一种模块化混合动力耦合装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种模块化混合动力耦合装置，包括发动机、发电机与行星齿轮，所述发动机与发电机通过离合器直接连接后再与行星齿轮连接；两个行星齿轮系之间以离合器相连实现模块化，且能根据效率优先或动力性能优先的原则灵活选择隔离或是接合发动机、发电机子系统；通过三组离合器和两组制动器的控制使系统在任一台单电机驱动时都能实现两挡运行，在双电机共同驱动时或混合动力工况下都能实现电气无级变速(eCVT)工作模式运行。本发明可以将发动机和发电机的最高效率设计在同一工作点上，使发电效率和驱动效率最大化；不仅可以实现模块化，而且可以根据效率优先或动力性能优先的原则灵活选择隔离或是接合发动机、发电机子系统；使纯电动运行的效率和可靠性均得到进一步提升。
【专利说明】
一种模块化混合动力耦合装置
技术领域
[0001]本发明属于车辆动力传动系统领域，尤其涉及一种应用于以内燃机和驱动电机为动力的多动力源车辆的动力耦合传动装置。
【背景技术】
[0002]以内燃机为动力的汽车在发展过程中面临着不断减少污染物排放的挑战，汽车动力正向着可再生、清洁能源的方向发展。混合动力技术是一种将内燃机动力和电动机动力以一定方式耦合以驱动汽车的技术，它是汽车动力走向完全摆脱对化石燃料依赖、百分之百依靠清洁能源之前的一种中间过渡技术。
[0003]与传统的内燃机动力技术相比，混合动力技术可以显著提高能量利用效率，降低排放。由于储能技术尚待完善，车载清洁能源还存在着价格昂贵或者能量密度小的不足，混合动力技术在一定程度上可以弥补目前清洁能源驱动技术的短板，使整车在排放方面满足政府不断变得严苛的法规要求，而在续驶里程方面则可以满足汽车用户的使用要求，避免出现里程焦虑。
[0004]现有技术主要包括两大类。一类是采用行星齿轮系作为耦合装置的技术，通常采用I到3个行星齿轮系以不同的方式与输入的多个动力源连接起来，其中典型的代表性专利包括美国专利1^3566717、1^6155364以及中国专利0吧00810053530.7、0吧01110185854.8。另一大类是采用平行轴(Layshaft)式齿轮系作为耦合装置的技术，例如中国专利CN200610141069.1、CN200910199960.4(US8727939B2)等。
[0005]上述第一类行星齿轮系耦合装置技术的缺陷主要包括:(I)在纯电动工况运行时，由于发动机不参与驱动，通过行星齿轮系与其高度耦合的发动机控制电机(即发电机)无法参与驱动，限制了整个装置的动力性能；(2)在纯电动工况运行时，发动机控制电机(即发电机)和主驱动电机无法实现电气无级变速工作方式，因此无法实现纯电动工作模式下性能和效率的最大化；(3)在纯电动工况下，仅以主驱动电机驱动时，只能以固定传动比运行，无法保证电机经常在高效区运行，系统效率不高；(4)当车速较低时，在混合动力模式下，发动机参与驱动时发动机控制电机只能以发电机模式运行，发出的电供给主驱动电机使用，这一工作方式使发动机提供的一部分动力经历了机械能到电能、再由电能到机械能的转换，效率不高；(5)当车速较高时，在混合动力模式下，发动机参与驱动时发动机控制电机只能以电动机模式运行，而主驱动电机将以发电机模式运行，发出的电供给发动机控制电机使用，这一工作方式也使发动机提供的一部分动力经历了机械能到电能、再由电能到机械能的转换，效率不高；(6)发动机驱动发电机给电池充电时，发动机和发电机的工作点受到整车运行工作点的牵制，选取工作点的自由度较小，使发电效率受到影响；(7)在滑行工况下，仅主驱动电机能够参与能量的回收，而发动机控制电机处于空转状态，使制动能量回馈的效果受到负面影响；(8)在制动能量回馈工况下，为了使效果最大化，发动机控制电机需要以发电机工况运行，而发动机则必须进入发动机制动工作模式，这在一定程度上浪费了本可以回收的动能，影响能量回收的效果；(9)系统各部件高度一体化，很难实现模块化，无法在纯电动和混合动力之间进行部件或子系统的通用化，对成本控制不利。
