汽车动力总成的混合动力装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车动力总成的混合动力装置，属一种动力系统，装置包括发动机、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系，发动机的输出轴与第一级行星齿轮系中的第一齿圈动力连接，第一齿圈还与两个第一行星齿轮相啮合，两个第一行星齿轮均与第一太阳齿轮相啮合，第一太阳齿轮与第一电机动力连接等结构；利用发动机、电池及电机各自的长处，使发动机尽可能维持最低燃耗的转速，在额外需要动力时再用电池电机进行高扭矩输出，进而将两者有效结合，降低发动机能源消耗；借助于双行星齿轮系实现减速、多动力耦合的功能，进一步简化装置结构，避免频繁维护，降低故障率；而通过多个锁止离合器实现不同的驱动模式，满足汽车运行过程中的不同需求。
【专利说明】
汽车动力总成的混合动力装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种动力系统，更具体的说，本实用新型主要涉及一种汽车动力总成的混合动力装置。
【背景技术】
[0002]混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电机为主动力源。而混联式装置包含了串联式和并联式的特点。混联式对于混合动力汽车来说，离合器、变速器、传动轴、差速器均为必不可少的部件，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时存在需要定期维护和故障率高的问题;因而有必要针对这类混联式装置的结构进行研究和改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的之一在于针对上述不足，提供一种汽车动力总成的混合动力装置，以期望解决现有技术中混合动力汽车中混联式装置的结构复杂，部件功能单一，定期维护且故障率高等技术问题。
[0004]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]本实用新型所提供的一种汽车动力总成的混合动力装置，所述的装置包括发动机、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系，所述发动机的输出轴与第一级行星齿轮系中的第一齿圈动力连接，所述第一齿圈还与两个第一行星齿轮相啮合，所述两个第一行星齿轮均与第一太阳齿轮相嗤合，所述第一太阳齿轮还与第一电机动力连接;所述第一电机与第一太阳齿轮之间的连接轴上还安装有第一锁止离合器;所述第一齿圈与发动机的输出轴的连接端上也设有第二锁止离合器;所述第一太阳齿轮还通过联轴与第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮动力连接;所述联轴与第二太阳齿轮之间还设有第三锁止离合器。
[0006]作为优选，进一步的技术方案是:所述第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮还分别与两个第二行星齿轮相啮合，所述两个第二行星齿轮均与第二齿圈相啮合，所述第二齿圈与输出齿轮动力连接，所述输出齿轮通过输出轴与差速器动力连接。
[0007]更进一步的技术方案是:所述第二齿圈还与第二电机动力连接，且所述第二齿圈与第二电机的连接端上设有第四锁止离合器。
[0008]更进一步的技术方案是:所述第一电机包括发电机单元与电动机输出单元。
[0009]更进一步的技术方案是:所述第一电机、第二电机、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系均安装在机壳内。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:利用发动机、电池及电机各自的长处，使发动机尽可能维持在最低燃耗的转速，在额外需要动力时再用电池电机进行高扭矩输出，进而将两者有效结合，降低发动机能源消耗;并且借助于双行星齿轮系实现减速、多动力耦合的功能，进一步简化装置结构，避免频繁维护，降低故障率;而通过多个锁止离合器实现不同的驱动模式，满足汽车运行过程中的不同需求；同时本实用新型所提供的一种汽车动力总成的混合动力装置结构简单，可在各类混合动力汽车中安装使用，应用范围广阔。
