一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置；包括發(fā)動(dòng)機(jī)，第一離合器，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)，飛輪模塊，第二離合器和動(dòng)力輸出裝置；所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)是雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置；所述飛輪模塊包括飛輪增速主動(dòng)齒輪，與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪相嚙合的至少一個(gè)飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪，至少一個(gè)飛輪，至少一個(gè)飛輪軸和至少一個(gè)飛輪制動(dòng)器；所述動(dòng)力輸出裝置包括減速主動(dòng)齒輪，減速?gòu)膭?dòng)齒輪，變速裝置，動(dòng)力輸出軸；解決了制動(dòng)能量回收效率低、加速性能差的問(wèn)題；制動(dòng)能量回收效率高、加速性高、整車成本低、節(jié)能效果顯著。
【專利說(shuō)明】-種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能 及驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 人類面臨著化石能源逐漸枯竭和過(guò)度依賴化石能源所導(dǎo)致的環(huán)境惡化兩大挑戰(zhàn)， 以石油能源為動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車的迅猛發(fā)展正使人類陷入資源與環(huán)境的雙重危機(jī)，因此發(fā)展 節(jié)能環(huán)保的新能源汽車逐漸成為行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
[0003] 混合動(dòng)力汽車（HEV)是一種由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)共同驅(qū)動(dòng)的車輛，符合環(huán)保高效 的主流發(fā)展方向，根據(jù)動(dòng)力源數(shù)量和動(dòng)力傳遞方式不同，分為串聯(lián)型、并聯(lián)型（PHEV)和混聯(lián) 型。能量存儲(chǔ)裝置主要是蓄電池、超級(jí)電容、燃料電池、慣性飛輪、液壓蓄能器等，儲(chǔ)能飛輪 不會(huì)像蓄電池那樣在廢棄時(shí)帶來(lái)環(huán)境污染，環(huán)保性能較好。
[0004] 汽車的制動(dòng)是通過(guò)制動(dòng)盤(pán)與制動(dòng)鉗或制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在此 過(guò)程中，整車動(dòng)能通過(guò)摩擦以熱量的形式耗散，造成能量的浪費(fèi)。特別是在城市工況中，由 于交通擁堵和交通管理需要，車輛需要反復(fù)地加速、減速，制動(dòng)消耗的能量在車輛消耗總能 量中占據(jù)相當(dāng)大的比例。
[0005] 制動(dòng)能量回饋是提高汽車能量效率的一個(gè)非常重要的手段，它通常是指電動(dòng)汽車 (例如純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車）在減速或者下坡過(guò)程中，在保證制動(dòng)性能的前提下，將 汽車行駛的慣性能量通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給電機(jī)，電機(jī)以發(fā)電模式工作，為儲(chǔ)能裝置充電，從 而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回饋利用。制動(dòng)能量回饋可以提升電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，降低車載電池 的重量。另外，還可減少制動(dòng)器摩擦片的磨損。
[0006] 然而，目前的制動(dòng)能量回饋技術(shù)有不少缺點(diǎn)，因?yàn)榛仞伳芰康亩嗌偈艿杰囕v行駛 工況和電機(jī)、電池狀態(tài)的限制。首先，現(xiàn)有的制動(dòng)能量回饋方案通常要求直接向電池充電， 但因制動(dòng)過(guò)程時(shí)間大多較短，并且存在著電池充電倍率不能過(guò)高的限制，電池難以實(shí)現(xiàn)短 時(shí)間大功率充電；第二，采用電機(jī)回饋制動(dòng)能量對(duì)其性能要求過(guò)高，且難以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力矩的 任意調(diào)節(jié)，不符合人們對(duì)于傳統(tǒng)制動(dòng)器的操作習(xí)慣；第三，超級(jí)電容雖具有比功率高、比能 量大、一次儲(chǔ)能多等優(yōu)點(diǎn)，可平滑動(dòng)力電池充放電電流但其價(jià)格昂貴，不易普及；第四，電 動(dòng)汽車的運(yùn)行工況要求其電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)具有正反轉(zhuǎn)以及電氣制動(dòng)等四象限控制功能，但 現(xiàn)有的電氣制動(dòng)方法與裝置只能在中高速中回收少部分能量，在低速時(shí)能量回收率幾乎為 零；最后，制動(dòng)能量回饋的再利用過(guò)程效率不高，因?yàn)榛厥盏膭?dòng)能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能， 再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而再利用時(shí)又由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、動(dòng)能，這兩次能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程會(huì)發(fā)生 可觀的損失，因此導(dǎo)致整車的節(jié)能效果不夠明顯。