[0006]上述第二类平行轴式耦合装置技术的缺陷主要包括:(I)在纯电驱动工况下电机到车轮的动力传动通常只能是固定传动比，无法保证电机经常在高效区运行，系统效率不高；(2)若是采用两台电机配合同步器换挡，则在纯电驱动工况下虽然可以实现双动力源之间的切换或是双电机共同驱动，但是每台电机到车轮的动力传动只能是固定传动比，无法保证电机经常在高效区运行，系统效率不高；(3)当系统在混合动力模式下工作时，发动机虽然可以参与驱动，但是由于发动机到车轮的传动比是固定的，无法根据工况对其工作点进行连续调节(即电动无级变速工作模式)，发动机驱动的性能、效率和排放指标都会很差，无法发挥出其效能；(4)对于系统仅有一台电机的方案，在发动机驱动发电机给电池充电的工况下，发动机和发电机的工作点受到整车运行工作点的牵制，选取工作点缺乏自由度，使发动机、发电机的效率都受到影响；(5)在制动能量回馈工况下，双电机虽然都可以同时进入发电模式回收能量，但一部分能量会消耗于拖动发动机，因而降低了能量回馈比例。
【发明内容】
[0007]为了解决现有混合动力耦合技术中的上述缺陷，本发明提出了一种结合了行星齿轮和平行轴结构优点的模块化混合动力耦合装置结构。
[0008]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]—种模块化混合动力耦合装置，包括发动机、发电机与行星齿轮，所述发动机与发电机通过离合器直接连接后再与行星齿轮连接;两个行星齿轮系之间以离合器相连实现模块化，且能根据效率优先或动力性能优先的原则灵活选择隔离或是接合发动机、发电机子系统;通过三组离合器和两组制动器的控制使系统在任一台单电机驱动时都能实现两挡运行，在双电机共同驱动时或混合动力工况下都能实现电气无级变速(eCVT)工作模式运行。
[0010]进一步，在发动机和第一行星齿轮系之间设置第一离合器，用于控制发动机和第一行星齿轮系的连接。
[0011 ]在第一行星齿轮系和第二行星齿轮系之间设置第二离合器，用于控制第一行星齿轮系和第二行星齿轮系的连接。
[0012]在第二行星齿轮系的太阳轮和行星架之间设置第三离合器，用于控制第二行星齿轮系的输出传动比。
[0013]第一行星齿轮系的齿圈与变速器箱体连接，用于锁止该齿圈。
[0014]第二行星齿轮系的太阳轮还通过第二制动器与箱体连接，用于锁止该太阳轮。
[0015]第二行星齿轮系的齿圈通过第一制动器与变速器箱体连接，用于锁止该齿圈。
[0016]优选地，所述的模块化混合动力耦合装置包括发动机、第一离合器、第一电动/发电机、第一行星齿轮系、第二离合器、第二行星齿轮系、第一制动器、第三离合器、第二制动器、第二电动/发电机、主减速小齿轮、主减速大齿轮、差速器;所述发动机连接到第一离合器，第一离合器再连接到第一电动/发电机，第一电动/发电机连接到第一行星齿轮系的太阳轮，第一行星齿轮系的行星架连接到第二离合器，第二离合器连接第二行星齿轮系的齿圈，第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，第二行星齿轮系的行星架通过输出轴与主减速小齿轮连接，主减速小齿轮与主减速大齿轮啮合，主减速小齿轮与差速器连接，第二行星齿轮系的行星架与太阳轮还通过第三离合器连接。
[0017]优选地，所述的模块化混合动力耦合装置:其发动机的曲轴通过挠性盘连接到第一离合器的主动盘，第一离合器的从动盘再连接到第一电动/发电机的主轴，然后从第一电动/发电机的主轴连接到第一行星齿轮系的太阳轮，第一行星齿轮系的行星架连接到第二离合器的主动盘，第二离合器的从动盘则连接第二行星齿轮系的齿圈，第二行星齿轮系的齿圈通过第一制动器与变速器箱体连接，第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，第二行星齿轮系的行星架通过输出轴与主减速小齿轮连接，主减速小齿轮与主减速大齿轮啮合，主减速小齿轮与差速器连接。
