專利名稱：混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，特別是同軸式行星齒輪串并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 裝置，特別適用于具有較好燃油經(jīng)濟(jì)性的混合動(dòng)力汽車。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力來源于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過儲(chǔ)能裝置(蓄電池、超級(jí) 電容等)和控制系統(tǒng)對(duì)能量流進(jìn)行管理，達(dá)到最佳的能量分配，實(shí)現(xiàn)整車的低油耗、低排放 和較高的動(dòng)力性?；旌蟿?dòng)力汽車有兩個(gè)動(dòng)力來源，在啟動(dòng)及低速行駛時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的效率不高，混 合動(dòng)力系統(tǒng)僅利用電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來行駛。在一般行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)效率很高，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng) 力不僅是車輪的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也用來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電，并給儲(chǔ)能裝置充電。在減速或制動(dòng) 時(shí)，混合動(dòng)力系統(tǒng)以車輪的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電，將能量回收到儲(chǔ)能裝置中。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助作用保證了汽車具有較好的動(dòng)力性能，同時(shí)減小了混合動(dòng)力汽 車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率需求，油電兩個(gè)系統(tǒng)的相互配合可以進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，使發(fā)動(dòng) 機(jī)工作在燃油最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)，進(jìn)而減少汽車的尾氣排放和燃油消耗；同時(shí)，具有再生及制動(dòng) 能量的回收功能可減少汽車的能量損失和燃油消耗?，F(xiàn)有技術(shù)的基于行星齒輪結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā) 電機(jī)、行星齒輪構(gòu)件、傳動(dòng)裝置、離合器、鎖定器、控制器和蓄電池，采用行星齒輪機(jī)構(gòu)和電 動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使其運(yùn)行在最佳轉(zhuǎn)速范圍，可望獲得燃油的高經(jīng)濟(jì)性。該類結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，傳動(dòng)軸需經(jīng)過多組齒輪或皮帶和行星齒輪構(gòu)件相連接，混合 動(dòng)力車的傳動(dòng)效率受到影響，不同工作模式時(shí)離合器和鎖定器相互配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布置到 現(xiàn)有傳統(tǒng)車動(dòng)力底盤中的難度大，生產(chǎn)成本以及后期維護(hù)的費(fèi)用比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種適應(yīng)性強(qiáng)、 結(jié)構(gòu)簡單、工作模式靈活的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，獲得更佳的燃油經(jīng)濟(jì)性的混合動(dòng)力汽車驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)。采用同軸式行星齒輪構(gòu)件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行重新分配，從而達(dá)到合理平衡 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的目的。本發(fā)明通過一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置解決上述技術(shù)問題，所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置， 包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、第一離合器、行星齒輪構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)、中空電動(dòng)機(jī)軸、傳動(dòng)軸， 其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、第一離合器、行星齒輪構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸依次連接 在同一軸線上，所述行星齒輪構(gòu)件包括行星架、齒圈和太陽輪，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸與行星齒輪構(gòu) 件的齒圈通過第一離合器機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī)的中空電動(dòng)機(jī)軸被連接到行星齒輪構(gòu)件的太陽 輪上，傳動(dòng)軸穿過中空電動(dòng)機(jī)軸與行星架相連，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩；行星架與 中空電動(dòng)機(jī)軸間通過第二離合器機(jī)械相連。