采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，包括：雙轉(zhuǎn)子電機，其中具有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和一個外轉(zhuǎn)子電機。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組與動力輸出軸或四擋齒輪組接合。外轉(zhuǎn)子電機通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組連接動力輸出軸。雙電機控制器，分別對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機進行獨立控制，還連接著動力電池。發(fā)動機，其輸出軸通過離合器與一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組、四擋齒輪組之一接合或均不接合。一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組均連接著動力輸出軸。四擋齒輪組與動力輸出軸或內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組接合。本申請具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)高度集成、整車工作效率高、燃油經(jīng)濟性好、發(fā)動機低溫冷起動平順、低速爬坡能力好的特點。
【專利說明】采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種混合動力汽車的動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力汽車是指使用兩種以上能量來源的車輛。最常見的油電混合動力汽車(Hybrid electric vehicle,簡稱HEV)具有發(fā)動機和電動機,發(fā)動機消耗燃油，電動機消耗動力電池的電能。
[0003]HEV 主要有串聯(lián)式(Series Hybrid)、并聯(lián)式(Parallel Hybrid)和混聯(lián)式(Combined Hybrid 或 Series-Parallel Hybrid 或 Parallel-Series Hybrid)三種混合動力系統(tǒng)。
[0004]串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)僅以電動機作為驅(qū)動裝置，發(fā)動機僅作為發(fā)電機為動力電池充電及為電動機供電。由于發(fā)動機不直接參與車輛驅(qū)動，受到電動機功率大小的限制，整車動力性能普遍較差。
[0005]并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)采用發(fā)動機和/或電動機共同驅(qū)動車輛。與串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，整車動力性能有所提高，但發(fā)動機不能始終工作在最佳工況點，燃油經(jīng)濟性較差。
[0006]混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)采用發(fā)動機和/或電動機共同驅(qū)動車輛,另增一臺集成式起動/發(fā)電機(integrated starter/generator,簡稱ISG)。該ISG既作為發(fā)動機的起動電機，又作為發(fā)動機運轉(zhuǎn)后的發(fā)電機?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)兼具串聯(lián)式和并聯(lián)式的功能及特性，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，體積較大，且成本較高。
[0007]在混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中，普遍取消傳統(tǒng)發(fā)動機起動電機，改用ISG電機起動，動力電池通常為鋰電池。由于低溫下鋰電池材料的化學(xué)特性，鋰電池的動力輸出較差，使發(fā)動機低溫冷起動的平順性較差。
實用新型內(nèi)容
[0008]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，采用雙轉(zhuǎn)子電機實現(xiàn)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的各種功能。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)包括:
[0010]—雙轉(zhuǎn)子電機，其中具有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和一個外轉(zhuǎn)子電機；內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸連接內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組受到同步器三的控制而與動力輸出軸接合、或與四擋齒輪組接合；外轉(zhuǎn)子電機輸出軸連接外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組，外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組連接動力輸出軸；
[0011]—雙電機控制器，分別連接著內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的定子和外轉(zhuǎn)子電機的定子，對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機進行相互獨立的控制；雙電機控制器還連接著動力電池；
[0012]—發(fā)動機，其輸出軸連接離合器的一端，離合器的另一端受到同步器一和同步器二的控制而與一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組、四擋齒輪組之一接合或均不接合；一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組均連接著動力輸出軸；四擋齒輪組受到同步器三的控制而與動力輸出軸接合、或與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組接合。
[0013]進一步地，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機是電勵磁同步電機，或者通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組和四擋齒輪組起動發(fā)動機；或者通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將動力傳遞給動力輸出軸以驅(qū)動車輛行駛；或者通過四擋齒輪組和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化為電能，給外轉(zhuǎn)子電機提供能源并通過雙電機控制器為動力電池充電。
[0014]進一步地，外轉(zhuǎn)子電機是永磁同步電機，或者通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將動力傳遞給動力輸出軸以驅(qū)動車輛行駛；或者通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組回收車輛制動能量轉(zhuǎn)化為電能，并通過雙電機控制器為動力電池充電。
[0015]進一步地，所述同步器一位于一擋齒輪組和二擋齒輪組之間，在同步器一中具有一個可移動的接合套一；
[0016]當該接合套一位于第一位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與一擋齒輪組接合；
[0017]當該接合套一位于第二位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與二擋齒輪組接合；
[0018]當該接合套一位于第三位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與一擋齒輪組和二擋齒輪組均不接合。
[0019]進一步地，所述同步器二位于三擋齒輪組和四擋齒輪組之間，在同步器二中具有一個可移動的接合套二；
