混合动力耦合系统及车辆技术方案

本实用新型专利技术混合动力耦合系统及车辆，包括发动机、发电机、驱动电机、第一行星排、第二行星排、制动器、第一离合器、第二离合器、输入轴和输出动力至车轮的中间轴，第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架及第一齿圈，第二行星排包括第二太阳轮、与第一齿圈连接的第二行星架及与第一行星架连接的第二齿圈；发动机与输入轴相连；输入轴通过第一离合器和第二离合器分别与第一太阳轮和第二行星架相连；制动器用于制动第一太阳轮，第一行星架与设于中间轴上的第一齿轮啮合；发电机与第二太阳轮或输入轴相连；驱动电机与中间轴相连；有利于减小系统负载，能够实现多种驱动模式，有更高的传动效率，提高整车的动力性能及经济性。

Hybrid Power Coupling System and Vehicles

【技术实现步骤摘要】
混合动力耦合系统及车辆
本技术属于新能源汽车领域，特别是涉及混合动力耦合系统及车辆。
技术介绍
动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统；它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。现有的一种动力耦合系统，包含两个电机，一个由第一行星排和第二行星排组成的复合行星排，第一行星排包括第一太阳轮和第一行星架，第二行星排包括第二太阳轮和第二行星架，第一行星排和第二行星排共用齿圈，第一太阳轮与发电机相连，第一行星架与发动机相连，齿圈与差减相连，第二太阳轮与驱动电机相连，第二行星架与制动器相连；该方案虽然能通过合理的控制相关动力源，实现纯电动、混合驱动等工作模式，但不能实现发动机直驱模式。对于功率分流系统，E-CVT模式只是在中低速的时候，系统效率高，经济性较好；对于中高速，还是发动机直驱模式的系统效率高，经济性较好，因此不能实现发动机直驱模式的现有方案，必然导致动力性和经济性不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：针对现有方案动力耦合系统动力性和经济性不足的问题，提供一种混合动力耦合系统及车辆。为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一行星排、第二行星排、制动器、第一离合器、第二离合器、输入轴和中间轴；第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，所述第一齿圈与所述第二行星架连接；所述发动机与所述输入轴相连；所述输入轴通过所述第一离合器与所述第一太阳轮相连，所述输入轴通过所述第二离合器与所述第二行星架相连；所述制动器用于制动所述第一太阳轮，所述第一行星架与固设于所述中间轴上的第一齿轮啮合；所述发电机与所述第二太阳轮和/或所述输入轴相连；所述驱动电机与所述中间轴相连；所述中间轴输出动力至车轮。可选地，还包括第三离合器，所述发电机通过所述第三离合器与所述输入轴相连。可选地，所述第三离合器的壳体连接所述发电机的转轴和所述第二太阳轮。可选地，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮可转动地设于所述输入轴上。可选地，所述第一离合器和所述第二离合器集成为共用离合器壳体的双离合器，所述双离合器位于所述第一太阳轮与所述第二太阳轮之间，所述离合器壳体设于所述输入轴上。可选地，还包括第一减速齿轮副，所述驱动电机通过所述第一减速齿轮副连接所述中间轴。可选地，所述发动机和所述发电机同轴设置，且分别位于所述输入轴的两端；所述第一减速齿轮副包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮固设于所述驱动电机的转轴上，所述第四齿轮固设于所述中间轴的一端上，所述第一齿轮固设于所述中间轴的另一端上；或所述第一减速齿轮副包括所述第一齿轮和第三齿轮，所述第三齿轮固设于所述驱动电机的转轴上并与所述第一齿轮啮合。可选地，所述发电机与所述第二太阳轮相连时：所述混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、双电机纯电动模式、第二混合驱动模式、第三混合驱动模式、第二发动机直驱模式、第三发动机直驱模式、第一ECVT模式及第二ECVT模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第二混合驱动模式；结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第三混合驱动模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第三发动机直驱模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第一ECVT模式；结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第二ECVT模式。可选地，所述发电机与所述输入轴相连时：所述混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、第一双电机纯电动模式、第二双电机纯电动模式、第二混合驱动模式、第三混合驱动模式、第二发动机直驱模式、第三发动机直驱模式及增程模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述制动器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述制动器，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一行星排、第二行星排和制动器，第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，所述第一齿圈与所述第二行星架连接，其特征在于，还包括第一离合器、第二离合器、输入轴和中间轴；所述发动机与所述输入轴相连；所述输入轴通过所述第一离合器与所述第一太阳轮相连，所述输入轴通过所述第二离合器与所述第二行星架相连；所述制动器用于制动所述第一太阳轮，所述第一行星架与固设于所述中间轴上的第一齿轮啮合；所述发电机与所述第二太阳轮和/或所述输入轴相连；所述驱动电机与所述中间轴相连；所述中间轴输出动力至车轮。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一行星排、第二行星排和制动器，第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一行星架与所述第二齿圈连接，所述第一齿圈与所述第二行星架连接，其特征在于，还包括第一离合器、第二离合器、输入轴和中间轴；所述发动机与所述输入轴相连；所述输入轴通过所述第一离合器与所述第一太阳轮相连，所述输入轴通过所述第二离合器与所述第二行星架相连；所述制动器用于制动所述第一太阳轮，所述第一行星架与固设于所述中间轴上的第一齿轮啮合；所述发电机与所述第二太阳轮和/或所述输入轴相连；所述驱动电机与所述中间轴相连；所述中间轴输出动力至车轮。2.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第三离合器，所述发电机通过所述第三离合器与所述输入轴相连。3.根据权利要求2所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述第三离合器的壳体连接所述发电机的转轴和所述第二太阳轮。4.根据权利要求3所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、双电机纯电动模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式、第三混合驱动模式、第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第三发动机直驱模式、第一ECVT模式、第二ECVT模式及增程模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述第三离合器，结合所述制动器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机共同驱动，以建立所述双电机纯电动模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述第三离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第一混合驱动模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述第三离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第二混合驱动模式；结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第三混合驱动模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述第三离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述第三离合器，结合所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；结合所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第三发动机直驱模式；分离所述第一离合器，结合所述第二离合器，分离所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第一ECVT模式；结合所述第一离合器，分离所述第二离合器，分离所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动，所述发电机驱动或在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机辅助驱动，以建立所述第二ECVT模式；分离所述第一离合器，分离所述第二离合器，结合所述第三离合器，分离所述制动器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述增程模式。5.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述第一太阳轮和所述第二太阳轮可转动地设于所述输入轴上。6.根据权利要求5所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器集成为共用离合器壳体的双离合器，所述双离合器位于所述第一太阳轮与所述第二太阳轮之间，所述离合器壳体设于所述输入轴上。7.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第一减速齿轮副，所述驱动电机通过所述第一减速齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁宏钟，张安伟，赵江灵，祖国强，尚阳，任晓华，杨洋，施国飞，
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