[0007] 另外，由于汽車前艙空間、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與差速器中心距等限制，電動(dòng)汽車電機(jī)的直徑 不宜過(guò)大，加上電機(jī)控制器功率器件成本的限制，目前很多電動(dòng)汽車的峰值轉(zhuǎn)矩偏小，存在 動(dòng)力性差、加速性能差、高速超車能力不足等問(wèn)題。在中國(guó)專利CN201120235061. 8中提供 了一種利用飛輪提高制動(dòng)能量回收率的驅(qū)動(dòng)裝置，但仍然存在著加速性能差、高速超車能 力不足的問(wèn)題。在中國(guó)專利CN200980142123. 6中提供了一種飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以在減少能 量損失的同時(shí)快速滿足高負(fù)荷環(huán)境下的儲(chǔ)能需求，也存在著加速性能差、高速超車能力不 足、節(jié)能成本高的問(wèn)題；在中國(guó)專利CN200980151936. 1中提供了一種飛輪模塊以及在飛輪 模塊中儲(chǔ)存和傳遞能量的方法，比現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的飛輪模塊更簡(jiǎn)單更節(jié)省成本，但存在 著加速性能差、高速超車能力不足的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種制動(dòng)能量回收效率高、加速性高、整車成本低、節(jié)能效果 顯著的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置。
[0009] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝 置；包括發(fā)動(dòng)機(jī)，第一離合器，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)，飛輪模塊，第二離合器 和動(dòng)力輸出裝置；所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)是雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置；所述飛輪模塊包括飛輪增 速主動(dòng)齒輪，與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪相嚙合的至少一個(gè)飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪，至少一個(gè)飛 輪，至少一個(gè)飛輪軸和至少一個(gè)飛輪制動(dòng)器；所述動(dòng)力輸出裝置包括減速主動(dòng)齒輪，減速?gòu)?動(dòng)齒輪，變速裝置，動(dòng)力輸出軸；所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第一離合器與所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)、所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)、所述飛輪模塊、所述第二離合器、所述動(dòng)力輸出裝置傳動(dòng)連接。
[0010] 優(yōu)選的所述第一離合器從動(dòng)片連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出 軸與動(dòng)力輸入軸相連；所述雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置包括第一行星排和第二行星排，所述第 一行星排包括第一行星排太陽(yáng)輪、第一行星排行星架、第一行星排齒圈；所述第二行星排包 括第二行星排太陽(yáng)輪、第二行星排行星架、第二行星排齒圈；所述第一行星排太陽(yáng)輪與所述 第二行星排太陽(yáng)輪相連接；所述第二行星排行星架與所述動(dòng)力輸入軸固定連接，所述第一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的輸出軸與所述第一行星排太陽(yáng)輪固定連接；所述第一行星排齒圈與所述 第二離合器一端相連接，所述第二離合器的另一端與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪連接，所述飛 輪增速主動(dòng)齒輪與所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪相連接，所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪與所述飛輪軸固 定連接，所述飛輪固定安裝在所述飛輪軸上；所述第二行星排齒圈與所述減速主動(dòng)齒輪是 一體件，所述減速主動(dòng)齒輪與所述減速?gòu)膭?dòng)齒輪嚙合連接，所述減速?gòu)膭?dòng)齒輪固定連接在 所述動(dòng)力輸出軸上，所述變速裝置固定安裝在所述動(dòng)力輸出軸上。
[0011] 優(yōu)選的所述變速裝置是差速器或單檔變速器或多檔變速器；所述動(dòng)力輸出軸與第 二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的輸出軸相連接；所述飛輪增速主動(dòng)齒輪與所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪是齒 輪嚙合連接或鏈條傳動(dòng)連接；所述飛輪制動(dòng)器是電磁制動(dòng)器或摩擦片式制動(dòng)器，位于所述 飛輪軸上緊鄰所述飛輪端或位于沿著所述飛輪軸軸向與所述飛輪端相對(duì)的一側(cè)緊鄰所述 飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪處。
[0012] 優(yōu)選的所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、所述飛輪模塊在整車控制下有多 種不同的傳動(dòng)工況，包括起步和低速行駛，中高速行駛，行駛時(shí)的制動(dòng)能量回收，制動(dòng)能量 回收后飛輪助力行駛。
[0013] 優(yōu)選的當(dāng)處在起步和低速行駛工況時(shí)，所述第一離合器斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)不參與 驅(qū)動(dòng)，所述第二離合器結(jié)合，所述飛輪制動(dòng)器閉合，所述第一行星排齒圈靜止；所述第一電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)輸出正向扭距后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪、所述第一行星排行星架、 所述第二行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置。
