一种混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种混合动力系统及汽车。本实用新型混合动力系统的第一行星轮系的齿圈与第二行星轮系的齿圈同轴设置并连接为一体；发动机与第一行星轮系的行星架相连；第一电机的输出轴与第一行星轮系的太阳轮相连；第二电机的输出轴与第二行星轮系的太阳轮相连；输出传动齿轮组与第二行星轮系的行星架相连；第一转矩传递机构设置在所述第一行星轮系的齿圈及第二行星轮系的齿圈与汽车的静止构件之间；第二转矩传递机构设置在发动机的输出轴与第一电机的输出轴之间。利用第一行星轮系和第二行星轮系将发动机、第一电机和第二电机连接起来，通过控制第一转矩传递结构及第二转矩传递机构的接合与分离，即可实现不同驱动或工作模式之间的切换。
【专利说明】一种混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车的动力系统，尤其涉及一种混合动力汽车的混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车。
【背景技术】
[0002]混合动力汽车能够有效的接合至少两种不同的动力源来进行驱动，目前大部分混合动力汽车都是油电混合，即包括从燃油得到动力的发动机和由电力驱动的电动机。为了最大程度上改善发动机的燃烧效率，国内外很多汽车厂商开发的混合动力系统都采用了双电机结构，即除驱动电机外，还增加了一个发电机。由于同时存在发动机、发电机和驱动电机，三者之间的连接和控制将直接影响混合动力汽车的性能，现有技术的双电机混合动力系统的耦合以齿轮系或单个行星轮系为主。采用单个行星轮系的驱动系统，驱动模式比较单一。
实用新型内容
[0003]本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。
[0004]为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种混合动力系统，该混合动力系统能够实现多种驱动模式，并且各驱动模式之间的切换简单。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]提供一种混合动力系统，包括第一行星轮系、第二行星轮系、发动机、第一电机、第二电机、输出传动齿轮组、第一转矩传递机构及第二转矩传递机构:所述第一行星轮系的齿圈与所述第二行星轮系的齿圈同轴设置并连接为一体；所述发动机与所述第一行星轮系的行星架相连；所述第一电机的输出轴与所述第一行星轮系的太阳轮相连；所述第二电机的输出轴与所述第二行星轮系的太阳轮相连；所述输出传动齿轮组与所述第二行星轮系的行星架相连；所述第一转矩传递机构设置在所述第一行星轮系的齿圈及第二行星轮系的齿圈与汽车的静止构件之间；所述第二转矩传递机构设置在所述发动机的输出轴与所述第一电机的输出轴之间。
[0007]提供一种如上所述的混合动力系统，所述第一电机为发电机，所述第二电机为马达；或者，所述第一电机为马达，所述第二电机为发电机；或者，所述第一电机及所述第二电机均为发电机；或者，所述第一电机及所述第二电机均为马达。
[0008]提供一种如上所述的混合动力系统，所述第一行星轮系的特征参数根据所述发动机及所述第一电机的高效率转速比值设计。
[0009]提供一种如上所述的混合动力系统，所述第一转矩传递机构及所述第二转矩传递机构为离合器或制动器。
[0010]提供一种如上所述的混合动力系统，所述发动机的输出轴与所述第一行星轮系的行星架之间设有输入构件；所述第二转矩传递机构设置在所述输入构件与所述第一电机的输出轴之间；所述输出传动齿轮组与所述第二行星轮系的行星架之间还设有输出构件。
[0011]提供一种如上所述的混合动力系统，所述输入构件或输出构件为:带有花键的轴系兀件。
[0012]提供一种如上所述的混合动力系统，所述发动机的输出轴上还设有扭转减振元件。
[0013]提供一种如上所述的混合动力系统，所述系统还包括能量存储装置及逆变器或具有逆变器功能的控制器，所述逆变器或具有逆变器功能的控制器与所述能量存储装置相连；所述第一电机及第二电机分别与所述逆变器或具有逆变器功能的控制器相连。
[0014]提供一种如上所述的混合动力系统，所述能量存储装置包括:能量存储装置包括动力电池及对所述动力电池进行监控和管理的电池管理系统。
[0015]还提供一种汽车，包括驱动轮、与所述驱动轮相连的驱动桥及如上所述的混合动力系统，所述混合动力系统的输出传动齿轮组还与所述驱动桥连接，用于将所述混合动力系统产生的动力输出到所述驱动桥，由所述驱动桥驱动所述驱动轮。
[0016]与现有技术相比，本实用新型实施例混合动力系统及汽车，在混合动系统中设置第一行星轮系、第二行星轮系、第一转矩传递结构及第二转矩传递机构，利用第一行星轮系和第二行星轮系将发动机、第一电机和第二电机连接起来，利用行星轮系的运动特性实现发动机、第一电机和第二电机三者转速的独立控制，通过控制第一转矩传递结构及第二转矩传递机构的接合与分离，即可实现不同驱动或工作模式之间的切换，且不同的驱动模式之间切换操作较为简单。
[0017]通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面通过参考附图并接合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中:
[0019]图1为本实用新型实施例一提供的一种混合动力系统的结构原理示意图。
[0020]图2为本实用新型实施例二提供的一种混合动力系统的结构示意图。
[0021]图3为图2所示混合动力系统的纯电模式功率/能量流示意图。
[0022]图4为图2所示混合动力系统的增程模式的功率/能量流示意图。
[0023]图5为图2所示混合动力系统的混合驱动模式的功率/能量流示意图。
[0024]图6为图2所示混合动力系统的空档发电模式的功率/能量流示意图。
[0025]图7为本实用新型实施例三提供的一种混合动力系统的结构示意图。