[0020]當該接合套二位于第一位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與三擋齒輪組接合；
[0021]當該接合套二位于第二位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與四擋齒輪組接合；
[0022]當該接合套二位于第三位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與三擋齒輪組和四擋齒輪組均不接合。
[0023]進一步地，所述同步器三中具有一個可移動的接合套三；
[0024]當該接合套三位于第一位置，四擋齒輪組與動力輸出軸接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組也與動力輸出軸接合；
[0025]當該接合套三位于第二位置，四擋齒輪組不與動力輸出軸接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組也不與動力輸出軸接合，四擋齒輪組與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組接合。
[0026]本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)高度集成、整車工作效率高、燃油經(jīng)濟性好、發(fā)動機低溫起動平順、低速爬坡能力好的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本申請采用的雙轉(zhuǎn)子電機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3?圖23是本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)的各種工作模式的能量傳遞路徑示意圖。
[0030]圖中附圖標記說明:
[0031]I為雙轉(zhuǎn)子電機；10為殼體；101為軸承一 ；102為軸承二 ；11為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸；12為內(nèi)轉(zhuǎn)子；13為內(nèi)定子；135為固定螺栓；14為外定子；145為冷卻水道；15為外轉(zhuǎn)子；155為外轉(zhuǎn)子位置傳感器；16為外轉(zhuǎn)子電機輸出軸；2為雙電機控制器；3為動力電池；31為充電接口；4為發(fā)動機；41為發(fā)動機輸出軸；42為離合器；51為一擋齒輪組；52為二擋齒輪組；53為三擋齒輪組；54為四擋齒輪組；61為同步器一 ；62為同步器二 ；63為同步器三為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組；8為外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組；9為動力輸出軸。
【具體實施方式】
[0032]請參閱圖1，本申請所采用的雙轉(zhuǎn)子電機包括:
[0033]——殼體10，包圍其余各部件，其中，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸11和外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16伸出殼體10之外。
[0034]——內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸11，與殼體10之間由軸承一 101加以密封。
[0035]——內(nèi)轉(zhuǎn)子12，包圍且固定于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機軸11，兩者保持同步轉(zhuǎn)動。
[0036]——內(nèi)定子13，包圍著內(nèi)轉(zhuǎn)子12，兩者之間具有間隙。
[0037]-夕卜定子14,包圍著內(nèi)定子13。內(nèi)定子13和外定子14共用一個定子支架,且
通過固定螺栓135固定于殼體10。在內(nèi)定子13和外定子14之間具有冷卻水道145。
[0038]—外轉(zhuǎn)子15，包圍著外定子14，兩者之間具有間隙。在外轉(zhuǎn)子15上設(shè)置有用于檢測其轉(zhuǎn)動角度的外轉(zhuǎn)子位置傳感器155，例如為霍爾傳感器。
[0039]——外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16，包圍著內(nèi)轉(zhuǎn)子電機軸11。外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16通過傳動機構(gòu)與外轉(zhuǎn)子15保持同步轉(zhuǎn)動。外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16與殼體10之間由軸承二 102加以密封。
[0040]所述雙轉(zhuǎn)子電機中，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸11、內(nèi)轉(zhuǎn)子12和內(nèi)定子13共同構(gòu)成了內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，外定子14、外轉(zhuǎn)子15和外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16共同構(gòu)成了外轉(zhuǎn)子電機。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機是電勵磁同步電機，轉(zhuǎn)子上沒有永磁體。外轉(zhuǎn)子電機是永磁同步電機，轉(zhuǎn)子上設(shè)有永磁體。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機之間具有冷卻水道145，通過對冷卻水道145的高度設(shè)計，可以降低乃至消除內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機之間的磁通泄露所造成的相互影響。
[0041]請參閱圖2，這是本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)的一個實施例。雙電機控制器2通過三相線分別連接著雙轉(zhuǎn)子電機I的內(nèi)定子13和外定子14，從而可單獨控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機工作。雙電機控制器2還連接著動力電池3。雙電機控制器2中可選地集成有逆變器。動力電池3可選地具有充電接口 31，用于由外接電源進行充電。發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與一擋齒輪組51、二擋齒輪組52、三擋齒輪組53、四擋齒輪組54之一接合或均不接合，接合關(guān)系受到同步器一 61和同步器二 62的控制。雙轉(zhuǎn)子電機I的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸11連接內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7。雙轉(zhuǎn)子電機I的外轉(zhuǎn)子電機輸出軸16連接外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8。一擋齒輪組51、二擋齒輪組52、三擋齒輪組53、外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8均連接動力輸出軸9。受到同步器三63的控制，四擋齒輪組54與動力輸出軸9接合同時內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7與動力輸出軸9接合、或四擋齒輪組54與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7接合。
[0042]所述雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機為電勵磁同步電機，具有驅(qū)動和發(fā)電兩種工作模式。驅(qū)動模式下，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7和四擋齒輪組54起動發(fā)動機4，或通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7將動力傳遞給動力輸出軸9以驅(qū)動車輛行駛。發(fā)電模式下，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機通過四擋齒輪組54和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7將發(fā)動機4的輸出動力轉(zhuǎn)化為電能，給外轉(zhuǎn)子電機提供能源并通過雙電機控制器2為動力電池3充電。