[0014] 優(yōu)選的當(dāng)處在中高速行駛工況時(shí)，所述第一離合器結(jié)合，所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)共同工作，所述第二離合器斷開(kāi)，所述第一行星排齒圈空轉(zhuǎn)，所述飛輪不工 作，所述飛輪制動(dòng)器斷開(kāi)；從所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述第一離合器、所述動(dòng)力輸 入軸、所述第二行星排行星架、所述第二行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置；所述第 一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)輸出正向扭距后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪、第二行星排太陽(yáng)輪、 所述第二行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置。
[0015] 優(yōu)選的當(dāng)處在行駛時(shí)的制動(dòng)能量回收工況時(shí)，所述第一離合器斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī) 不參與整車制動(dòng)，所述飛輪制動(dòng)器斷開(kāi)，所述第二離合器結(jié)合，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 輸出反向扭矩后經(jīng)過(guò)所述第一行星排開(kāi)始分流，一部分動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng) 輪、所述第一行星排行星架、所述第二行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置使車輛減 速；另一部分動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪、所述第一行星排齒圈、所述第二離合 器、所述飛輪增速主動(dòng)齒輪、所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪、所述飛輪軸到所述飛輪使飛輪加速。
[0016] 優(yōu)選的當(dāng)處在制動(dòng)能量回收后飛輪助力行駛工況時(shí)，所述第一離合器斷開(kāi)，所述 發(fā)動(dòng)機(jī)不參與整車驅(qū)動(dòng)，所述第二離合器結(jié)合，所述飛輪制動(dòng)器斷開(kāi)；所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)輸出正向扭距后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪、所述第一行星排行星架、所述第二 行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置；所述飛輪的動(dòng)能順次經(jīng)過(guò)所述飛輪軸、所述飛 輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪、所述飛輪增速主動(dòng)齒輪、所述第二離合器、所述第一行星排齒圈、所述第 一行星排行星架、第二行星排齒圈輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置。
[0017] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)通過(guò)飛輪的能量存儲(chǔ)作用可以回收車輛的制動(dòng)動(dòng) 能，回收制動(dòng)能量將遠(yuǎn)超目前的電機(jī)發(fā)電給電池充電的技術(shù)方案，在車輛起動(dòng)和加速過(guò)程 中提供輔助功率，減少了有害氣體的排放，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和剎車裝置等零部件的使用壽命， 設(shè)備功率較小，所需費(fèi)用也較小，既可以大幅降低整車電池成本、控制器成本、電機(jī)成本，又 可以大幅提高車輛的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0018] (2)通過(guò)所述動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)，將制動(dòng)回收的能量大部分以機(jī)械能形式存儲(chǔ)在飛輪 中，部分能量通過(guò)第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)回收給電池。飛輪以機(jī)械能回收效率高，回收制動(dòng)能 量容量大，飛輪因存儲(chǔ)有機(jī)械能，在加速過(guò)程中，能夠釋放能量輔助整車進(jìn)行加速，提升整 車的加速性能。
[0019] (3)所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)運(yùn)行于不同的工況，控制邏輯簡(jiǎn)單，動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性好；且具 有的質(zhì)量小，體積小，傳動(dòng)比大，承載能力大，傳動(dòng)平穩(wěn)及傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，將第一電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、飛輪三者動(dòng)力耦合在一起，有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源的分配，提高了混合動(dòng)力的混 合度。
[0020] (4)通過(guò)所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)減少發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)切換過(guò)程中的速度波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)極 變速的精細(xì)速度調(diào)節(jié)，操控性強(qiáng)，可靠性高，穩(wěn)定性高，可大幅提升了整車的舒適性。
[0021] (5)第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)通過(guò)動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)間內(nèi)，大 幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)油效果；同時(shí)飛輪儲(chǔ)能容量大，在相同的續(xù)駛里程 的條件下，可以適當(dāng)?shù)慕档驮嚨碾姵匾?，因此能夠降低整車成本?br>
