混合动力驱动系制造技术

本发明专利技术涉及一种混合动力驱动系(1)，其至少具有以下部件：包括用于输出扭矩的驱动轴(3)的内燃机(2)；包括用于将扭矩转变为电能的发电机轴(5)的发电机(4)；包括用于输出扭矩的转子轴(7)的电机(6)；设置用于能连续变化地传动驱动轴(3)的扭矩的环绕传动装置(8)；作为由内燃机(2)和/或电机(6)输入的扭矩的负载的从动设备(28)；和用于接通和断开朝向从动设备(28)的扭矩传递的扭矩离合器(9)。混合动力驱动系(1)的主要特征在于，环绕传动装置(8)抗扭矩地与驱动轴(3)连接，从而扭矩可以能连续变化地传动地传递至发电机轴(5)或从发电机轴(5)传递出来。借助此处提及的混合动力驱动系使得能够有效地设计且结构空间优化地实现全混合动力。

Hybrid driveline

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合动力驱动系
本专利技术涉及一种优选用于机动车的混合动力驱动系以及具有这种混合动力驱动系的机动车。
技术介绍
由现有技术已知用于机动车的混合动力驱动系，其中设有内燃机和电机，内燃机大多是汽油发动机或柴油发动机，其中，电机通过机动车的从动设备、通常两个驱动轮来驱动机动车。在此，电机并联或串联。在也称为插电式混合动力的全混合动力方案中，电机用于独立地驱动机动车。此外，内燃机与发电机一起产生电能，借助该电能可为蓄电池充电。一些全混合动力方案如此设置，使得内燃机和/或发电机输出至从动设备，以至少提高电机的扭矩、例如用于所谓的助推。还已知的是，环绕传动装置、例如所谓的CVT(英语：continuousvariabletransmission无级变速传动装置)用作在内燃机和从动设备之间的能连续变化地传动的变速器。由此可使内燃机始终在最佳的负载点运行。在现有技术中，至少发电机设置在内燃机的延长部中。发电机与内燃机通过直接连接或通过唯一的齿轮级耦联。
技术实现思路
在此基础上，本专利技术所要解决的技术问题是至少部分地克服现有技术中已知的缺点。根据本专利技术的特征由独立权利要求得出，在从属权利要求中列出了独立权利要求的有利设计方案。权利要求的特征可以任意的技术有利的方式组合，对此也可包括下文说明中的描述以及附图中的特征，它们包括对本专利技术的补充设计方案。本专利技术涉及一种混合动力驱动系，该混合动力驱动系至少具有以下部件：-内燃机，其包括用于输出扭矩的驱动轴；-发电机，其包括用于将扭矩转变成电能的发电机轴；-电机，其包括用于输出扭矩的转子轴；-环绕传动装置，其设置用于能连续变化地传动驱动轴的扭矩；-从动设备，其作为由内燃机和/或电机输入的扭矩的负载；和-扭矩离合器，其用于接通和断开朝向从动设备的扭矩传递。混合动力驱动系的主要特征在于，环绕传动装置抗扭矩地与驱动轴连接，从而扭矩可以能连续变化地传动地传递到发电机轴或者从发电机轴传递出来。混合动力驱动系设置成，在预设内燃机的尽可能小的二氧化碳排放量的情况下，在尽可能长的时段里驱动现有的能量。对此，大多设置较大的存储电能的蓄电池。作为所谓的插电式混合动力方案，蓄电池应尽可能从外部能源“由插座”充电。通过纯电动运行(接合状态1：电机是唯一的驱动设备)，在涉及更高效的(电)能量发生器、如传统的大型发电站和所谓的可再生的(电)能量的发生器的情况下，有望在大量人群附近在整体上降低二氧化碳的排放量以及减少对健康有害的物质(例如氮氧化物和细粉尘)的排放量。仅在蓄电池的低充电状态下或在内燃机负载最佳的运行状态下(行驶速度保持不变的长途行驶)，应当使内燃机运行(接合状态2：在没有电机的情况下内燃机作为驱动设备)。替代地，在负载保持不变的情况下辅助性地接通内燃机(接合状态3：电机和内燃机形成驱动设备)。根据另一方案，为了实现高扭矩，仅接通内燃机(相应于接合状态3)、仅接通发电机(接合状态4a：纯电动助推或纯电动行驶)或接通发电机和内燃机(接合状态4b：整个系统助推或整个系统行驶)以提高扭矩输出或长时间地增加电机的扭矩输出。此外，在蓄电池的低充电状态下，应借助内燃机和发电机产生电能以进行预防或直接消耗。在此，在一种情况下(接合状态5a：在无驱动功率的情况下充电)，从动设备仅通过电机驱动或从动设备没有接收扭矩。在另一种情况下，扭矩在此额外地从内燃机输出到从动设备(接合状态5b：以驱动功率充电)。内燃机优选是具有作为驱动轴的曲轴的活塞式发动机。驱动轴优选包括至少一个扭矩减振器，例如双质量飞轮和/或离心摆，以使扭矩输出叠加的扭矩振动高效地与驱动系的其余部分脱耦。这种扭矩减振器在扭矩流中优选布置在环绕传动装置之前。发电机如上所述地用于通过其发电机轴接收扭矩并且转化成电能。在优选的实施方式中，发电机根据接合状态4b可通过其发电机轴与从动设备以传递扭矩的方式连接，从而在减速时将从动设备或行驶的机动车的惯性能量转化成电能并且馈入蓄电池中(接合状态6：能量回收)。在此优选地，内燃机与从动设备分离。替代地或额外地，发电机通过逆变器直接与电机电连接，从而在发电机上产生的电能直接应用在电机中。电机被优化以在尽可能有效地进行消耗的情况下输出尽可能高的扭矩。