[0043]所述雙轉(zhuǎn)子電機I中的外轉(zhuǎn)子電機為內(nèi)置式永磁同步電機，也具有驅(qū)動和發(fā)電兩種工作模式。驅(qū)動模式下，外轉(zhuǎn)子電機通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8將動力傳遞給動力輸出軸9以驅(qū)動車輛行駛。發(fā)電模式下，外轉(zhuǎn)子電機通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8回收車輛制動能量并轉(zhuǎn)化為電能，再通過雙電機控制器2為動力電池3充電。
[0044]所述同步器一 61位于一擋齒輪組51和二擋齒輪組52之間，在同步器一 61中具有一個可以左右移動的接合套一。當該接合套一向左移動時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與二擋齒輪組52接合。當該接合套一向右移動時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與一擋齒輪組51接合。當該接合套一置于中間位置時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與一擋齒輪組51和二擋齒輪組52均不接合。
[0045]所述同步器二 62位于三擋齒輪組53和四擋齒輪組54之間，在同步器二 62中具有一個可以左右移動的接合套二。當該接合套二向左移動時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與三擋齒輪組53接合。當該接合套二向右移動時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與四擋齒輪組54接合。當該接合套二置于中間位置時，發(fā)動機4的輸出軸41通過離合器42與三擋齒輪組53和四擋齒輪組54均不接合。
[0046]所述同步器三63中具有一個可以左右移動的接合套三。當該接合套三向右移動時，四擋齒輪組54與動力輸出軸9接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7也與動力輸出軸9接合。當該接合套三向左移動時，四擋齒輪組54不與動力輸出軸9接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7也不與動力輸出軸9接合，四擋齒輪組54與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7接合。
[0047]本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)可以實現(xiàn)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的多種工作模式，包括純電驅(qū)動、制動能量回收、發(fā)動機起動、發(fā)動機單獨驅(qū)動、發(fā)動機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動、發(fā)動機和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動、增程驅(qū)動、駐車充電、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機擋位控制和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動(純電驅(qū)動爬坡)模式。
[0048]單電機純電驅(qū)動模式如圖3所示，雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機再通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8驅(qū)動車輛行駛。此時，發(fā)動機4、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套也置于中間位置，同步器三63中的接合套向左移動。
[0049]雙電機純電驅(qū)動模式如圖4所示，雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7傳遞給動力輸出軸9。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，發(fā)動機4不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套也置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0050]單電機制動能量回收模式如圖5所示，外轉(zhuǎn)子電機通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8將制動時的動能轉(zhuǎn)化為電能，并通過雙電機控制器2給動力電池3充電。此時，發(fā)動機4、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套也置于中間位置，同步器三63中的接合套向左移動。
[0051]雙電機制動能量回收模式如圖6所示，外轉(zhuǎn)子電機通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8將制動時的動能轉(zhuǎn)化為電能，并通過雙電機控制器2給動力電池3充電。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7將制動時的動能轉(zhuǎn)化為電能，也通過雙電機控制器2給動力電池3充電。此時，發(fā)動機4不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套也置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0052]發(fā)動機起動模式如圖7所示，雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7、四擋齒輪組54、離合器42將動力傳遞給發(fā)動機4的輸出軸41，使發(fā)動機4起動。此時，外轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向左移動。由于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機經(jīng)過兩級齒輪減速后起動發(fā)動機4，不僅可以提高發(fā)動機4起動的平順性，同時降低了內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的峰值扭矩需求，進一步優(yōu)化電機設(shè)計和提聞內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的功率。
[0053]發(fā)動機以一擋單獨驅(qū)動模式如圖8所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和一擋齒輪組51傳遞給動力輸出軸9，驅(qū)動車輛以一擋行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、外轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向右移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0054]發(fā)動機以二擋單獨驅(qū)動模式如圖9所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和二擋齒輪組52傳遞給動力輸出軸9，驅(qū)動車輛以二擋行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、外轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向左移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0055]發(fā)動機以三擋單獨驅(qū)動模式如圖10所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