[0018]本发明技术方案与行星齿轮耦合方案的区别包括:(I)本方案的发动机与第一电动/发电机串联后再连接到第一行星齿轮系上，而不是行星齿轮耦合方案中通常采用的分别与行星齿轮的三个部件中的两个直接相连；(2)第一电动/发电机与第一行星齿轮系的太阳轮连接，而不是与第一行星齿轮系的行星架或齿圈连接；(3)第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，而不是与第二行星齿轮系的行星架或齿圈连接；(4)第二行星齿轮系的行星架与太阳轮可以通过第三离合器的分离或接合进行控制；(5)本方案采用第二离合器将两个行星齿轮系相互隔离或连接，而行星齿轮耦合方案通常不采用这样的结构。
[0019]本发明技术方案与平行轴式耦合方案的区别包括:(I)本方案的发动机与第一电动/发电机串联后再连接到第一行星齿轮系上，而平行轴式耦合方案不采用行星齿轮；(2)本方案的第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，而平行轴式耦合方案不采用行星齿轮；(3)本方案的发动机与第一电动/发电机之间采用第一离合器控制其分离或连接，而平行轴式耦合方案通常不采用这种结构。
[0020]由于采用上述技术方案，本发明具有以下几个方面的有益效果:
[0021]1、在纯电动工况下，既可以两台电机之中的任意一台驱动，也可采用双电机同时驱动，并且这两种工作状态之间切换时动力没有中断；
[0022]2、在纯电动工况下，采用主驱动电机进行驱动时可以提供两个传动比，从而提高加速、爬坡性能，并且更经常地使主驱动电机在其高效区工作，因此提高整车的续驶里程；
[0023]3、在纯电动工况下，双电机同时驱动时，依靠第二行星齿轮系可以实现双电机的电气无级变速(eCVT)工作模式，在保证动力性能的前提下使系统效率最大化；
[0024]4、在混合动力工况下，发动机和两台电机配合，依靠第二行星齿轮系可以实现电气无级变速(eCVT)工作模式，优化发动机以及电机的工作点，在保证动力性能的前提下使系统效率最大化。另外，第一电动/发电机可以选择空转、驱动、发电等不同工作模式运行。
[0025]5、在发动机发电工况下，第一离合器接合，第二离合器分离，发动机和第一电动/发电机配合发电，其工作点的选取完全不受整车运行的工况影响，为使系统发电效率最大化提供了可能。
[0026]6、在制动能量回馈工况下，既可以两台电机之中的任意一台发电，也可以采用双电机同时发电，有助于提高控制的灵活性和能量回收的比例。
[0027]7、第一离合器接合时，发动机可以实现启停功能，避免停车时维持怠速所产生的油耗，节省燃料消耗。
[0028]8、第二行星齿轮系与第二电动/发电机、第三离合器、第一制动器、主减速小齿轮、主减速大齿轮、差速器可以独立构成一台两速的纯电动自动变速器，可以将其设计成为一个单独的模块使用，这种模块化设计可以使应用于纯电动和混合动力车型的变速器共用这一模块，有助于利用规模效应降低成本，提高产品的竞争力。
【附图说明】
[0029]图1是本发明模块化混合动力耦合装置的原理图。
[0030]图2是本发明一种模块化混合动力耦合装置结构实施例示意图。
[0031]图3是本发明另一种模块化混合动力耦合装置结构实施例示意图。
[0032]其中的附图标记:
[0033]1.发动机;2.第一离合器;3.第一电动/发电机;4S.第一行星齿轮系太阳轮；
[0034]4C.第一行星齿轮系行星架;4A.第一行星齿轮系齿圈；5.第二离合器;6S.第二行星齿轮系太阳轮;6C.第二行星齿轮系行星架;6A.第二行星齿轮系齿圈；7.第一制动器；