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0023] 圖1為一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為飛輪模塊的局部放大圖；
[0026] 1是發(fā)動(dòng)機(jī)，2是第一離合器，3是第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，4是動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)，5是飛 輪模塊，6是第二離合器，7是動(dòng)力輸出裝置，8是動(dòng)力輸入軸，9是第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，51 是飛輪，52是飛輪軸，53是飛輪增速主動(dòng)齒輪，54是飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪，55是飛輪制動(dòng)器， 56是嚙合齒輪副，71是減速主動(dòng)齒輪，72是減速?gòu)膭?dòng)齒輪，73是變速裝置，74是動(dòng)力輸出 軸，41是第一行星排，42是第二行星排，410是第一行星排太陽(yáng)輪，411是第一行星排行星 架，412是第一行星排齒圈，420是第二行星排太陽(yáng)輪，421是第二行星排行星架，422是第二 行星排齒圈

【具體實(shí)施方式】
[0027] 見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置；包括發(fā)動(dòng)機(jī) 1，第一離合器2,第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)3,動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4,飛輪模塊5,第二離合器6和動(dòng)力 輸出裝置7 ;所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4是雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置。
[0028] 見(jiàn)圖3中所述飛輪模塊5包括飛輪增速主動(dòng)齒輪53,與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪53 相嚙合的至少一個(gè)飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪54,至少一個(gè)飛輪51，至少一個(gè)飛輪軸52和至少一個(gè) 飛輪制動(dòng)器55 ;嚙合齒輪副56包括飛輪增速主動(dòng)齒輪53與飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪54 ;所述動(dòng) 力輸出裝置7包括減速主動(dòng)齒輪71，減速?gòu)膭?dòng)齒輪72,變速裝置73,動(dòng)力輸出軸74 ;所述發(fā) 動(dòng)機(jī)1和所述第一離合器2與所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)3、所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4、所述飛輪 模塊5、所述第二離合器6、所述動(dòng)力輸出裝置7傳動(dòng)連接。
[0029] 進(jìn)一步的所述第一離合器2從動(dòng)片連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸上，所述發(fā)動(dòng)機(jī) 1的輸出軸與動(dòng)力輸入軸8相連；所述雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置包括第一行星排41和第二行 星排42,所述第一行星排41包括第一行星排太陽(yáng)輪410、第一行星排行星架411、第一行星 排齒圈412 ;所述第二行星排42包括第二行星排太陽(yáng)輪420、第二行星排行星架421、第二 行星排齒圈422 ;所述第一行星排太陽(yáng)輪410與所述第二行星排太陽(yáng)輪420相連接，所述第 一行星排行星架411與所述第二行星排齒圈422固定連接；所述第二行星排行星架421與 所述動(dòng)力輸入軸8固定連接，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)3的輸出軸與所述第一行星排太陽(yáng) 輪410固定連接；所述第一行星排齒圈412與所述第二離合器6 -端相連接，所述第二離合 器6的另一端與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪53連接，所述飛輪增速主動(dòng)齒輪53與所述飛輪增 速?gòu)膭?dòng)齒輪54嚙合連接，所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪54與所述飛輪軸52固定連接，所述飛輪 51固定安裝在所述飛輪軸52上，所述飛輪制動(dòng)器55 -端在飛輪51上，另一端安裝在箱體 上；第二行星排齒圈422與減速主動(dòng)齒輪71是一個(gè)整體，所述減速主動(dòng)齒輪71與所述減速 從動(dòng)齒輪72嚙合連接，所述減速?gòu)膭?dòng)齒輪72與變速裝置73相連，所述變速裝置73固定安 裝在所述動(dòng)力輸出軸74上。
[0030] 進(jìn)一步的所述變速裝置73是差速器或單檔變速器或多檔變速器；所述動(dòng)力輸出 軸74與第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)9的輸出軸相連接；所述飛輪增速主動(dòng)齒輪53與所述飛輪增 速?gòu)膭?dòng)齒輪54是齒輪嚙合連接或鏈條傳動(dòng)連接；所述飛輪制動(dòng)器55是電磁制動(dòng)器或摩擦 片式制動(dòng)器，位于所述飛輪軸52上緊鄰所述飛輪51端或位于沿著所述飛輪軸52軸向與所 述飛輪51端相對(duì)的一側(cè)緊鄰所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪54處，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。
