一种混合动力系统和具有该系统的混合动力车辆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及混合动力系统。特别是涉及一种混合动力系统和具有该系统的混 合动力车辆。
【背景技术】
[0002] 面对能源短缺和环境污染日益严重的现状，混合动力汽车是目前最有效的节能汽 车方案，其动力系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现内燃机的最优控制，但是全 部能量都会经过二次转换，损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是内燃机与输出轴机 械连接，不能保证内燃机始终处于较优的工作区域内；混联能结合串联和并联的优点，规避 二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。
[0003] 当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结构形式 包括丰田的THS系统和通用的AHS系统。其中丰田的THS系统采用单行星排结构，属于单 模功率分流装置，只能实现输入式功率分流一种模式，在高速区的传动效率较低。通用公司 的AHS系统采用双排或三排行星排来实现功率分流，可以实现输入式功率分流和复合式功 率分流两种模式，两种模式相互弥补，使得AHS的传动效率在整个车速区域内都能维持较 高的水平，但AHS系统内往往需要多个离合器的控制来实现模式切换，使得整个系统的结 构十分复杂，控制难度较大。
[0004] "行星式混联动力系统及使用该动力系统的车辆"（申请公布CN104175860A，申请 公布日20141203)和"行星式双模油电混联混合动力系统"（申请公布号CN103448529A，申 请公布日20131218)都提出了双行星排的混合动力系统，但是这两种系统以尽量减少机电 的二次转换、减少能量的浪费为由都极力的避免串联式工况的发生。但是在城市中行驶的 机动车辆，由于堵车情况较为严重车辆走走停停，有时候车速很难达到输出功率分流所需 要的水平，车上的动力电源无法及时的补充电量。所以串联式工况对于混合动力车辆还是 很有必要的，但上述两种混合动力系统都无法实现串联式工况。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供可以实现包括串联式工况在内的多种混 合动力工况，能够提高对于不同行驶条件和要求适应能力的一种混合动力系统和具有该系 统的混合动力车辆。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是：一种混合动力系统，包括内燃机，包括有前太阳 轮、前行星架和前齿圈的前行星排，包括有后太阳轮、后行星架和后齿圈的后行星排，所述 前行星排的前齿圈连接第一电机，所述后行星排的后太阳轮连接第二电机，所述内燃机的 输出端与所述前行星排的前太阳轮连接，所述前行星排的前行星架与所述后行星排的后行 星架连接，所述后行星排的后齿圈通过外齿轮传动装置与系统输出轴连接，所述的前齿圈 连接有对所述前齿圈进行锁止或释放的前锁止离合器，所述前行星架连接有对所述前行星 架锁止或释放的中锁止离合器，所述的后太阳轮连接有对所述后太阳轮进行锁止或释放的 后锁止离合器，所述后太阳轮与所述后行星架之间设有模式离合器。
[0007] 一种具有混合动力系统的混合动力车辆，混合动力系统，包括内燃机，包括有前太 阳轮、前行星架和前齿圈的前行星排，包括有后太阳轮、后行星架和后齿圈的后行星排，所 述前行星排的前齿圈连接第一电机，所述后行星排的后太阳轮连接第二电机，所述内燃机 的输出端与所述前行星排的前太阳轮连接，所述前行星排的前行星架与所述后行星排的后 行星架连接，所述后行星排的后齿圈通过外齿轮传动装置与系统输出轴连接，所述的系统 输出轴连接混合动力车辆的驱动桥，所述的前齿圈连接有对所述前齿圈进行锁止或释放的 前锁止离合器，所述前行星架连接有对所述前行星架锁止或释放的中锁止离合器，所述的 后太阳轮连接有对所述后太阳轮进行锁止或释放的后锁止离合器，所述后太阳轮与所述后 行星架之间设有模式离合器。
[0008] -种混合动力系统，包括内燃机，包括有前太阳轮、前行星架和前齿圈的前行星 排，包括有后太阳轮、后行星架和后齿圈的后行星排，所述内燃机的输出端与前行星排的前 太阳轮连接，所述前行星排的前行星架与后行星排的后行星架连接，前行星排的前齿圈连 接第一电机，所述的前齿圈连接有对前齿圈进行锁止或释放的前锁止离合器，前行星架连 接有对前行星架锁止或释放的中锁止离合器，后行星排的后齿圈与系统输出轴连接，第二 电机的电机轴为空心轴，系统输出轴从第二电机中穿过，后行星排的后太阳轮与第二电机 连接，所述的后太阳轮连接有对后太阳轮进行锁止或释放的后锁止离合器，所述后太阳轮 与后行星架之间设有模式离合器。
