一种双行星排混联双模传动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双行星排混联双模传动系统，属于新能源汽车领域。该系统包括动力耦合机构、发动机、扭转减振器、第一电机、第二电机、动力电池，逆变器、总成控制器和控制器局域网，其中动力耦合机构包括减速器、第一行星排、第二行星排、离合器和制动器；总成控制器包括发动机控制单元、整车控制单元、电机控制单元和动力电池控制单元。通过控制离合器和制动器的状态可以实现两种适用于不同速比区间的输入型功率分流模式和复合型功率分流模式，双模的切换解决了输入型功率分流模式在高速行驶时发生功率循环而导致传动效率下降的问题，使动力传动系统在更广的速比区间内维持高的传动效率。本发明专利技术降低了生产成本，提高了整车的工作效率。作效率。作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种双行星排混联双模传动系统


[0001]本专利技术属于新能源汽车领域，涉及一种双行星排混联双模传动系统，可广泛应用于各种车辆和动力设备中。

技术介绍

[0002]面对能源短缺和环境污染问题日益严峻的现状，交通电气化是未来汽车行业的发展趋势，但由于纯电动汽车成本，电池能量密度和电解液污染等问题的制约，目前还无法得到大规模应用。混合动力汽车兼具传统燃油车和纯电动汽车的优点，是市场上最具应用前景的节能汽车解决方案。在混合动力汽车各种传动构型中，功率分流式混合动力传动系统因其无极变速和功率分流的作用，使得发动机可以在最佳的效率区间内进行工作，在保证驾驶性能的同时，极大地提高了整车的燃油经济性。根据动力元件和行星排的连接关系，功率分流式传动构型又可分为输入型功率分流，输出型功率分流和复合型功率分流，不同的功率分流构型在不同的速比区间内可以实现各异的分流特性。
[0003]行星齿轮机构具有灵活的速比关系和多个自由度，而且结构紧凑，体积小，使得其在功率分流传动系统中应用广泛，另外通过离合器的使用，可以实现多种工作模式的合理切换，能够更进一步提升整车的性能。典型应用包括丰田的THS系统和通用的AHS系统，第三代THS系统已广泛搭载在丰田公司各种主流车型中，但其只能实现输入型功率分流一种功率分流模式，无法充分发挥混合动力汽车的极限潜能。AHS系统则更加注重多模系统的开发，已研发并实车应用的双排和三排构型可以根据不同的路况合理选择不同的构型模式，但其需要同时对多个离合器和锁止器进行控制，系统结构复杂且控制难度大。
专利
技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双行星排混联双模传动系统，搭配控制结构，在尽可能的降低构型复杂度和控制难度的基础上，使整车具有更好的动力性与燃油经济性，同时降低生产成本，提高整车的工作效率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种双行星排混联双模传动系统，包括：动力耦合机构、发动机24、扭转减振器22、第一电机(MG1)20、第二电机(MG2)11、动力电池7，逆变器4、主减速器差速器总成8，以及总成控制器和控制器局域网(CAN)线5；
[0007]所述动力耦合机构包括：减速器23、第一离合器(CL1)16、第二离合器(CL2)15、第一行星排太阳轮18、第一行星排行星轮17、第一行星排齿圈21第一行星排行星架19、第二行星排太阳轮9，第二行星排行星轮12、第二行星排齿圈14和第二行星排行星架13；
[0008]所述总成控制器包括：发动机控制单元(Engine Control Unit,ECU)1、整车控制单元(Hybrid Control Unit,HCU)2、电机控制单元(Motor Control Unit,MCU)3和动力电池控制单元(Battery Control Unit,BCU)6，通过控制器局域网(Control Area Network,CAN)线5进行交互；
[0009]所述发动机24输出端通过圆柱齿轮啮合的方式与减速器23连接，并通过扭转减振器22与第一行星排齿圈21通过内外花键的形式连接；
[0010]所述第一电机(MG1)20为永磁同步电机，其壳体固定在汽车车身或车架上，输出轴为空心轴，第一电机20转子通过内外花键的形式与第一行星排太阳轮18相连；
[0011]所述第二电机(MG2)11为永磁同步电机，输出轴通过轴承支撑在第二行星排太阳轮9的凹槽部分，第二电机11转子和第二行星排太阳轮9通过内外花键的形式相连；
[0012]所述第一离合器(CL1)16布置在第一行星排太阳轮18和第二行星排齿圈14之间；
[0013]所述第二离合器(CL2)15多片式摩擦制动器，其主动部分与第二行星排齿圈14为一体结构，从动部分固定在汽车车架或车身上；
[0014]所述第一行星排行星架19和第二行星排行星架13固连作为行星齿轮系的输出端和主减速器差速器总成8相连，输出整车动力到轮边10。
[0015]通过控制两个离合器的状态，可以实现两种适用不同速比区间的功率分流构型模式，解决了输入型功率分流模式在高速行驶时发生功率循环而导致传动效率下降的问题，使传动系统在更广的速比区间内维持高的传动效率。
[0016]进一步，所述动力耦合机构和控制器信号交互的耦合。
[0017]进一步，所述总成控制器通过控制第一离合器(CL1)16断开，第二离合器(CL2)15接合，双模传动系统实现输入型功率分流模式。
[0018]进一步，所述总成控制器通过控制第一离合器(CL1)16接合，第二离合器(CL2)15断开，双模传动系统进入复合型功率分流模式。
[0019]进一步，输入型功率分流模式的机械点和复合型功率分流模式的两个机械点都位于汽车常行驶的速比区间内，输入型功率分流模式的机械点处于低速区域内，复合型功率分流模式的两个机械点一个位于高速区域，另一个位于低速区域，使得双模构型在更广的速比区间内可以维持较高的传递效率。
[0020]进一步，在输入型功率分流和复合型功率分流构型模式下，当动力源部件处于不同的工作状态时，会相应形成适用于不同工况下的附属工作模式：
[0021](1)发动机启动；
[0022](2)纯电动模式；
[0023](3)再生制动模式。
[0024]进一步，再生制动模式下，当汽车处于非紧急制动情况下时，且需求转矩小于第二电机(MG2)11所能提供的最大制动转矩，制动力全部由第二电机(MG2)11提供；当汽车处于非紧急制动情况下时，且需求转矩大于第二电机(MG2)11所能提供的最大制动转矩但小于第一电机(MG1)20和第二电机(MG2)11最大制动转矩之和，此时第一电机(MG1)20和第二电机(MG2)11共同参与制动；当汽车处于紧急制动情况下或者需求转矩大于第一电机(MG1)20和第二电机(MG2)11所能提供的最大制动转矩之和时，此时第一电机(MG1)20和第二电机(MG2)11以最大制动转矩进行电磁制动，剩余制动力由机械制动提供。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026](1)本专利技术在尽可能的降低构型复杂度和控制难度的基础上，建立了包含适用于低速行驶的输入型功率分流构型模式和适用于高速行驶的复合型功率分流构型模式的双模构型，同时，考虑了机械传动结构和控制系统之间交互与耦合；
[0027](2)输入型功率分流模式的机械点和复合型功率分流模式的两个机械点都位于汽车常行驶的速比区间内，输入型功率分流模式的机械点处于低速区域内，复合型功率分流模式的两个机械点一个位于高速区域，另一个位于低速区域，使得双模构型在更广的速比区间内可以维持较高的传递效率；
[0028](3)基于传动效率最大化的模式切换策略可以充分发挥不同构型模式在不同速比条件下所展现的优异性能，且控制难度大为下降；
[0029](4)本专利技术的双行星排混联双模传动系统在输出相同驱动力的条件下，可以选用峰值转矩较小的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双行星排混联双模传动系统，其特征在于，该系统包括：动力耦合机构、发动机(24)、扭转减振器(22)、第一电机(20)、第二电机(11)、动力电池(7)，逆变器(4)、主减速器差速器总成(8)，以及总成控制器和控制器局域网线(5)；所述动力耦合机构包括：减速器(23)、第一离合器(16)、第二离合器(15)、第一行星排太阳轮(18)、第一行星排行星轮(17)、第一行星排齿圈(21)，第一行星排行星架(19)、第二行星排太阳轮(9)，第二行星排行星轮(12)、第二行星排齿圈(14)和第二行星排行星架(13)；所述总成控制器包括：发动机控制单元(1)、整车控制单元(2)、电机控制单元(3)和动力电池控制单元(6)，通过控制器局域网线(5)进行交互；所述发动机(24)输出端通过圆柱齿轮啮合的方式与减速器(23)连接，并通过扭转减振器(22)与第一行星排齿圈(21)通过内外花键的形式连接；所述第一电机(20)的壳体固定在汽车车身或车架上，输出轴为空心轴，第一电机(20)转子通过内外花键的形式与第一行星排太阳轮(18)相连；所述第二电机(11)的输出轴通过轴承支撑在第二行星排太阳轮(9)的凹槽部分，第二电机(11)转子和第二行星排太阳轮(9)通过内外花键的形式相连；所述第一离合器(16)布置在第一行星排太阳轮(18)和第二行星排齿圈(14)之间；所述第二离合器(15)多片式摩擦制动器，其主动部分与第二行星排齿圈(14)为一体结构，从动部分固定在汽车车架或车身上；所述第一行星排行星架(19)和第二行星排行星架(13)固连作为行星齿轮系的输出端和主减速器差速器总成(8)相连，输出整车动力到轮边(10)。2.根据权利要求1所述的双行星排混联双模传动系统，其特征在于，所述第一电机(20)和第二电机(11)为永磁同步电机。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐小林，张杰明，邓忠伟，胡晓松，李佳承，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：