[0035]8.第三离合器;9.第二制动器；10.第二电动/发电机；11.主减速小齿轮；12.主减速大齿轮;13.差速器。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0037]请参阅图1，本发明一种模块化混合动力驱动装置:发动机I的输出端与第一离合器2的一端相连，第一离合器2的另一端连接到第一电动/发电机3主轴的一端。第一电动/发电机3的主轴具有两端均可输入或输出的特点。第一电动/发电机3主轴的另一端与第一行星齿轮系的太阳轮4S相连，第一行星齿轮系的齿圈4A与箱体固定在一起，第一行星齿轮系的行星架4C连接到第二离合器5的一端。第二离合器5的另一端连接到第二行星齿轮系的齿圈6A，第二行星齿轮系的太阳轮6S连接到第二电动/发电机10，第二行星齿轮系的行星架6C通过输出轴连接到主减速小齿轮11，主减速小齿轮11与主减速大齿轮12啮合，主减速大齿轮12与差速器13相连。第二行星齿轮系的齿圈6A通过第一制动器7与箱体连接，第二行星齿轮系的行星架6C还通过第三离合器8与第二行星齿轮系的太阳轮6S连接，第二行星齿轮系的太阳轮6S通过第二制动器9与箱体连接。
[0038]本发明技术方案的核心包括:
[0039]I)发动机与发电机直接连接后再与行星齿轮连接，而不是发动机、发电机分别与行星齿轮连接，这样做的好处是不仅可以将发动机和发电机的最高效率设计在同一工作点上，使发电效率最大化，而且可以共同通过行星齿轮与主驱动电机构成电气无级变速(eCVT)工作模式，使驱动效率最大化；
[0040]2)两个行星齿轮系之间以离合器相连，不仅可以实现模块化(离合器右侧的行星齿轮系与主驱动电机构成纯电驱动模块，离合器左侧的行星齿轮系与发动机、发电机构成混合动力附加模块)，而且可以根据效率优先或动力性能优先的原则灵活选择隔离或是接合发动机、发电机子系统；
[0041 ] 3)通过三组离合器的控制使系统在任一台单电机驱动时都可以实现两挡运行，在双电机共同驱动时可以实现电气无级变速(eCVT)工作模式运行，使纯电动运行的效率和可靠性均得到进一步提升。
[0042]如图2所示，本发明应用于汽车的一种模块化混合动力耦合装置，包括发动机1、第一离合器2、第一电动/发电机3、第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)、第二离合器5、第二行星齿轮系(太阳轮6S、行星架6C、齿圈6A)、第一制动器7、第三离合器8、第二制动器9、第二电动/发电机10、主减速小齿轮11以及主减速大齿轮和差速器(简明起见未画出)。
[0043]发动机I的曲轴通过飞轮和挠性盘组件连接到第一离合器2的主动盘，第一离合器2的从动盘再连接到第一电动/发电机3主轴的一端。第一电动/发电机3的主轴具有两端伸出的特点。第一电动/发电机3主轴的另一端连接到第一行星齿轮系的太阳轮4S，第一行星齿轮系的行星架4C连接到第二离合器5的主动盘，第一行星齿轮系的齿圈4A固定到变速器的箱体上。第二离合器5的从动盘则连接第二行星齿轮系的齿圈6A，第二行星齿轮系的太阳轮6S与第二电动/发电机10连接，第二行星齿轮系的行星架6C通过输出轴与主减速小齿轮11连接，主减速小齿轮11与主减速大齿轮(简明起见未画出)啮合，主减速大齿轮与差速器(简明起见未画出)连接。另外，第二行星齿轮系的齿圈6A通过第一制动器7与变速器箱体连接，第二行星齿轮系的行星架6C与太阳轮6S还通过第三离合器8连接，第二行星齿轮系的太阳轮6S则通过第二制动器9与箱体连接。
[0044]在上述实施例结构的基础上可以进行以下调整得到不同的实施例:
[0045]I)去掉第一离合器2，发动机I直接与第一电动/发电机3相连；
[0046]2)将第一离合器2移到第一电动/发电机3和行星齿轮系4之间；
[0047]3)将第一行星齿轮系的齿圈4A与变速器箱体连接改为第一行星齿轮系的行星架4C与变速器箱体连接，而将第一行星齿轮系的行星架4C与第二离合器5相连改为将第一行星齿轮系的齿圈4A与第二离合器5相连。第一行星齿轮系的减速比会发生改变，从原来的K1+ 1变为KKK1S第一行星齿轮系齿圈4A的齿数与太阳轮4S的齿数之比)，第二行星齿轮系的齿圈6A转速变得更高；
[0048]4)去掉第二离合器5，第一行星齿轮系的行星架4C直接与第二行星齿轮系的齿圈6A相连;
