本實用新型涉及混合動力汽車的動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種雙行星排油電混合動力系統(tǒng)及具有該混合動力系統(tǒng)的油電混合動力汽車。

背景技術(shù)：

目前，混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)主要包含串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種基本形式。串聯(lián)形式下發(fā)動機與輸出軸之間無機械連接，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)控制，但是其全部能量需經(jīng)過機械-電、電-機械之間的轉(zhuǎn)換才能傳遞到輸出軸，效率偏低；并聯(lián)傳動效率高，但發(fā)動機與輸出軸之間機械連接，不能保證發(fā)動機始終處于較優(yōu)的工作區(qū)域內(nèi)；混聯(lián)結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點，既能實現(xiàn)發(fā)動機的優(yōu)化控制、又能實現(xiàn)中高速的高效控制，但車輛起步時對電機的極限功率要求高，而且效率較低，故此類變速箱一般都是采用純電起步。對于中高級轎車或SUV，在同等電機等參數(shù)下單一的E-CVT(Electronic controlled variable transmission，電控無級變速器)模式系統(tǒng)可實現(xiàn)的傳動范圍有限。因此，為保證系統(tǒng)動力性、經(jīng)濟性，多段E-CVT模式混動系統(tǒng)得以發(fā)展用于中高級車輛。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要采用行星機構(gòu)作為功率分流裝置，根據(jù)電機、發(fā)動機在機構(gòu)中的位置分為分速匯矩、分速匯速、分矩匯速、分矩匯矩四種基本形式。當前主流的行星混合動力系統(tǒng)，一是豐田汽車的單E-CVT模式混動系統(tǒng)，二是通用汽車的單E-CVT模式和雙E-CVT模式混動系統(tǒng)。

根據(jù)豐田和通用的單E-CVT模式下混動系統(tǒng)的功率分流比特性分析得出，單E-CVT模式的混動系統(tǒng)在低速和高速工況下，電氣路傳遞功率相對機械路傳遞功率占比較大，因電氣路傳遞功率需經(jīng)過機械功率到電功率，電功率再到機械功率的兩次轉(zhuǎn)換，損失較大，此時系統(tǒng)效率較低。雖然低速工況可采用純電模式，避免使用E-CVT模式，以提高系統(tǒng)效率；但對于高速工況，該系統(tǒng)只能采用唯一的E-CVT模式。為此，通用公司發(fā)展了雙E-CVT模式，同時增加了機械檔實現(xiàn)發(fā)動機直驅(qū)，保證高速工況系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，但機構(gòu)復雜、成本較高。此外，該類系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)最大只能實現(xiàn)(i＝1+k)的減速比，只能通過提高驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩來滿足不同搭載車型純電起步時的大扭矩需求，導致系統(tǒng)體積和重量增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種雙行星排油電混合動力系統(tǒng)及油電混合動力汽車，以解決現(xiàn)有混合動力系統(tǒng)中傳動比較小且只有單一E-CVT驅(qū)動模式的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本實用新型提供一種雙行星排油電混合動力系統(tǒng)，包括：

發(fā)動機，具有發(fā)動機輸出軸；

第一行星排，包括第一太陽輪、第一齒圈、第一行星架和第一行星輪，第一行星輪通過軸承連接在第一行星架上；

第二行星排，包括第二太陽輪、第二齒圈、第二行星架、第二行星輪和第三行星輪；第二行星輪和第三行星輪在第二齒圈的徑向方向上相嚙合且均通過軸承連接在第二行星架上；第二太陽輪與第一齒圈固定連接；

第一電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，第一電機的轉(zhuǎn)子與第一太陽輪固定連接；

第二電機，包括定子和轉(zhuǎn)子，第二電機的轉(zhuǎn)子與第二太陽輪固定連接；

輸出齒輪，與第二齒圈固定連接；

第一離合器，包括主動部分和從動部分，第一離合器的主動部分與第一行星架固定連接，第一離合器的主動部分還與發(fā)動機輸出軸相連，第一離合器的從動部分與第二行星架固定連接；

