一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置及其传动方法与流程

本发明涉及一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置及其传动方法，属于汽车零件。

背景技术：

1、混合动力是电动化的一个重要分支，结构紧凑，控制相对简单的混合动力车辆传动装置逐渐成为新能源领域的重要发展方向之一。

2、然而现有的混合动力车辆传动装置两挡速比梯度范围有限，可以实现的速比范围小，无法满足一些车辆在一些工况对速比梯度和速比范围的需求。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置及其传动方法。

2、实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置，包括输入轴、壳体、前端电机、后端电机、输出轴、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一行星轮系、第二行星轮系以及第三行星轮系；所述输入轴的输入端与发动机连接，输入轴的输出端通过第一行星轮系与前端电机连接，且输入轴通过第一离合器与输出轴连接，所述输出轴与第三行星轮系连接，所述第三行星轮系与第二离合器以及第二行星轮系连接，所述第二离合器以及第二行星轮系均与第三离合器连接，所述第二行星轮系与后端电机连接，所述前端电机的定子、后端电机的定子、第三离合器、第一行星轮系以及第三行星轮系均与壳体连接；所述第一行星轮系包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架以及第一外齿圈；所述第一行星架与输入轴以及第一离合器均固定连接，并第一行星架上设有第一行星轮，所述第一行星轮与第一太阳轮以及第一外齿圈均啮合连接，所述第一外齿圈固定安装在壳体上，所述第一太阳轮与前端电机的转子连接；所述第三行星轮系包括第三太阳轮、第三行星轮、第三行星架以及第三外齿圈；所述第三行星架与输出轴以及第二离合器均固定连接，并第三行星架上设有第三行星轮，所述第三行星轮与第三太阳轮以及第三外齿圈均啮合连接，所述第三外齿圈与第二行星轮连接，所述第三太阳轮与壳体连接；所述第二行星轮系包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架以及第二外齿圈；所述第二行星架与所述第三外齿圈固定连接，并第二行星架上设有第二行星轮，所述第二行星轮与第二太阳轮以及第二外齿圈均啮合连接，所述第二外齿圈与第二离合器以及第三离合器连接，所述第二太阳轮与后端电机的转子连接。

3、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的ev挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

4、s1：使所述前端电机以及发动机处于非工作状态，使所述第一离合器以及第二离合器处于分离状态，使所述第三离合器处于结合状态，使所述后端电机处于工作状态；

5、s2：启动所述后端电机驱动第二太阳轮转动；

6、s3：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

7、s4：所述第二行星轮带动第二行星架转动；

8、s5：所述第二行星架带动第三外齿圈转动；

9、s6：所述第三外齿圈带动第三行星轮转动；

10、s7：所述第三行星轮带动第三行星架转动；

11、s8：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

12、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的ev挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

13、s1：使所述前端电机以及发动机处于非工作状态，使所述第一离合器以及第三离合器处于分离状态，使所述第二离合器处于结合状态，使所述后端电机处于工作状态；

14、s2：启动所述后端电机驱动第二太阳轮转动；

15、s3：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

16、s4：所述第二行星轮带动第二行星架以及第二外齿圈同时转动；

17、s5：所述第二行星架带动第三外齿圈转动，所述第三外齿圈带动第三行星轮转动，所述第三行星轮带动第三行星架转动；同时所述第二外齿圈通过第二离合器带动第三行星架转动；

18、s6：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

19、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的串联一挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

20、s1：使所述前端电机、后端电机以及发动机均处于工作状态，使所述第一离合器以及第二离合器处于分离状态，使所述第三离合器处于结合状态；

21、s2：启动所述发动机带动输入轴转动；

22、s3：所述输入轴带动第一行星架转动；

23、s4：所述第一行星架带动第一行星轮转动；

24、s5：所述第一行星轮带动第一太阳轮转动；

25、s6：所述第一太阳轮带动前端电机的转子转动，将能量存储到电池中；

26、s7：所述后端电机接收电池的能量带动第二太阳轮转动；

27、s8：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

28、s9：所述第二行星轮带动第二行星架转动；

29、s10：所述第二行星架带动第三外齿圈转动；

30、s11：所述第三外齿圈带动第三行星轮转动；

31、s12：所述第三行星轮带动第三行星架转动；

32、s13：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

33、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的串联二挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

