一种混合动力系统及车辆技术方案

本发明专利技术涉及一种混合动力系统及车辆。在后齿圈上连接制动装置以控制后齿圈的转动和停止，在后太阳轮、齿圈、行星架中的两个之间通过离合器实现两者的分离和连接，通过两制动装置的配合实现对二号电机的转速控制，以适应高速行驶和重载爬坡的需求；通过两个控制装置和一个离合器的协同作用可以实现多种纯电动、多种混动、发动机直驱以及多种能量回收等多种驱动模式的自由切换，提高了动力系统效率，而且可在高速运转时避免二号电机随动，从而避免能量浪费，显著提高混动车辆的动力性和经济性。

A Hybrid Power System and Vehicle

The invention relates to a hybrid power system and a vehicle. The brake device is connected on the rear gear ring to control the rotation and stop of the rear gear ring, the separation and connection of the two parts in the rear sun wheel, gear ring and planetary frame are realized by clutch, and the speed control of No. 2 motor is realized by the cooperation of the two brake devices to meet the requirements of high-speed driving and heavy-load climbing; the synergistic effect of two control devices and one clutch is adopted. Free switching of various driving modes, such as pure electric drive, multiple mixing, direct drive of engine and multiple energy recovery, can be realized, which improves the efficiency of power system and avoids the follow-up of No. 2 motor when running at high speed, thus avoiding energy waste and significantly improving the power and economy of hybrid vehicles.

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力系统及车辆
本专利技术涉及一种混合动力系统及车辆。
技术介绍
目前新能源汽车发展迅猛，成为当前汽车行业的研究热点，按照传动系统结构布置的不同，现有的混合动力系统分为串联、并联、混联3种。混联式混合动力系统能够兼顾串联、并联系统的优点，而备受亲睐，当前混联式混合动力系统最成功的无疑是丰田的THS系统，但是THS采用单行星排结构的单模功率分流模式导致高速时传动效率较低，通用开发了双排或多排行星排动力系统，虽然提高了低速和高速时的传动效率，但是系统结构复杂，控制难度较大。申请公布号为CN103448529A的中国专利公开了一种行星式双模油电混联混合动力系统，该混联系统包括发动机、一号电机、逆变器、超级电容(相当于动力电源)、二号电机、前行星排、后行星排、离合器(相当于第一制动装置)、系统输入轴和系统输出轴，前行星排分别包括前行星架、前太阳轮、前行星轮和前齿圈，后行星排分别包括后行星架、后太阳轮、后行星轮和后齿圈，发动机通过联轴器与系统输入轴连接，前行星排套装在系统输入轴的右端，一号电机空套在系统输入轴的左端，一号电机的右端与前行星排的左端为花键连接，离合器与前行星排为花键连接，前行星排与系统输出轴为花键连接，后行星排套装在系统输出轴上，二号电机空套在系统输出轴的右端，二号电机的左端与后行星排的右端为花键连接。该系统虽然能实现几种模式的切换，但是依然存在以下不足：(1)纯电动时二号电机无变速装置，工作点无法调节，无法兼顾高车速与大爬坡度；(2)高速行驶时，二号电机一直随转存在弱磁损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混合动力系统，以解决现有技术中存在的纯电动模式二号电机无法变速调节、高速行驶模式二号电机随转造成电能损耗等功能驱动模式比较单一的技术问题；本专利技术的目的还在于提供一种使用上述混合动力系统的车辆。为实现上述目的，本专利技术的混合动力系统采用如下的技术方案：技术方案1：混合动力系统包括前、后行星排，前行星架传动连接有发动机，前太阳轮传动连接有一号电机，前太阳轮或一号电机上或其二者之间设有第一制动装置，前齿圈传动连接有系统输出轴，后行星架与所述系统输出轴传动连接，后太阳轮传动连接有二号电机，混合动力系统还包括分别与一号、二号电机电连接的逆变器以及与逆变器电连接的动力电源，后齿圈连接有控制后齿圈转动和停止的第二制动装置，后太阳轮、后行星架和后齿圈中的其中两个通过第一离合器连接以实现连接与分离。技术方案2：在技术方案1的基础上，后太阳轮和后行星架通过第一离合器连接。技术方案3：在技术方案1的基础上，后太阳轮和后齿圈通过第一离合器连接。技术方案4：在技术方案1的基础上，后行星架和后齿圈通过第一离合器连接。技术方案5：在技术方案1-4任意一项的基础上，第一制动装置和/或第二制动装置为制动器或离合器。有益效果：本专利技术通过在后齿圈上连接第二制动装置以控制后齿圈的转动和停止，通过在后太阳轮、后齿圈和后行星架中的两个之间通过第一离合器实现两者的分离和连接，通过第二制动装置和第一离合器的配合可实现对二号电机的转速控制，实现高速低载荷和低速高载荷模式的切换以适应高速行驶和重载爬坡的需求；通过两个制动装置和一个离合器的协同作用可以实现多种纯电动、多种混动、发动机直驱以及多种能量回收等多种驱动模式的自由切换，提高了动力系统效率，而且可在高速运转时避免二号电机随动，从而避免能量浪费，显著提高混动车辆的动力性和经济性。本专利技术的车辆采用如下的技术方案：技术方案1：车辆包括混合动力系统以及与混合动力系统的系统输出轴传动连接的驱动桥、装配在驱动桥上的车轮，混合动力系统包括前、后行星排，前行星架传动连接有发动机，前太阳轮传动连接有一号电机，前太阳轮或一号电机上或其二者之间设有第一制动装置，前齿圈传动连接有系统输出轴，后行星架与所述系统输出轴传动连接，后太阳轮传动连接有二号电机，混合动力系统还包括分别与一号、二号电机电连接的逆变器以及与逆变器电连接的动力电源，后齿圈连接有控制后齿圈转动和停止的第二制动装置，后太阳轮、后行星架和后齿圈中的其中两个通过第一离合器连接以实现连接与分离。技术方案2：在技术方案1的基础上，后太阳轮和后行星架通过第一离合器连接。技术方案3：在技术方案1的基础上，后太阳轮和后齿圈通过第一离合器连接。技术方案4：在技术方案1的基础上，后行星架和后齿圈通过第一离合器连接。技术方案5：在技术方案1-4任意一项的基础上，第一制动装置和/或第二制动装置为制动器或离合器。有益效果：本专利技术通过在后齿圈上连接第二制动装置以控制后齿圈的转动和停止，通过在后太阳轮、后齿圈和后行星架中的两个之间通过第一离合器实现两者的分离和连接，通过第二制动装置和第一离合器的配合可实现对二号电机的转速控制，实现高速低载荷和低速高载荷模式的切换以适应高速行驶和重载爬坡的需求；通过两个制动装置和一个离合器的协同作用可以实现多种纯电动、多种混动、发动机直驱以及多种能量回收等多种驱动模式的自由切换，提高了动力系统效率，而且可在高速运转时避免二号电机随动，从而避免能量浪费，显著提高混动车辆的动力性和经济性。附图说明图1为本专利技术的车辆的实施例1中的混合动力系统的原理示意图；图2为本专利技术的车辆的实施例2中的混合动力系统的原理示意图；图3为本专利技术的车辆的实施例3中的混合动力系统的原理示意图；图中：1、发动机；2、扭转减震器；3、一号电机；4、电机控制器；5、第一制动器(或者离合器)；6A、第一行星排齿圈；6B、第一行星排行星架；6C、第一行星排太阳轮；7、动力电源；8、第二制动器(或者离合器)；9A、第二行星排齿圈；9B、第二行星排行星架；9C、第二行星排太阳轮；10、第一离合器；11、二号电机；12、输出轴；13、后桥；14、轮胎。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术的车辆的实施例1：车辆包括车体以及混合动力系统，如图1所示，混合动力系统包括发动机1、扭转减震器2、一号电机3、电机控制器4、第一制动器(或者离合器)5、第一行星排齿圈6A、第一行星排行星架6B、第一行星排太阳轮6C、动力电源7、第二制动器(或者离合器)8、第二行星排齿圈9A、第二行星排行星架9B、第二行星排太阳轮9C、第一离合器10、二号电机11、输出轴12、后桥13、轮胎14。发动机1的输出轴通过扭转减震器2与第一行星排行星架6B相连接；一号电机3的转子与第一制动器(或者离合器)5以及第一行星排太阳轮6C相连接；第一行星排齿圈6A与第二行星排行星架9B相连接并与输出轴12相连接；二号电机11的转子与第二行星排太阳轮9C相连接；第一离合器10根据不同的布置方案，连接方式不同，本实施例的方案为：第一离合器一端与第二行星排行星架9B，一端与二号电机的转子11连接。具体工作模式为：一、纯电动模式下，主要包括两种工作模式：1、纯电动工作模式1，低速纯电模式：第一制动器(或者离合器)5处于非锁死状态，第二制动器(或者离合器)8处于锁死状态，第一离合器10非锁死状态。此时系统的输入为二号电机11，输出为输出轴12，具体的转矩关系为：Tout＝k2TMG2，其中k2为第二行星排齿圈9A半径与太阳轮9C半径的比值，TMG2为二号电机11转矩，Tout为输出轴的输出转矩，适合于低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合动力系统，包括前、后行星排，前行星架传动连接有发动机，前太阳轮传动连接有一号电机，前太阳轮或一号电机上或其二者之间设有第一制动装置，前齿圈传动连接有系统输出轴，后行星架与所述系统输出轴传动连接，后太阳轮传动连接有二号电机，混合动力系统还包括分别与一号、二号电机电连接的逆变器以及与逆变器电连接的动力电源，其特征是，后齿圈连接有控制后齿圈转动和停止的第二制动装置，后太阳轮、后行星架和后齿圈中的其中两个通过第一离合器连接以实现连接与分离。

【技术特征摘要】
1.混合动力系统，包括前、后行星排，前行星架传动连接有发动机，前太阳轮传动连接有一号电机，前太阳轮或一号电机上或其二者之间设有第一制动装置，前齿圈传动连接有系统输出轴，后行星架与所述系统输出轴传动连接，后太阳轮传动连接有二号电机，混合动力系统还包括分别与一号、二号电机电连接的逆变器以及与逆变器电连接的动力电源，其特征是，后齿圈连接有控制后齿圈转动和停止的第二制动装置，后太阳轮、后行星架和后齿圈中的其中两个通过第一离合器连接以实现连接与分离。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征是，后太阳轮和后行星架通过第一离合器连接。3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征是，后太阳轮和后齿圈通过第一离合器连接。4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征是，后行星架和后齿圈通过第一离合器连接。5.根据权利要求1-4任意一项所述的混合动力系统，其特征是，第一制动装置和/或第二制动装置为制动器或离合器。6.车辆，包括混合动力系统以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王印束，刘小伟，王富生，吴胜涛，王兴，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41