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明同軸式行星齒輪串并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3、機(jī)殼4、行星齒輪5、行星架5A、齒圈5B、太陽輪5C、離 合器6、電動(dòng)機(jī)7、中空電動(dòng)機(jī)軸8、傳動(dòng)軸9、十字軸10、主減速器11、儲(chǔ)能裝置12、電動(dòng)機(jī)控 制器13。發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3、行星齒輪構(gòu)件5、電動(dòng)機(jī)7、傳動(dòng)軸9依次連 接在同一軸線上。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與行星齒輪構(gòu)件的齒圈5B通過離合器3機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī) 的中空電動(dòng)機(jī)軸8被連接到行星齒輪構(gòu)件5的太陽輪5C上。傳動(dòng)軸9穿過中空電動(dòng)機(jī)軸8 與行星架5A相連，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)7的輸出扭矩。行星架5A與中空電動(dòng)機(jī)軸8之 間通過離合器6機(jī)械相連。行星齒輪構(gòu)件的齒圈5B與機(jī)殼4間通過第一離合器3鎖緊，當(dāng) 電動(dòng)機(jī)7處于發(fā)電工作狀態(tài)時(shí)，第一離合器3把齒圈5B鎖死在機(jī)殼4上。傳動(dòng)軸9通過萬 向軸向主減速器11輸出扭矩驅(qū)動(dòng)車輛行駛。第一離合器3實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸或者機(jī)殼的 雙位置離合器，通過離合器輸出軸的外花鍵與兩切換位置處的內(nèi)花鍵相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的串并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置相比，本發(fā)明的技術(shù)方案采用同軸方式將發(fā) 動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出軸連接，取消了齒輪或者皮帶連接。第一離合器實(shí)現(xiàn)齒圈與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 軸或者機(jī)殼的雙位置連接，其獨(dú)特設(shè)計(jì)滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工作模式下的機(jī)械連接與切 換，其結(jié)構(gòu)更容易布置到現(xiàn)有傳統(tǒng)車動(dòng)力底盤中，結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，機(jī)械損耗減少，傳動(dòng) 效率提高。具有兩種動(dòng)力混合模式，比傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)更加優(yōu)越。通過行星齒輪構(gòu)件使發(fā) 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車速解耦，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在高效率狀態(tài)，提高了混合動(dòng)力系統(tǒng)的燃油經(jīng) 濟(jì)性。根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，可在轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合兩種工作模式中自由切換。轉(zhuǎn)速耦 合工作方式下，輸出軸的轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速疊加，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)處于高 速高效區(qū)域，一方面能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，另一面能夠減小電動(dòng)機(jī)的體積，從而顯著提高 電動(dòng)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)特性。轉(zhuǎn)矩耦合工作方式下，輸出軸的轉(zhuǎn)矩為發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 疊加，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩負(fù)擔(dān)，同時(shí)能夠滿足大扭矩的工況運(yùn)行。不僅具有動(dòng)力耦合的功能，還具有兩檔變速的功能。選擇更加優(yōu)化的電動(dòng)機(jī)參數(shù)， 在保證輸出功率等級(jí)不變的基礎(chǔ)上，減小電動(dòng)機(jī)的額定扭矩，增大額定轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高電動(dòng) 機(jī)工作效率并減少其體積與重量。