制動器，用于對第二行星架進行制動或解鎖。

進一步地，還包括第二離合器，第二離合器的主動部分與發(fā)動機輸出軸相連，第二離合器的從動部分與第一離合器的主動部分及第一行星架固定連接。

進一步地，雙行星排油電混合動力系統(tǒng)具有一級純電模式、二級純電模式、雙電機純電模式、一級混動模式、二級混動模式和制動發(fā)電模式。

進一步地，在一級純電模式下，第一離合器結(jié)合，第二離合器斷開，制動器對第二行星架進行制動，發(fā)動機和第二電機均不工作，第一電機進行驅(qū)動。

進一步地，在二級純電模式下，第一離合器斷開，第二離合器斷開，制動器對第二行星架進行制動，第一電機和發(fā)動機均不工作，第二電機進行驅(qū)動。

進一步地，在雙電機純電模式下，第一離合器結(jié)合，第二離合器斷開，制動器對第二行星架進行制動，發(fā)動機不工作，第一電機和第二電機均進行驅(qū)動。

進一步地，在一級混動模式下，第一離合器斷開，第二離合器結(jié)合，制動器對第二行星架進行制動，發(fā)動機啟動，第二電機進行驅(qū)動，第一電機進行發(fā)電。

進一步地，在二級混動模式下，發(fā)動機啟動，第一離合器結(jié)合，第二離合器結(jié)合，制動器解除對第二行星架的制動，第二電機進行驅(qū)動時，第一電機進行發(fā)電，第二電機進行發(fā)電時，第一電機進行驅(qū)動。

進一步地，在制動發(fā)電模式下，第一離合器斷開，第二離合器斷開，制動器對第二行星架進行制動，發(fā)動機和第一電機均不工作，第二電機進行發(fā)電，將制動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為電能并儲存在電池中。

本實用新型還提供一種油電混合動力汽車，包括如上所述的雙行星排油電混合動力系統(tǒng)。

本實用新型提供的雙行星排油電混合動力系統(tǒng)及油電混合動力汽車，通過設(shè)置兩個行星排、一個制動器和至少一個離合器，使其相互配合，不僅實現(xiàn)了純電模式下的大傳動比，同時降低電機的體積重量并提高產(chǎn)品功率密度，另外，本實用新型利用有限的元件，實現(xiàn)兩段E-CVT驅(qū)動模式，增大了混合動力系統(tǒng)的傳動范圍，使得系統(tǒng)的動力性和經(jīng)濟性得以提升。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中雙行星排油電混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型實施例中一級純電模式下的動力傳遞示意圖。

圖4為本實用新型實施例中二級純電模式下的動力傳遞示意圖。

圖5為本實用新型實施例中雙電機純電模式下的動力傳遞示意圖。

圖6為本實用新型實施例中一級混動模式下的動力傳遞示意圖。

圖7為本實用新型實施例中二級混動模式下的動力傳遞示意圖。

圖8為本實用新型實施例中制動發(fā)電模式下的動力傳遞示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術(shù)方式及功效，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。

本實用新型提供一種雙行星排油電混合動力系統(tǒng)，圖1為本實用新型實施例中雙行星排油電混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中的簡化結(jié)構(gòu)示意圖。請參圖1和圖2，本實施例提供的雙行星排油電混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機2、第一行星排5、第二行星排9、第一電機8、第二電機7、輸出齒輪10、第一離合器4和制動器6。

發(fā)動機2，例如為汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機，且具有發(fā)動機輸出軸21。

第一行星排5，包括第一太陽輪5s、第一齒圈5r、第一行星架5c和第一行星輪5p，其中，第一行星輪5p通過滾動或者滑動軸承連接在第一行星架5c上。

第二行星排9，包括第二太陽輪9s、第二齒圈9r、第二行星架9c、第二行星輪9p1和第三行星輪9p2，其中，第二行星輪9p1和第三行星輪9p2在第二齒圈9r的徑向方向上相嚙合，第二行星輪9p1和第三行星輪9p2均通過滾動或滑動軸承連接在第二行星架9c上。

