一种双行星轮系多模式混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术涉及双行星轮系多模式混合动力系统，包括发动机总成（300）、集成启动发电电机（19）、主驱动电机（14）、第一行星轮系总成（200）和第二行星轮系总成（100），发动机总成（300）包括发动机（301），第一行星轮系总成（200）包括第一齿圈（203）、第一行星架（204）和第一太阳轮（205），第一行星轮系总成（200）与第二行星轮系总成（100）之间设置有离合器（16），发动机（301）输出轴与第一行星架（204）相连接，集成启动发电电机（19）与第一太阳轮（205）相连接，第一齿圈（203）设为输出端。本实用新型专利技术确保发动机工作在最佳燃油经济区，整车综合效率处于较高水平。

A multi mode hybrid power system with two planetary gear trains

The utility model relates to a double planetary gear train multi model hybrid system, including engine assembly (300), integrated motor start power generation (19), the main drive motor (14), the first planetary gear assembly (200) and second (100) planetary gear assembly, engine assembly (300) includes an engine (301), the first planetary gear assembly (200) includes a first ring gear (203), the first planet carrier (204) and the first round of the sun (205), the first planetary gear assembly (200) and second planetary gear assembly (100) is arranged between the clutch (16), (301) the output shaft of the engine with the first planetary gear (204) is connected with the integrated starting power motor (19) and the first sun wheel (205) connected to the first ring gear (203) is provided with an output end. The utility model ensures that the engine is working in the best fuel economy area, and the overall efficiency of the whole vehicle is at a high level.

