一种前驱混合动力车辆传动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力车辆传动系统，采用独特的拓扑方式将换挡离C1、C2及换挡制动器B与双排行星齿轮机构组合起来，实现多动力耦合与档位切换。所述该系统将一路动力由发动机依次经扭转减振器、离合器、双排行星齿轮机构传动至输出齿轮；将另一路动力由第一电机经双排行星齿轮机构传动至输出齿轮；再将另一路动力由第二电机输入传动至输出齿轮，耦合上述几路动力可实现单路输入或混合输入综合输出而驱动车辆。本发明专利技术通过对电机进行相关控制及对离合器C1、C2和制动器B进行选择性地连接对上述行星齿轮机构进行控制，可以实现发动机直驱及并联驱动的三个前进档、输入式功率分流E

【技术实现步骤摘要】
一种前驱混合动力车辆传动系统


[0001]本专利技术涉及一种车辆前驱混合动力传动系统，尤其涉及一种由内燃发动机及电机共同驱动的混合动力车辆传动系统。

技术介绍

[0002]随着能源危机的不断加剧和生态环境的日益恶化，节能与环保已成为当前汽车行业关注的两大主题，于是各种各样的新能源汽车应运而生。目前，由于燃料电池汽车和纯电动汽车受到成本、续航、电池电解液污染等问题的制约，暂时还无法大范围的推广，而混合动力汽车凭借其相对成熟的技术，良好的动力性和燃油经济性等优势，成为当下汽车厂商的最优选择。
[0003]目前，混合动力系统可分为串联、并联和混联三种结构。而在所有混联结构中，最受欢迎的就是应用了行星齿轮机构作为动力耦合装置的功率分流式混合动力系统。功率分流式混合动力系统主要由行星齿轮机构并结合两个电机组成。根据其构型特点，功率分流式混合动力系统可实现发动机工作点与车轮的完全解耦，并通过其中一个电机的调速作用和另一个电机的转矩补偿使发动机稳定工作于高效率区间输出动力，从而实现电子无级变速，并且提高汽车的整体燃油经济性。
[0004]丰田THS输入式功率分流混合动力系统在车辆高速行驶时系统因功率循环问题导致系统效率较低。丰田汽车近年在公告号为CN104093586B、 CN104395122A的专利通过给发动机设置一个增速档来获得另一个E-CVT机械点，以此提升车辆高速行驶的效率。在公告号CN108621776A第一电机的输入点来获得两个E-CVT机械点，以此提升混合动力系统整体性能。通用汽车在公告号CN102529677A的专利中通过在单行星排功率分流机构前给发动机设置两个档位来提升高速性能。它们所描述的混合动力系统在高速行驶时发动机无法进行高效直驱。
[0005]串联和并联混合动力系统以本田汽车的I-MMD为代表，I-MMD系统只用了定轴齿轮系；本田汽车在其公告号CN102869526A的专利也布局了通过行星齿轮机构实现串联驱动和两档并联驱动两种模式的方案。本田汽车上述这些方案没有E-CVT模式让发动机最大限度地工作在高效区。

技术实现思路

[0006]本专利技术着眼于上述的技术问题而完成，本专利技术的目的在于提供一种混合动力车辆传动系统，车辆在起步和低速行驶时运行纯电动或串联驱动，中速时以输入功率分流模式驱动，高速时发动机直驱，可以获得良好的经济性性能。车辆加速行驶或爬坡时可使用并联驱动模式获得良好的动力性能。
[0007]为达成上述目的，本专利技术涉及一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：发动机与第一电机分别处于输入轴两侧并同轴布置；发动机与扭转减振器连接；扭转减振器与双排行星齿轮机构的第一输入元件和第二输入元件之间分别设有第一离合器C1和第二离
合器C2；第一电机与双排行星齿轮机构第一输入元件连接；双排行星齿轮机构的固定元件与壳体之间设有制动器 B；双排行星齿轮机构的输出元件与输出齿轮连接；输出齿轮输出动力。第二电机与第一电机轴向同侧或异侧布置，第二电机可接入输出齿轮。
[0008]在本专利技术中动力传递采用以下形式：一路动力由发动机依次经扭转减振器、离合器、双排行星齿轮机构传动至输出齿轮，一路动力由第一电机经双排行星齿轮机构传动至输出齿轮，另一路动力由第二电机输入传动至输出齿轮。耦合上述几路动力可实现单路输入或混合输入综合输出而驱动车辆。
[0009]本专利技术的特征还包括：双排行星齿轮机构为两行星排串联后形成的四节点三自由度机构，可为辛普森行星齿轮机构或拉维娜行星齿轮机构及其等效机构；该混合动力系统共三个湿式多片式换挡元件，第一离合器C1、第二离合器C2和制动器B，通过切换第一离合器C1、第二离合器C2、打开或关闭制动器B来改变或固定该双排行星齿轮机构的杠杆节点，以获得发动机直驱及并联驱动的三个前进档、输入功率分流E-CVT模式、串联驱动模式、双电机驱动模式、单电机驱动模式。
[0010]在一些实施方式中，双排行星齿轮机构可以为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排行星架CR1和后排齿圈R2连接，第一电机与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮S2连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮S2连接，也可通过第二离合器C2与辛普森行星齿轮机构的第二输入元件前排行星架CR1及后排齿圈R2连接；辛普森行星齿轮机构的固定元件前排齿圈R1与壳体可通过制动器B连接，输出齿轮 (06)与辛普森行星齿轮机构的输出元件后排行星架CR2连接。
[0011]在一些实施方式中，双排行星齿轮机构也可以为拉维娜行星齿轮机构，前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，前排齿圈R1和后排齿圈R2为同一共用齿圈，前排为一组行星齿轮，后排为两组行星齿轮，同时前后排共用最外侧的一组行星齿轮；第一电机与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也可通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前后排齿圈R1R2连接，拉维娜行星齿轮机构的固定元件后排太阳轮S2与壳体可通过制动器B连接，输出齿轮与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排行星架CR1CR2连接。
[0012]在一些实施方式中，双排行星齿轮机构也可以为拉维娜行星齿轮机构，前排行星架CR1和后排行星架CR2连接，前排齿圈R1和后排齿圈R2为同一共用齿圈，前排为两组行星齿轮，后排为一组行星齿轮，同时前后排共用最外侧的一组行星齿轮；第一电机与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，扭转减振器可通过第一离合器C1与拉维娜行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1连接，也可通过第二离合器C2与拉维娜行星齿轮机构的第二输入元件前后排行星架CR1CR2连接，拉维娜行星齿轮机构的固定元件后排太阳轮S2与壳体可通过制动器B连接，输出齿轮与拉维娜行星齿轮机构的输出元件前后排齿圈R1R2连接。
[0013]与现有前驱混合动力技术方案相比，本专利技术两电机并排布置(非同轴) 可很大程度上节省混合动力系统轴向空间。双行星排单独串联，中间不设离合器、制动器等换挡元件，少嵌套结构，将有良好的制造工艺性和装配工艺性。两个离合器可以共用一个输入毂并
层叠布置可进一步满足轴向空间要求，双行星排可为辛普森、拉维娜等成熟的行星齿轮机构，可实施性很高。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0015]图1为本专利技术第一实施方式的驱动装置的结构原理图；
[0016]图2为本专利技术第一实施方式的速度线图；
[0017]图3为本专利技术第二实施方式的驱动装置的结构原理图；
[0018]图4为本专利技术第二实施方式的速度线图；
[0019]图5为本专利技术第三实施方式的驱动装置的结构原理图；
[0020]图6为本专利技术第三实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：发动机(04)与第一电机(01)分别处于输入轴两侧并同轴布置；发动机(04)与扭转减振器(03)连接；扭转减振器(03)与双排行星齿轮机构(05)的第一输入元件和第二输入元件之间分别设有第一离合器C1和第二离合器C2；第一电机(01)与双排行星齿轮机构(05)第一输入元件连接；双排行星齿轮机构(05)固定元件与壳体之间设有制动器B；双排行星齿轮机构(05)的输出元件与输出齿轮(06)连接；输出齿轮(06)输出动力。2.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：该系统还包括第二电机(02)，第二电机(02)与第一电机(01)轴向同侧或异侧布置，第二电机(02)可接入输出齿轮(06)。3.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构(05)为两行星排串联后形成的四节点三自由度机构，可为辛普森行星齿轮机构或拉维娜行星齿轮机构及其等效机构；该混合动力系统共三个湿式多片式换挡元件，第一离合器C1、第二离合器C2和制动器B，通过切换第一离合器C1、第二离合器C2、打开或关闭制动器B来改变或固定该双排行星齿轮机构的杠杆节点，以获得发动机直驱及并联驱动的三个前进档、输入式功率分流E-CVT模式、串联驱动模式、双电机驱动模式、单电机驱动模式。4.根据权利要求1所述的一种前驱混合动力车辆传动系统，其特征在于：双排行星齿轮机构(05)可以为辛普森行星齿轮机构，前排太阳轮S1和后排太阳轮S2连接，前排行星架CR1和后排齿圈R2连接，第一电机(01)与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1及排太阳轮S2连接，扭转减振器(03)可通过第一离合器C1与辛普森行星齿轮机构的第一输入元件前排太阳轮S1及后排太阳轮S2连接，也可通过第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骁，范鑫，
申请(专利权)人：浩夫尔动力总成上海有限公司，
类型：新型
国别省市：