一种多模混合动力传动驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混合动力汽车动力传动技术领域，特别是一种结构简单，且具备发动 机启动倒挡模式，在车辆电池耗尽之后，仍能实现倒车功能的多模混合动力传动驱动装置。
【背景技术】
[0002] 能源问题，特别是石油能源，是近年来各国最为关注的问题之一。提高汽车的燃油 经济性能和排放性能，W解决日益加剧的能源问题和排放污染问题，成为汽车领域研究的 主要目标，运也成为现代汽车发展进步的动力之一。在解决电动汽车续航能力之前，混合动 力电动车被认为是目前解决汽车节能和环保问题的有效途径之一，其通过增加额外的动力 源（如电池、超级电容）及驱动装置（如电机），不仅为车辆驱动提供了额外的动力，同时还 能够提高发动机的工作效率，从而明显改善车辆的经济性能和排放性能。新能源汽车，特别 是混合动力汽车逐渐成为各大汽车生产企业研发的热点。
[0003]目前，混合动力汽车向着多行星排与多模式的趋势发展。丰田公司于1997年推出 了首款油电混合动力汽车Prius,该款车型经过S代改进，从单行星排系统扩展为目前的双 行星排系统，已成为混合动力汽车的标杆车型。通用汽车公司推出的增程式或称为插电式 混合动力汽车Volt,借助=个离合器的动作，可W实现四个工作模式的切换，其在2015年 也发展为双行星排混合驱动系统。2008年，通用、克莱斯勒、宝马公司联合开发了一种称为 GM双模式混合动力系统，并且应用于T址oe和GMC化kon等车型上，该混合动力系统具有S 排行星轮机构，六种工作模式，具有突出的动力性能、燃油经济性能与排放性能。中国发明 专利申请"混合动力系统的控制系统"（【申请号】200610156222. 8,公开日：2008-02-20)公 开了一种包括内燃机的车辆推进系统，该内燃机具有内燃机输出、机电变速器和控制系统。 该内燃机输出W某一速率比禪合到变速器输出，该速率比通过多个在电气上可变的或固定 的工作模式之一建立。通过依照优选的最佳工作成本的控制来对在各个工作模式之间进行 选择和控制进行管理。然而，前述的现有技术均没有发动机启动倒挡模式，使得当车辆电 池电量耗尽之后，无法实现倒车功能，并且四个离合器的设计使得该系统结构复杂、成本较 局。
[0004] 综上所述，现有多模混合动力传动驱动装置存在的问题是：结构复杂，缺少发动机 启动倒挡模式。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种多模混合动力传动驱动装置，结构简单，且具备发动 机启动倒挡模式，在车辆电池耗尽之后，仍能实现倒车功能。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种多模混合动力传动驱动装置，包括内燃 机、第一电动机/发电机、第二电动机/发电机、输出轴、第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、 第S行星齿轮系、离合器I、离合器II和制动器，所述第一行星齿轮系包括太阳轮I、行星 架I和齿圈I，所述行星架I一端与太阳轮I晒合，另一端与齿圈I晒合，所述第二行星齿 轮系包括太阳轮II、行星架II和齿圈II，所述行星架II一端与太阳轮II晒合，另一端与齿圈II晒合，所述第=行星齿轮系包括太阳轮III、行星架m和齿圈III，所述行星架III一端与太阳 轮III晒合，另一端与齿圈III晒合，所述齿圈I与齿圈II固定连接，所述齿圈III与太阳轮II固 定连接，所述太阳轮I与行星架II固定连接，所述太阳轮I与第一电动机/发电机的输出 轴固定连接，所述太阳轮III与第二电动机/发电机的输出轴固定连接，所述离合器I一端 与行星架II固定连接，另一端与行星架III固定连接，所述离合器II一端与齿圈II固定连接， 另一端与太阳轮III固定连接，所述制动器与太阳轮II固定连接，所述齿圈I还与内燃机的 输出轴晒合，所述行星架III还与输出轴固定连接。
[0007] 本发明与现有技术相比，其显著优点：
[000引 1、通过所述离合器I、离合器II和制动器的接合与分离，可实现串联驱动模式，输 入型功率分流驱动模式，输出型功率分流驱动模式及=种具有不同传动比的双电机并联驱 动模式，按照传动比不同分为高、中、低=种不同模式。
[0009] 2、多种工作模式使得该系统能够适应复杂，多变的工作环境，有效地提高和改善 车辆的动力性、燃油经济性和排放性能，适用于深度混合动力汽车和插电式混合动力汽车。
[0010] 3、串联驱动模式可W使车辆在城市拥堵工况下实现纯电动驱动，输入型功率分流 驱动模式能在低速工况下提供较高的效率，低传动比并联模式在车辆高速巡航时减少机械 能与电能之间转换的二次损失，提高系统效率，而高传动比并联模式则使车辆在低速时具 有极好的动力性能。
[0011] 4、串联驱动模式与输出型功率分流驱动模式使得系统能够在电池电量低的情况 下，在启动发动机的同时，仍然能够使车辆具有倒挡行驶能力。
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明多模混合动力传动驱动装置结构原理图。
