混合动力耦合装置、混合动力驱动系统和混合动力车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机电混合动力耦合装置，包括：第一行星齿轮组(3)，其具有第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮；第二行星齿轮组(4)，其具有第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮；旋转离合器(5)；第一制动离合器(7)；第二制动离合器(6)；输出轴(9)；固定部件，其中，机械动力源连接到第一齿圈，电机(2)的转子连接到第二齿圈，第一太阳轮与第二行星架刚性连接，输出轴(9)与第一行星架刚性连接，旋转离合器(5)用于控制第一齿圈和第二太阳轮之间的连接或脱开，第一制动离合器(7)用于控制第二太阳轮和固定部件之间的连接或脱开，第二制动离合器(6)用于控制第二行星架和固定部件之间的连接或脱开。

【技术实现步骤摘要】
混合动力耦合装置、混合动力驱动系统和混合动力车辆
本专利技术涉及一种混合动力耦合装置、一种包括该混合动力耦合装置的混合动力驱动系统、一种包括该混合动力驱动系统的混合动力车辆。
技术介绍
随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。混合动力汽车目前最有实用性价值。混合动力驱动系统以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式、混联式(series-parallel)、专用混合动力变速器(DHT)等。在混合动力车辆中，混合动力耦合装置可用于传递或耦合发动机和电机的动力。目前，混联式混合动力系统通常设有两个电机，一个电机用于发动机速度调制，另一个电机用于扭矩调制。已知一种单模式混联式混合动力系统具有多个离合器和固定传动比，例如US5669842A中所公开的；已知一种多模式混联式混合动力系统具有多个行星齿轮组和离合器，例如US5558588A中所公开的；已知其它配置的混联式混合动力系统都具有多个电机和多个行星齿轮组。一些现有的专用混合动力系统(DHT)使用单一电机，以便在系统性能和成本之间实现折衷。由US5433282A已知一种机电混合动力系统具有一个行星齿轮组、一个发动机、一个电机和一个单向离合器，然而该系统仅仅能提供两种运行模式。混联式混合动力系统由于高的系统效率近些年比较流行，然而双电机的布置导致系统成本增加、集成难度增大、控制系统复杂性提高。使用单一电机的专用混合动力系统(DHT)在降低成本方面是有利的，然而要牺牲系统性能，仅仅具有受限的运行模式。现有技术中方案都具有相当复杂的动力耦合机构，这增加了制造和集成难度并且不利于商业化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少部分地克服现有技术中的缺陷，提供一种部件数量优化、结构简单的混合动力耦合装置。根据本专利技术的机电混合动力耦合装置，包括：第一行星齿轮组，其具有第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮；第二行星齿轮组，其具有第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮；一个旋转离合器；第一制动离合器；第二制动离合器；输出轴；固定部件。机械动力源连接到第一行星齿轮组的第一齿圈，电机的转子连接到第二行星齿轮组的第二齿圈，第一行星齿轮组的第一太阳轮与第二行星齿轮组的第二行星架刚性连接，输出轴与第一行星齿轮组的第一行星架刚性连接。所述旋转离合器位于第一行星齿轮组的第一齿圈和第二行星齿轮组的第二太阳轮之间，用于控制所述第一齿圈和所述第二太阳轮之间的连接或脱开。所述第一制动离合器位于第二行星齿轮组的第二太阳轮和固定部件之间，用于控制第二太阳轮和固定部件之间的连接或脱开。所述第二制动离合器位于第二行星齿轮组的第二行星架和固定部件之间，用于控制第二行星架和固定部件之间的连接或脱开。在一个可选的实施方式中，在仅电机提供动力的纯电动运行模式下，所述机械动力源被关停，所述第二制动离合器打开，而所述第一制动离合器和所述旋转离合器闭合，从而所述电机的动力通过第二行星齿轮组的第二齿圈、第二行星架、第一行星齿轮组的第一太阳轮、第一行星架传递到输出轴输出。在一个可选的实施方式中，在仅机械动力源提供动力的纯机械运行模式下，电机被关停，所述第一制动离合器打开，而所述第二制动离合器和所述旋转离合器闭合，从而所述机械动力源的动力通过第一行星齿轮组的第一齿圈和第一行星架传递到输出轴输出。在一个可选的实施方式中，在并联混合动力运行模式下，所述第一制动离合器打开，而所述第二制动离合器和所述旋转离合器闭合，电机的动力通过第二行星齿轮组的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮、第一行星齿轮组的第一齿圈传递到第一行星架，机械动力源的动力通过第一行星齿轮组的第一齿圈传递到第一行星架，所述动力然后从第一行星架传递到输出轴输出。在一个可选的实施方式中，在电子无级变速混合动力运行模式I下，所述第二制动离合器和所述旋转离合器打开，而所述第一制动离合器闭合，电机的动力通过第二行星齿轮组的第二齿圈、第二行星架、第一行星齿轮组的第一太阳轮传递到第一行星架，机械动力源的动力通过第一行星齿轮组的第一齿圈传递到第一行星架，所述动力然后从第一行星架传递到输出轴输出。在一个可选的实施方式中，在电子无级变速混合动力运行模式II下，所述第一制动离合器和所述第二制动离合器打开，而所述旋转离合器闭合，电机的动力一方面通过第二行星齿轮组的第二齿圈、第二行星架、第一行星齿轮组的第一太阳轮传递到第一行星架，另一方面通过第二行星齿轮组的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮、第一行星齿轮组的第一齿圈传递到第一行星架，机械动力源的动力通过第一行星齿轮组的第一齿圈传递到第一行星架，所述动力然后从第一行星架传递到输出轴输出。在一个可选的实施方式中，在停车充电运行模式I下，所述旋转离合器和所述第二制动离合器打开，而所述第一制动离合器闭合，驻车制动器闭合，机械动力源的动力通过第一行星齿轮组的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮、第二行星齿轮组的第二行星架、第二齿圈传递到电机，带动电机给电池充电。在一个可选的实施方式中，在停车充电运行模式II下，所述第一制动离合器和所述第二制动离合器打开，而所述旋转离合器闭合，驻车制动器闭合，机械动力源的动力一方面通过第一行星齿轮组的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮、第二行星齿轮组的第二行星架、第二齿圈传递到电机，另一方面通过第一齿圈、第二太阳轮、第二行星架、第二齿圈传递到电机，带动电机给电池充电。本专利技术的目的也通过一种混合动力驱动系统实现。所述混合动力驱动系统包括机械动力源、电机和上述根据本专利技术的机电混合动力耦合装置，所述机电混合动力耦合装置用于传递或耦合机械动力源和电机的动力，所述机电混合动力耦合装置的输出轴与下游的传动系连接。在一个可选的实施方式中，所述机械动力源是发动机。在一个可选的实施方式中，所述机械动力源通过减振器连接到所述第一齿圈。在一个可选的实施方式中，所述机电混合动力耦合装置集成在一个壳体中，所述固定部件是所述壳体。在一个可选的实施方式中，所述固定部件是车身车体。在一个可选的实施方式中，所述电机能够作为电动机或发电机运行。在一个可选的实施方式中，所述电机具有定子和转子，所述电机的定子在径向外部包围其转子。在一个可选的实施方式中，所述下游的传动系是主减速器和差速器。在一个可选的实施方式中，所述机电混合动力耦合装置作为变速器使用。在一个可选的实施方式中，所述电机集成在所述机电混合动力耦合装置的壳体中。在一个可选的实施方式中，所述电机与所述机电混合动力耦合装置集成在不同的壳体中。本专利技术的目的还通过一种混合动力车辆实现。所述混合动力车辆包括上述根据本专利技术的混合动力驱动系统。本专利技术的混合动力耦合装置、混合动力驱动系统和混合动力车辆成本低、集成难度小，并且可以保证动力性能和系统效率。附图说明下面，通过参照附图更详细地描述本专利技术，可更好地理解本专利技术的原理、特点和优点。附图示出：图1示出了根据本专利技术的一个具体实施方式的混合动力驱动系统的示意图。图2a示出了处于纯电动运行模式下的混合动力驱动系统的工作状态和功率流图。图2b示出了处于纯发动机运行模式下的混合动力驱动系统的工作状态和功率流图。图2c示出了处于并联混合动力运行模式下的混合动力驱动系统的工作状态和功率流图。