[0031] 通過(guò)飛輪51的能量存儲(chǔ)作用可以回收車輛的制動(dòng)動(dòng)能，回收制動(dòng)能量將遠(yuǎn)超目 前的電機(jī)發(fā)電給電池充電的技術(shù)方案，在車輛起動(dòng)和加速過(guò)程中提供輔助功率，減少了有 害氣體的排放，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)1和剎車裝置等零部件的使用壽命，設(shè)備功率較小，所需費(fèi)用 也較小，既可以大幅降低整車電池成本、控制器成本、電機(jī)成本，又可以大幅提高車輛的動(dòng) 力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0032] 通過(guò)所述動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)4將制動(dòng)回收的能量大部分以機(jī)械能形式存儲(chǔ)在飛輪51 中，部分能量通過(guò)第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)3回收給電池。飛輪51以機(jī)械能回收效率高，回收制 動(dòng)能量容量大，飛輪51因存儲(chǔ)有機(jī)械能，在加速過(guò)程中，能夠釋放能量輔助整車進(jìn)行加速， 提升整車的加速性能。
[0033] 本發(fā)明中動(dòng)力分配結(jié)構(gòu)4中各個(gè)部件轉(zhuǎn)速滿足關(guān)系式：
[0034] n^+kiiir^d+k) nci (1)
[0035] 其中，nsi-太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；nH-齒圈轉(zhuǎn)速；nei-行星架轉(zhuǎn)速；i一第i行星排也一齒 圈與太陽(yáng)輪的齒數(shù)比；
[0036] 各個(gè)部件轉(zhuǎn)矩滿足關(guān)系式：

【權(quán)利要求】
1. 一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置；其特征在于：包括發(fā)動(dòng)機(jī)（1)，第一 離合器（2)，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)（4)，飛輪模塊（5)，第二離合器（6)和 動(dòng)力輸出裝置（7);所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)（4)是雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置；所述飛輪模塊（5)包 括飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)，與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)相嚙合的至少一個(gè)飛輪增速?gòu)?動(dòng)齒輪（54)，至少一個(gè)飛輪（51)，至少一個(gè)飛輪軸（52)和至少一個(gè)飛輪制動(dòng)器（55);所述 動(dòng)力輸出裝置（7)包括減速主動(dòng)齒輪（71 )，減速?gòu)膭?dòng)齒輪（72)，變速裝置（73)，動(dòng)力輸出軸 (74);所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)和所述第一離合器（2)與所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)、所述動(dòng)力分 配機(jī)構(gòu)（4)、所述飛輪模塊（5)、所述第二離合器（6)、所述動(dòng)力輸出裝置（7)傳動(dòng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：所 述第一離合器（2)從動(dòng)片連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)的輸出軸上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)的輸出軸與動(dòng) 力輸入軸（8)相連；所述雙排行星齒輪傳動(dòng)裝置包括第一行星排（41)和第二行星排（42)， 所述第一行星排（41)包括第一行星排太陽(yáng)輪（410)、第一行星排行星架（411)、第一行星排 齒圈（412);所述第二行星排（42)包括第二行星排太陽(yáng)輪（420)、第二行星排行星架（421)、 第二行星排齒圈（422);所述第一行星排太陽(yáng)輪（410)與所述第二行星排太陽(yáng)輪（420)相連 接，所述第一行星排行星架（411)與所述第二行星排齒圈（422)固定連接；所述第二行星排 行星架（421)與所述動(dòng)力輸入軸（8)固定連接，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)的輸出軸與所 述第一行星排太陽(yáng)輪（410)固定連接；所述第一行星排齒圈（412)與所述第二離合器（6) - 端相連接，所述第二離合器（6)的另一端與所述飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)連接，所述飛輪增 速主動(dòng)齒輪（53)與所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪（54)相連接，所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪（54)與所 述飛輪軸（52)固定連接，所述飛輪（51)固定安裝在所述飛輪軸（52)上；所述第二行星排齒 圈（422)與所述減速主動(dòng)齒輪（71)是一體件，所述減速主動(dòng)齒輪（71)與所述減速?gòu)膭?dòng)齒輪 (72) 嚙合連接，所述減速?gòu)膭?dòng)齒輪（72)固定連接在所述動(dòng)力輸出軸（74)上，所述變速裝置 (73) 固定安裝在所述動(dòng)力輸出軸（74)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：所 述變速裝置（73)是差速器或單檔變速器或多檔變速器；所述動(dòng)力輸出軸（74)與第二電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)（9)的輸出軸相連接；所述飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)與所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪 (54)是齒輪嚙合連接或鏈條傳動(dòng)連接；所述飛輪制動(dòng)器（55)是電磁制動(dòng)器或摩擦片式制 動(dòng)器，位于所述飛輪軸（52)上緊鄰所述飛輪（51)端或位于沿著所述飛輪軸（52)軸向與所 述飛輪（51)端相對(duì)的一側(cè)緊鄰所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪（54)處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特 征在于：所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)、所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)、所述飛輪模塊（5)在整車控制下有 多種不同的傳動(dòng)工況，包括起步和低速行駛，中高速行駛，行駛時(shí)的制動(dòng)能量回收，制動(dòng)能 量回收后飛輪助力行駛。