[0026]图8为图7所示混合动力系统的纯电模式的功率/能量流示意图。
[0027]图9为图7所示混合动力系统的混合驱动模式的功率/能量流示意图。
[0028]图10为本实用新型实施例四提供的一种汽车的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型实施例一提供了一种混合动力系统，请参阅图1，所述混合动力系统包括:发动机11、第一电机12、第二电机13、输出传动齿轮组14、第一转矩传递机构15、第二转矩传递机构16、第一行星轮系17及第二行星轮系18。
[0030]所述第一行星轮系17的齿圈与所述第二行星轮系18的齿圈同轴设置并连接为一体；
[0031]所述发动机11与所述第一行星轮系17的行星架相连；
[0032]所述第一电机12的输出轴与所述第一行星轮系17的太阳轮相连；
[0033]所述第二电机13的输出轴与所述第二行星轮系18的太阳轮相连；
[0034]所述输出传动齿轮组14与所述第二行星轮系18的行星架相连；
[0035]所述第一转矩传递机构15设置在所述第一行星轮系17的齿圈及第二行星轮系18的齿圈与汽车的静止构件之间；
[0036]所述第二转矩传递机构16设置在所述发动机11的输出轴与所述第一电机12的输出轴之间。
[0037]具体的，所述第一电机12是发电机，所述第二电机13是马达；或者所述第一电机12是马达，所述第二电机13是马达；或者，所述第一电机12及所述第二电机13均为马达；或者，所述第一电机12及所述第二电机13均为发电机。所述第一转矩传递机构15及第二转矩传递机构16可以是离合器或制动器。
[0038]进一步的，所述发动机11的输出轴上还可以设置扭转减振元件，用以对发动机11的输出进行缓冲和减振。在所述发动机11的输出轴与所述第一行星轮系17的行星架之间还可以设置输入构件，此时所述第二转矩传递机构16设置在所述输入构件与所述第一电机12的输出轴之间。其中，`所述输入构件为带有花键的轴系元件。
[0039]进一步的，所述输出传动齿轮组14与所述第二行星轮系18的行星架之间还可以设置输出构件。其中，所述输出构件为带有花键的轴系元件。
[0040]进一步的，所述系统还可以设置逆变器及能量存储装置，所述第一电机12、第二电机13分别与所述逆变器相连。所述能量存储装置包括:动力电池及对所述动力电池进行监控和管理的电池管理系统。
[0041]具体的，逆变器也可替换为具有逆变器功能的控制器。
[0042]请参阅表1，通过控制所述第一转矩传递机构15及第二转矩传递机构16的分离及接合，同时结合发动机11的关闭或运行，可以实现混合动力系统在不同驱动模式或工作模式之间的切换。
[0043]表1
[0044]
【权利要求】
1.一种混合动力系统，其特征在于，包括第一行星轮系、第二行星轮系、发动机、第一电机、第二电机、输出传动齿轮组、第一转矩传递机构及第二转矩传递机构: 所述第一行星轮系的齿圈与所述第二行星轮系的齿圈同轴设置并连接为一体； 所述发动机与所述第一行星轮系的行星架相连； 所述第一电机的输出轴与所述第一行星轮系的太阳轮相连； 所述第二电机的输出轴与所述第二行星轮系的太阳轮相连； 所述输出传动齿轮组与所述第二行星轮系的行星架相连； 所述第一转矩传递机构设置在所述第一行星轮系的齿圈及第二行星轮系的齿圈与汽车的静止构件之间； 所述第二转矩传递机构设置在所述发动机的输出轴与所述第一电机的输出轴之间。
2.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于， 所述第一电机为发电机，所述第二电机为马达；或者， 所述第一电机为马达，所述第二电机为发电机；或者， 所述第一电机及所述第二电机均为发电机；或者， 所述第一电机及所述第二电机均为马达。
3.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于， 所述第一行星轮系的特征参数根据所述发动机及所述第一电机的高效率转速比值设计。
4.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一转矩传递机构及所述第二转矩传递机构为离合器或制动器。
5.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于， 所述发动机的输出轴与所述第一行星轮系的行星架之间设有输入构件； 所述第二转矩传递机构设置在所述输入构件与所述第一电机的输出轴之间； 所述输出传动齿轮组与所述第二行星轮系的行星架之间还设有输出构件。
6.如权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述输入构件或输出构件为:带有花键的轴系元件。
7.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述发动机的输出轴上还设有扭转减振元件。
8.如权利要求1至7任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述系统还包括能量存储装置及逆变器或具有逆变器功能的控制器: 所述逆变器或具有逆变器功能的控制器与所述能量存储装置相连； 所述第一电机及第二电机分别与所述逆变器或具有逆变器功能的控制器相连。
9.如权利要求8所述的混合动力系统，其特征在于，所述能量存储装置包括动力电池及对所述动力电池进行监控和管理的电池管理系统。
10.一种汽车，包括驱动轮及与所述驱动轮相连的驱动桥，其特征在于还包括如权利要求I至9任一项所述的混合动力系统，所述混合动力系统的输出传动齿轮组还与所述驱动桥连接，用于将所述混合动力系统产生的动力输出到所述驱动桥，由所述驱动桥驱动所述驱动轮。
【文档编号】B60K6/365GK203623364SQ201320878066
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】吴为理, 张 雄, 莫宇钊, 赵江灵 申请人:广州汽车集团股份有限公司