圖1是本發(fā)明同軸式行星齒輪串并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明同軸式行星齒輪 串并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置如圖1所示，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3、機(jī)殼4、行 星齒輪5、行星架5A、齒圈5B、太陽輪5C、離合器6、電動(dòng)機(jī)7、中空電動(dòng)機(jī)軸8、傳動(dòng)軸9、十 字軸10、主減速器11、儲(chǔ)能裝置12、電動(dòng)機(jī)控制器13。發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3、 行星齒輪構(gòu)件5、電動(dòng)機(jī)7、傳動(dòng)軸9依次連接在同一軸線上。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與行星齒輪構(gòu)件5的齒圈5B通過離合器3機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī)的中 空電動(dòng)機(jī)軸8被連接到行星齒輪構(gòu)件5的太陽輪5C上。傳動(dòng)軸9穿過中空電動(dòng)機(jī)軸8與行星架5A相連，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)7的輸出扭矩。行星架5A與中空電動(dòng)機(jī)軸8間通 過離合器6機(jī)械相連。行星齒輪構(gòu)件的齒圈5B與機(jī)殼4間通過第二離合器6鎖緊，當(dāng)電動(dòng) 機(jī)7處于發(fā)電工作狀態(tài)時(shí)，鎖緊裝置把齒圈5B鎖死在機(jī)殼4。傳動(dòng)軸9通過萬向軸向主減 速器11輸出扭矩驅(qū)動(dòng)車輛行駛。第一離合器實(shí)現(xiàn)齒圈與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸或者機(jī)殼的雙位置 連接，即將齒圈和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連時(shí)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸；將齒圈固定在機(jī)殼上時(shí)， 實(shí)現(xiàn)單電動(dòng)機(jī)的工作模式；當(dāng)?shù)谝浑x合器至于空擋時(shí)，可以滿足在單電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩 耦合方式。其獨(dú)特設(shè)計(jì)和第二離合器相互配合滿足了電動(dòng)汽車不同工作模式的機(jī)械連接與 切換，結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，機(jī)械損耗減少，傳動(dòng)效率提高。
此裝置安裝在混合動(dòng)力汽車上可按以下的方式工作?；旌蠣恳ぷ髂Ｊ?。當(dāng)車輛的牽引功率需求大于發(fā)動(dòng)機(jī)1在油門全開情況下所能產(chǎn)生的功率時(shí)，此時(shí) 驅(qū)動(dòng)裝置采用混合牽引模式，即牽引功率由發(fā)動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)7兩者提供，電動(dòng)機(jī)7供給附 加功率以滿足車輛行駛的需求?；旌蠣恳龝r(shí)可以借助行星齒輪構(gòu)件5工作在轉(zhuǎn)矩耦合或者轉(zhuǎn)速耦合工作模式下。 當(dāng)車速低于預(yù)定速度時(shí)，應(yīng)用轉(zhuǎn)速耦合工作模式。離合器3將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與齒圈5B相 連，離合器6將行星架5A和中空電動(dòng)機(jī)軸8脫開。在此工作模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速和車速 解耦，其轉(zhuǎn)速可由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和油門開度予以控制，在給定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，可通過改變油門 開度以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而在給定油門開度時(shí)，可通過改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 扭矩輸出軸的角速度滿足 其中，R表示行星齒輪5的傳動(dòng)比，ω。、cor和ω s分別表示行星架5Α、齒圈5B以 及太陽輪5C的旋轉(zhuǎn)角速度。在忽略行星齒輪構(gòu)件5傳輸損耗的條件下，作用于行星架5A、 齒圈5B和太陽輪5C上的轉(zhuǎn)矩關(guān)系如下 Τ。、Tr和Ts分別表示行星架5Α、齒圈5Β和太陽輪5C上的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)公式(1)，行星架5上的角速度為太陽輪5C的角速度和齒圈5Β角速度的累 力口，因?yàn)閭鲃?dòng)比R > 1，故和太陽輪5C相連的電動(dòng)機(jī)7可以工作在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，性能得到 提高，并因?yàn)槌休d最小的轉(zhuǎn)矩可以減小電動(dòng)機(jī)7的體積和重量。當(dāng)車速高于預(yù)定速度時(shí)，應(yīng)用轉(zhuǎn)矩耦合的工作模式將發(fā)動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)矩 累加。離合器3將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與齒圈5Β相連，離合器6閉合，將中空電動(dòng)機(jī)軸8和行 星架5Α相連，此時(shí)電動(dòng)機(jī)7、發(fā)動(dòng)機(jī)1和傳動(dòng)軸9同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，太陽輪5C和行星架5Α相當(dāng)于 被鎖死，電動(dòng)機(jī)7輸出的扭矩經(jīng)太陽輪5C和行星架5Α傳遞到傳動(dòng)軸9，兩種動(dòng)力在傳動(dòng)軸 9完全疊加，通過十字軸10和主減速器11驅(qū)動(dòng)車輛行駛。它們的角速度和轉(zhuǎn)矩滿足下面公 式ω c = ω s = ω r(3)Tc = Ts+Tr(4)單發(fā)動(dòng)機(jī)牽弓I工作模式。
單發(fā)動(dòng)機(jī)牽引模式，即車輛牽引功率僅源于發(fā)動(dòng)機(jī)，既可在轉(zhuǎn)速耦合，又可在轉(zhuǎn)矩 耦合模式下實(shí)現(xiàn)。當(dāng)工作在轉(zhuǎn)速耦合模式時(shí)，離合器3將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與齒圈5B相連接， 離合器6將中空電動(dòng)機(jī)軸8和行星架5A脫開，此時(shí)電動(dòng)機(jī)7不提供動(dòng)力，僅發(fā)動(dòng)機(jī)1向驅(qū) 動(dòng)裝置提供動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出的扭矩經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3，經(jīng)過行星齒輪5的行 星架5A、齒圈5B，傳遞到傳動(dòng)軸9。當(dāng)運(yùn)行在轉(zhuǎn)速耦合模式時(shí)，傳動(dòng)軸9的角速度和轉(zhuǎn)矩表示為
R(Oc =~~COr
l + R(5)Tc =~—-Tr
R (6)當(dāng)運(yùn)行在轉(zhuǎn)矩耦合模式時(shí)，第二離合器6將中空電動(dòng)機(jī)軸8和行星架5A相連，傳 動(dòng)軸9的角速度和轉(zhuǎn)矩表示為 c = or(7)Tc = Tr(8)行星齒輪構(gòu)件5相當(dāng)于一個(gè)兩檔傳動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)速耦合相當(dāng)于低檔工作狀態(tài)，傳動(dòng)
比為￥。轉(zhuǎn)矩耦合相當(dāng)于高檔工作狀態(tài)，傳動(dòng)比為1。 R電動(dòng)機(jī)單獨(dú)牽弓|工作模式電動(dòng)機(jī)單獨(dú)牽引工作模式，即車輛牽引功率僅源于電動(dòng)機(jī)，既可在轉(zhuǎn)速耦合，又可 在轉(zhuǎn)矩耦合模式下實(shí)現(xiàn)。離合器3將齒圈5B鎖定在機(jī)殼4上，離合器6將中空電動(dòng)機(jī)軸8 和行星架5A脫開，電動(dòng)機(jī)7的輸出扭矩，經(jīng)過行星齒輪5的行星架5A、齒圈5B和太陽輪5C 傳遞到傳動(dòng)軸9上，再通過十字軸10、主減速器11驅(qū)動(dòng)車輛行駛。電動(dòng)機(jī)7為具有驅(qū)動(dòng)和 發(fā)電雙重功能的電動(dòng)機(jī)，可選用交流異步變頻電動(dòng)機(jī)，也可選用永磁電動(dòng)機(jī)或開關(guān)磁阻電 動(dòng)機(jī)。
當(dāng)運(yùn)行在轉(zhuǎn)速耦合模式時(shí)，傳動(dòng)軸9的角速度和轉(zhuǎn)矩滿足
1 + A(9)Tc = (1+R)TS(10)當(dāng)運(yùn)行在轉(zhuǎn)矩耦合模式時(shí)，離合器3置于空檔，離合器6將太陽輪5C和行星架5A 連接時(shí)，電動(dòng)機(jī)7直接帶動(dòng)傳動(dòng)軸9輸出扭矩，傳動(dòng)軸9的角速度和轉(zhuǎn)矩滿足wc = ws(11)Tc = Ts(12)再生制動(dòng)工作模式混合動(dòng)力汽車制動(dòng)期間靠慣性行駛，把車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化及儲(chǔ)存起來，而不是變成 無用的熱。離合器3將齒圈5B鎖定在機(jī)殼4上，發(fā)動(dòng)機(jī)1和傳動(dòng)軸9解耦。傳動(dòng)軸9經(jīng)過 行星架5A、太陽輪5C后，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)7的中空電動(dòng)機(jī)軸高速旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)7被控制為發(fā)電 運(yùn)行狀態(tài)，以產(chǎn)生負(fù)功率。再生制動(dòng)既可以工作在轉(zhuǎn)速耦合模式，也可以工作在轉(zhuǎn)矩耦合模 式。
6
在轉(zhuǎn)速累加模式的運(yùn)行過程中，離合器6將太陽輪5C和行星架5A脫開，電動(dòng)機(jī)7 的角速度和轉(zhuǎn)矩相互關(guān)聯(lián)如下
1="
1 + ^(13)Tc = (1+R)TS(14)此時(shí)電動(dòng)機(jī)7被控制產(chǎn)生負(fù)功率。在轉(zhuǎn)矩累加模式的運(yùn)行過程中，離合器3置于空檔，離合器6將太陽輪5C和行星 架5A結(jié)合，傳動(dòng)軸9直接帶動(dòng)中空電動(dòng)機(jī)軸8，使其工作在發(fā)電狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)7的角速度和 轉(zhuǎn)矩相互關(guān)聯(lián)如下ωc = ωs(15)Tc = Ts(16)在制動(dòng)模式時(shí)，行星齒輪構(gòu)件5相當(dāng)于一個(gè)兩檔傳動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)速耦合相當(dāng)于低檔 工作狀態(tài)，傳動(dòng)比為1+R。轉(zhuǎn)矩耦合相當(dāng)于高檔工作狀態(tài)，傳動(dòng)比為1。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1可由電動(dòng)機(jī)7以轉(zhuǎn)速耦合或轉(zhuǎn)矩耦合模式啟動(dòng)。 離合器3將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2與齒圈5B相連，離合器6將中空電動(dòng)機(jī)軸8和行星架5A脫開， 電動(dòng)機(jī)7的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)行星齒輪5的太陽輪5C、齒圈5B、離合器3傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)1，電動(dòng)機(jī) 7的角速度和轉(zhuǎn)矩相互關(guān)聯(lián)如下ωr=——1/Rωs(17)Tr = RTs(18)為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，電動(dòng)機(jī)7以負(fù)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)1與電動(dòng)機(jī)7之間引入的傳動(dòng) 比為R，也就是說起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1需要不大的電動(dòng)機(jī)扭矩，無論車輛是否處于停止?fàn)顟B(tài)，正的 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩總是導(dǎo)致正的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，這意味即使車輛在運(yùn)行中發(fā)動(dòng)機(jī)1也可起動(dòng)。通過離合器3和離合器6的相互配合，該發(fā)明的實(shí)施方式為混合動(dòng)力汽車起動(dòng)及低速行駛時(shí)從靜止起步到車速低于預(yù)定車速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1不啟動(dòng)，行星齒輪5只有一個(gè)自由 度，車輛由儲(chǔ)能裝置12提供能量電動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)，為純電動(dòng)工況。當(dāng)儲(chǔ)能裝置12中的電量不 足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)7以負(fù)轉(zhuǎn)速運(yùn)行發(fā)電，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一部分用于驅(qū)動(dòng)車輛低速行 駛，另一部分用來向儲(chǔ)能裝置12充電?；旌蟿?dòng)力汽車中速行駛時(shí)當(dāng)車速超過預(yù)定速度時(shí)即中速行駛，應(yīng)用轉(zhuǎn)速耦合模式，發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)并運(yùn)行在 高轉(zhuǎn)速狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)7以負(fù)轉(zhuǎn)速和負(fù)功率運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)1的部分輸出功率用以給儲(chǔ)能裝置12 充電，且以部分輸出功率推進(jìn)車輛?；旌蟿?dòng)力汽車高速行駛時(shí)應(yīng)用同步的轉(zhuǎn)矩耦合模式，發(fā)動(dòng)機(jī)1和中空電動(dòng)機(jī)軸8連接在一起，傳到傳動(dòng)軸9 上的轉(zhuǎn)矩是從齒圈5B上得到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)7輸出轉(zhuǎn)矩的矢量和。這樣行星齒輪 構(gòu)件5的功能相當(dāng)于一個(gè)兩檔傳動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)速耦合模式為低檔，轉(zhuǎn)矩耦合模式為高檔工作 方式。
混合動(dòng)力汽車巡航行駛時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)1作為主要?jiǎng)恿υ垂ぷ髟谵D(zhuǎn)速耦合模式下。由于采用行星齒輪構(gòu)件5 使發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)速不隨車速變化，發(fā)動(dòng)機(jī)1可工作于最優(yōu)的工作點(diǎn)，提供恒定的功率輸出，而 剩余的功率需求則由電動(dòng)機(jī)7提供，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)1頻繁動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失?；旌蟿?dòng)力汽車減速制動(dòng)時(shí)當(dāng)松開油門并踩下制動(dòng)器時(shí)，混合動(dòng)力系統(tǒng)使車輪的旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)7運(yùn)轉(zhuǎn)， 使其作為發(fā)電使用，向儲(chǔ)能裝置12充電。
權(quán)利要求
一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸(2)、第一離合器(3)、行星齒輪構(gòu)件(5)、電動(dòng)機(jī)(7)、中空電動(dòng)機(jī)軸(8)、傳動(dòng)軸(9)，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸(2)、第一離合器(3)、行星齒輪構(gòu)件(5)、電動(dòng)機(jī)(7)、傳動(dòng)軸(9)依次連接在同一軸線上，所述行星齒輪構(gòu)件(5)包括行星架(5A)、齒圈(5B)和太陽輪(5C)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸(2)與行星齒輪構(gòu)件(5)的齒圈(5B)通過第一離合器(3)機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī)的中空電動(dòng)機(jī)軸(8)被連接到行星齒輪構(gòu)件(5)的太陽輪(5C)上，傳動(dòng)軸(9)穿過中空電動(dòng)機(jī)軸(8)與行星架(5A)相連，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)(1)和電動(dòng)機(jī)(7)的輸出扭矩；行星架(5A)與中空電動(dòng)機(jī)軸(8)間通過第二離合器(6)機(jī)械相連。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置還包 括機(jī)殼(4)，行星齒輪構(gòu)件的齒圈(5B)與機(jī)殼(4)間通過第一離合器(3)鎖緊，當(dāng)電動(dòng)機(jī)(7)處于電驅(qū)動(dòng)或者發(fā)電工作狀態(tài)時(shí)，第一離合器(3)把齒圈(5B)鎖死在機(jī)殼(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置工 作在混合牽引工作模式時(shí)或單發(fā)動(dòng)機(jī)牽引模式時(shí)，第一離合器(3)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸(2)與 齒圈(5B)相連，而第二離合器(6)則根據(jù)車速將行星架(5A)和中空電動(dòng)機(jī)軸(8)相連或 脫開。
4.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置工 作在電動(dòng)機(jī)單獨(dú)牽引工作模式時(shí)或再生制動(dòng)工作模式時(shí)，第一離合器(3)將齒圈(5B)鎖定 在機(jī)殼(4)上或者置于空檔，第二離合器(6)則根據(jù)車速將行星架(5A)和中空電動(dòng)機(jī)軸(8)相連或脫開。
5.如權(quán)利要求3或4所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)車速低于預(yù)定速度時(shí)， 第二離合器(6)將行星架(5A)和中空電動(dòng)機(jī)軸(8)脫開。
6.如權(quán)利要求3或4所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)車速高于預(yù)定速度時(shí)， 第二離合器(6)將行星架(5A)和中空電動(dòng)機(jī)軸(8)相連。
7.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置啟 動(dòng)時(shí)，第一離合器(3)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸(2)與齒圈(5B)相連，第二離合器(6)將中空電動(dòng) 機(jī)軸(8)和行星架(5A)脫開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、第一離合器、行星齒輪構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)、中空電動(dòng)機(jī)軸、傳動(dòng)軸，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、第一離合器、行星齒輪構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸依次連接在同一軸線上，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸與行星齒輪構(gòu)件的齒圈通過第一離合器機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī)的中空電動(dòng)機(jī)軸被連接到行星齒輪構(gòu)件的太陽輪上，傳動(dòng)軸穿過中空電動(dòng)機(jī)軸與行星架相連，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩；行星架與中空電動(dòng)機(jī)軸間通過第二離合器機(jī)械相連。
文檔編號(hào)B60K6/38GK101870258SQ20101022511
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者孔昭松 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)科技有限公司