混合动力驱动系统及具有其的混合动力车辆技术方案

一种混合动力驱动系统，包括发动机、电机、行星排、第一离合器、第二离合器、制动器、减速机构及驱动轴，行星排包括太阳轮、行星轮、齿圈及行星架，发动机通过第一离合器与齿圈及行星架的其中之一相连，电机与齿圈及行星架的其中另一相连，制动器连接于与发动机相连的齿圈或行星架上，第二离合器设置于太阳轮、行星架及齿圈中任意两者之间，太阳轮通过驱动轴与减速机构相连，驱动轴将动力传递至车轮。该混合动力驱动系统综合了差速驱动模式及并联驱动模式的优点，能够实现纯发动机驱动，保证车辆在高速巡航时的经济性，克服纯电动模式下需要双电机反转的缺点，同时又可以实现发动机与电机转速、扭矩双耦合，提高燃油经济性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及混合动力汽车的
，尤其是一种混合动力驱动系统及具有该驱动系统的混合动力车辆。
技术介绍
随着车辆技术的发展，人们对车辆的性能提出了越来越多的要求，混合动力汽车因其不仅具有良好的动力性、操纵性、舒适性和安全性，而且还能够降低油耗及排放，越来越受到人们的欢迎。混合动力汽车是指由两个或多个能够同时运转的驱动单元提供动力的车辆，它依据车辆实际行驶状态选择不同驱动单元独立或联合地提供动力。在现有技术中，最具代表性的混合动力系统有两种一种是丰田普锐斯上应用的差速驱动模式，一种是大众集团的并联驱动模式。丰田普锐斯的差速驱动模式包括发动机、两台电机、前行星排及后行星排，发动机直接驱动前行星排的行星架，第一电机驱动前行星排的太阳轮，第二电机驱动后行星排的太阳轮，通过两台电机与发动机之间的耦合来驱动前行星排与后行星排共用的大齿圈，以达到动力混合的目的，此种方案可以实现混合动力充电状态、混合动力助力加速状态、纯电动模式及发动机与电机转速及扭矩耦合动力模式等多种工作模式，能够充分发挥发动机的最佳工作空间，且传动系统简单，无需复杂的变速器，加速过程平稳。然而丰田普锐斯的方案第一电机在工作过程中会带动发动机旋转，因此其具有以下两个问题，第一个问题是无法实现纯发动机驱动，在车辆的不同状况下选择合适的驱动模式能够有效的提高动力转化的效率，且会更加省油，在车辆高速巡航且车辆采用纯发动机驱动时，动力的传递过程没有化学能、机械能及电能的来回转化，因而可以使车辆具有更高的动力转化效率，丰田普锐斯方案无法实现纯发动机驱动，在车辆高速巡航等状况下就会使动力转换效率低下，浪费能源。第二个问题是在纯电动模式下，为了保证发动机静止，需要使第二电机与第一电机具有相反的转动方向，这会浪费能源，且由于受到两个电机转速的显示，在纯电动模式下，最高车速比较低，大约只能达到50km/h，若需要更高的车速，就必须使发动机参与工作。大众集团的并联驱动模式是在传统的发动机与变速器之间添加一个电机，在电机的两侧各布置一个离合器，或者只在发动机与电机之间布置一个离合器，此种结构能够最大限度地利用现有的零件，以最小的改动实现车辆的混合动力化，而且可以实现多种驱动模式，如混动充电模式、混动助力加速状态、纯电动驱动模式、纯发动机驱动模式及制动能量回收模式等。但是，由于此结构添加的电机及离合器均设于发动机的动力输入轴上，因此其具有以下两个问题，第一个问题是该方案所需的布置空间较大，横置前驱车无法布置，传统前驱车的机舱Y轴方向比较紧凑，由于电机与离合器的加入，动力总成的曲轴方向需要较大的尺寸，因而横置平台基本难以满足此种方案布设所需的空间。第二个问题是，无法实现转速与转矩的双耦合，发动机最佳工作区间小，该方案发动机与变速器的输入是同轴的，因此发动机与电机进行功率耦合时，发动机与电机的转速是一样的，只能进行扭矩调节，无法像丰田普锐斯方案中的方案一样进行转速与扭矩的双耦合，所以发动机的最佳工作区间有限，无法达到最优的混动效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种混合动力驱动系统及具有该混合动力驱动系统的混合动力车辆，该混合动力驱动系统综合了差速驱动模式及并联驱动模式的优点，能够实现纯发动机驱动，保证车辆在高速巡航时的经济性，克服纯电动模式下需要双电机反转的缺点，同时又可以实现发动机与电机转速、扭矩双耦合，提高燃油经济性。