混合动力汽车及其三轴式行星混联系统技术方案

本实用新型专利技术涉及混合动力汽车及其三轴式行星混联系统，包括发动机、行星排、第一电机、第二电机和系统输出轴，相较于传统的双行星排动力系统，结构上得到了很大地简化，相应地，控制简单，可靠性较高。而且，通过各机构仍旧能够实现现有的动力系统所能够实现的工作模式。并且，通过锁止行星排的第一端，发动机的输出扭矩通过行星排的第二端和第三端传输给系统输出轴，实现发动机的直驱功能，避免能量二次转换，减少了功率分流造成的能量损失，提高了系统效率。通过离合器能够实现高速工况下第二电机静止，避免高速工况下第二电机因高速空转而出现的弱磁损失。另外，该混联系统集成度高，便于实现模块化，通用化。

Hybrid electric vehicle and its three axis planetary hybrid system

The utility model is related to the hybrid electric vehicle and its three axis planetary mixing system, including the engine, the planetary row, the first motor, the second motor and the system output shaft. Compared with the traditional double planet exhaust system, the structure has been greatly simplified, the control simplification and the high reliability are correspondingly. Moreover, through various agencies, the working mode of the existing power system can still be realized. Furthermore, by locking the first end of the planetary row, the output torque of the engine is transmitted to the output axis of the system through the second and third end of the planetary row to realize the direct drive function of the engine, avoid the two conversion of energy, reduce the energy loss caused by the power diversion, and improve the efficiency of the system. The clutch can achieve the static state of the two motor at high speed, and avoid the flux weakening loss of the two motor due to high speed idling at high speed. In addition, the hybrid system has high integration and is easy to realize modularization and generalization.

【技术实现步骤摘要】
混合动力汽车及其三轴式行星混联系统
本技术涉及混合动力汽车及其三轴式行星混联系统。
技术介绍
面对能源匮乏和环境污染日益严重的现状，新能源汽车是目前主要的汽车研究方向。混合动力汽车驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动机的最优控制，但是能量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工作在最优区域；混联兼具串联和并联的优点，是目前较为主流的驱动系统方案。当前混联式动力系统主要采用双行星排双电机驱动动力耦合技术实现功率分流和不同的工作模式，利用对电机调速方法可实现车速和发动机转速的解耦，控制发动机时刻工作在高效区，节油潜力大。但是，目前的双行星排动力系统需要两个行星排，成本较高，而且，每个行星排均有相关的机械结构，这两个行星排之间也需要相当复杂的连接，因此，现有的双行星排动力系统结构相当复杂，相应地，控制繁琐，可靠性较低。另外，目前市场上现有行星混联系统，即双行星排动力系统的不足之处还有：1、高速工况下驱动电机空转弱磁损失大；2、发动机存在功率分流，能量二次转换系统效率低；3、高速工况下无发动机直驱功能，ISG电机在低转速区域效率低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种混合动力汽车三轴式行星混联系统，用以解决传统的双行星混联系统结构复杂的问题。本技术还提供一种混合动力汽车。为实现上述目的，本技术的方案包括一种混合动力汽车三轴式行星混联系统，包括发动机、行星排、第一电机、第二电机和系统输出轴，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第一端，所述第一端通过制动器连接壳体，所述发动机连接所述第二端，所述第二电机通过离合器连接所述第三端，所述第三端连接所述系统输出轴。该三轴式行星混联系统中只有一个行星排，相较于传统的双行星排动力系统，结构上得到了很大地简化，相应地，控制简单，可靠性较高。而且，虽然结构没有现有的动力系统复杂，但是，该混联系统的功能并没有减弱，通过各机构仍旧能够实现纯电动模式、发动机和电机联合驱动模式、发动机直驱模式、发动机驱动并发电模式和制动能量回收模式等工作模式。而且，通过锁止行星排的第一端，发动机的输出扭矩通过行星排的第二端和第三端传输给系统输出轴，实现发动机的直驱功能，避免能量二次转换，减少了功率分流造成的能量损失，提高了系统效率。通过离合器能够实现高速工况下第二电机静止，避免高速工况下第二电机因高速空转而出现的弱磁损失。另外，该混联系统集成度高，便于实现模块化，通用化。所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈。为了缩短系统轴向尺寸，方便布置，所述第一电机通过第一齿轮机构连接所述第一端，以使所述第一电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向一侧，所述离合器通过第二齿轮机构连接所述第三端，以使所述第二电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向另一侧。所述第一电机所在轴线、第二电机所在轴线和所述发动机和行星排所在轴线平行。本技术还提供一种混合动力汽车，包括一种三轴式行星混联系统，所述混联系统包括发动机、行星排、第一电机、第二电机和系统输出轴，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第一端，所述第一端通过制动器连接壳体，所述发动机连接所述第二端，所述第二电机通过离合器连接所述第三端，所述第三端连接所述系统输出轴。所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈。所述第一电机通过第一齿轮机构连接所述第一端，以使所述第一电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向一侧，所述离合器通过第二齿轮机构连接所述第三端，以使所述第二电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向另一侧。所述第一电机所在轴线、第二电机所在轴线和所述发动机和行星排所在轴线平行。附图说明图1是三轴式行星混联系统结构示意图；图2是三轴式行星混联系统控制逻辑示意图。具体实施方式混合动力汽车实施例本实施例提供一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括一种三轴式行星混联系统，当然，该混合动力汽车中还包括其他组成部分，由于其他组成部分不是本技术需要保护的技术点，本实施例就不再具体说明，以下仅针对三轴式行星混联系统进行详细描述。三轴式行星混联系统包括发动机1、行星排、第一电机14、第二电机5和系统输出轴10。由于一般情况下第一电机14具有发电和驱动作用，因此，第一电机14以ISG电机为例，由于一般情况下第二电机5的作用是驱动整车，因此，第二电机5以驱动电机为例。行星排包括三个端，分别称为第一端、第二端和第三端，由于行星排的三个端分别是太阳轮、行星架和齿圈，因此，第一端、第二端和第三端分别与太阳轮、行星架和齿圈中的其中一个一一对应。第一电机14连接第一端，第一端通过制动器4连接壳体，制动器4即为锁止离合器，发动机1连接第二端，第二电机5通过离合器6连接第三端，第三端连接系统输出轴10。第一端、第二端和第三端与太阳轮、行星架和齿圈的对应关系并不唯一，原则上总共有六种对应关系，不同的对应关系代表机械传动变比不同，因此，在满足运行要求的前提下，具体的对应关系可以根据实际需要进行设定，本实施例中，给出一种具体的对应关系：第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈。那么，如图1所示，第一电机14连接太阳轮12，太阳轮12通过制动器4连接壳体，发动机1连接行星架11，第二电机5通过离合器6连接齿圈8，齿圈8连接系统输出轴10，系统输出轴10通过变速机构连接车轮9。另外，通常情况下，发动机1通过扭转减震器2连接行星架11。第二电机5经齿轮降速增扭后驱动车辆，降低对第二电机5的大扭矩的依赖，节约系统成本。为了缩短系统轴向尺寸，方便布置，第一电机14布置在发动机1和行星排所在轴线的径向一侧，第二电机5布置在发动机1和行星排所在轴线的径向另一侧，为了改变传动方向，第一电机14通过第一齿轮机构连接太阳轮12，如图1所示，第一齿轮机构包括齿轮3和齿轮13，齿轮3与太阳轮12连接，齿轮3与齿轮13啮合，第一电机14与齿轮13相连接，离合器8通过第二齿轮机构连接齿圈8，如图1所示，第二齿轮机构包括齿轮7，齿轮7与齿圈8啮合，离合器8与齿轮7连接。进一步地，第一电机14所在轴线、第二电机5所在轴线和发动机1和行星排所在轴线平行设置。因此，系统采用三轴布置，第一电机14和第二电机5布置在发动机1和行星排所在轴线的径向两侧，能够缩短系统轴向尺寸，方便安装布置。该混联系统包括以下工作模式：纯电动模式、发动机和电机联合驱动模式、发动机直驱模式、发动机驱动并发电模式和制动能量回收模式。(1)纯电动模式当车辆起步或者在平坦路面低速行驶时，如果整车需求功率较小，且电池SOC＞SOCH，第二电机5单独驱动车辆，以纯电动模式工作。此时，发动机1停机不工作，离合器6处于结合状态，制动器4处于非锁止状态，第一电机14空转，第二电机5经降速增扭后驱动整车。该模式下，混联系统的输入为第二电机5，输出为齿圈8，具体的转矩关系为：Tout＝k2TMG2，其中，k2为齿圈8与齿轮7齿数的比值，TMG2为第二电机5的输出转矩，SOC为电池电量状态，SOCH为设定的电量状态上限值。(2)发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车三轴式行星混联系统，其特征在于，包括发动机、行星排、第一电机、第二电机和系统输出轴，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第一端，所述第一端通过制动器连接壳体，所述发动机连接所述第二端，所述第二电机通过离合器连接所述第三端，所述第三端连接所述系统输出轴。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车三轴式行星混联系统，其特征在于，包括发动机、行星排、第一电机、第二电机和系统输出轴，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第一端，所述第一端通过制动器连接壳体，所述发动机连接所述第二端，所述第二电机通过离合器连接所述第三端，所述第三端连接所述系统输出轴。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车三轴式行星混联系统，其特征在于，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈。3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车三轴式行星混联系统，其特征在于，所述第一电机通过第一齿轮机构连接所述第一端，以使所述第一电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向一侧，所述离合器通过第二齿轮机构连接所述第三端，以使所述第二电机布置在所述发动机和行星排所在轴线的径向另一侧。4.根据权利要求3所述的混合动力汽车三轴式行星混联系统，其特征在于，所述第一电机所在轴线、第二电机所在轴线和所述发动机和行星...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴，陈慧勇，王印束，何黎明，王富生，刘小伟，李建锋，邵嘉旭，
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