双行星排双模功率分流式混合动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双行星排双模功率分流式混合动力系统，涉及汽车技术领域，包括发动机、前行星排、后行星排、离合器系统、制动器、一号电机和二号电机；通过离合器系统和制动器的接合与分离可以实现不同工作模式的切换。本发明专利技术结构设计紧凑，解决了汽车在高速区运行时产生寄生功率的缺点，提高了混合动力系统的高效率区间，改善车辆的经济性；解决了汽车在低速区加速性能差和爬坡能力有限的问题，有效地降低系统对驱动电机的功率需求，改善了车辆的动力性和经济性。

Dual planetary dual mode power split hybrid power system

The invention discloses a double planetary dual-mode power split hybrid system, relates to the technical field of cars, including the engine, before and after the star star row row, clutch system, brake, a motor and a motor two; through engagement with the clutch and brake system can switch between different working modes. The invention has compact structure, solves the auto parasitic power in high speed operation when faults, improve the efficiency of interval hybrid system, improve the fuel economy of the vehicle acceleration performance is poor; solve the problem of limited and climbing ability in the low speed region, effectively reduce the system of motor power demand, improve the power performance and fuel economy.

【技术实现步骤摘要】
双行星排双模功率分流式混合动力系统
本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种双行星排双模功率分流式混合动力系统。
技术介绍
面对随着汽车行业的快速发展，未来的汽车将逐渐趋于混动化和电动化。同时，为了适应环境的可持续发展，汽车应该有更低的二氧化碳排放和能耗。混合动力汽车是目前最有效的节能汽车方案，其驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动机的最优控制，但是全部能量都会经过二次转换，损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是发动机与输出轴机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内；混联能结合串联和并联的优点，规避二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结构形式包括丰田的THS系统和通用的AHS系统。其中，丰田的THS系统只能实现输入式功率分流一种模式，驱动电机直接连接到输出件齿圈，对其性能要求较高，为了满足良好得动力性，需选用功率等级较高的电机，这在很大程度上增大了整车成本和安装的困难程度。另外，THS系统由于只能实现输入式功率分流一种模式，其在高速区传动效率较小。通用公司的AHS系统多数采用三排行星齿轮机构进行功率分流，需要控制多个离合器、锁止器以进行模式切换，导致其结构复杂、控制难度大。目前，已有的双行星排混合动力系统的专利大多只能实现一种功率分流模式，混合动力系统的高效率区间较小；同时，该类专利混合动力系统的输出扭矩小，为了满足爬坡性能等动力性需求，需选用功率等级较高的电机。如中国专利公布号CN103448529A，公布日2013-12-18，公开了行星式双模油电混联混合动力系统，该系统只能实现输入式功率分流一种模式，系统高速区传动效率较小，纯电动模式下会产生较大的弱磁损失；该系统输出扭矩较小，为了满足爬坡性能需求，需要匹配较高功率等级的电机。双行星排双模功率分流式混合动力系统结合了输入功率分流模式和复合功率分流模式，一方面增大了混合动力系统的高效率区间，有效地避免寄生功率的产生，改善车辆的经济性；另一方面有效地降低系统对驱动电机的功率需求，提高车辆在平直路面的加速性能和爬坡性能。
技术实现思路
本专利技术是为克服车辆在低速区加速性能差和爬坡能力有限的问题，以及克服车辆在高速区产生寄生功率和整车综合效率降低的问题，提供了一种双行星排双模功率分流式混合动力系统。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的，结合附图：所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统，包括发动机1、前行星排与后行星排，该系统还包括离合器系统、制动器17与电机系统；所述的前行星排套装在动力输入轴3上为转动连接，前行星排行星架7与动力输入轴3为花键副连接；后行星排套装在二号电机12的输出轴上为转动连接，后行星排太阳轮13与二号电机12的输出轴为花键副连接；一号离合器8的主动部分与前行星排行星架7为一体结构，一号离合器8的从动部分固连在后行星排齿圈16的左端，与后行星排齿圈16共同旋转；二号离合器10的主动部分与前行星排齿圈9为一体结构，二号离合器10的从动部分固连在后行星排行星架15的左端，与后行星排行星架15共同旋转；三号离合器11的主动部分与后行星排太阳轮13为一体结构，三号离合器11的从动部分与二号离合器10的主动部分为一体结构；制动器17的主动部分与后行星排齿圈16为一体结构，制动器17的从动部分固定在车架上；一号电机4的壳体固定在车架上，一号电机4的转子套装在动力输入轴3的右端，与前行星排太阳轮5为花键副连接；二号电机12的壳体固定在车架上，二号电机12的输出轴与后行星排太阳轮13为花键副连接。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，动力输入轴3、前行星排、后行星排、一号离合器8、二号离合器10、三号离合器11、制动器17、一号电机4与二号电机12的回转轴线共线。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，离合器系统包括有一号离合器8、二号离合器10和三号离合器11，一号离合器8的主动部分与前行星排行星架7为一体结构，从动部分固连在后行星排齿圈16的左端；二号离合器10的主动部分与前行星排齿圈9为一体结构，二号离合器10的从动部分固连在后行星排行星架15的左端；三号离合器11的主动部分与后行星排太阳轮13为一体结构，三号离合器11的从动部分与二号离合器10的主动部分为一体结构；通过调整一号离合器8、二号离合器10和三号离合器11不同的接合与分离状态，从而实现功率分流模式的转换；根据功率分流的方式不同，功率分流模式可划分为输入功率分流模式与复合功率分流模式，其中输入功率分流模式还包括输入功率分流模式Ⅰ与输入功率分流模式Ⅱ两种子模式。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，制动器17包括有主动部分和从动部分，主动部分与后行星排齿圈16为一体结构，从动部分固定在车架上；通过接合制动器17的主动部分与从动部分，可以实现纯电动模式和再生制动模式。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，电机系统包括有一号电机4和二号电机12；一号电机4为永磁同步电机，一号电机4的壳体固定在汽车车架上，电机输出轴为空心轴，通过轴承支撑在动力输入轴3的光轴部分，电机转子与前行星排太阳轮5通过花键连接；一号电机4用于在不同工况下解耦发动机1和车轮之间的转速，使发动机1的转速独立于车轮的转速，配合二号电机12对发动机1和车轮之间的转矩解耦；二号电机12为永磁同步电机，二号电机12的壳体固定在汽车车架上，电机输出轴通过轴承支撑在后行星排太阳轮13的凹槽部分，电机转子与后行星排太阳轮13通过花键连接；二号电机12具有高转矩输出特性可以增加或补充整车驱动桥上来自于发动机1的转矩以满足路面转矩需求。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，前行星排包括前行星排太阳轮5、前行星排行星轮6、前行星排行星架7、前行星排齿圈9；所述的前行星排太阳轮5、前行星排行星轮6、前行星排齿圈9依次啮合，前行星排行星架7与前行星排行星轮6为转动连接；所述的前行星排行星架7与一号离合器8的主动部分为一体结构，前行星排齿圈9与二号离合器10的主动部分为一体结构。根据本专利技术提供的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其中，后行星排包括后行星排太阳轮13、后行星排行星轮14、后行星排行星架15、后行星排齿圈16；所述的后行星排太阳轮13、后行星排行星轮14、后行星排齿圈16依次啮合，后行星排行星架15与后行星排行星轮14为转动连接；所述的后行星排太阳轮13与三号离合器11的主动部分为一体结构，后行星排行星架15与二号离合器10的从动部分为一体结构，后行星排齿圈16与一号离合器8的从动部分和制动器17的主动部分为一体结构。所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统划分为纯电动模式、输入功率分流模式、复合功率分流模式和再生制动模式，其中输入功率分流模式根据动力的传递途径不同划分输入功率分流模式Ⅰ和输入功率分流模式Ⅱ。本专利技术与现有技术相比，有益效果如下：1.本专利技术所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统通过接合制动器，可以实现纯电动起车模式，消除发动机的怠速油耗，提高整车燃油经济性，同时减少有害气体排放量，减少对环境的污染。2.本专利技术所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星排双模功率分流式混合动力系统，包括发动机(1)、前行星排与后行星排，其特征在于，所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统还包括离合器系统、制动器(17)与电机系统；所述的前行星排套装在动力输入轴(3)上为转动连接，前行星排行星架(7)与动力输入轴(3)为花键副连接；后行星排套装在二号电机(12)的输出轴上为转动连接，后行星排太阳轮(13)与二号电机(12)的输出轴为花键副连接；一号离合器(8)的主动部分与前行星排行星架(7)为一体结构，一号离合器(8)的从动部分固连在后行星排齿圈(16)的左端，与后行星排齿圈(16)共同旋转；二号离合器(10)的主动部分与前行星排齿圈(9)为一体结构，二号离合器(10)的从动部分固连在后行星排行星架(15)的左端，与后行星排行星架(15)共同旋转；三号离合器(11)的主动部分与后行星排太阳轮(13)为一体结构，三号离合器(11)的从动部分与二号离合器(10)的主动部分为一体结构；制动器(17)的主动部分与后行星排齿圈(16)为一体结构，制动器(17)的从动部分固定在车架上；一号电机(4)的壳体固定在车架上，一号电机(4)的转子套装在动力输入轴(3)的右端，与前行星排太阳轮(5)为花键副连接；二号电机(12)的壳体固定在车架上，二号电机(12)的输出轴与后行星排太阳轮(13)为花键副连接。...

【技术特征摘要】
1.一种双行星排双模功率分流式混合动力系统，包括发动机(1)、前行星排与后行星排，其特征在于，所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统还包括离合器系统、制动器(17)与电机系统；所述的前行星排套装在动力输入轴(3)上为转动连接，前行星排行星架(7)与动力输入轴(3)为花键副连接；后行星排套装在二号电机(12)的输出轴上为转动连接，后行星排太阳轮(13)与二号电机(12)的输出轴为花键副连接；一号离合器(8)的主动部分与前行星排行星架(7)为一体结构，一号离合器(8)的从动部分固连在后行星排齿圈(16)的左端，与后行星排齿圈(16)共同旋转；二号离合器(10)的主动部分与前行星排齿圈(9)为一体结构，二号离合器(10)的从动部分固连在后行星排行星架(15)的左端，与后行星排行星架(15)共同旋转；三号离合器(11)的主动部分与后行星排太阳轮(13)为一体结构，三号离合器(11)的从动部分与二号离合器(10)的主动部分为一体结构；制动器(17)的主动部分与后行星排齿圈(16)为一体结构，制动器(17)的从动部分固定在车架上；一号电机(4)的壳体固定在车架上，一号电机(4)的转子套装在动力输入轴(3)的右端，与前行星排太阳轮(5)为花键副连接；二号电机(12)的壳体固定在车架上，二号电机(12)的输出轴与后行星排太阳轮(13)为花键副连接。2.按照权利要求1所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其特征在于，所述的动力输入轴(3)、前行星排、后行星排、一号离合器(8)、二号离合器(10)、三号离合器(11)、制动器(17)、一号电机(4)与二号电机(12)的回转轴线共线。3.按照权利要求1所述的双行星排双模功率分流式混合动力系统，其特征在于，所述的离合器系统包括有一号离合器(8)、二号离合器(10)和三号离合器(11)，一号离合器(8)的主动部分与前行星排行星架(7)为一体结构，从动部分固连在后行星排齿圈(16)的左端；二号离合器(10)的主动部分与前行星排齿圈(9)为一体结构，二号离合器(10)的从动部分固连在后行星排行星架(15)的左端；三号离合器(11)的主动部分与后行星排太阳轮(13)为一体结构，三号离合器(11)的从动部分与二号离合器(10)的主动部分为一体结构；通过调整一号离合器(8)、二号离合器(10)和三号离合器(11)不同的接合与分离状态，从而实现功率分流模式的转换；根据功率分流的方式不同，功率分流模式可划分为输入功率分流模式与复合功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，黄海瑞，宋大凤，杨南南，王越，李广含，张峻恺，王振伟，崔皓勇，孙可华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22