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：當(dāng) 處在起步和低速行駛工況時(shí)，所述第一離合器（2)斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)不參與驅(qū)動(dòng)，所述 第二離合器（6)結(jié)合，所述飛輪制動(dòng)器（55)閉合，所述第一行星排齒圈（412)靜止；所述第 一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)輸出正向扭距后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪（410)、所述第一行 星排行星架（411)、所述第二行星排齒圈（422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置（7)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：當(dāng) 處在中高速行駛工況時(shí)，所述第一離合器（2)結(jié)合，所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)和所述第一電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)（3)共同工作，所述第二離合器（6)斷開(kāi)，所述第一行星排齒圈（412)空轉(zhuǎn)，所述飛 輪（51)不工作，所述飛輪制動(dòng)器（55)斷開(kāi)；從所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)輸出的動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述 第一離合器（2)、所述動(dòng)力輸入軸（8)、所述第二行星排行星架（421)、所述第二行星排齒 圈（422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置（7);所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3)輸出正向扭距 后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪（410)、第二行星排太陽(yáng)輪（420)、所述第二行星排齒圈 (422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置（7)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：當(dāng) 處在行駛時(shí)的制動(dòng)能量回收工況時(shí)，所述第一離合器（2)斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)不參與整車 制動(dòng)，所述飛輪制動(dòng)器（55)斷開(kāi)，所述第二離合器（6)結(jié)合，所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（3) 輸出反向扭矩后經(jīng)過(guò)所述第一行星排（41)開(kāi)始分流，一部分動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排 太陽(yáng)輪（410)、所述第一行星排行星架（411)、所述第二行星排齒圈（422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述 動(dòng)力輸出裝置（7)使車輛減速；另一部分動(dòng)力順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪（410)、所述 第一行星排齒圈（412)、所述第二離合器（6)、所述飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)、所述飛輪增速 從動(dòng)齒輪（54)、所述飛輪軸（52)到所述飛輪（51)使飛輪（51)加速。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能及驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：當(dāng) 處在制動(dòng)能量回收后飛輪助力行駛工況時(shí)，所述第一離合器（2)斷開(kāi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)不參 與整車驅(qū)動(dòng)，所述第二離合器（6)結(jié)合，所述飛輪制動(dòng)器（55)斷開(kāi)；所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)（3)輸出正向扭距后順次經(jīng)過(guò)所述第一行星排太陽(yáng)輪（410)、所述第一行星排行星架 (411)、所述第二行星排齒圈（422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置（7);所述飛輪（51)的動(dòng) 能順次經(jīng)過(guò)所述飛輪軸（52)、所述飛輪增速?gòu)膭?dòng)齒輪（54)、所述飛輪增速主動(dòng)齒輪（53)、 所述第二離合器（6)、所述第一行星排齒圈（412)、所述第一行星排行星架（411)、第二行星 排齒圈（422)輸出后驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力輸出裝置（7)。
【文檔編號(hào)】B60K6/365GK104097498SQ201310117160
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
【發(fā)明者】汪訓(xùn)定, 水佑民, 楊敏, 范紹軍 申請(qǐng)人:常州?？菩履茉醇夹g(shù)有限公司