一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统。本发明专利技术包括发动机、柔性连接器、壳体、中心轴、第一空心轴、第二空心轴、输出前轴、输出后轴，第一行星排、第二行星排、第三行星排；所述中心轴、第一空心轴、第二空心轴、输出前轴、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一电机、第二电机均设置在壳体内，所述第一空心轴套设于中心轴上，所述第二空心轴套设于第一空心轴上。本发明专利技术旨在解决现有混合动力总成系统中的电机最高转速较低，峰值扭矩较大，电机成本高；轴向长度较大，对布置空间要求高，车型适应性差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统
本专利技术涉及动力系统
，尤其涉及一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统。
技术介绍
车辆行驶性能的好坏不仅取决于发动机，而且也依赖于变速器以及变速器与发动机的匹配合理性有关。汽车变速器能够适应汽车起步、加速以及克服各种障碍条件下对驱动车轮牵引力和车速的不同要求，随着科技的发展，无级变速器是车辆理想的传动系统，具有连续改变传动比的能力，理论上可以使发动机始终在理想的工作区间运行，以提高车辆的动力性和经济性。简单的行星齿轮机构是变速机构的基础，通常自动变速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机构组成。简单的行星齿轮机构中，位于行星齿轮机构中心的是太阳轮，太阳轮和行星轮常啮合，两个外齿轮啮合旋转方向相反。正如太阳位于太阳系的中心一样，太阳轮也因其位置而得名。行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外，在有些工况下，还会在行星架的带动下，围绕太阳轮的中心轴线旋转，这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样，当出现这种情况时，就称为行星齿轮机构作用的传动方式。因而，行星齿轮机构具有多自由度的特点，在混合动力总成系统中多利用两个电机来限制其自由度。通过两个电机分别对发动机的转速和转矩完全解耦，使发动机工作点可以自由控制，实现无级变速，并最大限度地提高混合动力总成系统燃油经济性。目前，市场上多采用两个或两个以上行星轮系进行组合，虽然采用多个行星轮系使得混动力系统结构组合更加自由，但也造成混动系统构型复杂多样，并增加系统内功率流向以及系统效率的影响因素的复杂性和多样性。比如，现有的新能源城市公交客车，应用的行星排混合动力总成系统主要是双电机双行星排的同轴布置方案，主要存在以下几个问题：1.两个驱动电机的最高转速较低，峰值扭矩较大，电机成本高；2.同轴布置方案造成动力总成轴向长度较大，对布置空间要求高，车型适应性差；3.仅能单独应用于城市公交客车，无法同时适配于长途客车，虽然能实现发动机直接驱动车辆，但发动机直接驱动车辆的应用概率很低，车型适配性较差。4.由于受挡位的限制，无法适用功率、扭矩需求较大的车型，车型适配性较差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，旨在解决现有的混合动力系统中电机最高转速较低，峰值扭矩较大，电机成本高；总成轴向长度较大，车型适应性差等问题。本专利技术采取以下技术方案实现上述目的：一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，包括发动机、柔性连接器、壳体、中心轴、第一空心轴、第二空心轴、输出前轴、输出后轴，第一行星排、第二行星排、第三行星排；所述中心轴、第一空心轴、第二空心轴、输出前轴、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一电机、第二电机均设置在壳体内；所述第一空心轴套设于中心轴上，所述第二空心轴套设于第一空心轴上；所述发动机输出端与中心轴通过柔性连接器传动连接；所述中心轴与第一空心轴通过第一行星排传动连接，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架，所述中心轴与第一行星架同轴固定连接，第一太阳轮固设于第一空心轴，第一行星轮安装在第一行星架上，所述第一行星轮分别与第一太阳轮和齿圈相啮合；所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架，所述第二太阳轮固设于第二空心轴，所述第二行星架固设于壳体，所述第二行星轮安装在第二行星架上，所述第二行星轮分别与第二太阳轮和齿圈相啮合；所述第三行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、第三行星架，所述齿圈与第三太阳轮通过输出前轴传动，所述外齿圈固设于壳体，所述第三行星轮安装在第三行星架上，所述第三行星轮分别与外齿圈、第三太阳轮相啮合，所述第三行星架与主减速器通过输出后轴传动连接，所述主减速器与左车轮、右车轮分别通过左半轴、右半轴传动连接；所述第一空心轴与中心轴之间设置有第三齿轮套；所述第一空心轴与第一电机输出轴通过第一减速齿轮传动连接；所述第二电机输出轴通过减速机构与第二空心轴传动连接。