图2d示出了处于e-CVT运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机电混合动力耦合装置，包括：第一行星齿轮组(3)，其具有第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮，第二行星齿轮组(4)，其具有第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮，一个旋转离合器(5)，第一制动离合器(7)，第二制动离合器(6)，输出轴(9)，固定部件，其中，机械动力源连接到第一行星齿轮组(3)的第一齿圈，电机(2)的转子连接到第二行星齿轮组(4)的第二齿圈，第一行星齿轮组(3)的第一太阳轮与第二行星齿轮组(4)的第二行星架刚性连接，输出轴(9)与第一行星齿轮组(3)的第一行星架刚性连接，所述旋转离合器(5)位于第一行星齿轮组(3)的第一齿圈和第二行星齿轮组(4)的第二太阳轮之间，用于控制所述第一齿圈和所述第二太阳轮之间的连接或脱开，所述第一制动离合器(7)位于第二行星齿轮组(4)的第二太阳轮和固定部件之间，用于控制第二太阳轮和固定部件之间的连接或脱开，所述第二制动离合器(6)位于第二行星齿轮组(4)的第二行星架和固定部件之间，用于控制第二行星架和固定部件之间的连接或脱开。

【技术特征摘要】
1.一种机电混合动力耦合装置，包括：第一行星齿轮组(3)，其具有第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮，第二行星齿轮组(4)，其具有第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮，一个旋转离合器(5)，第一制动离合器(7)，第二制动离合器(6)，输出轴(9)，固定部件，其中，机械动力源连接到第一行星齿轮组(3)的第一齿圈，电机(2)的转子连接到第二行星齿轮组(4)的第二齿圈，第一行星齿轮组(3)的第一太阳轮与第二行星齿轮组(4)的第二行星架刚性连接，输出轴(9)与第一行星齿轮组(3)的第一行星架刚性连接，所述旋转离合器(5)位于第一行星齿轮组(3)的第一齿圈和第二行星齿轮组(4)的第二太阳轮之间，用于控制所述第一齿圈和所述第二太阳轮之间的连接或脱开，所述第一制动离合器(7)位于第二行星齿轮组(4)的第二太阳轮和固定部件之间，用于控制第二太阳轮和固定部件之间的连接或脱开，所述第二制动离合器(6)位于第二行星齿轮组(4)的第二行星架和固定部件之间，用于控制第二行星架和固定部件之间的连接或脱开。2.根据权利要求1所述的机电混合动力耦合装置，其特征在于：在仅电机(2)提供动力的纯电动运行模式下，所述机械动力源被关停，所述第二制动离合器(6)打开，而所述第一制动离合器(7)和所述旋转离合器(5)闭合，从而所述电机(2)的动力通过第二行星齿轮组(4)的第二齿圈、第二行星架、第一行星齿轮组(3)的第一太阳轮、第一行星架传递到输出轴(9)输出。3.根据前述权利要求中任一项所述的机电混合动力耦合装置，其特征在于：在仅机械动力源提供动力的纯机械运行模式下，电机(2)被关停，所述第一制动离合器(7)打开，而所述第二制动离合器(6)和所述旋转离合器(5)闭合，从而所述机械动力源的动力通过第一行星齿轮组(3)的第一齿圈和第一行星架传递到输出轴(9)输出。4.根据前述权利要求中任一项所述的机电混合动力耦合装置，其特征在于：在并联混合动力运行模式下，所述第一制动离合器(7)打开，而所述第二制动离合器(6)和所述旋转离合器(5)闭合，电机(2)的动力通过第二行星齿轮组(4)的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮、第一行星齿轮组(3)的第一齿圈传递到第一行星架，机械动力源的动力通过第一行星齿轮组(3)的第一齿圈传递到第一行星架，所述动力然后从第一行星架传递到输出轴(9)输出。5.根据前述权利要求中任一项所述的机电混合动力耦合装置，其特征在于：在电子无级变速混合动力运行模式I下，所述第二制动离合器(6)和所述旋转离合器(5)打开，而所述第一制动离合器(7)闭合，电机(2)的动力通过第二行星齿轮组(4)的第二齿圈、第二行星架、第一行星齿轮组(3)的第一太阳轮传递到第一行星架，机械动力源的动力通...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱福堂，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE