专利名称：电力无级变速系统和混合动力车的制作方法
技术领域：
本发明涉及机电耦合动力传动装置，尤其涉及一种电力无级变速系统(Electric Variable Transmission, EVT)和混合动力车。
背景技术：
混合动力汽车与传统汽车及纯电动汽车相比，最大的差别是动力系统。传统汽车采用发动机驱动，而混合动力汽车采用发动机和电机联合驱动。混合动力汽车中，动力耦合 系统负责将多个动力组合在一起，实现多动力源间合理的功率分配并把动力传给驱动桥， 它在混合动力汽车开发中处于重要地位，其性能直接关系到整车性能是否达到设计要求， 是混合动力最核心部分。如果一辆混合动力汽车的动力耦合系统设计合理，就能以最低的能量消耗获得良 好的动力性、经济性和最低的排放，实现良好的社会和经济效益，缓解世界能源紧张和环境 污染的问题。电力无级变速系统与发动机配合实现油电混合动力输出，很有希望成为先进的深 度混合动力系统的一种形式。现有技术中的行星齿轮混合动力系统，其转矩密度低，调速范 围窄，成本也较高。
发明内容
本发明提供一种电力无级变速系统和混合动力车，它具有高转矩密度和宽调速范 围的特点，并且成本较低。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案—种电力无级变速系统，包括减振装置、同步器和双转子电机，所述同步器包括套 筒、位于所述套筒内部的齿套、以及位于所述齿套内部两侧的第一同步环和第二同步环，其 中，所述减振装置的动力输入端用于与发动机的飞轮相连，动力输出端与所述套筒相 连；所述双转子电机的内转子轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮位于与所述同步器 的第一同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于与所述同步器 的第二同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴还具有用于与驱动桥相连的连接端。作为上述技术方案的优选，所述减振装置为扭转减振器。作为上述技术方案的优选，所述双转子电机的外转子轴与驱动桥之间连接有动力
传动装置。作为上述技术方案的优选，所述动力传动装置包括第三齿轮、第一传动轴和第二 传动轴，所述第三齿轮设置在所述双转子电机的外转子轴上，所述第一传动轴的一端设置有第四齿轮，另一端设置有第五齿轮，所述第二传动轴上设置有第六齿轮，其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合；所述第五齿轮与所述第六齿轮相啮合；所述第二传动轴用于与驱动桥相连。一种混合动力车，包括发动机、电力无级变速系统和驱动桥，所述电力无级变速系 统包括减振装置、同步器和双转子电机，所述同步器包括套筒、位于所述套筒内部的齿套、 以及位于所述齿套内部两侧的第一同步环和第二同步环，其中，所述减振装置的动力输入端与所述发动机的飞轮相连，动力输出端与所述套筒相 连；所述双转子电机的内转子轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮位于与所述同步器 的第一同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于与所述同步器 的第二同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴还与所述驱动桥相连。作为上述技术方案的优选，所述减振装置为扭转减振器。作为上述技术方案的优选，所述双转子电机的外转子轴与驱动桥之间连接有动力
传动装置。作为上述技术方案的优选，所述动力传动装置包括第三齿轮、第一传动轴和第二 传动轴，所述第三齿轮设置在所述双转子电机的外转子轴上，所述第一传动轴的一端设置 有第四齿轮，另一端设置有第五齿轮，所述第二传动轴上设置有第六齿轮，其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合；所述第五齿轮与所述第六齿轮相啮合；所述第二传动轴与驱动桥相连。本发明提供的电力无级变速系统和混合动力车，是通过同步器实现发动机与双转 子电机的混合动力输出的，它具有高转矩密度和宽调速范围的特点，并且成本较低。本发明 的电力无级变速系统可以实现电力无级调速，相比于行星齿轮混合动力系统，它还具有结 构简单、加工制作方便等优点。
图1为本发明的电力无级变速系统的结构示意图；图2为图1所示电力无级变速系统应用于混合动力车的结构示意图。
具体实施例方式为解决现有技术中行星齿轮混合动力系统转矩密度低，调速范围窄，成本也较高 的问题，本发明提供一种电力无级变速系统和混合动力车。下面结合附图对本发明作详细 说明。本发明提供一种电力无级变速系统，如图1和图2所示，它包括减振装置1、同步器 2和双转子电机3，同步器2包括套筒21、位于套筒21内部的齿套22、以及位于齿套22内 部两侧的第一同步环23和第二同步环24，其中，