【技术实现步骤摘要】
一种双行星轮系多模式混合动力系统
本技术涉及混合动力汽车的混合动力系统，尤其涉及一种双行星轮系多模式混合动力系统。
技术介绍
面对当今世界日益严峻的能源危机和环境污染形势，发展新能源汽车已经成为汽车
的重要研究方向之一。混合动力驱动系统及混合动力汽车是目前一种高效的节能减排解决方案，其主要动力部件一般包含发动机、ISG电机和驱动电机，通过不同的功率流耦合控制，可工作于串联模式、并联模式或混联模式。国际上先进的混合动力系统主要是日本丰田的THS系统以及本田的i-MMD系统。THS系统主要通过单行星轮系系统来实现不同动力源之间的功率分流和汇流。其技术特点是结构紧凑，能够良好地实现电子无级变速功能，且无复杂的控制。但是，其仅能实现基本的混联模式，无法根据整车复杂工况的需要进行相应的模式切换，其驱动电机直接与输出行星轮系齿圈相连，向整车输出动力，对电机的输出扭矩要求较高，对整体系统的匹配要求严格，必须开发专用的发动机及电机才能够相互配合，从而达到较优的驱动效果。i-MMD系统主要是通过离合器的分离与接合来实现不同模式间的切换，能够稳定地工作于并联模式和串联模式。但是，其在并联驱动时无法实现发动机与整车的速度解耦，即无法实现电子无级变速功能，使得发动机工作效率降低。此外，由于其对离合器的控制精度要求较高，当无法及时接合或分离离合器时，将会对整车运行造成冲击。鉴于行星轮系良好的功率耦合特性，国内已经出现一些针对THS系统的改进设计，但是其仍是基于所述THS系统的混联模式，并未考虑到新能源车辆在行驶过程中对于驱动、制动能量回收时的不同功率需求，因而无法根据实际需要进行复杂、精准、稳定的模式切换，未能充分发挥双电机和发动机耦合后各自的潜能，从而限制了整个混合动力系统对于能量管理的优化空间。基于现有技术中存在的上述技术问题，为充分发挥各驱动部件的能力并提高整个混合动力系统总成的输出能力和效率，急需拓展混合动力系统的工作模式。专利号为ZL201210457934.9的中国专利技术专利公开了一种双行星轮系动力耦合传动系统，旨在克服多种动力源动力耦合效率低，很难实现多种驱动模式来优化发动机工作区间的问题，该系统包括前齿圈、前行星架、前太阳轮、后齿圈、后行星架、后太阳轮、前制动器、离合器、后制动器与减速齿轮组。前齿圈空套在发动机的输出轴上为转动连接，前齿圈的左端插入前制动器内，前行星架与发动机的输出轴固定连接，前太阳轮与发电机输入轴的左端键连接，发电机输入轴的右端和减速齿轮组的输入端键连接，减速齿轮组的输出端和离合器的左端固定连接，离合器的右端和后行星架通过一轴固定连接，轴插入后制动器内，驱动电机空套在后太阳轮上，驱动电机与后齿圈固定连接，后太阳轮的右端与驱动桥固定连接。但该专利技术是利用前制动器3锁住前齿圈2，通过前太阳轮16输出扭矩，发电机4在前太阳轮16上与发动机1的输出动力进行扭矩耦合，可见，其前排行星轮系对于发动机1而言仅起到减扭增速的作用。因此，所述前排行星轮系存在如下技术缺陷：第一，若其前制动器3不发生作用，即不将前齿圈2制动，则发动机1将无法输出功率，导致其输出功率完全传递到前齿圈2上空转；第二，若其前制动器3发生作用，即将前齿圈2制动，由于发动机1连接于前行星架15上，前齿圈2制动，以前太阳轮16进行输出，则对发动机1而言，所述前排行星轮系将产生“减扭增速”的反向不利作用，这显然与一般发动机特性相违背。因此亟待改进。专利号为ZL201510214940.5的中国专利技术专利公开了一种混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法，所述动力耦合装置包括发动机、第一、二行星轮系、第一、二电机；第一行星轮系由第一太阳轮、第一行星架、第一齿圈及其行星轮构成；第二行星轮系由第二太阳轮、第二行星架、第二齿圈及其行星轮构成；第一电机与第一太阳轮连接；第二电机与第二太阳轮连接；发动机通过一离合器与第一齿圈连接，第一齿圈上设有制动器；第一行星架与第二齿圈固连在一起作为动力输出端，第二齿圈通过动力输出齿轮与外部传动机构连接；第二行星架固定在车架上。该专利技术结构简单、控制简便，能够实现多种动力耦合与模式切换，改善耗油特性与动力性能，并且能够实现无级变速，不需要加装变速器。但由于该专利技术是将离合器2设置在发动机1的输出端处，因而既无法保证离合器2工作状态的稳定，也无法实现混合动力的串联工作模式和并联工作模式。因此亟待改进。
技术实现思路
本技术目的是提供一种利用双行星轮系耦合系统来实现多种工作模式自由切换的混合动力系统，并提供基于该混合动力系统在各种工作模式下相应的控制方法。为了实现上述技术目的以及解决现有的双行星轮系动力耦合传动系统和混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置存在的技术缺陷，本技术的双行星轮系多模式混合动力系统采用的技术方案如下：一种双行星轮系多模式混合动力系统，包括发动机总成、集成启动发电电机、主驱动电机、第一行星轮系总成和第二行星轮系总成，所述发动机总成包括发动机，所述第一行星轮系总成包括第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮，所述第一行星轮系总成与第二行星轮系总成之间设置有离合器，所述发动机输出轴与所述第一行星架相连接，所述集成启动发电电机与所述第一太阳轮相连接，所述第一齿圈设为输出端。优选的是，所述集成启动发电电机处设置有发电制动器。在上述任一方案中优选的是，所述第一齿圈处设置有第一齿圈制动器。在上述任一方案中优选的是，所述发动机输出轴与所述第一行星架之间设置有扭转减震器。在上述任一方案中优选的是，所述离合器一端与所述第一齿圈相连接，其另一端与所述主驱动电机相连接。在上述任一方案中优选的是，包括车架和系统输出轴，所述第二行星轮系总成包括第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮，所述第二太阳轮与所述主驱动电机相连接，所述第二齿圈与所述车架之间固定连接，所述第二行星架与所述系统输出轴相连接。在上述任一方案中优选的是，所述第一齿圈处设置有第一齿圈转速传感器。在上述任一方案中优选的是，所述主驱动电机处设置有TM电机转速传感器。在上述任一方案中优选的是，所述离合器处设置有离合器接合状态传感器。在上述任一方案中优选的是，所述主驱动电机采用高速小扭矩TM电机。在上述任一方案中优选的是，包括整车CAN通讯网络、整车控制单元、电池管理系统、仪表控制单元和整车其它模块，所述整车CAN通讯网络分别与所述整车控制单元、电池管理系统、仪表控制单元和整车其它模块相连接。在上述任一方案中优选的是，包括内部CAN通讯网络、发动机控制单元、混合动力整车控制器、集成电机控制单元，所述内部CAN通讯网络分别与所述仪表控制单元、发动机控制单元、整车控制单元、混合动力整车控制器和集成电机控制单元相连接。在上述任一方案中优选的是，包括动力电池，所述动力电池分别与所述电池管理系统和集成电机控制单元相连接。在上述任一方案中优选的是，包括法兰盘、车辆驱动轮和车辆驱动桥，所述第二行星轮系总成通过所述法兰盘与所述车辆驱动桥相连接，所述车辆驱动桥与所述车辆驱动轮相连接。本技术与现有技术相比的有益效果是：本技术通过对现有的双行星轮系动力耦合传动系统中的前排行星轮系进行改进，即将所述集成启动发电电机与所述第一太阳轮相连接，将所述发动机输出轴与所述第一行星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星轮系多模式混合动力系统，包括发动机总成（300）、集成启动发电电机（19）、主驱动电机（14）、第一行星轮系总成（200）和第二行星轮系总成（100），发动机总成（300）包括发动机（301），第一行星轮系总成（200）包括第一齿圈（203）、第一行星架（204）和第一太阳轮（205），第一行星轮系总成（200）与第二行星轮系总成（100）之间设置有离合器（16），其特征在于，发动机（301）输出轴与第一行星架（204）相连接，集成启动发电电机（19）与第一太阳轮（205）相连接，第一齿圈（203）设为输出端。