[0049]5)以花键连接代替第二离合器5，也即第一行星齿轮系的行星架4C与第二行星齿轮系的齿圈6A以花键相连；
[0050]6)第二离合器5、主驱动电机10与第二行星齿轮系6的连接关系可以改变。例如，第二离合器5连接到第二行星齿轮系的太阳轮6S，主驱动电机10连接到第二行星齿轮系的齿圈6A，这种结构也能实现动力的親合；
[0051]7)去掉第一制动器7，由双电机同时工作；
[0052]8)去掉第三离合器8，任何一台单电机工作时都无法实现两个挡位，仅能以固定传动比运行；
[0053]9)去掉第二制动器9，这种结构无法使用第一电动/发电机3单独工作；
[0054]10)去掉主驱动电机10，在混合动力工作模式下发动机I的工作点无法实现电气无级变速(eCVT)工作模式，相当于发动机与两挡变速器配合工作；
[0055]11)去掉第一电动/发电机3，主驱动电机在发电模式下工作时其工作点受到整车工况的影响，不能自由选择工作点。
[0056]各种不同工作模式的情况如下:
[0057]1、仅采用主驱动电机驱动的纯电动运行模式。第二离合器5分离，第一制动器7接合，第二电动/发电机10(即主驱动电机)配合第二行星齿轮系(太阳轮6S、行星架6C、齿圈6A)以及第三离合器8可以输出两个挡位的动力。其中当第三离合器8分离时，从主驱动电机主轴到输出轴(主减速小齿轮上游)的传动比为1(2+1(1(2为第二行星齿轮系齿圈6A的齿数与太阳轮6S的齿数之比)，这个较大的传动比可以为整车的起步加速提供较大的车轮扭矩。当第三离合器8接合时，从主驱动电机10的主轴到输出轴(主减速小齿轮上游)的传动比为I，这一较小的传动比可以为整车在较高的车速下提供较小的车轮扭矩并且避免主驱动电机10的主轴的转速过高。与单一的传动比相比，本运行模式下的两个传动比可以使主驱动电机10更经常地在其高效区工作，从而提高整车的续驶里程。
[0058]2、仅采用发动机控制电机驱动的纯电动运行模式。第一离合器2分离、第二离合器5接合、第一制动器7分离、第二制动器9接合时，第一电动/发电机3 (发动机控制电机)、第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)配合第二行星齿轮系(太阳轮6S、行星架6C、齿圈6A)可以输出两个挡位的动力。其中当第三离合器8分离时，从发动机控制电机3到输出轴(主减速小齿轮11上游)的传动比为(Kdl)x(Kdl)ZK2,这个较大的传动比可以为整车的起步加速提供较大的车轮扭矩。当第三离合器8接合时，从发动机控制电机3到输出轴(主减速小齿轮11上游)的传动比为Kdl，这一较小的传动比可以为整车在较高的车速下提供较小的车轮扭矩并且避免发动机控制电机3的转速过高。与单一的传动比相比，本运行模式下的两个传动比可以使发动机控制电机3更经常地在其高效区工作，从而提高整车的续驶里程。这一运行模式在以下两种情况下有现实意义和应用价值:(I)当两台电机的驱动性能都能满足整车的扭矩需求而主驱动电机10在当前工作点的效率相对于发动机控制电机3在当前工作点的效率较低时；(2)主驱动电机10发生故障时。若是这一运行模式被认为是不必要的，则第二制动器9可以省略，装置可以进一步简化;可以得到本发明的另一个实施例，如图3所示。
[0059]3、采用双电机驱动的纯电动运行模式。第一离合器2分离、第二离合器5接合时，第一电动/发电机3、第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)配合第二行星齿轮系(太阳轮6S、行星架6C、齿圈6A)以及第二电动/发电机10(即主驱动电机)可以实现双电机的电气无级变速(eCVT)模式运行，通过对两台电机合成的系统效率进行优化可以在满足扭矩需求的前提下实现实时的系统效率最优化，进一步提高整车的续驶里程。