进一步的，所述减速机构包括第一齿轮套、第二齿轮套、减速轴、在减速轴上同轴布设的前排减速齿轮、中间减速齿轮和后排减速齿轮；其中，前排减速齿轮、中间减速齿轮和后排减速齿轮的传动比均不相同；第二空心轴的外环套设有与前排减速齿轮、中间减速齿轮、后排减速齿轮啮合的第二空心轴第一齿轮、第二空心轴第二齿轮、第二空心轴第三齿轮；所述第一齿轮套、第二齿轮套与第二空心轴传动连接、且可沿第二空心轴轴向滑动；其中，第一齿轮套设置于第二空心轴第一齿轮、第二空心轴第二齿轮之间，第二齿轮套设置于第二空心轴第三齿轮的一侧。进一步的，所述系统还包括跛行输入轴、跛行输出轴、中心轴第一齿轮；所述跛行输入轴、跛行输出轴、中心轴第一齿轮均设置在壳体内；所述中心轴第一齿轮设置于中心轴上；所述跛行输入轴与中心轴平行设置，所述跛行输入轴与中心轴通过中心轴第一齿轮传动连接；所述跛行输出轴与跛行输入轴同轴设置，所述跛行输出轴与跛行输入轴之间设置有第五齿轮套；所述跛行输出轴与第二空心轴通过跛行输出轴第二齿轮或者跛行输出轴第三齿轮中的一种传动连接，所述跛行输出轴第二齿轮和跛行输出轴第三齿轮套设于跛行输出轴；所述跛行输出轴上还设置有第四齿轮套，且其可沿跛行输出轴轴向滑动；第四齿轮套设置于跛行输出轴第二齿轮与跛行输出轴第三齿轮之间。进一步的，所述第一齿轮套、第二齿轮套与第二空心轴为花键连接，第四齿轮套与跛行输出轴为为花键连接。这样可以保证它们之间的连接可靠和同步性。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术提供的一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，能够使得双驱动电机的峰值扭矩减少，电机尺寸明显减小，驱动电机的成本可减少，可从成本上提升该方案的核心竞争力；2.本专利技术提供的一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，其双电机采用平行轴布置方式，可大幅减少动力总成的轴向尺寸，在有限的公交客车安装空间内，布置方式更灵活；3.本专利技术提供的一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，双行星排混联方案和行星排输出的各驱动模式中，传动效率最高的模式是发动机直接驱动车辆，为提高系统传动效率，多用发动机直接驱动车辆，故将第三齿轮套与第一空心轴相连，可实现发动机直接驱动，提高整车系统节油率；4.本专利技术提供的一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，第三齿轮套与中心轴相连，能实现双电机共同以纯电驱动方式驱动车辆，相比其他行星排方案的纯电动驱动时只能单电机工作而言，本方案能减小第二电机的扭矩、功率，减小系统成本；5.本专利技术提供的一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，能适用于不同车型，包括可用于城市公交客车、公路客车、长途客车、新能源卡车、新能源汽车等领域。附图说明图1为本专利技术所述一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统结构示意图。图2为本专利技术所述一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统含跛行模块的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，其特征在于，包括发动机(100)、柔性连接器(200)、壳体(300)、中心轴(326)、第一空心轴(324)、第二空心轴(319)、输出前轴(314)、输出后轴(313)，第一行星排、第二行星排、第三行星排；/n所述中心轴(326)、第一空心轴(324)、第二空心轴(319)、输出前轴(314)、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一电机(402)、第二电机(401)均设置在壳体(300)内；/n所述第一空心轴(324)套设于中心轴(326)上，所述第二空心轴(319)套设于第一空心轴(324)上；/n所述发动机(100)输出端与中心轴(326)通过柔性连接器(200)传动连接；/n所述中心轴(326)与第一空心轴(324)通过第一行星排传动连接，所述第一行星排包括第一太阳轮(327)、第一行星轮(328)、第一行星架(315)，所述中心轴(326)与第一行星架(315)同轴固定连接，第一太阳轮(327)固设于第一空心轴(324)，第一行星轮(328)安装在第一行星架(315)上，所述第一行星轮(328)分别与第一太阳轮(327)和齿圈(311)相啮合；/n所述第二行星排包括第二太阳轮(329)、第二行星轮(330)、第二行星架(316)，所述第二太阳轮(329)固设于第二空心轴(319)，所述第二行星架(316)固设于壳体(300)，所述第二行星轮(330)安装在第二行星架(316)上，所述第二行星轮(330)分别与第二太阳轮(329)和齿圈(311)相啮合；/n所述第三行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、第三行星架，所述齿圈(311)与第三太阳轮通过输出前轴(314)传动，所述外齿圈(337)固设在于壳体(300)，所述第三行星轮安装在第三行星架上，所述第三行星轮分别与外齿圈(337)、第三太阳轮相啮合，所述第三行星架与主减速器(500)通过输出后轴(313)传动连接，所述主减速器(500)与左车轮(701)、右车轮(702)分别通过左半轴(601)、右半轴(602)传动连接；/n所述第一空心轴(324)与中心轴(326)之间设置有第三齿轮套(325)；/n所述第一空心轴(324)与第一电机(402)输出轴通过第一减速齿轮(323)传动连接；/n所述第二电机(401)输出轴通过减速机构与第二空心轴(319)传动连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三挡平行轴式双电机三行星排混合动力系统，其特征在于，包括发动机(100)、柔性连接器(200)、壳体(300)、中心轴(326)、第一空心轴(324)、第二空心轴(319)、输出前轴(314)、输出后轴(313)，第一行星排、第二行星排、第三行星排；
所述中心轴(326)、第一空心轴(324)、第二空心轴(319)、输出前轴(314)、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一电机(402)、第二电机(401)均设置在壳体(300)内；
所述第一空心轴(324)套设于中心轴(326)上，所述第二空心轴(319)套设于第一空心轴(324)上；
所述发动机(100)输出端与中心轴(326)通过柔性连接器(200)传动连接；
所述中心轴(326)与第一空心轴(324)通过第一行星排传动连接，所述第一行星排包括第一太阳轮(327)、第一行星轮(328)、第一行星架(315)，所述中心轴(326)与第一行星架(315)同轴固定连接，第一太阳轮(327)固设于第一空心轴(324)，第一行星轮(328)安装在第一行星架(315)上，所述第一行星轮(328)分别与第一太阳轮(327)和齿圈(311)相啮合；
所述第二行星排包括第二太阳轮(329)、第二行星轮(330)、第二行星架(316)，所述第二太阳轮(329)固设于第二空心轴(319)，所述第二行星架(316)固设于壳体(300)，所述第二行星轮(330)安装在第二行星架(316)上，所述第二行星轮(330)分别与第二太阳轮(329)和齿圈(311)相啮合；
所述第三行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、第三行星架，所述齿圈(311)与第三太阳轮通过输出前轴(314)传动，所述外齿圈(337)固设在于壳体(300)，所述第三行星轮安装在第三行星架上，所述第三行星轮分别与外齿圈(337)、第三太阳轮相啮合，所述第三行星架与主减速器(500)通过输出后轴(313)传动连接，所述主减速器(500)与左车轮(701)、右车轮(702)分别通过左半轴(601)、右半轴(602)传动连接；
所述第一空心轴(324)与中心轴(326)之间设置有第三齿轮套(325)；
所述第一空心轴(324)与第一电机(402)输出轴通过第一减速齿轮(323)传动连接；
所述第二电机(401)输出轴通过减速机构与第二空心轴(319)传动连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：陆祖汉，张松，陈涛，杨军，毛正松，林志强，王皓，吴苾曜，曾强，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45