【附图说明】
[0011]图1为用于说明本实用新型一个实施例的结构示意图；
[0012]图中，I为第一太阳齿轮、2为第一行星齿轮、3为第一齿圈、I’为第二太阳齿轮、2’为第二行星齿轮、3’为第二齿圈、4为输出齿轮、5为机壳、6为第一电机、8为差速器、9为第二电机、12为联轴、SI为第一锁止离合器、S2为第二锁止离合器、S3为第三锁止离合器、S4为第四锁止离合器。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
[0014]参考图1所示，本实用新型的一个实施例是一种汽车动力总成的混合动力装置，所述的装置包括发动机7、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系，更为重要的是，前述发动机7的输出轴与第一级行星齿轮系中的第一齿圈3动力连接，而第一齿圈3需与两个第一行星齿轮2相嗤合，该两个第一行星齿轮2均与第一太阳齿轮I相嗤合，前述的第一太阳齿轮I还需与第一电机6动力连接;另外，在前述第一电机6与第一太阳齿轮I之间的连接轴上还安装有第一锁止离合器SI;类似的，在第一齿圈3与发动机7的输出轴的连接端上也设有第二锁止离合器S2;另外，第一太阳齿轮I通过联轴12与第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮I’动力连接；同时联轴12与第二太阳齿轮I’之间还设有第三锁止离合器S3;正如图中所示的，第一电机6、第二电机9、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系最好均安装于机壳5内；并且前述的第一电机6可用于发电及动力输出，因而可在第一电机6中同时设置包括发电机单元与电动机输出单元，其中发电机单元需接入蓄电池。
[0015]进一步的，正如图中所示出的，第二级行星齿轮系的结构与上述的第一级行星齿轮系的结构相类似，因而前述第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮I’还分别与两个第二行星齿轮2’相啮合，并且该两个第二行星齿轮2’均与第二齿圈3’相啮合，第二齿圈3’与输出齿轮4动力连接，并通过该输出齿轮4通过输出轴与差速器8动力连接，通过差速器将装置的动力输出，可作为汽车起步的动力。
[0016]此外，为进一步的增加装置动力传输方式及切换，还可将第二齿圈3’与第二电机9动力连接，且所述第二齿圈3’与第二电机9的连接端上设有第四锁止离合器S4。
[0017]再参考图1所示，本实用新型上述优选的一个实施例在实际使用，不同的驱动模式中得到以下作用:
[0018](— )第一电机6启动发动机7:放开S1、S2，锁止S3使得第一行星齿轮2的轮架固定不转动，开启第一电机6，第一太阳齿轮I带动第一行星齿轮2转动，第一行星齿轮2带动第一齿圈至发动机7启动，之后第一电机6可以发电，对蓄电池组进行充电。
[0019](二)浅混模式第一电机6、发动机7混合变速驱动:按第(一)项启动发动机7后，锁止S4，放开S3，第一电6反转速度与发电时的速度一致，在发动机7保持发电的转速，将第一电机6反转速度逐渐降低至零的过程，动力通过联轴12传递至第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮I’，第二太阳齿轮I’与第二行星齿轮2’相啮合在第二齿圈3’内旋转带动输出齿轮4，通过输出轴将动力传输至差速器8，进而驱动车轮，汽车就起步了；第一电机6从反转速度逐渐降低至零再转化为正转不断提高转速，即为汽车加速的过程。
[0020](三)深混模式第二电机9、发动机7混合变速驱动:按第(一)项启动发动机7后，S1、S2、S3、S4全放开，第一电机6反转速度与发电时的速度一致，在发动机7保持发电的转速，将第一电机6反转速度逐渐降低至零即将S2锁止的同时，第二电机9从静止不断提高转速，汽车开始加速。
[0021](四)强混模式双电机多挡位发动机7混合变速驱动:按第(一)项启动发动机后，S1、S2、S3、S4全放开，第一电机6反转速度与发电时的速度一致，在发动机7保持发电的转速，将第一电机6反转速度逐渐降低至零再转化为正转不断提高转速的同时，第二电机9从静止不断提高转速，汽车开始加速。在这种模式中，双电机和发动机可同时起步至最高速，加速度也是最大。即为汽车在超加速状态和超高速运行时使用。