本技术提供了一种混合动力驱动系统，包括发动机、电机、行星排、第一离合器、第二离合器、制动器、减速机构及驱动轴，所述行星排包括太阳轮、行星轮、齿圈及行星架，所述发动机通过第一离合器与所述齿圈及所述行星架的其中之一相连，所述电机与所述齿圈及所述行星架的其中另一相连，所述制动器连接于与所述发动机相连的所述齿圈或所述行星架上，所述第二离合器设置于所述太阳轮、所述行星架及所述齿圈中任意两者之间，所述太阳轮通过所述驱动轴与所述减速机构相连，所述驱动轴将动力传递至车轮。进一步地，所述减速机构包括中间轴齿轮组、减速器齿轮组及差速器总成，所述中间轴齿轮组包括中间轴主动齿轮及中间轴从动齿轮，所述减速器齿轮组包括减速器主动齿轮及减速器从动齿轮，所述混合动力驱动系统的输出轴与所述中间轴主动齿轮固定相连，所述中间轴主动齿轮与所述中间轴从动齿轮啮合，所述中间轴从动齿轮与所述减速器主动齿轮固定相连且同轴设置，所述减速器主动齿轮与所述减速器从动齿轮啮合，所述减速器从动齿轮与所述差速器总成相连，所述差速器总成与所述驱动轴相连。进一步地，所述减速机构包括机械换挡机构、减速器齿轮组及差速器总成，所述机械换挡机构包括一档中间轴齿轮组、二档中间轴齿轮组及位于所述一档中间轴齿轮组及所述二档中间轴齿轮组之间的换挡拨叉，所述一档中间轴齿轮组包括一档中间轴主动齿轮及与一档中间轴主动齿轮啮合的一档中间轴从动齿轮，所述二档中间轴齿轮组包括二档中间轴主动齿轮及与二档中间轴主动齿轮啮合的二档中间轴从动齿轮，所述减速器齿轮组包括减速器主动齿轮及与所述减速器主动齿轮啮合的减速器从动齿轮，所述换挡拨叉设置于所述驱动系统的输出轴上，并随所述驱动系统的输出轴转动，所述换挡拨叉位于所述一档中间轴主动齿轮及所述二档中间轴主动齿轮之间，并通过与所述一档中间轴主动齿轮或所述二档中间轴主动齿轮的接触带动所述一档中间轴主动齿轮或所述二档中间轴主动齿轮转动，所述减速器主动齿轮与所述一档中间轴从动齿轮及所述二档中间轴从动齿轮固定相连，所述减速器从动齿轮与所述差速器总成相连，所述差速器总成与所述驱动轴相连。进一步地，所述一档中间轴齿轮组与所述二档中间轴齿轮组具有不同的传动比。进一步地，所述混合动力驱动系统具有差速驱动模式，在所述差速驱动模式下，所述第一离合器处于压紧状态与所述行星排结合，所述第二离合器处于松开状态，所述制动器处于松开状态，所述发动机及所述电机均处于工作状态，在此模式下，所述混合动力驱动系统具有混合动力助力加速状态及混合动力充电状态，在处于所述混合动力助力加速状态时，所述发动机工作，所述电机处于放电状态，在处于所述混合动力充电状态时，所述发动机工作，所述电机处于充电状态。进一步地，所述混合动力驱动系统具有并联驱动模式，在所述并联驱动模式下，所述第一离合器处于压紧状态与所述行星排结合，所述第二离合器处于压紧状态，锁死所述行星排，所述制动器处于分开状态，所述发动机及所述电机均处于工作状态，在此模式下，所述混合动力驱动系统具有混合动力助力加速状态及混合动力充电状态，在处于所述混合动力助力加速状态时，所述发动机工作，所述电机处于放电状态，在处于所述混合动力充电状态时，所述发动机工作，所述电机处于充电状态。进一步地，所述混合动力驱动系统包括纯电机驱动模式，所述纯电机驱动模式根据所述制动器所处状态包括两种情况，第一种情况，所述第一离合器松开，与所述行星排脱离接触，所述第二离合器压紧，锁死所述行星排，所述制动器松开，所述电机处于工作状态，所述发动机停止工作，在第二种情况时，所述第二离合器压紧，锁死所述行星排，所述制动器压紧，所述制动器处于压紧或松开状态。进一步地，所述混合动力驱动系统包括倒挡模式，所述倒挡模式根据制动器所处的状态包括两种情况，第一中情况，所述第一离合器松开，与所述行星排脱离接触，所述第二离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力驱动系统，其特征在于：包括发动机(11)、电机(12)、行星排(20)、第一离合器(31)、第二离合器(32)、制动器(33)、减速机构(40)及驱动轴(50)，所述行星排(20)包括太阳轮(21)、行星轮(22)、齿圈(23)及行星架(24)，所述发动机(11)通过第一离合器(31)与所述齿圈(23)及所述行星架(24)的其中之一相连，所述电机(12)与所述齿圈(23)及所述行星架(24)的其中另一相连，所述制动器(33)连接于与所述发动机(11)相连的所述齿圈(23)或所述行星架(24)上，所述第二离合器(32)设置于所述太阳轮(21)、所述行星架(24)及所述齿圈(23)中任意两者之间，所述太阳轮(21)通过所述驱动轴(50)与所述减速机构(40)相连，所述驱动轴(50)将动力传递至车轮。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力驱动系统，其特征在于：包括发动机(11)、电机(12)、行星排(20)、第一离合器(31)、第二离合器(32)、制动器(33)、减速机构(40)及驱动轴(50)，所述行星排(20)包括太阳轮(21)、行星轮(22)、齿圈(23)及行星架(24)，所述发动机(11)通过第一离合器(31)与所述齿圈(23)及所述行星架(24)的其中之一相连，所述电机(12)与所述齿圈(23)及所述行星架(24)的其中另一相连，所述制动器(33)连接于与所述发动机(11)相连的所述齿圈(23)或所述行星架(24)上，所述第二离合器(32)设置于所述太阳轮(21)、所述行星架(24)及所述齿圈(23)中任意两者之间，所述太阳轮(21)通过所述驱动轴(50)与所述减速机构(40)相连，所述驱动轴(50)将动力传递至车轮。2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述减速机构(40)包括中间轴齿轮组(41)、减速器齿轮组(42)及差速器总成(43)，所述中间轴齿轮组(41)包括中间轴主动齿轮(411)及中间轴从动齿轮(412)，所述减速器齿轮组(42)包括减速器主动齿轮(421)及减速器从动齿轮(422)，所述混合动力驱动系统的输出轴(60)与所述中间轴主动齿轮(411)固定相连，所述中间轴主动齿轮(411)与所述中间轴从动齿轮(412)啮合，所述中间轴从动齿轮(412)与所述减速器主动齿轮(421)固定相连且同轴设置，所述减速器主动齿轮(421)与所述减速器从动齿轮(422)啮合，所述减速器从动齿轮(422)与所述差速器总成(43)相连，所述差速器总成(43)与所述驱动轴(50)相连。3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述减速机构(40)包括机械换挡机构(44)、减速器齿轮组(42)及差速器总成(43)，所述机械换挡机构(44)包括一档中间轴齿轮组(441)、二档中间轴齿轮组(442)及位于所述一档中间轴齿轮组(441)及所述二档中间轴齿轮组(442)之间的换挡拨叉(443)，所述一档中间轴齿轮组(441)包括一档中间轴主动齿轮(4411)及与一档中间轴主动齿轮(4411)啮合的一档中间轴从动齿轮(4412)，所述二档中间轴齿轮组(442)包括二档中间轴主动齿轮(4421)及与二档中间轴主动齿轮(4421)啮合的二档中间轴从动齿轮(4422)，所述减速器齿轮组(42)包括减速器主动齿轮(421)及与所述减速器主动齿轮(421)啮合的减速器从动齿轮(422)，所述换挡拨叉(443)设置于所述驱动系统的输出轴(60)上，并随所述驱动系统的输出轴(60)转动，所述换挡拨叉(443)位于所述一档中间轴主动齿轮(4411)及所述二档中间轴主动齿轮(4421)之间，并通过与所述一档中间轴主动齿轮(4411)或所述二档中间轴主动齿轮(4421)的接触带动所述一档中间轴主动齿轮(4411)或所述二档中间轴主动齿轮(4421)转动，所述减速器主动齿轮(421)与所述一档中间轴从动齿轮(4412)及所述二档中间轴从动齿轮(4422)固定相连，所述减速器从动齿轮(422)与所述差速器总成(43)相连，所述差速器总成(43)与所述驱动轴(50)相连。4.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述一档中间轴齿轮组(441)与所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：关佳景，郑婉婷，曾燕芳，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44