一种汽车混合动力系统技术方案

本发明专利技术提供了一种汽车混合动力系统，属于汽车技术领域。它解决现有汽车混合动力系统发动机介入和退出系统抖动、燃油经济性差、动力电池电量不足时倒挡动力不足、变速器轴向距离过长难于布置等问题。本汽车混合动力系统包括发动机、发电机、行星轮系、动力传动轴以及与动力传动轴传动连接的驱动电机，发动机的输出轴与行星架传动连接，发电机的转轴与太阳轮传动连接，本混合动力系统还包括太阳轮离合器、齿圈离合器和能够对齿圈进行制动的制动器，齿圈离合器用于使齿圈与动力传动轴之间实现传动连接或断开连接，太阳轮离合器用于使太阳轮与动力传动轴之间实现传动连接或断开连接。本发明专利技术具有NVH性能好、燃油经济性好、倒挡动力性强等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车混合动力系统


[0001]本专利技术属于汽车
，涉及一种汽车混合动力系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球石油资源紧张以及国内油耗及排放法规日益严苛，对于研究更加绿色环保、高效节能的汽车动力系统的需求十分迫切。混合动力车辆作为新能源技术的一个分支，具有更好的燃油经济性、低排放等优点，成为竞相研发的新型车辆。混合动力车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力车的整体性能。
[0003]如中国专利文献公开的一种混合动力变速器和混合动力车辆(申请号：201880086918.9；申请公布号：CN111615466A)，混合动力变速器包括第一输入轴、第二输入轴、输出轴、离合装置K1和行星轮机构，行星轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，其中，所述第一输入轴与所述行星架抗扭连接，第二输入轴与太阳轮抗扭连接，输出轴与齿圈抗扭连接，离合装置K1具有能相互接合和相互断开的第一侧和第二侧，第一侧和第二侧分别与行星架和所述齿圈抗扭连接，或者分别与太阳轮和所述齿圈抗扭连接，或者分别与所述太阳轮和所述行星架抗扭连接。该混合动力系统存在以下的不足：
[0004]1、该混合动力系统只有一个内燃机直接驱动的速比,因此仅能在较局限的车速区间内利用内燃机直接驱动汽车行驶，而其他车速区间如汽车中速行驶时，发电机和牵引电机通常需要参与工作，此时内燃机的动力一部分用于发电机发电，发电机的电能再给牵引电机消耗，而每一道能量的转换过程都会有能量损失，导致能量利用率降低，燃油经济性较差。
[0005]2、在车轮进行倒挡时，需要牵引电机反转驱动，此时如果动力电池电量不足，则需要内燃机工作来驱动发电机发电。而倒挡过程中输出轴为反向旋转，产生了反向的扭矩，此时由于行星机构转速的特性，需要发电机具备很高转速以抵消该反向的扭矩。然而，由于发电机通常转速有一定的范围，所以该动力系统只能在较低的倒挡车速下进行充电。并且，在倒挡状态下进行充电时，由于内燃机对齿圈的扭矩为前进方向，与牵引电机的扭矩方向相反，因此还会导致倒车扭矩降低，倒挡动力性不足，油耗高。
[0006]3、当内燃机起动或停机时，内燃机的扭矩会突然增加或突然降为0，此时巨大的扭矩波动会经过行星架传递给行星机构的齿圈，进而传递给输出轴,引起整车的抖动，影响了整车的舒适性。
[0007]4、怠速充电时，内燃机对齿圈产生前进方向的扭矩，需要整车制动，否则会向前溜车。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车混合动力系统，本专利技术解决现有汽车混合动力系统燃油经济性差，动力电池电量不足情况下倒挡动力不足问题。
[0009]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车混合动力系统，包括发动机、发电机、行星轮系、动力传动轴以及与动力传动轴传动连接的驱动电机，所述行星轮系包括太阳轮、齿圈和安装有行星轮的行星架，所述发动机的输出轴与行星架传动连接，所述发电机的转轴与太阳轮传动连接，本混合动力系统还包括太阳轮离合器、齿圈离合器和能够对齿圈进行制动的制动器，所述齿圈离合器用于使齿圈与动力传动轴之间实现传动连接或断开连接，所述太阳轮离合器用于使太阳轮与动力传动轴之间实现传动连接或断开连接。
[0010]本汽车混合动力系统中，通过增加齿圈离合器、太阳轮离合器以及能对齿圈进行制动的制动器，使得混合动力系统具备了两个发动机直接驱动的速比。其中，第一种速比情况下，将制动器和太阳轮离合器接合、齿圈离合器打开，此时齿圈固定，发动机带动行星架转动，太阳轮被动转动，行星轮系为升速传动，速比为1/(k+1)，K为齿圈与太阳轮的齿数比,该速比情况下适合于高速行驶状态，发动机能够保持高效工作并实现较好的燃油经济性。
