混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车。混合动力系统，包括发动机、行星排、发电机和离合器，发动机的输出轴连接在行星排的行星架上，发电机的转子连接在行星排的太阳轮上，离合器连接在行星排的齿圈上，并在太阳轮上连接有用于控制其相对于车架固定和脱开的发电制动器。在离合器结合、发电制动器制动时，行星轮的太阳轮相对于车架固定、行星轮在发动机的带动下转动、齿圈在行星轮的带动下转动，同时齿圈会带动离合器转动，使得发电机在从离合器和行星排之间的传动链分离的状态下，发动机作为动力源驱动车辆，从而减少了发电机转子空载转动所带来的损耗，延长了发电机的使用寿命，也降低了整车的维护和检修成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车。
技术介绍
随着工业的发展，不仅造成了能源匮乏，更重要的是带来了严峻的环境污染问题。因此，汽车作为重要的交通工具，研究和发展新型低碳环保型汽车成为当今时代发展的主题，纯电动汽车和混合动力汽车应运而生。因纯电动汽车续驶里程限制问题导致未得到大范围的推广，目前混合动力汽车还是新能源市场的主力军。混合动力汽车采用的驱动系统存在很多种构型，其中行星排结构的混合动力系统在当前研发的较多，具有结构紧凑和灵活变速的特点。中国专利文献CN 102922982 A公开了一种双行星轮系动力耦合传动系统，包括发动机及其输出轴上依次连接的前行星排、发电机、减速器、离合器、后行星排、驱动电机、驱动桥，其中发动机的输出轴同轴连接在前行星排的前行星架上，前行星排的前齿圈上连接有固定在车架上的前制动器，发电机的转子同轴连接在前行星排的太阳轮上，减速器的输出轴也同轴连接在发电机的转子上，离合器的一端连接在减速器的输出轴上、另一端连接在后行星排的后行星架上，并在后行星排的后行星架上连接有固定在车架上的后制动器，后行星架的太阳轮连接在驱动桥上、齿圈连接在驱动电机的转子上，驱动电机的转子空套在后太阳轮和驱动桥之间的传动轴上。这样在离合器分离、后制动器制动时，驱动电机通过后行星排直接驱动车辆，实现纯电动模式；在离合器结合、前制动器制动、后制动器解除时，发动机既可以单独通过前行星排、减速器、后行星排驱动车辆，实现发动机驱动模式，或者同时开启驱动电机，以实现车辆的混合动力模式；在离合器分离时，发动机可通过前行星排带动发电机，以实现车辆的串联发电模式；在发动机停转、驱动桥转动时，如离合器分离、后制动器制动的话，驱动桥会通过后行星排带动驱动电机的转子反转，驱动电机处于发电模式，而如离合器结合、前制动器解除、后制动器解除的话，驱动桥会通过后行星排带动驱动电机的转子反转，再通过离合器、减速器带动发电机发电，即发电机和驱动电机均处于发电模式，实现电能回馈模式。但是，该传动系统在处于发动机驱动模式和混合动力模式时，发电机无法从前行星排和离合器之间的传动链分离，致使发动机始终会通过前行星排带动发电机的转子转动，尤其在发动机驱动模式下，虽然动力电池无需充电，可是发动机还是会带动发电机的转子空转，造成了发电机空载时间过长的现象，从而导致发电机的使用寿命缩短，增大了车辆维护和检修成本。同时，发动机输出的功率需分流至发电机一部分，从而导致发动机输出功率中用于行车的部分减小，降低了发动机驱动状态下功率的利用率。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种发电机能够从离合器和行星排之间的传动链分离的混合动力系统，同时本技术还提供了一种使用该混合动力系统的混合动力汽车。为了实现以上目的，本技术中混合动力系统的技术方案如下：混合动力系统，包括发动机、行星排、发电机和离合器，发动机的输出轴连接在行星排的行星架上，发电机的转子连接在行星排的太阳轮上，离合器连接在行星排的齿圈上，并在太阳轮上连接有用于控制其相对于车架固定和脱开的发电制动器。发动机、行星排、发电机和离合器同轴设置，发电机的转子空套在离合器和齿圈之间的离合传动轴或发动机与行星架之间的发动机传动轴上。离合器的一端连接在齿圈上、另一端通过输出传动轴连接在驱动桥上，输出传动轴通过减速器连接有驱动电机。驱动电机的转子同轴空套在输出传动轴上。发动机的输出轴通过扭转减震器连接在行星架上。齿圈上连接有用于控制其相对于车架固定或脱开的齿圈制动器。本技术的混合动力汽车的技术方案如下：混合动力汽车，包括车架及其上设置的混合动力系统，混合动力系统包括发动机、行星排、发电机和离合器，发动机的输出轴连接在行星排的行星架上，发电机的转子连接在行星排的太阳轮上，离合器连接在行星排的齿圈上，并在太阳轮上连接有用于控制其相对于车架固定和脱开的发电制动器。发动机、行星排、发电机和离合器同轴设置，发电机的转子空套在离合器和齿圈之间的离合传动轴或发动机与行星架之间的发动机传动轴上。