第一電機8，包括定子和轉(zhuǎn)子，第一電機8的轉(zhuǎn)子與第一太陽輪5s固定連接，第一電機8的轉(zhuǎn)子例如通過花鍵或焊接的方式固定連接至第一太陽輪5s。

第二電機7，包括定子和轉(zhuǎn)子，第二電機7的轉(zhuǎn)子與第二太陽輪9s固定連接，第二電機7的轉(zhuǎn)子例如通過花鍵或焊接的方式固定連接至第二太陽輪9s。

輸出齒輪10，與第二齒圈9r固定連接。

第一離合器4，包括主動部分和從動部分，第一離合器4的主動部分與第一行星架5c固定連接，第一離合器4的主動部分還與發(fā)動機輸出軸21相連，第一離合器4的從動部分與第二行星架9c固定連接。

制動器6，用于對第二行星架9c進行制動或解鎖。

本實施例中，雙行星排油電混合動力系統(tǒng)還包括第二離合器3，第二離合器3的主動部分與發(fā)動機輸出軸21相連，第二離合器3的從動部分與第一行星架5c及第一離合器4的主動部分固定連接。

在不使用第二離合器3時，發(fā)動機2的發(fā)動機輸出軸21直接與第一行星架5c和第一離合器4的主動部分固定連接。

本實施例中，雙行星排油電混合動力系統(tǒng)還包括減震器1，減震器1設(shè)置在發(fā)動機2的發(fā)動機輸出軸21與第二離合器3的主動部分之間，減震器1例如為扭轉(zhuǎn)減震器。

本實施例中，第一電機8和第二電機7均為驅(qū)動和發(fā)電一體機。

本實施例中，通過發(fā)動機2、第一電機8、第二電機7、第一離合器4、第二離合器3、制動器6、第一行星排5、第二行星排9和減震器1的配合，使混合動力系統(tǒng)具有一級純電模式、二級純電模式、雙電機純電模式、一級混動模式、二級混動模式和制動發(fā)電模式。

圖3為本實用新型實施例中一級純電模式下的動力傳遞示意圖。請結(jié)合圖3，動力傳遞方向如圖中箭頭方向所示，在一級純電模式下，發(fā)動機2和第二電機7均不工作，第一電機8進行驅(qū)動，第一離合器4結(jié)合，第二離合器3斷開，制動器6對第二行星架9c進行制動，第一電機8的動力經(jīng)第一太陽輪5s、第一行星輪5p、第一齒圈5r、第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10連接至差速器11，動力再通過差速器11傳遞至車輪。

在一級純電模式下，雙行星排油電混合動力系統(tǒng)的傳動比為K₁*K₂(K₁為第一行星排5的特征參數(shù)，K₂為第二行星排9的特征參數(shù))，可以實現(xiàn)純電模式下的大傳動比。

圖4為本實用新型實施例中二級純電模式下的動力傳遞示意圖。請結(jié)合圖4，動力傳遞方向如圖中箭頭方向所示，在二級純電模式下，第一電機8和發(fā)動機2均不工作，第二電機7進行驅(qū)動，第一離合器4斷開，第二離合器3斷開，制動器6對第二行星架9c進行制動，第二電機7的動力經(jīng)第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10連接至差速器11，動力再通過差速器11傳遞至車輪。

圖5為本實用新型實施例中雙電機純電模式下的動力傳遞示意圖。請結(jié)合圖5，動力傳遞方向如圖中箭頭方向所示，在雙電機純電模式下，第一離合器4結(jié)合，第二離合器3斷開，制動器6對第二行星架9c進行制動，發(fā)動機2不工作，第一電機8和第二電機7均進行驅(qū)動。第一電機8的動力經(jīng)第一太陽輪5s、第一行星輪5p、第一齒圈5r、第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10連接至差速器11，動力再通過差速器11傳遞至車輪；第二電機7的動力經(jīng)第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10連接至差速器11，動力再通過差速器11傳遞至車輪。