[0009] -种具有混合动力系统的混合动力车辆，包括内燃机，包括有前太阳轮、前行星架 和前齿圈的前行星排，包括有后太阳轮、后行星架和后齿圈的后行星排，所述内燃机的输出 端与前行星排的前太阳轮连接，所述前行星排的前行星架与后行星排的后行星架连接，前 行星排的前齿圈连接第一电机，所述的前齿圈连接有对前齿圈进行锁止或释放的前锁止离 合器，前行星架连接有对前行星架锁止或释放的中锁止离合器，后行星排的后齿圈与系统 输出轴连接，所述的系统输出轴连接混合动力车辆的驱动桥，第二电机的电机轴为空心轴， 系统输出轴从第二电机中穿过，后行星排的后太阳轮与第二电机连接，所述的后太阳轮连 接有对后太阳轮进行锁止或释放的后锁止离合器，所述后太阳轮与后行星架之间设有模式 离合器。
[0010] 本实用新型的一种混合动力系统和具有该系统的混合动力车辆，利用中锁止离合 器中断前行星排与后行星排之间的动力联系，不但可以形成串联式混合动力系统，还可以 提高发动机在车辆低车速时的运行效率，否则，现有技术中为了应对长时间处于低车速前 进的状态，就需要增大电池的容量，提高车辆的制造成本。本实施例还可以利用中锁止离合 器切断前行星排与后行星排之间的动力联系，使得车辆可以根据需要处于纯电动或纯充电 状态，提高了车辆对于不同工况的适应能力，减少了内燃机的运行时间，提高了车辆乘坐的 舒适度。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的第一种混合动力系统的结构示意图；
[0012] 图2是实施例1处于低车速纯电动模式的运行示意图；
[0013] 图3是实施例1处于高车速纯电动模式的运行示意图；
[0014] 图4是实施例1处于高车速纯电动的劣选模式的运行示意图；
[0015] 图5是实施例1处于纯充电模式的0100模式的运行示意图；
[0016] 图6是实施例1处于纯充电模式的0101模式的运行示意图；
[0017] 图7是实施例1处于纯充电模式的0110模式的运行示意图；
[0018] 图8是实施例1处于纯充电模式的0111模式的运行示意图；
[0019] 图9是实施例1处于纯充电模式的0011模式的运行示意图；
[0020] 图10是实施例1处于低车速纯内燃机直驱模式的运行示意图；
[0021] 图11是实施例1处于高车速纯内燃机直驱模式的运行示意图；
[0022] 图12是实施例1处于串联式混合动力模式的运行示意图；
[0023] 图13是实施例1处于内燃机+电机乙输入并联且电机乙转速耦合混合动力模式 的运行示意图；
[0024] 图14是实施例1处于内燃机+电机乙输入并联且电机乙转矩耦合混合动力模式 的运行示意图；
[0025] 图15是实施例1处于内燃机+电机乙+电机甲输入并联且电机乙转速耦合混合 动力模式的运行示意图；
[0026] 图16是实施例1处于内燃机+电机乙+电机甲输入并联且电机乙转矩耦合混合 动力模式的运行示意图；
[0027] 图17是实施例1处于电机甲充电+内燃机低车速驱动模式的运行示意图；
[0028] 图18是实施例1处于电机甲充电+内燃机高车速驱动模式的运行示意图；
[0029] 图19是实施例1处于电机乙充电+内燃机高车速驱动模式的运行示意图；
[0030] 图20是实施例1处于电机乙充电+内燃机高车速驱动模式的运行示意图；
[0031] 图21是实施例1处于低车速制动能量回收模式的运行示意图；
[0032] 图22是实施例1处于高车速制动能量回收模式的运行示意图；
[0033] 图23是实施例1处于电机甲电动+内燃机低车速驱动模式的运行示意图；
[0034] 图24是实施例1处于电机甲电动+内燃机高车速模式的运行示意图；
[0035] 图25是实施例1处于备用驻车充电模式的运行示意图；
[0036] 图26是本实用新型的混合动力车辆中混合动力系统与混合动力车辆连接的结构 示意图；
[0037] 图27是实施例2的结构示意图；
[0038] 图28是实施例3的结构示意图。
[0039] 图中
[0040] 1:内燃机 2:第一电机
[0041] 3:前锁止离合器 4:逆变器
[0042] 5:动力电源 6:前齿圈
[0043] 7 :后齿圈 8 :后锁止离合器
[0044] 9:模式离合器 10:第二电机
[0045] 11:系统输出轴 12:后太阳轮
[0046] 13 :后行星架 14 :前行星架
[0047] 15:前太阳轮 16:中锁止离合器
[0048] 17 :驱动桥 18 :外齿轮传动装置
【具体实施方式】
[0049] 下面结合实施例和附图对本实用新型的一种一种混合动力系统和具有该系统的 混合动力车辆做出详细说明。
[0050] 在此需要说明的是，本部分中所列出的单独出现的"连接"，应该理解成机械连接， 且该机械连接过程并不包括各种离合器。
[0051] 如图1所示，本实用新型的一种混合动力系统，包括内燃机1，包括有前太阳轮15、 前行星架14和前齿圈6的前行星排，包括有后太阳轮12、后行星架13和后齿圈7的后行星 排，前行星排的前齿圈6连接第一电机2,后行星排的后太阳轮12连接第二电机10,第一电 机、第二电机分别与逆变器4电连接，逆