离合器的一端连接在齿圈上、另一端通过输出传动轴连接在驱动桥上，输出传动轴通过减速器连接有驱动电机，驱动电机的转子同轴空套在输出传动轴上。齿圈上连接有用于控制其相对于车架固定或脱开的齿圈制动器。本技术中行星排的齿圈与离合器连接，以在离合器结合、发电制动器制动时，行星轮的太阳轮相对于车架固定、行星轮在发动机的带动下转动、齿圈在行星轮的带动下转动，同时齿圈会带动离合器转动，使得发电机在从离合器和行星排之间的传动链分离的状态下，发动机作为动力源驱动车辆，实现发动机直驱模式或混合动力模式，因此本技术的混合动力系统中发电机能够从离合器和行星排之间的传动链分离，使得发电机在电能饱和状态下转子无需空载转动，从而减少了发电机转子空载转动所带来的损耗，延长了发电机的使用寿命，也降低了整车的维护和检修成本。同时，也避免了发动机的转子转动对发动机功率的损耗，提高了发动机驱动模式下传动效率。附图说明图1是本技术的混合动力汽车的实施例中混合动力系统的结构示意图；图2是图1中混合动力系统在纯电驱动模式时动力传递路线示意图；图3是图1中混合动力系统发动机在串联发电模式时动力传递路线示意图；图4是图1中混合动力系统在发动机行车发电模式时动力传递路线示意图；图5是图1中混合动力系统在发动机直驱模式时动力传递路线示意图；图6是图1中混合动力系统在混合动力模式时动力传递路线示意图；图7是图1中混合动力系统在电能回馈模式时动力传递路线示意图。图中：发动机1、扭转减震器2、发电机3、发电制动器4、齿圈制动器5、齿圈6、电机集成控制器7、动力电池8、二级减速主动齿轮9、一级减速从动齿轮10、变速器壳体11、驱动电机12、驱动桥13、一级减速主动齿轮14、二级减速从动齿轮15、电磁离合器16、行星架17和太阳轮18。具体实施方式本技术中混合动力汽车的实施例：如图1所示，该混合动力汽车包括车架及其上设置的混合动力系统，该混合动力系统是一种行星排+二级减速器系统，包括沿直线依次同轴设置的发动机1、扭转减震器2、发电机3、发电制动器4、变速器、驱动电机12和驱动桥13。发电机3和驱动电机电气连接在同一电机集成控制器7上，电机集成控制器7上还电气连接有动力电池8。变速器包括固定在车架上的变速器壳体11及其内同轴依次连接的行星排、电磁离合器16和二级减速器。行星排的太阳轮18连接在发电机3的转子上，且太阳轮18与发电制动器4相连，该发电制动器4是电磁制动器，发电制动器4可以将太阳轮18固定在变速器壳体11上，以使得太阳轮18相对于车架固定；行星排的行星架17通过扭转减震器2连接在发动机1的输出轴上，即发动机1的输出轴和行星排的行星架17通过发动机传动轴相连，且发电机3的转子为空套在发动机传动轴外周上的空心轴结构； 行星排的齿圈6上连接有齿圈制动器5，该齿圈制动器5也是电磁制动器，齿圈制动器5可以将齿圈6固定在变速器壳体11上，以使得齿圈6相对于车架固定。电磁离合器16和电磁制动器作为模式切换的自动化执行元件，具有结构简单，易于实现，响应速度快，寿命长的优点。电磁离合器16的一端同轴连接在齿圈上、另一端通过输出传动轴连接在驱动桥13上。二级减本文档来自技高网...

【技术保护点】
混合动力系统，包括发动机、行星排、发电机和离合器，发动机的输出轴连接在行星排的行星架上，发电机的转子连接在行星排的太阳轮上，其特征在于，离合器连接在行星排的齿圈上，并在太阳轮上连接有用于控制其相对于车架固定和脱开的发电制动器。

【技术特征摘要】
1.混合动力系统，包括发动机、行星排、发电机和离合器，发动机的输出轴连接在行星排的行星架上，发电机的转子连接在行星排的太阳轮上，其特征在于，离合器连接在行星排的齿圈上，并在太阳轮上连接有用于控制其相对于车架固定和脱开的发电制动器。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，发动机、行星排、发电机和离合器同轴设置，发电机的转子空套在离合器和齿圈之间的离合传动轴或发动机与行星架之间的发动机传动轴上。3.根据权利要求1或2所述的混合动力系统，其特征在于，离合器的一端连接在齿圈上、另一端通过输出传动轴连接在驱动桥上，输出传动轴通过减速器连接有驱动电机。4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，驱动电机的转子同轴空套在输出传动轴上。5.根据权利要求1或2所述的混合动力系统，其特征在于，发动机的输出轴通过扭转减震器连接在行星架上。6.根据权利要求1或2所述的混合动力系统，其特征在于，齿圈上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴，陈慧勇，王印束，邹鹏飞，岳淑彪，柳建新，张帅，王富生，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41