[0011]另外一种速比情况下，将太阳轮离合器和齿圈离合器接合，制动器打开，此时行星轮系中太阳轮和齿圈同时与动力传动轴实现传动连接，使太阳轮和齿圈结合为一体且转速相同。根据行星轮系的特性，行星轮系中任意两个元件结合为一体转速相同时，行星轮系整体一起转动，行星轮系速比为1，本混合动力系统通过增加该速比，使得在汽车处于非高速如中速的情况下，发动机依旧能够保持高效工作区而驱动电机和发电机可以选择不驱动，避免能量转换过程中出现能量的损失。当然，该速比情况下驱动电机和发电机也可以根据实际工况选择驱动模式。
[0012]显然，由于本动力系统具有两个发动机直接驱动的速比，因此动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出以及驱动电机和发电机的运转，从而在高速以及中速情况下均能更有效地利用发动机高效工况，提升能量的利用效率，达到更省油的目的。
[0013]并且，通过增加齿圈离合器、太阳轮离合器以及能对齿圈进行制动的制动器，在倒挡时，通过打开太阳轮离合器、齿圈离合器，将制动器接合，发动机可以驱动发电机发电，而倒挡完全由驱动电机提供扭矩，此时，虽然发动机的输出扭矩和驱动电机的输出扭矩相反，但是由于太阳轮离合器、齿圈离合器均打开，使得发动机与驱动电机之间的动力联系被完全隔离，因此倒挡充电的过程并不会降低整车驱动扭矩，解决了汽车动力电池电量不足情况下倒挡动力不足问题。
[0014]在上述的汽车混合动力系统中，本混合动力系统还包括离合传动轴，所述离合传动轴上设有一级减速主动齿轮，所述动力传动轴上设有与一级减速主动齿轮相啮合的一级减速从动齿轮，所述齿圈通过齿圈离合器与离合传动轴连接，所述太阳轮通过太阳轮离合器与离合传动轴连接。通过设置离合传动轴和以及一级减速主动齿轮，使得齿圈离合器、太阳轮离合器中任意一个接合或者两者均接合时，都能够实现行星轮系与动力传动轴之间的动力传递。而在齿圈离合器、太阳轮离合器都打开时，可以完全隔离发动机与驱动电机之间的动力联系，此时发动机起动或停机时不会引起整车产生抖动或冲击，提升整车舒适性。
[0015]另外，在倒挡过程中，通过将制动器接合，将齿圈离合器和太阳轮离合器打开，此时虽然动力传动轴反向转动形成了反向的扭矩，但是该扭矩并不会影响发电机的发电状态，因此降低了发电机的转速要求，使得本混合动力系统能够实现较高的倒挡车速下进行充电，提升了汽车的整体性能。
[0016]在上述的汽车混合动力系统中，所述一级减速主动齿轮的直径小于一级减速从动
齿轮的直径。一级减速主动齿轮的直径小于一级减速从动齿轮的直径，使得动力传递的过程中实现了减速增扭，有利于提升汽车的动力性能。
[0017]在上述的汽车混合动力系统中，所述动力传动轴上还设有电机减速从动齿轮以及与差速器相联的二级减速主动齿轮，所述二级减速主动齿轮的直径小于一级减速从动齿轮以及电机减速从动齿轮的直径，本混合动力系统还包括与电机减速从动齿轮相啮合的电机减速主动齿轮，所述电机减速主动齿轮与驱动电机的转轴传动连接，所述电机减速主动齿轮的直径小于电机减速从动齿轮的直径。这样的设计使得发动机以及驱动电机的动力传递到差速器时，均能实现多级减速，使得汽车具有较好的加速和动力性能，同时这样即使所选用的驱动电机扭矩规格较小也能够满足汽车的起步要求，进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车混合动力系统，包括发动机(1)、发电机(2)、行星轮系、动力传动轴(3)以及与动力传动轴(3)传动连接的驱动电机(4)，所述行星轮系包括太阳轮(5)、齿圈(6)和安装有行星轮的行星架(7)，所述发动机(1)的输出轴与行星架(7)传动连接，所述发电机(2)的转轴与太阳轮(5)传动连接，其特征在于，本混合动力系统还包括太阳轮离合器(8)、齿圈离合器(9)和能够对齿圈(6)进行制动的制动器(10)，所述齿圈离合器(9)用于使齿圈(6)与动力传动轴(3)之间实现传动连接或断开连接，所述太阳轮离合器(8)用于使太阳轮(5)与动力传动轴(3)之间实现传动连接或断开连接。2.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统，其特征在于，本混合动力系统还包括离合传动轴(11)，所述离合传动轴(11)上设有一级减速主动齿轮(12)，所述动力传动轴(3)上设有与一级减速主动齿轮(12)相啮合的一级减速从动齿轮(13)，所述齿圈(6)通过齿圈离合器(9)与离合传动轴(11)连接，所述太阳轮(5)通过太阳轮离合器(8)与离合传动轴(11)连接。3.根据权利要求2所述的汽车混合动力系统，其特征在于，所述一级减速主动齿轮(12)的直径小于一级减速从...

【专利技术属性】
技术研发人员：于起顺，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：