和三擋齒輪組53傳遞給動力輸出軸9，驅(qū)動車輛以三擋行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、外轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向左移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0056]發(fā)動機以四擋單獨驅(qū)動模式如圖11所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和四擋齒輪組54傳遞給動力輸出軸9，驅(qū)動車輛以四擋行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機、外轉(zhuǎn)子電機均不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0057]發(fā)動機以一擋擋位和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖12所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和一擋齒輪組51傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機4和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向右移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0058]發(fā)動機以二擋擋位和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖13所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和二擋齒輪組52傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機4和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向左移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0059]發(fā)動機以三擋擋位和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖14所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和三擋齒輪組53傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機4和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向左移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0060]發(fā)動機以四擋擋位和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖15所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和四擋齒輪組54傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機4和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0061]發(fā)動機以一擋擋位和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖16所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和一擋齒輪組51傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7傳遞給動力輸出軸9。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向右移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0062]發(fā)動機以二擋擋位和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖17所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和二擋齒輪組52傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7傳遞給動力輸出軸9。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，離合器42接合，同步器一 61中的接合套向左移動，同步器二 62中的接合套置于中間位置，同步器三63中的接合套向右移動。
[0063]發(fā)動機以三擋擋位和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖18所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和三擋齒輪組53傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7傳遞給動力輸出軸9。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向左移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0064]發(fā)動機以四擋擋位和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖19所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42和四擋齒輪組54傳遞給動力輸出軸9。雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7傳遞給動力輸出軸9。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。來自于發(fā)動機、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛。此時，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0065]增程驅(qū)動模式如圖20所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42、四擋齒輪組54、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機作為發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)換為電能，再通過雙電機控制器2為動力電池3充電并為外轉(zhuǎn)子電機提供能量。所述為外轉(zhuǎn)子電機提供的能量通過雙電機控制器2驅(qū)動外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9以驅(qū)動車輛行駛。此時，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向右移動。
[0066]駐車充電模式如圖21所示，發(fā)動機4的動力通過離合器42、四擋齒輪組54、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機作為發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)換為電能，再通過雙電機控制器2為動力電池3充電。此時，外轉(zhuǎn)子電機不工作，離合器42接合，同步器一 61中的接合套置于中間位置，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向左移動。
[0067]內(nèi)轉(zhuǎn)子電機以一擋和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖22所不,雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7、四擋齒輪組54、一擋齒輪組51傳遞給動力輸出軸9。來自于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛，提高車輛低速純電動爬坡能力。此時，發(fā)動機4不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套向右移動，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向左移動。
[0068]內(nèi)轉(zhuǎn)子電機以二擋和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動模式如圖22所示，雙電機控制器2為雙轉(zhuǎn)子電機I中的內(nèi)定子13的三相繞組、外定子14的三相繞組供電，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機運轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子電機的動力通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組8傳遞給動力輸出軸9。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的動力通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組7、四擋齒輪組54、二擋齒輪組52傳遞給動力輸出軸9。來自于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機的動力共同驅(qū)動車輛行駛，提高車輛低速純電動爬坡能力。此時，發(fā)動機4不工作，離合器42分離，同步器一 61中的接合套向左移動，同步器二 62中的接合套向右移動，同步器三63中的接合套向左移動。
[0069]本申請采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法具有如下優(yōu)點:
[0070]其一，采用雙轉(zhuǎn)子電機來實現(xiàn)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，因而結(jié)構(gòu)緊湊、便于整車布置；系統(tǒng)高度集成、降低了成本。
[0071]其二，提供了總共21種工作模式，進一步優(yōu)化整車工作效率，提高燃油經(jīng)濟性。
[0072]其三，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機可以同時驅(qū)動車輛和回收制動能量，提高了純電動行駛的動力性能和制動時的能量回收率。
[0073]其四，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機可以通過兩級減速齒輪起動發(fā)動機，不僅可以提高發(fā)動機低溫冷起動的平順性，同時降低內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的峰值扭矩需求，進一步優(yōu)化電機設(shè)計提高內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的功率。
[0074]其五，由于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機可以通過不同的減速齒輪傳動比和外轉(zhuǎn)子電機共同驅(qū)動，提高車輛低速純電動爬坡能力。
[0075]以上僅為本申請的優(yōu)選實施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，包括: —雙轉(zhuǎn)子電機，其中具有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和一個外轉(zhuǎn)子電機；內(nèi)轉(zhuǎn)子電機輸出軸連接內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組受到同步器三的控制而與動力輸出軸接合、或與四擋齒輪組接合；外轉(zhuǎn)子電機輸出軸連接外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組，外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組連接動力輸出軸； —雙電機控制器，分別連接著內(nèi)轉(zhuǎn)子電機的定子和外轉(zhuǎn)子電機的定子，對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子電機進行相互獨立的控制；雙電機控制器還連接著動力電池； —發(fā)動機，其輸出軸連接離合器的一端，離合器的另一端受到同步器一和同步器二的控制而與一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組、四擋齒輪組之一接合或均不接合；一擋齒輪組、二擋齒輪組、三擋齒輪組均連接著動力輸出軸；四擋齒輪組受到同步器三的控制而與動力輸出軸接合、或與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機是電勵磁同步電機，或者通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組和四擋齒輪組起動發(fā)動機；或者通過內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將動力傳遞給動力輸出軸以驅(qū)動車輛行駛；或者通過四擋齒輪組和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化為電能，給外轉(zhuǎn)子電機提供能源并通過雙電機控制器為動力電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，外轉(zhuǎn)子電機是永磁同步電機，或者通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組將動力傳遞給動力輸出軸以驅(qū)動車輛行駛；或者通過外轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組回收車輛制動能量轉(zhuǎn)化為電能，并通過雙電機控制器為動力電池充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，所述同步器一位于一擋齒輪組和二擋齒輪組之間，在同步器一中具有一個可移動的接合套一； 當該接合套一位于第一位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與一擋齒輪組接合； 當該接合套一位于第二位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與二擋齒輪組接合； 當該接合套一位于第三位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與一擋齒輪組和二擋齒輪組均不接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，所述同步器二位于三擋齒輪組和四擋齒輪組之間，在同步器二中具有一個可移動的接合套二 ； 當該接合套二位于第一位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與三擋齒輪組接合； 當該接合套二位于第二位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與四擋齒輪組接合； 當該接合套二位于第三位置，發(fā)動機的輸出軸通過離合器與三擋齒輪組和四擋齒輪組均不接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用雙轉(zhuǎn)子電機的混合動力系統(tǒng)，其特征是，所述同步器三中具有一個可移動的接合套三； 當該接合套三位于第一位置，四擋齒輪組與動力輸出軸接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組也與動力輸出軸接合； 當該接合套三位于第二位置，四擋齒輪組不與動力輸出軸接合，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組也不與動力輸出軸接合，四擋齒輪組與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機減速齒輪組接合。
【文檔編號】B60K6/26GK203752881SQ201320883309
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】顧佳鼎, 李至浩, 王萑 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司