34、s1：使所述前端电机、后端电机以及发动机均处于工作状态，使所述第一离合器以及第三离合器处于分离状态，使所述第二离合器处于结合状态；

35、s2：启动所述发动机带动输入轴转动；

36、s3：所述输入轴带动第一行星架转动；

37、s4：所述第一行星架带动第一行星轮转动；

38、s5：所述第一行星轮带动第一太阳轮转动；

39、s6：所述第一太阳轮带动前端电机的转子转动，将能量存储到电池中；

40、s7：所述后端电机接收电池的能量带动第二太阳轮转动；

41、s8：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

42、s9：所述第二行星轮带动第二行星架以及第二外齿圈同时转动；

43、s10：所述第二行星架带动第三外齿圈转动，所述第三外齿圈带动第三行星轮转动，所述第三行星轮带动第三行星架转动；同时所述第二外齿圈通过第二离合器带动第三行星架转动；

44、s11：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

45、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的并联一挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

46、s1：使所述后端电机以及发动机均处于工作状态，使所述第一离合器以及第三离合器处于结合状态，使所述第二离合器处于分离状态，使所述前端电机处于非工作状态；

47、s2：启动所述后端电机带动第二太阳轮转动；

48、s3：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

49、s4：所述第二行星轮带动第二行星架转动；

50、s5：所述第二行星架带动第三外齿圈转动；

51、s6：所述第三外齿圈带动第三行星轮转动；

52、s7：所述第三行星轮带动第三行星架转动；

53、s8：所述发动机将动力传递给输入轴；

54、s9：所述输入轴通过第一离合器带动第三行星架转动；

55、s10：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

56、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的并联二挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

57、s1：使所述后端电机以及发动机均处于工作状态，使所述第一离合器以及第二离合器处于结合状态，使所述第三离合器处于分离状态，使所述前端电机处于非工作状态；

58、s2：启动所述后端电机带动第二太阳轮转动；

59、s3：所述第二太阳轮带动第二行星轮转动；

60、s4：所述第二行星轮带动第二行星架以及第二外齿圈同时转动；

61、s5：所述第二行星架带动第三外齿圈转动，所述第三外齿圈带动第三行星轮转动，所述第三行星轮带动第三行星架转动；同时所述第二外齿圈通过第二离合器带动第三行星架转动；

62、s6：所述发动机将动力传递给输入轴；

63、s7：所述输入轴通过第一离合器带动第三行星架转动；

64、s8：所述第三行星架带动输出轴转动，将动力输出。

65、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的直驱挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

66、s1：使所述发动机均处于工作状态，使所述第一离合器、第二离合器以及第三离合器均处于分离状态，使所述前端电机以及后端电机处于非工作状态；

67、s2：所述发动机将动力传递给输入轴；

68、s3：所述输入轴通过第一离合器带动输出轴转动，将动力输出。

69、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的制动回收挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

70、s1：使所述后端电机处于工作状态，使所述第三离合器处于结合状态，使所述第一离合器以及第二离合器处于分离状态，使所述前端电机以及发动机均处于非工作状态；

71、s2：所述输出轴带动第三行星架转动；

72、s3：所述第三行星架带动第三外齿圈转动；

73、s4：所述第三外齿圈带动第二行星架转动；

74、s5：所述第二行星架带动第二行星轮转动；

75、s6：所述第二行星轮带动第二太阳轮转动；

76、s7：所述第二太阳轮带动后端电机的转子转动，将能量存储到电池中。

77、本发明的一种行星轮系多挡位混合动力车辆传动装置的怠速发电挡的传动方法，所述方法包括如下步骤：

78、s1：使所述前端电机以及发动机均处于工作状态，使所述第一离合器、第二离合器以及第三离合器均处于分离状态，使所述后端电机处于非工作状态；

79、s2：所述发动机将动力传递给输入轴；

80、s3：所述输入轴带动第一行星架转动；

81、s4：所述第一行星架带动第一行星轮转动；

82、s5：所述第一行星轮带动第一太阳轮转动；

83、s6：所述第一太阳轮带动前端电机的转子转动，将能量存储到电池中。

84、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

85、本发明结构紧凑，控制方便，零部件成本和加工难度低，离合器和行星轮系组合类型多，组装简单，采用零件少，可以实现较大的速比变化，传动比范围大，具有结构合理，装配简单，可实现的模式多，性价比高的特点，便于使用和推广。同时，电机、离合器、行星轮系空间交错排布，可以有效的提高传动装置的效率，优化响应性和平顺性。