【技术特征摘要】
1.一种双行星轮系多模式混合动力系统，包括发动机总成（300）、集成启动发电电机（19）、主驱动电机（14）、第一行星轮系总成（200）和第二行星轮系总成（100），发动机总成（300）包括发动机（301），第一行星轮系总成（200）包括第一齿圈（203）、第一行星架（204）和第一太阳轮（205），第一行星轮系总成（200）与第二行星轮系总成（100）之间设置有离合器（16），其特征在于，发动机（301）输出轴与第一行星架（204）相连接，集成启动发电电机（19）与第一太阳轮（205）相连接，第一齿圈（203）设为输出端。2.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系统，其特征在于，集成启动发电电机（19）处设置有发电制动器（201）。3.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系统，其特征在于，第一齿圈（203）处设置有第一齿圈制动器（202）。4.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系统，其特征在于，发动机（301）输出轴与第一行星架（204）之间设置有扭转减震器（302）。5.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系统，其特征在于，离合器（16）一端与第一齿圈（203）相连接，其另一端与主驱动电机（14）相连接。6.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系统，其特征在于，包括车架和系统输出轴（102），第二行星轮系总成（100）包括第二齿圈（101）、第二行星架（103）和第二太阳轮（104），第二太阳轮（104）与主驱动电机（14）相连接，第二齿圈（101）与所述车架之间固定连接，第二行星架（103）与系统输出轴（102）相连接。7.如权利要求1所述的双行星轮系多模式混合动力系...

【专利技术属性】
技术研发人员：林程，时军辉，周辉，董爱道，赵明杰，
申请(专利权)人：北京理工华创电动车技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11