一種混合動力系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的混合動力車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及混合動力系統(tǒng)。特別是涉及一種混合動力系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的混 合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 面對能源短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，混合動力汽車是目前最有效的節(jié)能汽 車方案，其動力系統(tǒng)有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。串聯(lián)能實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的最優(yōu)控制，但是全 部能量都會經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換，損失較大；并聯(lián)能實(shí)現(xiàn)較好的傳動效率，但是內(nèi)燃機(jī)與輸出軸機(jī) 械連接，不能保證內(nèi)燃機(jī)始終處于較優(yōu)的工作區(qū)域內(nèi)；混聯(lián)能結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避 二者的缺點(diǎn)，是三者中最為優(yōu)化的構(gòu)型方案。
[0003] 當(dāng)前混聯(lián)式混合動力汽車主要采用行星機(jī)構(gòu)作為功率分流裝置，典型的結(jié)構(gòu)形式 包括豐田的THS系統(tǒng)和通用的AHS系統(tǒng)。其中豐田的THS系統(tǒng)采用單行星排結(jié)構(gòu)，屬于單 模功率分流裝置，只能實(shí)現(xiàn)輸入式功率分流一種模式，在高速區(qū)的傳動效率較低。通用公司 的AHS系統(tǒng)采用雙排或三排行星排來實(shí)現(xiàn)功率分流，可以實(shí)現(xiàn)輸入式功率分流和復(fù)合式功 率分流兩種模式，兩種模式相互彌補(bǔ)，使得AHS的傳動效率在整個(gè)車速區(qū)域內(nèi)都能維持較 高的水平，但AHS系統(tǒng)內(nèi)往往需要多個(gè)離合器的控制來實(shí)現(xiàn)模式切換，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)十分復(fù)雜，控制難度較大。
[0004] "行星式混聯(lián)動力系統(tǒng)及使用該動力系統(tǒng)的車輛"（申請公布CN104175860A，申請 公布日20141203)和"行星式雙模油電混聯(lián)混合動力系統(tǒng)"（申請公布號CN103448529A，申 請公布日20131218)都提出了雙行星排的混合動力系統(tǒng)，但是這兩種系統(tǒng)以盡量減少機(jī)電 的二次轉(zhuǎn)換、減少能量的浪費(fèi)為由都極力的避免串聯(lián)式工況的發(fā)生。但是在城市中行駛的 機(jī)動車輛，由于堵車情況較為嚴(yán)重車輛走走停停，有時(shí)候車速很難達(dá)到輸出功率分流所需 要的水平，車上的動力電源無法及時(shí)的補(bǔ)充電量。所以串聯(lián)式工況對于混合動力車輛還是 很有必要的，但上述兩種混合動力系統(tǒng)都無法實(shí)現(xiàn)串聯(lián)式工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供可以實(shí)現(xiàn)包括串聯(lián)式工況在內(nèi)的多種混 合動力工況，能夠提高對于不同行駛條件和要求適應(yīng)能力的一種混合動力系統(tǒng)和具有該系 統(tǒng)的混合動力車輛。
[0006] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種混合動力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，包括有前太陽 輪、前行星架和前齒圈的前行星排，包括有后太陽輪、后行星架和后齒圈的后行星排，所述 前行星排的前齒圈連接第一電機(jī)，所述后行星排的后太陽輪連接第二電機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)的 輸出端與所述前行星排的前太陽輪連接，所述前行星排的前行星架與所述后行星排的后行 星架連接，所述后行星排的后齒圈通過外齒輪傳動裝置與系統(tǒng)輸出軸連接，所述的前齒圈 連接有對所述前齒圈進(jìn)行鎖止或釋放的前鎖止離合器，所述前行星架連接有對所述前行星 架鎖止或釋放的中鎖止離合器，所述的后太陽輪連接有對所述后太陽輪進(jìn)行鎖止或釋放的 后鎖止離合器，所述后太陽輪與所述后行星架之間設(shè)有模式離合器。
[0007] 一種具有混合動力系統(tǒng)的混合動力車輛，混合動力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，包括有前太 陽輪、前行星架和前齒圈的前行星排，包括有后太陽輪、后行星架和后齒圈的后行星排，所 述前行星排的前齒圈連接第一電機(jī)，所述后行星排的后太陽輪連接第二電機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī) 的輸出端與所述前行星排的前太陽輪連接，所述前行星排的前行星架與所述后行星排的后 行星架連接，所述后行星排的后齒圈通過外齒輪傳動裝置與系統(tǒng)輸出軸連接，所述的系統(tǒng) 輸出軸連接混合動力車輛的驅(qū)動橋，所述的前齒圈連接有對所述前齒圈進(jìn)行鎖止或釋放的 前鎖止離合器，所述前行星架連接有對所述前行星架鎖止或釋放的中鎖止離合器，所述的 后太陽輪連接有對所述后太陽輪進(jìn)行鎖止或釋放的后鎖止離合器，所述后太陽輪與所述后 行星架之間設(shè)有模式離合器。
[0008] -種混合動力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，包括有前太陽輪、前行星架和前齒圈的前行星 排，包括有后太陽輪、后行星架和后齒圈的后行星排，所述內(nèi)燃機(jī)的輸出端與前行星排的前 太陽輪連接，所述前行星排的前行星架與后行星排的后行星架連接，前行星排的前齒圈連 接第一電機(jī)，所述的前齒圈連接有對前齒圈進(jìn)行鎖止或釋放的前鎖止離合器，前行星架連 接有對前行星架鎖止或釋放的中鎖止離合器，后行星排的后齒圈與系統(tǒng)輸出軸連接，第二 電機(jī)的電機(jī)軸為空心軸，系統(tǒng)輸出軸從第二電機(jī)中穿過，后行星排的后太陽輪與第二電機(jī) 連接，所述的后太陽輪連接有對后太陽輪進(jìn)行鎖止或釋放的后鎖止離合器，所述后太陽輪 與后行星架之間設(shè)有模式離合器。
[0009] -種具有混合動力系統(tǒng)的混合動力車輛，包括內(nèi)燃機(jī)，包括有前太陽輪、前行星架 和前齒圈的前行星排，包括有后太陽輪、后行星架和后齒圈的后行星排，所述內(nèi)燃機(jī)的輸出 端與前行星排的前太陽輪連接，所述前行星排的前行星架與后行星排的后行星架連接，前 行星排的前齒圈連接第一電機(jī)，所述的前齒圈連接有對前齒圈進(jìn)行鎖止或釋放的前鎖止離 合器，前行星架連接有對前行星架鎖止或釋放的中鎖止離合器，后行星排的后齒圈與系統(tǒng) 輸出軸連接，所述的系統(tǒng)輸出軸連接混合動力車輛的驅(qū)動橋，第二電機(jī)的電機(jī)軸為空心軸， 系統(tǒng)輸出軸從第二電機(jī)中穿過，后行星排的后太陽輪與第二電機(jī)連接，所述的后太陽輪連 接有對后太陽輪進(jìn)行鎖止或釋放的后鎖止離合器，所述后太陽輪與后行星架之間設(shè)有模式 離合器。
[0010] 本實(shí)用新型的一種混合動力系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的混合動力車輛，利用中鎖止離合 器中斷前行星排與后行星排之間的動力聯(lián)系，不但可以形成串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，還可以 提高發(fā)動機(jī)在車輛低車速時(shí)的運(yùn)行效率，否則，現(xiàn)有技術(shù)中為了應(yīng)對長時(shí)間處于低車速前 進(jìn)的狀態(tài)，就需要增大電池的容量，提高車輛的制造成本。本實(shí)施例還可以利用中鎖止離合 器切斷前行星排與后行星排之間的動力聯(lián)系，使得車輛可以根據(jù)需要處于純電動或純充電 狀態(tài)，提高了車輛對于不同工況的適應(yīng)能力，減少了內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，提高了車輛乘坐的 舒適度。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型的第一種混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2是實(shí)施例1處于低車速純電動模式的運(yùn)行示意圖；
[0013] 圖3是實(shí)施例1處于高車速純電動模式的運(yùn)行示意圖；
[0014] 圖4是實(shí)施例1處于高車速純電動的劣選模式的運(yùn)行示意圖；
[0015] 圖5是實(shí)施例1處于純充電模式的0100模式的運(yùn)行示意圖；
[0016] 圖6是實(shí)施例1處于純充電模式的0101模式的運(yùn)行示意圖；
[0017] 圖7是實(shí)施例1處于純充電模式的0110模式的運(yùn)行示意圖；