[0060]4、采用发动机和主驱动电机驱动的混合动力运行模式。第一离合器2接合，第二离合器5接合，第一电动/发电机3处于空转状态时，发动机I的动力经过第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)的减速后，输入到第二行星齿轮系的齿圈6A上，与第二行星齿轮系的太阳轮6S上来自第二电动/发电机10(即主驱动电机)动力合成后，再通过第二行星齿轮系的行星架6C输出到主减速小齿轮11。通过第二电动/发电机10(即主驱动电机)的工作点的调节可以实时控制发动机I的工作点，从而实现电气无级变速器(eCVT)工作模式。这一工作模式可以有效地提高发动机以及整个系统的效率，同时降低发动机I的排放指标。
[0061]5、采用发动机和发动机控制电机驱动的混合动力运行模式。第一离合器2接合，第二离合器5接合，第二制动器9接合，发动机I和第一电动/发电机3都输出正向扭矩，而第二电动/发电机10 (即主驱动电机)则处于空转状态时，这时发动机I和第一电动/发电机3的合成动力经过第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)的减速后，输入到第二行星齿轮系的齿圈6A上，由于第二制动器9接合将第二行星齿轮系的太阳轮6S锁止，上述合成动力通过第二行星齿轮系的行星架6C输出到主减速小齿轮11。发动机I和第一电动/发电机3形成同轴并联式混合动力工作模式。这在第二电动/发电机10(即主驱动电机)发生故障时有应用价值。
[0062]6、采用发动机和双电机驱动的混合动力运行模式。第一离合器2接合，第二离合器5接合，第一电动/发电机3可以处于驱动或发电状态(第一电动/发电机3处于发电状态的情况与以下第八点相同)，发动机I和第一电动/发电机3的合成动力(取决于第一电动/发电机3的工作模式，这个合成扭矩可以大于或者小于发动机I的扭矩)经过第一行星齿轮系(太阳轮4S、行星架4C、齿圈4A)的减速后，输入到第二行星齿轮系的齿圈6A上，与第二行星齿轮系的太阳轮6S上来自第二电动/发电机10(即主驱动电机)动力合成后，再通过第二行星齿轮系的行星架6C输出到主减速小齿轮11。通过第一电动/发电机3、第二电动/发电机10(即主驱动电机)的工作点的调节可以实时控制发动机I的工作点，从而实现电气无级变速器(eCVT)工作模式。这一工作模式可以有效地提高发动机以及整个系统的效率，同时降低发动机I的排放指标。
[0063]7、与整车运行的工作点隔离的发动机发电工作模式。第一离合器2接合，第二离合器5分离，第一电动/发电机3处于发电状态，发动机I输出功率，第一电动/发电机3则输入功率，发动机I与第一电动/发电机3构成串联式混合动力工作模式。此时发动机I的工作点可以根据其最高效率区进行调整，其工作点完全不受整车运行工况的影响。
[0064]8、与整车运行的工作点关联的发动机发电工作模式。第一离合器2接合，第二离合器5接合，第一电动/发电机3处于发电状态，发动机I输出功率，此时发动机I的工作点受到整车运行工况的影响，因为发动机I的输出扭矩在克服第一电动/发电机发电负载扭矩后的净转矩输入到第二行星齿轮系的齿圈6A，与从第二电动/发电机10(即主驱动电机)传递到第二行星齿轮系的太阳轮6S的扭矩合成，再从第二行星齿轮系的行星架6C输出到主减速小齿轮11上。需要注意的是此时第二电动/发电机10(即主驱动电机)既可以在驱动模式下工作，又可以在发电模式下工作。若是第二电动/发电机10(即主驱动电机)处于发电模式下工作，则发动机I的输出功率除了要满足第一电动/发电机3和第二电动/发电机10(即主驱动电机)的发电功率之外还要满足整车驱动所需功率的要求。若是第二电动/发电机10(即主驱动电机)处于驱动模式下工作，则发动机I与第二电动/发电机10(即主驱动电机)的输出功率之和除了要满足第一电动/发电机3的发电功率之外还要满足整车驱动所需功率的要求。在以上这两种情况下，整车的工况和发动机I的工况之间会相互影响。
[0065]9、制动能量回馈工作模式。仅采用主驱动电机发电的制动能量回馈、仅采用发动机控制电机发电的制动能量回馈以及采用双电机发电的制动能量回馈。各离合器、制动器的状态参考上述一、二、三点中纯电动驱动时的状态，只是相应的电机从驱动工作模式变为发电工作模式。