[0022](五)纯发动机7驱动:按第(一)项启动发动机7后，S1、S2、S3、全放开锁止S4，第一电机6反转速度与发电时的速度一致，在发动机7保持发电的转速，将第一电机6反转速度逐渐降低至零即将S2锁止，动力从第一齿圈3通过第一行星齿轮2减速，再通过联轴12传递至第二级行星齿轮系中第二太阳齿轮I’，第二太阳齿轮I’与第二行星齿轮2’相啮合在第二齿圈3 ’内旋转带动输出齿轮4，通过输出轴带动差速器8，进而驱动车轮。汽车在电池组电力不足时，为了避免电池组电量过度损耗使功率阈值而不用电机驱动，但又需要赶路的情况下采用中低速行驶。
[0023](六)増程式发电、第二电机9驱动模式:按第(一)项启动发动机7后，第二电机9从静止不断提高转速，汽车开始加速。S3是保持锁止状态，即两级行星齿轮系动力相隔开，第一电机6发电与第二电机9驱动互不干扰，启动、停止、速度的快慢，整个行驶过程由第二电机9驱动，中高速时使用回馈制动由第二电机9回收，并向蓄电池组充电。
[0024](七)第一电机/发电机6纯电动驱动模式:S2、S3全放开，锁止S1、S4，启动、停止、速度的快慢，制动回馈由第一电机6，功率在合理传动效率运行的电动车。
[0025](八)双电机多挡位变速驱动纯电动模式:S2、S3、S4全放开，锁止SI，在这个纯电动模式中，可以充分发挥双电机多挡位变速驱动的特性，第一电机6与第二电机9各自有传动比，再加上两种耦合的叠加传动比，即可有四个挡位使用，每个挡位都能功率与速度的对应，各电机在高效区转速范围内使用，物尽其用，能量回收尽可能在高效区，续航里程大幅提高。而对现有电动车只有单级减速具有质的飞跃。
[0026]因此，混合动力发动机不同耦合深度的机电耦合动力总成系统使电机与变速箱的联系变得越来越紧密。与驱动电机集成的发展从结构集成到控制集成，再到系统集成。随着汽车动力的电气化比例越来越高，在装置采用不同挡位、八种模式转换行驶，各种状态均在发动机与电动机的适用范围内。
[0027]除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
[0028]尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种汽车动力总成的混合动力装置，其特征在于:所述的装置包括发动机(7)、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系，所述发动机(7)的输出轴与第一级行星齿轮系中的第一齿圈(3)动力连接，所述第一齿圈(3)还与两个第一行星齿轮(2)相啮合，所述两个第一行星齿轮(2)均与第一太阳齿轮(I)相嗤合，所述第一太阳齿轮(I)还与第一电机(6)动力连接;所述第一电机(6)与第一太阳齿轮(I)之间的连接轴上还安装有第一锁止离合器(SI);所述第一齿圈(3)与发动机(7)的输出轴的连接端上也设有第二锁止离合器(S2);所述第一太阳齿轮(I)还通过联轴(12)与第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮(Γ)动力连接;所述联轴(12)与第二太阳齿轮(I ’)之间还设有第三锁止离合器(S3)。2.根据权利要求1所述的汽车动力总成的混合动力装置，其特征在于:所述第二级行星齿轮系中的第二太阳齿轮(Γ)还分别与两个第二行星齿轮(2’)相啮合，所述两个第二行星齿轮(2’)均与第二齿圈(3’)相啮合，所述第二齿圈(3’)与输出齿轮(4)动力连接，所述输出齿轮(4)通过输出轴与差速器(8)动力连接。3.根据权利要求2所述的汽车动力总成的混合动力装置，其特征在于:所述第二齿圈(3’)还与第二电机(9)动力连接，且所述第二齿圈(3’)与第二电机(9)的连接端上设有第四锁止离合器(S4)。4.根据权利要求1至3任意一项所述的汽车动力总成的混合动力装置，其特征在于:所述第一电机(6)包括发电机单元与电动机输出单元。5.根据权利要求3所述的汽车动力总成的混合动力装置，其特征在于:所述第一电机(6)、第二电机(9)、第一级行星齿轮系与第二级行星齿轮系均安装在机壳(5)内。
【文档编号】B60K6/365GK205706149SQ201620558270
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】梁焯雄
【申请人】梁焯雄