在高扭矩的电机中，转子轴在没有分离离合器的情况下持久地与从动设备连接。电机则如此连接，使得电机在从动设备处的功率每次下降时输出扭矩。在相比于电机的高扭矩的内燃机中，优选在转子轴和从动设备之间设置额外的分离离合器或自由轮。在此处提出的混合动力驱动系中，发电机不借助驱动轴的扭矩和转速来驱动，而是在扭矩流中插接环绕传动装置。由此可优化在发电机轴上的扭矩和/或转速或相反地在借助(起动机)发电机起动时可优化驱动轴上的扭矩和/或转速。此外，发电机轴可直接地连接在从动设备上，从而在用于助推(例如接合状态4b)或用于回收(接合状态6)的扭矩流中在发电机轴上没有产生效率损失。相对于传统的具有在内燃机和发电机之间直接的、即无变速传动的连接的布置方式，在内燃机和发电机之间的扭矩传递中可通过转速和扭矩的调节补偿该效率损失。此外，该效率损失在传统的布置中总会出现至少一部分，因为在该处在需要输出扭矩或(为了起动)需要接收扭矩时环绕传动装置与驱动轴连接。在从内燃机到从动设备的分开的扭矩传递中，虽然环绕传动装置根据已知的方案无负载地运行，但是该环绕传动装置保持惯性作用、润滑剂泵送损失和摩擦损耗。环绕传动装置设置成，内燃机的驱动轴的扭矩始终以期望的转速输出至从动设备。在此，可连续地且优选在没有附加的换挡变速器的情况下调节传动。此外，可通过环绕传动装置始终以期望的转速将从动设备和/或发电机轴的扭矩输出至内燃机。在此提出，在环绕传动装置和驱动轴之间未设置分离离合器。由此驱动轴和环绕传动装置不可分开地彼此以传递扭矩的方式连接。由此避免在此必须使用复杂的摩擦离合器，因为在已知的方案中驱动轴和环绕传动装置的输入轴的转速不同。此时，简单的仅可无滑摩(即没有相对转速)地接合的分离离合器的使用被排除在外或者该分离离合器的使用与复杂的额外的调节元件相结合。因此，总体上相比于传统的用于多种接合状态的布置方式，优选对于大部分运行状态来说可实现更高的或至少一样的效率。根据混合动力驱动系的有利的实施方式，扭矩离合器布置在发电机轴和从动设备之间和/或在环绕传动装置和发电机轴之间，并且优选地，仅在可分离的传动装置轴的转速相同的情况下扭矩离合器可以接合。在由内燃机和发电机构成的分支中布置扭矩离合器，其优选作为唯一的分离方案。借助该扭矩离合器可设定上述接合状态1至6中的至少两个。对于若干应用情况，扭矩离合器仅包括唯一的分离离合器已经足够，例如使得由内燃机和发电机构成的分支相对从动设备分离或者仅使得发电机或仅使得内燃机相对从动设备分离，其中，分支的相应其他部件此时持久地连接。优选地，扭矩离合器包括多个分离离合器。由于扭矩离合器布置在发电机轴和从动设备之间，使得能够纯电动地驱动(接合状态1)，并且例如使得能够同时通过由内燃机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合动力驱动系(1)，其至少具有以下部件：/n-内燃机(2)，其包括用于输出扭矩的驱动轴(3)；/n-发电机(4)，其包括用于将扭矩转变为电能的发电机轴(5)的发电机(4)；/n-电机(6)，其包括用于输出扭矩的转子轴(7)；/n-环绕传动装置(8)，其设置用于能连续变化地传动所述驱动轴(3)的扭矩；/n-从动设备(28)，其作为由所述内燃机(2)和/或所述电机(6)输入的扭矩的负载；和/n-扭矩离合器(9)，其用于接通和断开朝向所述从动设备(28)的扭矩传递，/n其特征在于，/n所述环绕传动装置(8)抗扭矩地与所述驱动轴(3)连接，从而扭矩能够能连续变化地传动地传递至所述发电机轴(5)或者从所述发电机轴(5)传递出来。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171128 DE 102017128056.11.混合动力驱动系(1)，其至少具有以下部件：
-内燃机(2)，其包括用于输出扭矩的驱动轴(3)；
-发电机(4)，其包括用于将扭矩转变为电能的发电机轴(5)的发电机(4)；
-电机(6)，其包括用于输出扭矩的转子轴(7)；
-环绕传动装置(8)，其设置用于能连续变化地传动所述驱动轴(3)的扭矩；
-从动设备(28)，其作为由所述内燃机(2)和/或所述电机(6)输入的扭矩的负载；和
-扭矩离合器(9)，其用于接通和断开朝向所述从动设备(28)的扭矩传递，
其特征在于，
所述环绕传动装置(8)抗扭矩地与所述驱动轴(3)连接，从而扭矩能够能连续变化地传动地传递至所述发电机轴(5)或者从所述发电机轴(5)传递出来。


2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系，其中，所述扭矩离合器(9)布置在发电机轴(5)和从动设备(28)之间和/或在环绕传动装置(8)和发电机轴(5)之间，并且优选地，所述扭矩离合器(9)仅在能分离的传动装置轴的转速相同的情况下能够接合。

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·瓦尔特，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE