一种单电机插电式混联混合动力系统的制作方法

本发明涉及混合动力系统技术领域，特别涉及一种单电机插电式混联混合动力系统。

背景技术：

插电式混合动力汽车（plug-inhybridelectricvehicle，简称phev）是新型的混合动力汽车；其可以根据实际工况工作在纯电动模式，也可以工作在混合动力模式，在电池电量不足的情况下，则可以单独使发动机工作。插电式混合动力汽车结合了电动机和发动机的优点，取长补短，弥补了发动机和电动机各自的不足；在当下节能减排的环境下，是一种很好的解决方案。

但是目前的混合动力方案，除了发动机和电动机外，还需要有发电机，电动机不能用于发电，这不仅增加了成本，而且尺寸大，重量大；另外，混合动力系统是一个双输入单输出的系统，现有混联式混合动力方案中，单电机或单发动机工作时，通过brake（轴制动器）来锁定轴的转动，从而实现了单输入单输出工作，即纯电动行驶或纯油耗行驶，当发动机或者电动机单独驱动时，变成单输入单输出系统需要将另外一个输入轴固定住，需要用到轴制动器，结构复杂，控制麻烦，体积大，重量大，双输入系统变成单输入系统后，两个输入的转速差程度最大，差速器的行星齿轮自转速度取决于两个输入的转速差，转速差越大，其自转速度越大，行星齿轮的自转是无用功，其自转功率变成热量耗散掉，导致混合动力系统功率损失，从而导致汽车的效率降低。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，提供一种单电机插电式混联混合动力系统，结构简单，实现了电机和发动机的协同工作，并且使单动力源工作时行星齿轮没有自转，能量损耗更小，有限提高系统效率，并且相比于现有混联式混合动力系统，具有结构简单，控制简单，体积小，重量轻的优点。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单电机插电式混联混合动力系统，其特征在于：包括差速器、一个双头电机、同步器、离合器，所述双头电机左右两个输出端分别套接有一个模数相同的齿轮，所述双头电机一个输出端的齿轮与第一减速齿轮相啮合，所述双头电机另一个输出端的齿轮与第二减速齿轮相啮合，所述第一减速齿轮通过平键固定在差速器的第一输入轴上，所述第二减速齿轮通过圆柱滚子轴承套在差速器的第二输入轴上；所述同步器位于第二减速齿轮的外侧，所述同步器包括结合套、花键毂，所述花键毂通过内花键紧套在第二输入轴一端的花键上，所述结合套套接在花键毂上，所述结合套内设置有与花键毂相匹配的花键，所述第二减速齿轮朝向同步器一侧中部设置有一个凸起，所述第二减速齿轮的凸起上设置有与结合套内部花键相匹配的花键齿；所述离合器的从动盘与第二输入轴末端固定连接，所述离合器的主动盘与发动机固定连接，所述差速器的输出齿轮与驱动轴通过齿轮连接；

还包括一个控制系统，所述控制系统与双头电机、同步器、离合器、发动机电性连接。

作为本发明的优选方案，还包括一个用于给双头电机供电的电池，所述电池与双头电机电性连接。

作为本发明的优选方案，所述第一减速齿轮、第二减速齿轮大小尺寸相同。

本发明的有益效果是，

1、通过差速技术，将电机和发动机的动力输出耦合后输出，实现了电机和发动机的协同工作，控制简单，经济环保；

2、由于差速器体积小，占用空间小，方便布置；

3、用一个双头电机，兼具了电动机和发电机的功能，成本更低，体积更小；

4、通过两头电机，实现单动力源工作时差速器的行星齿轮没有自转，因此省掉轴制动器，使整个系统结构简单，控制简单；

5、由纯电动模式切换为混动模式时，发动机介入工作，没有明显震动。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图2本发明局部放大图。

图3是图2a-a项剖视图。

图4是单电机插电式混合动力系统简图。

图5是纯电动行驶中动力传递图。

图6是混动模式行驶中动力传递图。

图7是发动机单独工作动力传递图。

图8是制动减速时能量回收动力传递图。

图中：1、第一输入轴；2、第一半轴齿轮；3、输出齿轮；4、第一行星齿轮；5、第二行星齿轮；6、第二输入轴；7、第二半轴齿轮；8、第一减速齿轮；9、第二减速齿轮；10、圆柱滚子轴承；11、花键毂；12、结合套；13、双头电机；14、发动机；15、离合器；16、同步器；17、差速器；18、驱动轴。

具体实施方式

现在结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，此图为简化的示意图，箭头表示动力传递方向。

根据图1-4所示，本发明包括差速器、一个双头电机、同步器、离合器；双头电机13左右两个输出端分别套接有一个模数相同的齿轮，双头电机一个输出端的齿轮与第一减速齿轮8相啮合，双头电机另一个输出端的齿轮与第二减速齿轮9相啮合，第一减速齿轮8通过平键固定在差速器17的第一输入轴1上，第二减速齿轮9通过圆柱滚子轴承10套在差速器17的第二输入轴6上，双头电机13的电由电池提供；差速器17的第二输入轴6上还套接有一个同步器16，同步器16位于第二减速齿轮9的外侧，同步器16包括结合套12和花键毂11，其中花键毂11通过内花键紧套在第二输入轴6的花键上，结合套12通过拨叉可在花键毂11上沿轴向滑动，结合套12内设置有与花键毂11相匹配的花键，第二减速齿轮9朝向同步器16一侧中部设置有一个凸起，第二减速齿轮9的凸起上设置有与结合套12内部花键相匹配的花键齿，当结合套12向第二减速齿轮9滑动时即结合套12结合，第二减速齿轮9和第二输入轴6就可以传递扭矩，当退出结合时，第二减速齿轮9不向第二输入轴6传递扭矩；同步器内的拨叉与控制系统连接；第二输入轴6末端与离合器从动盘连接，离合器主动盘与发动机连接。

根据图5所示，是纯电动行驶中动力传递图，首先控制系统控制离合器15分离、同步器16结合、发动机14熄火、双头电机13单独输出动力，然后双头电机13输出两端同时将动力给差速器17两端，动力经过差速器17耦合后，然后经过差速器17的动力输出齿轮3输出。

根据图6所示，是动力混动模式行驶中动力传递图，控制系统控制同步器15结合、离合器16退出结合、发动机14启动、双头电机13输出动力，然后双头电机13左端向第一输入轴1传递动力、发动机14向第二输入轴6传递动力，差速器17耦合这两个动力，然后耦合后的动力经输出齿轮3输出。

根据图7所示，是发动机单独工作动力传递图，当汽车达到一定车速时，其相对的发动机14转速达到发动机最佳转速区间时（最佳转速区间就是发动机在该转速区间内，排放相对低，油耗相对低，效率高的区间，具体范围因发动机而异），发动机14单独动力输出，此时，控制系统控制离合器15结合、同步器16结合、双头电机13则根据电池电量不同，有不工作和发电两种状态。当车载动力电池电量高于用户设定值时控制系统会控制双头电机13不工作；当车载动力电池电量低于用户设定值时，系统会控制控制双头电机13发电。

根据图8所示，是制动减速时能量回收动力传递图，所谓能量制动回收，就是汽车动能转换为电能，此时驱动轴带动差速器17动力输出齿轮3，从而带动两个半轴，进而带动发动机转子转动，进行发电。此时控制器控制离合器15断开，同步器16结合，双头电机13工作在发电机模式。