[0066]10、发动机启停工作模式。在上述的混合动力模式下，当整车短时间停车时，发动机I可自动停机，以节省怠速造成的燃料消耗。这时第一离合器2进入接合状态，当驾驶员踩下油门踏板起步时，以第一电动/发电机3启动发动机I，使之可以为行驶提供部分动力。
[0067]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种模块化混合动力耦合装置，其特征在于:包括发动机、发电机与行星齿轮，所述发动机与发电机通过离合器直接连接后再与行星齿轮连接;两个行星齿轮系之间以离合器相连实现模块化，且能根据效率优先或动力性能优先的原则灵活选择隔离或是接合发动机、发电机子系统;通过三组离合器和两组制动器的控制使系统在任一台单电机驱动时都能实现两挡运行，在双电机共同驱动时或混合动力工况下都能实现电气无级变速工作模式运行。2.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:在发动机和第一行星齿轮系之间设置第一离合器，用于控制发动机和第一行星齿轮系的连接。3.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:在第一行星齿轮系和第二行星齿轮系之间设置第二离合器，用于控制第一行星齿轮系和第二行星齿轮系的连接。4.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:在第二行星齿轮系的太阳轮和行星架之间设置第三离合器，用于控制第二行星齿轮系的输出传动比。5.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:第一行星齿轮系的齿圈与变速器箱体连接，用于锁止该齿圈。6.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:第二行星齿轮系的太阳轮还通过第二制动器与箱体连接，用于锁止该太阳轮。7.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:第二行星齿轮系的齿圈通过第一制动器与变速器箱体连接，用于锁止该齿圈。8.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:包括发动机、第一离合器、第一电动/发电机、第一行星齿轮系、第二离合器、第二行星齿轮系、第一制动器、第三离合器、第二制动器、第二电动/发电机、主减速小齿轮、主减速大齿轮、差速器;所述发动机连接到第一离合器，第一离合器再连接到第一电动/发电机，第一电动/发电机连接到第一行星齿轮系的太阳轮，第一行星齿轮系的行星架连接到第二离合器，第二离合器连接第二行星齿轮系的齿圈，第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，第二行星齿轮系的行星架通过输出轴与主减速小齿轮连接，主减速小齿轮与主减速大齿轮啮合，主减速小齿轮与差速器连接，第二行星齿轮系的行星架与太阳轮还通过第三离合器连接。9.根据权利要求1所述的模块化混合动力耦合装置，其特征在于:所述发动机的曲轴通过挠性盘连接到第一离合器的主动盘，第一离合器的从动盘再连接到第一电动/发电机的主轴，然后从第一电动/发电机的主轴连接到第一行星齿轮系的太阳轮，第一行星齿轮系的行星架连接到第二离合器的主动盘，第二离合器的从动盘则连接第二行星齿轮系的齿圈，第二行星齿轮系的齿圈通过第一制动器与变速器箱体连接，第二电动/发电机与第二行星齿轮系的太阳轮连接，第二行星齿轮系的行星架通过输出轴与主减速小齿轮连接，主减速小齿轮与主减速大齿轮啮合，主减速小齿轮与差速器连接。
【文档编号】B60L7/10GK106004409SQ201610519060
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】袁卿, 袁一卿, 陶伟
【申请人】袁卿, 袁一卿, 陶伟