动力耦合装置、动力系统及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力耦合装置、动力系统及其控制方法。该动力耦合装置包括第一、第二和第三齿轮、第一输入轴、第二输入轴、输出轴、以及第一离合器，其中，第一和第二齿轮分别与第三齿轮啮合；第一输入轴的一端连接第一齿轮，另一端用于连接第一动力装置；第二输入轴的一端通过第一离合器连接第二齿轮，另一端用于连接第二动力装置；输出轴的一端连接第三齿轮，另一端用于连接负载。该动力系统包括上述动力耦合装置、第一和第二动力装置。这种动力耦合装置、动力系统及其控制方法实现了重载爬坡、中速提速快以及轻载高速行驶的动力性需求，省去了昂贵的多档变速系统，减轻了驾驶员的劳动强度和降低了换挡技能要求，系统可靠，简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
动力耦合装置、动力系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源混合动力技术，更为具体来说，本专利技术涉及一种动力耦合装置、动力系统及其控制方法。
技术介绍
混合动力车中，串联式混动系统结构最简单，节油率一般，高速油耗高；并联式混动结构中发动机可与电动机共同参与驱动车辆的工作，能实现高速行驶时的低油耗。并联混合动力车能够实现一次性投入低，经济性好，无续航里程的忧虑，市场前景好。目前，国内混合动力技术企业突破被日本等国外企业垄断的技术成本很高，技术路线基本延续国外的技术路线，系统复杂性高，可靠性差。在重型车比如重卡、矿卡等领域，需要昂贵的动力耦合装置，整车成本高且燃油经济差，混合动力系统借用传统的变速系统成本高，档位变换机构复杂，故障率高。
技术实现思路
本专利技术创新地提供了一种动力耦合装置、动力系统及其控制方法，动力耦合装置采用非同轴的布置方式，简单可靠。为实现上述的技术目的，一方面，本专利技术公开了一种动力耦合装置。所述动力耦合装置包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮、沿所述第一齿轮的旋转轴延伸的第一输入轴、沿所述第二齿轮的旋转轴延伸的第二输入轴、沿所述第三齿轮的旋转轴延伸的输出轴、以及第一离合器，其中，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述第三齿轮啮合；所述第一输入轴的一端连接所述第一齿轮，所述第一输入轴的另一端用于连接第一动力装置；所述第二输入轴的一端通过所述第一离合器连接所述第二齿轮，所述第二输入轴的另一端用于连接第二动力装置；所述输出轴的一端连接所述第三齿轮，所述输出轴的另一端用于连接负载。进一步地，所述动力耦合装置还包括第四齿轮、沿所述第四齿轮的旋转轴延伸的第三输入轴、以及第二离合器，其中，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合；所述第三输入轴的一端通过所述第二离合器连接所述第四齿轮，所述第三输入轴的另一端用于连接第三动力装置。进一步地，对于所述动力耦合装置，所述第三齿轮的齿数与所述第四齿轮的齿数之比介于1-7之间。进一步地，所述动力耦合装置还包括与所述输出轴刚性连接的输出法兰，所述输出轴的输出端通过所述输出法兰与所述负载连接。进一步地，对于所述动力耦合装置，所述第三齿轮的齿数与所述第一齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第三齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第一齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于0.5-1之间。进一步地，所述动力耦合装置还包括耦合器箱体，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮位于所述耦合器箱体内部，分别通过所述第一输入轴、所述第二输入轴和所述输出轴配合分别套置于所述各轴上的各对应轴承而与所述耦合器箱体连接；所述第一输入轴用于连接所述第一动力装置的一端、所述第二输入轴用于连接所述第二动力装置的一端、以及所述输出轴用于连接所述负载的一端露在所述耦合器箱体外部。为实现上述的技术目的，另一方面，本专利技术公开了一种动力系统。所述动力系统包括上述动力耦合装置、所述第一动力装置和所述第二动力装置，其中，所述第一动力装置包括第一电机，所述第一电机与所述第一输入轴连接；所述第二动力装置包括发动机、飞轮和扭矩减震器，所述发动机通过所述飞轮和所述扭矩减震器与所述第二输入轴连接。进一步地，对于所述动力系统，当所述动力耦合装置还包括第四齿轮、沿所述第四齿轮的旋转轴延伸的第三输入轴、以及第二离合器时，所述动力系统还包括所述第三动力装置，其中，所述第三动力装置包括第二电机，所述第二电机与所述第三输入轴连接。为实现上述的技术目的，又一方面，本专利技术公开了一种上述动力系统的控制方法。所述控制方法包括：当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量大于第一门限值时或者当扭矩需求不大于预设扭矩门限值时，第一离合器断开，第一电机输出全部所需扭矩值；当第二齿的轮转速大于发动机的高效工作区或大于发动机最高转速时，第一离合器断开，第一电机输出全部所需扭矩值；当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量不大于第一门限值时或者当扭矩需求大于预设扭矩门限值时，发动机启动。进一步地，对于所述控制方法，当所述动力耦合装置还包括第四齿轮、沿所述第四齿轮的旋转轴延伸的第三输入轴、以及第二离合器时，所述控制方法还包括：当第四齿轮的转速介于第二电机的高效区间或小于最低转速阈值时，第二电机处于调速模式，转速目标为第四齿轮转速，第二电机调速，当第二电机的转速和第四齿轮的转速之差小于预设的转速差阈值时，第二离合器闭合，第二电机进入扭矩状态，根据扭矩指令输出扭矩；当第二齿轮的转速小于第一转速阈值时，第一电机和第二电机同时输出扭矩，80％的扭矩分配给第二电机；当第四齿轮的转速大于预设转速阈值时，第二电机零扭矩输出，第二离合器断开，发动机根据当前转速和发动机万有特性曲线，确定发动机扭矩值介于最高效区，第一电机的扭矩值等于需求扭矩值和发动机扭矩值之差。本专利技术的有益效果为：本专利技术实施例提供的动力耦合装置、动力系统及其控制方法实现了重载爬坡、中速提速快以及轻载高速行驶的动力性需求，省去了昂贵的多档变速系统，减轻了驾驶员的劳动强度和降低了换挡技能要求，系统可靠，简单，成本低。另外，灵活的速比配置和合理的扭矩分配方案使系统工作在高效区，使用成本低。附图说明图中，图1为本专利技术实施例1提供的动力耦合装置的结构示意图；图2为本专利技术一个示例提供的实施例1的动力耦合装置各部件容纳在耦合器箱体内时的结构示意图；图3为本专利技术实施例4提供的动力耦合装置的结构示意图；图4为本专利技术一个示例提供的实施例4的动力耦合装置各部件容纳在耦合器箱体内时的结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术提供的动力耦合装置、动力系统及其控制方法进行详细的解释和说明。图1为本专利技术实施例1提供的动力耦合装置的结构示意图。如图1所示，该实施例提供的动力耦合装置包括第一齿轮110、第二齿轮120和第三齿轮130、沿第一齿轮110的旋转轴延伸的第一输入轴140、沿第二齿轮120的旋转轴延伸的第二输入轴150、沿第三齿轮130的旋转轴延伸的输出轴160、以及第一离合器170。第一齿轮110和第二齿轮120分别与第三齿轮130啮合。第一输入轴140的一端连接第一齿轮110，第一输入轴140的另一端用于连接第一动力装置。第二输入轴150的一端通过第一离合器170连接第二齿轮120，第二输入轴150的另一端用于连接第二动力装置。输出轴160的一端连接第三齿轮130，输出轴160的另一端用于连接负载。齿轮可以使用斜齿轮，也可以选用直齿轮。第一齿轮110、第二齿轮120和第三齿轮130的旋转轴平行但不重合。该实施例的动力耦合装置还可以包括与输出轴160刚性连接的输出法兰180，输出轴160的输出端通过输出法兰180与负载连接。第三齿轮130的齿数Z3与第一齿轮110的齿数Z1之比可以介于1-5之间，优选为介于3-4之间。第三齿轮130的齿数Z3与第一齿轮110的齿数Z1之比与车辆的最高车速、主减速比和电机的最高转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力耦合装置，其特征在于，包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮、沿所述第一齿轮的旋转轴延伸的第一输入轴、沿所述第二齿轮的旋转轴延伸的第二输入轴、沿所述第三齿轮的旋转轴延伸的输出轴、以及第一离合器，其中，/n所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述第三齿轮啮合；/n所述第一输入轴的一端连接所述第一齿轮，所述第一输入轴的另一端用于连接第一动力装置；/n所述第二输入轴的一端通过所述第一离合器连接所述第二齿轮，所述第二输入轴的另一端用于连接第二动力装置；/n所述输出轴的一端连接所述第三齿轮，所述输出轴的另一端用于连接负载。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力耦合装置，其特征在于，包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮、沿所述第一齿轮的旋转轴延伸的第一输入轴、沿所述第二齿轮的旋转轴延伸的第二输入轴、沿所述第三齿轮的旋转轴延伸的输出轴、以及第一离合器，其中，
所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述第三齿轮啮合；
所述第一输入轴的一端连接所述第一齿轮，所述第一输入轴的另一端用于连接第一动力装置；
所述第二输入轴的一端通过所述第一离合器连接所述第二齿轮，所述第二输入轴的另一端用于连接第二动力装置；
所述输出轴的一端连接所述第三齿轮，所述输出轴的另一端用于连接负载。


2.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，还包括第四齿轮、沿所述第四齿轮的旋转轴延伸的第三输入轴、以及第二离合器，其中，
所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合；
所述第三输入轴的一端通过所述第二离合器连接所述第四齿轮，所述第三输入轴的另一端用于连接第三动力装置。


3.根据权利要求2所述的动力耦合装置，其特征在于，所述第三齿轮的齿数与所述第四齿轮的齿数之比介于1-7之间。


4.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，还包括与所述输出轴刚性连接的输出法兰，所述输出轴的输出端通过所述输出法兰与所述负载连接。


5.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，所述第三齿轮的齿数与所述第一齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第三齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第一齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于0.5-1之间。


6.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，还包括耦合器箱体，
所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮位于所述耦合器箱体内部，分别通过所述第一输入轴、所述第二输入轴和所述输出轴配合分别套置于所述各轴上的各对应轴承而与所述耦合器箱体连接；
所述第一输入轴用于连接所述第一动力装置的一端、所述第二输入轴用于连接所述第二动力装置的一端、以及所述输出轴用于连接所述负载的一端露在所述耦合器箱体外部。

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【专利技术属性】
技术研发人员：谷孝娟，李丽，
申请(专利权)人：北京未来智酷汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11