一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统，为克服目前四驱混合动力系统功率分流构型结构复杂、控制难度大的缺点，一种配置开放绕组电机的四驱车辆混动力合系统包括前轴驱动部分与后轴驱动部分；前轴驱动部分包括行星齿轮机构、扭矩耦合传动轴、发动机传动轴与发动机离合器；后轴驱动部分包括后桥传动齿轮(30)；发动机传动轴的一端与发动机的输出轴采用法兰盘连接，发动机传动轴的另一端与离合器的主动部分采用花键副连接，扭矩耦合传动轴通过法兰联轴器与前轴第二电机相连接，行星齿轮机构套装在前轴第一电机的输出轴上，行星齿轮机构中的行星排行星架与前驱动桥通过齿轮啮合连接；后桥传动齿轮与后驱动桥通过齿轮啮合连接。

A hybrid power system of four drive vehicle with open winding motor

The invention discloses a four-wheel drive vehicle hybrid power system of a configuration of open winding motor, in order to overcome the present 4WD hybrid system power split the shortcomings of complex structure, difficult to control configuration, a 4WD vehicle configuration open winding hybrid power system comprises a front drive shaft and the rear axle drive part; the driving part comprises a planetary axle gear mechanism, coupling torque transmission shaft, a transmission shaft of the engine and the engine clutch; the rear axle drive part comprises a rear axle drive gear (30); the output shaft end of a transmission shaft of the engine and engine with flange connection, active part and the other end of the clutch transmission shaft of the engine using the spline connection, torque coupling drive shaft through the flange the coupling with the front axle second is connected to the motor, planetary gear mechanism is sleeved on the output shaft of the first motor on the front axle, The planet gear frame in the planetary gear mechanism is connected to the front drive bridge through the gear meshing, and the rear axle gear is connected to the rear drive bridge through the gear meshing.

【技术实现步骤摘要】
一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统
本专利技术涉及一种装配开放绕组电机的车用混合动力系统，更确切地说，本专利技术涉及一种配置开放绕组电机的四驱车辆混动力合系统。
技术介绍
随着近年来不可再生燃料的持续消耗、全球气候的逐渐变暖以及环境污染问题的不断加剧，混合动力汽车作为节能与新能源汽车重要产品形态之一，得到了广泛关注和应用。随着混合动力汽车的日益推广，以及人们对车辆动力性、经济性、通过性、舒适性等综合性能需求的不断提高，四驱混动车辆，尤其是四驱混动运动型多用途汽车越来越受到市场的青睐。一般情况下，传统燃油四驱车后备功率通常较高，在城市工况时的油耗和排放均不理想；另外，由于前后轴动力全部来自于发动机，前后轴动力分配常采用定比例分配的方法，不能灵活适应各种工况。而四驱混合动力系统构型能够有效避免上述问题，一方面具有混合动力汽车的经济性优势，另一方面可以灵活分配前后轴扭矩，因此动力地面耦合的四驱混合动力车辆从整车的综合性能上看，具有一定优势。此外，在车用电机方面，随着新能源汽车技术的不断发展和应用，车用电机从由工业电机代替，逐步发展到面向永磁化、高速化、高效化、小型化设计的车辆专用电机，以满足车辆工况和运行环境的要求。传统电机系统一般采用单电机、单逆变器的形式，其外特性概括为低速大扭矩、高速恒功率，比较符合车辆的驱动力需求。但为了兼顾车辆最大爬坡度和最高车速两项动力性指标，往往需要配备一个两档变速器，以更好的满足要求。而一种新型的绕组可变电机系统技术采用单电机、双逆变器的系统组成，能够通过改变绕组连接方式，实现电机外特性的变换和高效区的移动。因此，将其应用于车辆动力系统，一方面有助于满足车辆动力性需求，代替两档变速器；另一方面有助于提高车辆经济性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了目前四驱混合动力系统功率分流构型结构复杂、控制难度大的缺点，提供了一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统。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：所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统包括前轴驱动部分与后轴驱动部分；所述的前轴驱动部分包括行星齿轮机构、扭矩耦合传动轴、发动机传动轴与发动机离合器；所述的后轴驱动部分包括后桥传动齿轮；所述的发动机传动轴的一端与发动机的输出轴采用法兰盘连接，发动机传动轴的另一端与离合器的主动部分采用花键副连接，扭矩耦合传动轴通过法兰联轴器与前轴第二电机相连接，行星齿轮机构套装在前轴第一电机的输出轴上，行星齿轮机构中的行星排行星架与前驱动桥通过齿轮啮合连接；后桥传动齿轮与后驱动桥通过齿轮啮合连接。技术方案中所述的前轴驱动部分还包括发动机轴传动齿轮、转速耦合轴第二齿轮、转速耦合传动轴、转速耦合轴离合器、转速耦合轴第一齿轮、扭矩耦合轴第二齿轮、扭矩耦合轴第一齿轮、扭矩耦合轴离合器与齿圈传动齿轮；所述的转矩耦合轴第二齿轮、转矩耦合轴第一齿轮与转矩耦合轴离合器的主动盘由左至右地安装在扭矩耦合传动轴上，转矩耦合轴第二齿轮、转矩耦合轴第一齿轮与转矩耦合轴离合器的主动盘上的内花键和扭矩耦合传动轴上的外花键配合并采用卡环的轴向限位成固定连接，转矩耦合轴离合器的主动盘位于扭矩耦合传动轴的右端，转矩耦合轴离合器的从动盘安装在前轴第一电机输出轴的左端，扭矩耦合传动轴与前轴第一电机输出轴的回转轴线共线；扭矩耦合传动轴与发动机传动轴的回转轴线平行。所述的转速耦合轴离合器的主动盘与从动盘通过花键副与转速耦合传动轴配合连接，转速耦合传动轴的右、左两端分别和转速耦合轴第一齿轮与转速耦合轴第二齿轮相连接，转速耦合传动轴和转速耦合轴第一齿轮与转速耦合轴第二齿轮之间采用内外花键的配合及卡环的轴向限位实现固定连接，转速耦合传动轴与扭矩耦合传动轴相平行，齿圈传动齿轮套装在行星齿轮机构中的行星排齿圈的中心处，齿圈传动齿轮与转速耦合轴第一齿轮啮合连接，转速耦合轴第二齿轮与转矩耦合轴第一齿轮啮合连接；发动机离合器的从动盘通过花键轴与发动机轴传动齿轮连接，发动机轴传动齿轮与扭矩耦合轴第二齿轮啮合连接。技术方案中所述的行星齿轮机构还包括行星排齿圈、4个结构相同的行星排行星轮、行星排太阳轮与锁止机构；所述的行星排太阳轮位于行星排齿圈的中心处，4个结构相同的行星排行星轮位于星排齿圈与行星排太阳轮之间，4个结构相同的行星排行星轮的内侧轮齿与行星排太阳轮啮合连接，4个结构相同的行星排行星轮的外侧轮齿与行星排齿圈内啮合连接，4个结构相同的行星排行星轮通过中心轴安装在行星排行星架上，使得行星排齿圈停止旋转的锁止机构安装行星排齿圈的外侧。技术方案中所述的后轴驱动部分还包括后桥电机输出轴传动齿轮、后桥电机输出轴、后桥传动轴与后轴可变绕组电机；所述的后轴可变绕组电机输出轴与后桥电机输出轴的一端采用法兰联轴器相连接，后轴可变绕组电机与后桥电机输出轴的回转轴线共线，后桥电机输出轴传动齿轮安装在后桥电机输出轴上，后桥电机输出轴传动齿轮通过其上的内花键孔与后桥电机输出轴的外花键紧密配合及采用卡环的轴向限位成固定连接，后桥电机输出轴传动齿轮与后桥传动轴上的后桥传动齿轮相啮合，后桥电机输出轴传动齿轮与后桥传动轴的回转轴线平行。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统通过三个离合器的控制以及行星齿轮的锁止机构，双电机既可以实现扭矩耦合，也可以实现转速耦合；因而能够使系统在保持高效率的前提下灵活应对不同车速时不同扭矩需求的各类工况，有效地解决了电机高速时效率低的问题，同时使得电机小型化。2.本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统通过在扭矩耦合和转速耦合时设置不同的传动比，解决了动力源与太阳轮连接和与齿圈连接时转速差过大的问题，使得动力源始终工作在高效区附近。3.本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统采用了简单的单排行星齿轮机构和三个离合器，并且用可变绕组电机驱动后轴；因而相比于其他功率分流构型的四驱混合动力系统结构相对简单，控制难度也相应降低，前后轴动力分配比例可连续变化。4.本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统采用可变绕组电机取代传统变速器，使车辆行驶中更易达到高效区；其切换方式与机械式换挡相比，能够使电机不易磨损、耐久性能更强，同时也免去了驾驶员的换挡操作。5.本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统可以实现前轴纯电驱动模式，后轴纯电驱动模式，四驱纯电驱动模式，前轴双电机转速耦合驱动模式，地面扭矩耦合、前轴双电机转速耦合驱动模式，前轴发动机与电机转速耦合驱动模式，地面扭矩耦合、前轴发动机与电机转速耦合驱动模式，前轴双电机扭矩耦合驱动模式，地面扭矩耦合、前轴双电机扭矩耦合驱动模式，前轴发动机与电机扭矩耦合驱动模式，地面扭矩耦合、前轴发动机与电机扭矩耦合驱动模式，前轴发动机单独驱动模式，地面扭矩耦合、前轴发动机单独驱动模式，串联驱动模式，地面扭矩耦合、串联驱动模式，停车充电模式多种工作模式。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1是本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统结构组成示意图；图2是本专利技术所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统前轴纯电驱动模式的示意图；图3是本专利技术所述的一种配置开放绕组电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统,其特征在于，所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统(1)包括前轴驱动部分与后轴驱动部分；所述的前轴驱动部分包括行星齿轮机构(6)、扭矩耦合传动轴(10)、发动机传动轴(12)与发动机离合器(27)；所述的后轴驱动部分包括后桥传动齿轮(30)；所述的发动机传动轴(12)的一端与发动机(2)的输出轴采用法兰盘连接，发动机传动轴(12)的另一端与离合器(27)的主动部分采用花键副连接，扭矩耦合传动轴(10)通过法兰联轴器与前轴第二电机(4)相连接，行星齿轮机构(6)套装在前轴第一电机(3)的输出轴上，行星齿轮机构(6)中的行星排行星架(17)与前驱动桥(7)通过齿轮啮合连接；后桥传动齿轮(30)与后驱动桥(46)通过齿轮啮合连接。

【技术特征摘要】
1.一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统,其特征在于，所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统(1)包括前轴驱动部分与后轴驱动部分；所述的前轴驱动部分包括行星齿轮机构(6)、扭矩耦合传动轴(10)、发动机传动轴(12)与发动机离合器(27)；所述的后轴驱动部分包括后桥传动齿轮(30)；所述的发动机传动轴(12)的一端与发动机(2)的输出轴采用法兰盘连接，发动机传动轴(12)的另一端与离合器(27)的主动部分采用花键副连接，扭矩耦合传动轴(10)通过法兰联轴器与前轴第二电机(4)相连接，行星齿轮机构(6)套装在前轴第一电机(3)的输出轴上，行星齿轮机构(6)中的行星排行星架(17)与前驱动桥(7)通过齿轮啮合连接；后桥传动齿轮(30)与后驱动桥(46)通过齿轮啮合连接。2.按照权利要求1所述的一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统,其特征在于，所述的前轴驱动部分还包括发动机轴传动齿轮(28)、转速耦合轴第二齿轮(26)、转速耦合传动轴(11)、转速耦合轴离合器(24)、转速耦合轴第一齿轮(25)、扭矩耦合轴第二齿轮(23)、扭矩耦合轴第一齿轮(22)、扭矩耦合轴离合器(21)与齿圈传动齿轮(20)；所述的转矩耦合轴第二齿轮(23)、转矩耦合轴第一齿轮(22)与转矩耦合轴离合器(21)的主动盘由左至右地安装在扭矩耦合传动轴(10)上，转矩耦合轴第二齿轮(23)、转矩耦合轴第一齿轮(22)与转矩耦合轴离合器(21)的主动盘上的内花键和扭矩耦合传动轴(10)上的外花键配合并采用卡环的轴向限位成固定连接，转矩耦合轴离合器(21)的主动盘位于扭矩耦合传动轴(10)的右端，转矩耦合轴离合器(21)的从动盘安装在前轴第一电机(3)输出轴的左端，扭矩耦合传动轴(10)与前轴第一电机(3)输出轴的回转轴线共线；扭矩耦合传动轴(10)与发动机传动轴(12)的回转轴线平行；所述的转速耦合轴离合器(24)的主动盘与从动盘通过花键副与转速耦合传动轴(11)配合连接，转速耦合传动轴(11)的右、左两端分别和转速耦合轴第一齿轮(25)与转速耦合轴第二齿轮(26)相连接，转速耦合传动轴(11)和转速耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：初亮，李育宽，富子丞，许楠，郭崇，张元建，贾一帆，张佳男，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22