机电集成混合动力系统及混合动力汽车技术方案

一种机电集成混合动力系统，包括发动机、发动机输出轴、发电机、行星齿轮系、制动器、离合器、驱动电机和差速器；行星齿轮系包括齿圈、行星架和太阳轮；差速器通过传动装置与驱动电机相连；传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间轴和驱动电机输出轴；第一齿轮与行星齿轮系的行星架固定相连；第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上，第二齿轮与第一齿轮相互啮合；第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮合；差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合；差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二驱动轮。本发明专利技术还提供一种混合动力汽车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力汽车的动力系统
，更具体的是涉及一种机电集成混合动力系统及具有该机电集成混合动力系统的混合动力汽车。
技术介绍
随着石油资源的缺乏和人们环保意识的提高，以及越来越严格的环境保护法规的要求，迫切需要可节省能源和低排放甚至是零排放的绿色环保汽车产品。为此，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型的新能源汽车。混合动力汽车是新能源汽车的一种，与传统内燃机相比，混合动力汽车是指使用两种以上能量来源的车辆。最常见的油电混合动力汽车(Hybridelectricvehicle，简称HEV)具有发动机和电动机，发动机消耗燃油，牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来，用于混合动力汽车的混合动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。由于混合动力驱动系统涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，结构往往比较复杂，占用空间较大，影响车辆其他部件的布置。一方面目前比较主流的电机并联式混合动力系统中，普遍是电机采用盘式结构，安装在发动机与变速器之间，占用一定的轴向尺寸，造成动力总成轴向长度大，在整车上布置困难。由于受尺寸限制，电机的功率一般不大，纯电动下动力性能较差。另一方面，目前混合动力变速箱集成电机的方案中普遍采用一挡齿轮结构，一般很少采用多挡齿轮结构，要获得动力性和经济都满意往往比较困难。申请号为CN201420395631.3的中国专利揭示了一种电动汽车动力耦合系统，该电动汽车动力耦合系统包括：发动机，与发动机同轴相连的发电机，设置在发动机与发电机之间的离合器，通过传动装置分别与离合器和差速器相连的驱动电机。该电动汽车动力耦合系统，虽然各部件布局比较合理，结构紧凑，有利于装配且节省空间，提高了车内空间利用率。但是，该电动汽车动力耦合系统在发动机参与驱动时，只有一个固定传动比的挡位，会导致整个动力耦合系统的动力性受限，不利于发动机工作的效率，经济性也还有进一步提升的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机电集成混合动力系统，其各部件布局合理，结构紧凑，解决目前的混合动力系统占用空间大、在整车上布置困难的问题，且在发动机参与驱动时有两个挡位可以选择，解决了目前的混合动力系统在发动机参与驱动时只有一个固定传动比的挡位的问题，优化了发动机的工作范围，动力性和经济性能好。本专利技术实施例提供的一种机电集成混合动力系统，包括：发动机；发电机，通过发动机输出轴与发动机同轴相连；行星齿轮系，包括齿圈、行星架和太阳轮，太阳轮通过发动机输出轴与发动机同轴相连；制动器，与行星齿轮系的齿圈相连；离合器，设置在发动机输出轴与行星齿轮系的行星架之间；驱动电机，通过传动装置与差速器相连；其中，传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间轴和驱动电机输出轴；第一齿轮与行星齿轮系的行星架固定相连；第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上，第二齿轮与第一齿轮相互啮合；驱动电机输出轴与驱动电机相连，第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮合；差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合；差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二驱动轮。进一步地，机电集成混合动力系统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式。进一步地，在纯电动模式下，发动机和发电机均不工作，制动器解除制动，离合器断开，驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差速器，差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。进一步地，在增程模式下，制动器解除制动，离合器断开，发动机启动，发动机带动发电机发电以向动力电池或给驱动电机供电，驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差速器，差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。进一步地，在混合驱动模式下，制动器制动，离合器断开，发动机的动力经发动机输出轴到行星齿轮系的太阳轮、再经行星齿轮系的行星架、第一齿轮、第二齿轮传递到中间轴与驱动电机的动力耦合，驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差速器，差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。进一步地，在混合驱动模式下，制动器解除制动，离合器结合，行星齿轮系的太阳轮与行星架固定相连，发动机的动力经发动机输出轴到第一齿轮，再经第二齿轮传递到中间轴与驱动电机的动力耦合，驱动电机的动力经第四齿轮到第二齿轮再经第三齿轮到差速器齿轮减速后传递给差速器，差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力传递到第一驱动轮和第二驱动轮。进一步地，发电机位于发动机与行星齿轮系之间；第一齿轮空套于发动机输出轴上并位于发电机与行星齿轮系之间。进一步地，离合器包括相互配合的主动部分和从动部分，离合器的主动部分与发动机输出轴相连，离合器的从动部分与行星齿轮系的行星架相连。进一步地，机电集成混合动力系统还包括减震器，减震器设置在发动机与发电机之间。本专利技术实施例还提供一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括上述的机电集成混合动力系统。本专利技术实施例提供的机电集成混合动力系统，包括发动机、发动机输出轴、发电机、行星齿轮系、制动器、离合器、驱动电机和差速器；发动机、发电机以及行星齿轮系通过发动机输出轴同轴相连；行星齿轮系包括齿圈、行星架和太阳轮；差速器通过传动装置与驱动电机相连；传动装置包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、差速器齿轮、中间轴和驱动电机输出轴；第一齿轮空套于发动机输出轴上并位于发电机和行星齿轮系之间与行星齿轮系的行星架固定相连；第二齿轮和第三齿轮位于中间轴上，第二齿轮与第一齿轮相互啮合；第四齿轮位于驱动电机输出轴上并与第二齿轮相互啮合；差速器齿轮与差速器相连接并与第三齿轮相互啮合；差速器通过第一驱动半轴和第二驱动半轴将动力分别传递到第一驱动轮和第二驱动轮。机电集成混合动力系统的各部件布局合理，结构紧凑，有利于装配且节省空间，提高了车内空间利用率，克服现有并联式混合动力汽车及其动力总成尺寸空间大，结构复杂等缺点。机电集成混合动力系统通过对制动器制动或解除制动、以及控制离合器的结合或断开，可以实现纯电动模式、増程模式、混合驱动模式等多种工作模式。其中，在混合驱动模式下发动机参与驱动时具有两个挡位可选择，解决了目前的混合动力系统在发动机参与驱动时只有一个固定传动比的挡位的问题，优化了发动机的工作范围，动力性和经济性能好；机电集成混合动力系统即使在驱动电机失效的时候，依靠发动机驱动也可以继续行驶，汽车的可靠性增加。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本专利技术实施例的机电集成混合动力系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例的机电集成混合动力系统的控制流程示意图。图3是本专利技术实施例的机电集成混合动力系统工作在纯电动模式下的动力传递示意图。图4是本专利技术实施例的机电集成混合动力系统工作在增程模式下的动力传递示意图。图5是本专利技术实施例的机电集成混合动力系统工作在混合驱动模式一挡下的动力传递示意图。图6是本专利技术实施例的机电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电集成混合动力系统，其特征在于，包括：发动机(11)；发电机(13)，通过发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连；行星齿轮系(14)，包括齿圈(141)、行星架(142)和太阳轮(143)，所述太阳轮(143)通过所述发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连；制动器(16)，与所述行星齿轮系(14)的齿圈(141)相连；离合器(17)，设置在所述发动机输出轴(12)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)之间；驱动电机(18)，通过传动装置与差速器(19)相连；其中，所述传动装置包括第一齿轮(21)、第二齿轮(22)、第三齿轮(23)、第四齿轮(24)、差速器齿轮(25)、中间轴(26)和驱动电机输出轴(27)；所述第一齿轮(21)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)固定相连；所述第二齿轮(22)和所述第三齿轮(23)位于所述中间轴(26)上，所述第二齿轮(22)与所述第一齿轮(21)相互啮合；所述驱动电机输出轴(27)与所述驱动电机(18)相连，所述第四齿轮(24)位于所述驱动电机输出轴(27)上并与所述第二齿轮(22)相互啮合；所述差速器齿轮(25)与所述差速器(19)相连接并与所述第三齿轮(23)相互啮合；所述差速器(19)通过第一驱动半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力分别传递到第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。...

【技术特征摘要】
1.一种机电集成混合动力系统，其特征在于，包括：发动机(11)；发电机(13)，通过发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连；行星齿轮系(14)，包括齿圈(141)、行星架(142)和太阳轮(143)，所述太阳轮(143)通过所述发动机输出轴(12)与所述发动机(11)同轴相连；制动器(16)，与所述行星齿轮系(14)的齿圈(141)相连；离合器(17)，设置在所述发动机输出轴(12)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)之间；驱动电机(18)，通过传动装置与差速器(19)相连；其中，所述传动装置包括第一齿轮(21)、第二齿轮(22)、第三齿轮(23)、第四齿轮(24)、差速器齿轮(25)、中间轴(26)和驱动电机输出轴(27)；所述第一齿轮(21)与所述行星齿轮系(14)的行星架(142)固定相连；所述第二齿轮(22)和所述第三齿轮(23)位于所述中间轴(26)上，所述第二齿轮(22)与所述第一齿轮(21)相互啮合；所述驱动电机输出轴(27)与所述驱动电机(18)相连，所述第四齿轮(24)位于所述驱动电机输出轴(27)上并与所述第二齿轮(22)相互啮合；所述差速器齿轮(25)与所述差速器(19)相连接并与所述第三齿轮(23)相互啮合；所述差速器(19)通过第一驱动半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力分别传递到第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。2.如权利要求1所述的机电集成混合动力系统，其特征在于，所述机电集成混合动力系统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式。3.如权利要求2所述的机电集成混合动力系统，其特征在于，在所述纯电动模式下，所述发动机(11)和发电机(13)均不工作，所述制动器(16)解除制动、所述离合器(17)断开，所述驱动电机(18)的动力经所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮(23)到所述差速器齿轮(25)减速后传递给所述差速器(19)，所述差速器(19)通过所述第一驱动半轴(31)和第二驱动半轴(32)将动力传递到所述第一驱动轮(41)和第二驱动轮(42)。4.如权利要求2所述的机电集成混合动力系统，其特征在于，在所述增程模式下，所述制动器(16)解除制动、所述离合器(17)断开，所述发动机(11)启动，所述发动机(11)带动所述发电机(13)发电以向动力电池或给所述驱动电机(18)供电，所述驱动电机(18)的动力经所述第四齿轮(24)到所述第二齿轮(22)再经所述第三齿轮(23)到所述差速器齿轮(25)减速后传递给所述差速器(19)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，林济余，陆瑞轮，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44