[0014] 图中，1-内燃机，2-第一电动机/发电机，3-第二电动机/发电机，4-输出轴， 5-第一行星齿轮系，6-第二行星齿轮系，7-第S行星齿轮系，51-太阳轮I，52-行星架 I，53-齿圈I，61-太阳轮II，62-行星架II，63-齿圈II，71-太阳轮III，72-行星架III， 73-齿圈III，8-罔合器I，9-罔合器II，10-制动器。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示，本发明多模混合动力传动驱动装置，包括内燃机1、第一电动机/发电 机2、第二电动机/发电机3、输出轴4、第一行星齿轮系5、第二行星齿轮系6、第=行星齿轮 系7、离合器I8、离合器II9和制动器10,所述第一行星齿轮系5包括太阳轮I51、行星架 I52和齿圈I53,所述行星架I52-端与太阳轮I51晒合，另一端与齿圈I53晒合，所 述第二行星齿轮系6包括太阳轮II61、行星架II62和齿圈II63,所述行星架II62 -端与 太阳轮II61晒合，另一端与齿圈II63晒合，所述第=行星齿轮系7包括太阳轮III71、行星 架III72和齿圈III73,所述行星架III72 -端与太阳轮III71晒合，另一端与齿圈III73晒合， 所述齿圈I53与齿圈II63固定连接，所述齿圈III73与太阳轮II61固定连接，所述太阳轮 I51与行星架II62固定连接，所述太阳轮I51与第一电动机/发电机2的输出轴固定连 接，所述太阳轮III71与第二电动机/发电机3的输出轴固定连接，所述离合器I8 -端与 行星架II62固定连接，另一端与行星架III72固定连接，所述离合器II9 一端与齿圈II63 固定连接，另一端与太阳轮III71固定连接，所述制动器10与太阳轮II61固定连接，所述齿 圈I53还与内燃机1的输出轴晒合，所述行星架III72还与输出轴4固定连接。
[0016] 本发明通过控制离合器I 8、离合器II 9和制动器10的接合与分离，可实现串联驱 动模式，输入型功率分流驱动模式，输出型功率分流驱动模式及=种具有不同传动比的双 电机并联驱动模式，按照传动比不同分为高、中、低=种不同模式；而按发动机启动与否、车 辆是否在加减速，系统还具有纯电动驱动模式、停车工况、停车充电模式，下面将根据系统 执行器状态，发动机启动状态，对该混合动力传动驱动装置的工作模式与状态进行介绍。
[0017] 1、停车模式1 :离合器I 8、离合器II 9和制动器10均处于分离状态，均不工作，车 辆处于静止状态。
[0018] 2、串联驱动模式：当需要实现串联驱动时，离合器I8、离合器II9均分离，制动器 10接合。
[0019] 在此模式之下，太阳轮II61与齿圈III73被固定，内燃机1与第一电动机/发电机 2通过第一行星齿轮系5与第二行星齿轮系6相互连接，形成固定传动比，第二电动机/发 电机3与输出轴4通过第=行星齿轮系7相互连接，形成固定传动比；同时，第一电动机/ 发电机2作为发电机与内燃机1相连接，第二电动机/发电机3作为电动机与输出轴4相 连，第一电动机/发电机2将内燃机1燃烧获得的机械能转换为电能，通过第二行星齿轮系 6给电池充电或者供电给第二电动机/发电机3驱动车辆；若在该模式下，发动机不启动， 而第二电动机/发电机3W电池能量为能源驱动车辆前进，则实现纯电动驱动模式；若发动 机不启动，而车辆处于制动减速状态，第二电动机/发电机3可作为发电机，将制动能量转 换为电能，从而给电池充电，但由于该模式只有一个电机能够参与制动能量回收，故称该模 式的制动能量回收状态为中低功率制动能量回收；若发动机启动，而第二电动机/发电机3 并不消耗能量驱动车辆，则实现停车充电模式。若发动机停机与第二电动机/发电机3不 消耗能量，则车辆处于停车状态。由于串联驱动模式使得该混合动力传动驱动装置具有纯 电动模式和停车充电模式，因此该混合动力装置可W运用在增程式混合动力汽车和插电式 混合动力汽车上。
[0020] 3、输入型功率分流驱动模式：当需要实现输入型功率分流驱动时，离合器I8接 合、离合器II9、制动器10均分离。
[0021] 在此模式之下，太阳轮I51、行星架II62与行星架III72相互连接在一起，形成一 体，此时，第一电动机/发电机2与输出轴4直接连接，可W驱动汽车前进与后退；本模式 适合用于中低速行驶工况，内燃机1动力经过内燃机1输出轴，输入到第一排行星系的齿圈 I53与第二排行星系的齿圈II63,此时，整个=个行星齿轮系组成的行星齿轮组作为分流 机构，当发动机能量大于需求功率时，将多余能量输送给第一电动机/发电机2发电给电池 充电，而当发动机能量小于需求功率时，第一电动机/发电机2又作为电动机提供能量驱动 车辆；此时，第二电动机/发电机3的主要作用是通过调节其自身转速，使得内燃机1工作 于其最佳燃油经济效率区域，提高系统的效率。而该模式中，两个电动机/发电机只有在车 辆处于中低速工况时，才工作在高效率区域，故该模式适合于工作在中低速工况。除此之 夕F，该模式下，若发动机不启动，第一电动机/发电机2也可作为电动机或者发电机，实现