减振装置1的动力输入端用于与发动机6的飞轮7相连，动力输出端与套筒21相 连；双转子电机3的内转子轴31上设置有第一齿轮4，第一齿轮4位于与同步器2的 第一同步环23相邻并可相互啮合的位置上；双转子电机3的外转子轴32上设置有第二齿轮5，第二齿轮5位于与同步器2的 第二同步环24相邻并可相互啮合的位置上；双转子电机3的外转子轴32还具有用于与驱动桥(图中未示出)相连的连接端。本发明的电力无级变速系统，是通过同步器2实现发动机6与双转子电机3的混 合动力输出的，它具有高转矩密度和宽调速范围的特点，并且成本较低。该电力无级变速系 统可以实现电力无级调速，它可以应用于混合动力车中以取代行星齿轮混合动力系统。相 比于行星齿轮混合动力系统，它还具有结构简单、加工制作方便等优点。下面详细介绍本发明的电力无级变速系统的工作原理本发明中，减振装置1用于减小发动机飞轮7输出转速的波动。发动机飞轮7和 减振装置1的输入端固连，减振装置1的输出端通过同步器2的位置切换与外转子(或内 转子)相连或断开；外转子轴与驱动桥相连，实现动力输出。本发明中，同步器2具有三个 工作位置，如图1所示，分别为左、中和右三个工作位置。通过控制同步器2处于不同的工 作位置，该电力无级变速系统可以实现不同的驱动模式(1)当同步器2处于左侧位置时，内转子轴31上的第一齿轮4与同步器2的第一 同步环23相啮合，发动机6通过同步器2与内转子联结，可实现4种驱动工作模式a)内转子电动，带动发动机运行到设定转速后，启动发动机；b)当电池SOC低于规定限值时，发动机带动内转子发电；c)发动机带动内转子空转，内转子不发电，只是作为一个惯性负载来运行；d)发动机带动内转子，内转子电动，内转子和外转子间通过电磁场的耦合来进行 动力耦合，发动机+内转子+外转子来进行混合驱动。(2)当同步器2处于中间位置时，发动机、内转子和外转子相互断开，此时实现外 转子单独驱动模式。(3)当同步器2处于右侧位置时，外转子轴32上的第二齿轮5与同步器2的第二 同步环24相啮合，发动机通过同步器2与外转子联结，此时，发动机和外转子同步，可实现 发动机和外转子混合驱动模式或发动机驱动+外转子空转模式。具体可实现的驱动模式参见下表1 :表 1
权利要求
1.一种电力无级变速系统，其特征在于，包括减振装置、同步器和双转子电机，所述同 步器包括套筒、位于所述套筒内部的齿套、以及位于所述齿套内部两侧的第一同步环和第 二同步环，其中，所述减振装置的动力输入端用于与发动机的飞轮相连，动力输出端与所述套筒相连； 所述双转子电机的内转子轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮位于与所述同步器的第 一同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于与所述同步器的第 二同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴还具有用于与驱动桥相连的连接端。
2.根据权利要求1所述的电力无级变速系统，其特征在于，所述减振装置为扭转减振ο
3.根据权利要求1或2所述的电力无级变速系统，其特征在于，所述双转子电机的外转 子轴与驱动桥之间连接有动力传动装置。
4.根据权利要求3所述的电力无级变速系统，其特征在于，所述动力传动装置包括第 三齿轮、第一传动轴和第二传动轴，所述第三齿轮设置在所述双转子电机的外转子轴上，所 述第一传动轴的一端设置有第四齿轮，另一端设置有第五齿轮，所述第二传动轴上设置有 第六齿轮，其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合； 所述第五齿轮与所述第六齿轮相啮合； 所述第二传动轴用于与驱动桥相连。
5. 一种混合动力车，其特征在于，包括发动机、电力无级变速系统和驱动桥，所述电力 无级变速系统包括减振装置、同步器和双转子电机，所述同步器包括套筒、位于所述套筒内 部的齿套、以及位于所述齿套内部两侧的第一同步环和第二同步环，其中，所述减振装置的动力输入端与所述发动机的飞轮相连，动力输出端与所述套筒相连； 所述双转子电机的内转子轴上设置有第一齿轮，所述第一齿轮位于与所述同步器的第 一同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴上设置有第二齿轮，所述第二齿轮位于与所述同步器的第 二同步环相邻并可相互啮合的位置上；所述双转子电机的外转子轴还与所述驱动桥相连。
6.根据权利要求5所述的混合动力车，其特征在于，所述减振装置为扭转减振器。
7.根据权利要求5或6所述的混合动力车，其特征在于，所述双转子电机的外转子轴与 驱动桥之间连接有动力传动装置。
8.根据权利要求7所述的混合动力车，其特征在于，所述动力传动装置包括第三齿 轮、第一传动轴和第二传动轴，所述第三齿轮设置在所述双转子电机的外转子轴上，所述第 一传动轴的一端设置有第四齿轮，另一端设置有第五齿轮，所述第二传动轴上设置有第六 齿轮，其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合； 所述第五齿轮与所述第六齿轮相啮合； 所述第二传动轴与驱动桥相连。
全文摘要
本发明公开了一种电力无级变速系统和混合动力车，涉及机电耦合动力传动装置，为解决现有行星齿轮混合动力系统转矩密度低，调速范围窄，成本也较高的问题而设计。该电力无级变速系统，包括减振装置、同步器和双转子电机，同步器包括套筒、齿套、第一同步环和第二同步环，其中，减振装置的动力输入端用于与发动机的飞轮相连，动力输出端与套筒相连；双转子电机的内转子轴上设置有第一齿轮，第一齿轮位于与同步器的第一同步环相邻并可相互啮合的位置上；双转子电机的外转子轴上设置有第二齿轮，第二齿轮位于与同步器的第二同步环相邻并可相互啮合的位置上；双转子电机的外转子轴还具有用于与驱动桥相连的连接端。
文档编号B60K6/26GK101992687SQ20091017292
公开日2011年3月30日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年8月25日
发明者施绍有, 林逸, 温旭辉, 范涛, 詹文章, 马元京 申请人:北京汽车研究总院有限公司