[0018] 圖8是實(shí)施例1處于純充電模式的0111模式的運(yùn)行示意圖；
[0019] 圖9是實(shí)施例1處于純充電模式的0011模式的運(yùn)行示意圖；
[0020] 圖10是實(shí)施例1處于低車速純內(nèi)燃機(jī)直驅(qū)模式的運(yùn)行示意圖；
[0021] 圖11是實(shí)施例1處于高車速純內(nèi)燃機(jī)直驅(qū)模式的運(yùn)行示意圖；
[0022] 圖12是實(shí)施例1處于串聯(lián)式混合動力模式的運(yùn)行示意圖；
[0023] 圖13是實(shí)施例1處于內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)乙輸入并聯(lián)且電機(jī)乙轉(zhuǎn)速耦合混合動力模式 的運(yùn)行示意圖；
[0024] 圖14是實(shí)施例1處于內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)乙輸入并聯(lián)且電機(jī)乙轉(zhuǎn)矩耦合混合動力模式 的運(yùn)行示意圖；
[0025] 圖15是實(shí)施例1處于內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)乙+電機(jī)甲輸入并聯(lián)且電機(jī)乙轉(zhuǎn)速耦合混合 動力模式的運(yùn)行示意圖；
[0026] 圖16是實(shí)施例1處于內(nèi)燃機(jī)+電機(jī)乙+電機(jī)甲輸入并聯(lián)且電機(jī)乙轉(zhuǎn)矩耦合混合 動力模式的運(yùn)行示意圖；
[0027] 圖17是實(shí)施例1處于電機(jī)甲充電+內(nèi)燃機(jī)低車速驅(qū)動模式的運(yùn)行示意圖；
[0028] 圖18是實(shí)施例1處于電機(jī)甲充電+內(nèi)燃機(jī)高車速驅(qū)動模式的運(yùn)行示意圖；
[0029] 圖19是實(shí)施例1處于電機(jī)乙充電+內(nèi)燃機(jī)高車速驅(qū)動模式的運(yùn)行示意圖；
[0030] 圖20是實(shí)施例1處于電機(jī)乙充電+內(nèi)燃機(jī)高車速驅(qū)動模式的運(yùn)行示意圖；
[0031] 圖21是實(shí)施例1處于低車速制動能量回收模式的運(yùn)行示意圖；
[0032] 圖22是實(shí)施例1處于高車速制動能量回收模式的運(yùn)行示意圖；
[0033] 圖23是實(shí)施例1處于電機(jī)甲電動+內(nèi)燃機(jī)低車速驅(qū)動模式的運(yùn)行示意圖；
[0034] 圖24是實(shí)施例1處于電機(jī)甲電動+內(nèi)燃機(jī)高車速模式的運(yùn)行示意圖；
[0035] 圖25是實(shí)施例1處于備用駐車充電模式的運(yùn)行示意圖；
[0036] 圖26是本實(shí)用新型的混合動力車輛中混合動力系統(tǒng)與混合動力車輛連接的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0037] 圖27是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖28是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖中
[0040] 1:內(nèi)燃機(jī) 2:第一電機(jī)
[0041] 3:前鎖止離合器 4:逆變器
[0042] 5:動力電源 6:前齒圈
[0043] 7 :后齒圈 8 :后鎖止離合器
[0044] 9:模式離合器 10:第二電機(jī)
[0045] 11:系統(tǒng)輸出軸 12:后太陽輪
[0046] 13 :后行星架 14 :前行星架
[0047] 15:前太陽輪 16:中鎖止離合器
[0048] 17 :驅(qū)動橋 18 :外齒輪傳動裝置
【具體實(shí)施方式】
[0049] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型的一種一種混合動力系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的 混合動力車輛做出詳細(xì)說明。
[0050] 在此需要說明的是，本部分中所列出的單獨(dú)出現(xiàn)的"連接"，應(yīng)該理解成機(jī)械連接， 且該機(jī)械連接過程并不包括各種離合器。
[0051] 如圖1所示，本實(shí)用新型的一種混合動力系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)1，包括有前太陽輪15、 前行星架14和前齒圈6的前行星排，包括有后太陽輪12、后行星架13和后齒圈7的后行星 排，前行星排的前齒圈6連接第一電機(jī)2,后行星排的后太陽輪12連接第二電機(jī)10,第一電 機(jī)、第二電機(jī)分別與逆變器4電連接，逆