圖6為本實用新型實施例中一級混動模式下的動力傳遞示意圖。請結(jié)合圖6，動力傳遞方向如圖中箭頭方向所示，在一級混動模式下，第一離合器4斷開，第二離合器3結(jié)合，制動器6對第二行星架9c進行制動，發(fā)動機2啟動，第二電機7進行驅(qū)動，第一電機8進行發(fā)電。發(fā)動機2啟動后，發(fā)動機2的動力一部分通過第一行星架5c、第一行星輪5p和第一太陽輪5s傳遞至第一電機8，使得第一電機8發(fā)電產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能提供給第二電機7；發(fā)動機2的另一部分動力通過第一行星架5c、第一行星輪5p和第一齒圈5r后，與第二電機7的動力共同經(jīng)由第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10連接至差速器11，傳遞至輸出齒輪10的動力再通過差速器11傳遞至車輪。

在二級混動模式下，發(fā)動機2啟動，第一離合器4和第二離合器3均處于結(jié)合狀態(tài)，制動器6解除對第二行星架9c的制動，第二電機7進行驅(qū)動時，第一電機8進行發(fā)電，第二電機7進行發(fā)電時，第一電機8進行驅(qū)動，即在二級混動模式下，發(fā)動機2啟動，第一電機8和第二電機7交替進行發(fā)電和驅(qū)動。

請結(jié)合圖7，圖7為在二級混動模式下，第一電機8進行發(fā)電時，第二電機7進行驅(qū)動的動力傳遞示意圖。發(fā)動機2的動力一部分傳遞至第二行星架9c，經(jīng)第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10后，再通過差速器11驅(qū)動車輪；發(fā)動機2的另一部分動力傳遞至第一行星架5c，傳遞至第一行星架5c的動力一部分經(jīng)第一行星輪5p和第一太陽輪5s后傳遞至第一電機8，使得第一電機8發(fā)電并產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能提供給第二電機7；傳遞至第一行星架5c的另一部分動力經(jīng)第一行星輪5p和第一齒圈5r后，與第二電機7的動力共同經(jīng)第二太陽輪9s、第二行星輪9p1、第三行星輪9p2和第二齒圈9r傳遞至輸出齒輪10，輸出齒輪10的動力傳遞至差速器11，最終使動力傳遞至車輪。

圖8為本實用新型實施例中制動發(fā)電模式下的動力傳遞示意圖。請結(jié)合圖8，動力傳遞方向如圖中箭頭方向所示，在制動發(fā)電模式下，第一離合器4和第二離合器3均處于斷開狀態(tài)，制動器6對第二行星架9c進行制動，發(fā)動機2和第一電機8均不工作，動力從輸出齒輪10經(jīng)過第二齒圈9r、第三行星輪9p2、第二行星輪9p1和第二太陽輪9s傳遞至第二電機7，第二電機7將機械能轉(zhuǎn)化為電能再通過功率轉(zhuǎn)換器儲存在電池中。

上述五種模式以表格體現(xiàn)如下：

本實用新型還提供一種油電混合動力汽車，包括如上所述的雙行星排油電混合動力系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的雙行星排油電混合動力系統(tǒng)及油電混合動力汽車，通過設(shè)置兩個行星排，使其相互配合，不僅實現(xiàn)了純電模式下的大傳動比，同時降低電機的體積重量并提高產(chǎn)品功率密度，另外，本實用新型利用有限的元件，實現(xiàn)兩段E-CVT驅(qū)動模式，增大了混合動力系統(tǒng)的傳動范圍，使得系統(tǒng)動力性和經(jīng)濟性得以提升。

在本文中，術(shù)語“包括”“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且還可包含沒有明確列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達技術(shù)方案的清楚及方便。應當理解，所述方位詞的使用不應限制本申請請求保護的范圍。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。