供电装置包括高压电源，所述高压电源为所述第一电机和所述第二电机供电；

控制系统，所述控制系统分别与所述供电装置、所述发动机、所述第一电机和所述第二电机连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述供电装置还包括低压电源、DC/DC转换器、第一逆变器和第二逆变器；

所述控制系统包括第一控制单元、第二控制单元、电池管理系统、电子控制单元和整车控制单元；

其中，所述高压电源通过所述第一逆变器与所述第一电机连接且通过所述第二逆变器与所述第二电机连接，所述高压电源与所述电池管理系统连接；

所述低压电源分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述电子控制单元、所述电池管理系统和所述整车控制单元连接，所述低压电源通过所述DC/DC转换器与所述高压电源、所述第一逆变器和所述第二逆变器连接；

所述整车控制单元分别与所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述电池管理系统连接；

所述电子控制单元分别与所述发动机和所述电池管理系统连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一控制单元、所述第二控制单元和所述整车控制单元集成为一体。

4.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述供电装置还包括继电器，所述高压电源通过所述继电器分别与所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述电池管理系统和所述DC/DC转换器连接。

5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一离合器包括可彼此结合和分离的第一端和第二端，所述第一端与所述输出轴传动连接，所述第二端和所述第一行星架通过第一连接件连接成一体；

所述第二离合器包括可彼此结合和分离的第三端和第四端，所述第三端与所述输出轴传动连接，所述第四端和所述第一太阳轮通过第二连接件连接成一体。

6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一连接件连接于所述第一行星架的朝向所述发动机的一侧；

所述第二连接件连接于所述第一太阳轮的朝向所述发动机的一侧。

7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二行星排包括：

第二齿圈，所述第二齿圈围绕所述第二太阳轮设置且与所述第一行星架传动连接；

第二行星架，所述第二行星架分别与所述第一齿圈和所述第一齿轮传动连接；

多个第二行星轮，每个所述第二行星轮可旋转地安装于所述第二行星架且分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合，多个所述第二行星轮沿所述第二太阳轮的周向间隔设置；

所述第一行星排还包括多个第一行星轮，所述第一太阳轮与所述第一电机传动连接，所述第一齿圈围绕所述第一太阳轮设置，每个所述第一行星轮可旋转地安装于所述第一行星架且分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合，多个所述第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向间隔设置。

8.根据权利要求7所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一齿圈和所述第二行星架通过第三连接件连接成一体；

所述第一行星架和所述第二齿圈通过第四连接件连接成一体；

所述第三连接件位于所述第一行星排和所述第二行星排之间；

所述第四连接件环绕于所述第三连接件的外侧。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述从动齿轮为前驱从动齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮均与所述前驱从动齿轮啮合；或者

所述从动齿轮包括前驱从动齿轮和后驱从动齿轮，所述第一齿轮和与所述前驱从动齿轮啮合，所述第二齿轮与所述后驱从动齿轮啮合。

10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的混合动力系统。

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