三电机功率分流的混合动力系统技术方案

本发明专利技术提供一种三电机功率分流混合动力系统，属于混合动力车辆领域。该功率分流混合动力系统包括一个发动机和三个电机。其中发动机与电机一经由行星齿轮机构组成功率分流混合动力系统，而电机二和电机三组成高低速两档电动驱动系统。因此，当包括根据本发明专利技术的功率分流混合动力系统的车辆处于较高的速度时，可以通过高速档电机电动驱动系统与发动机的功率分流混合动力系统高速双动力混合驱动，使得车辆处于较高的速度时发动机与电机一仍处于经济功率分流混合动力状态，这样与现有技术的高速时单模输入式功率分流混合动力系统相比，能够消除车辆高速时整个功率分流混合动力系统的工作效率和燃油消耗性差的缺陷。统的工作效率和燃油消耗性差的缺陷。统的工作效率和燃油消耗性差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
三电机功率分流的混合动力系统


[0001]本专利技术属于混合动力车辆领域，更具体涉及一种带有三电机功率分流的混合动力系统及包括该混合动力系统的混合动力车辆。

技术介绍

[0002]混合动力汽车是指两种或两种以上能量转化器提供驱动动力的混合型电动汽车。动力电池技术的发展，为混合动力汽车动力驱动系统，应用电驱动和发动机驱动双动力驱动装置中起关健作用。
[0003]在现有技术中，存在多种用于车辆且具有功率分流功能的混合动力系统，这种混合动力系统能够实现车辆的速度和扭矩与发动机的速度和扭矩之间解耦。在该类型的混合动力系统中，典型地包括丰田的普锐斯第一代的单模式输入式功率分流混合动力系统，图1中示出了这种功率分流混合动力系统的结构示意图。
[0004]如图1所示，该功率分流混合动力系统包括一个发动机ICE、第一电机EM1(主要用于发电)、第二电机EM2(主要用于产生驱动用的扭矩)、一个行星齿轮机构P以及差速器DM。具体地，该发动机ICE的输出轴与行星齿轮机构P的行星轮架的行星轮架轴以同轴的方式直接连接，第一电机EM1的输入/输出轴与行星齿轮机构P的太阳轮的太阳轮轴以同轴的方式直接连接，第二电机EM2的输入/输出轴与行星齿轮机构P的齿圈的齿圈轴以同轴的方式直接连接，上述齿圈通过包括带传动机构的一系列传动副与差速器DM传动联接。这样，第一电机EM1通常作为发电机以实现通过第一电机EM1对发动机ICE的转速及扭矩进行功率调节并且第二电机EM2通常作为电动机以实现通过第二电机EM2对发动机ICE的扭矩进行调节，从而使得发动机ICE工作在最优的发动机工作点。但是，这种系统在车辆的速度达到较高的程度时会产生功率内循环，失去高速时第一电机EM1对发动机ICE的转速及扭矩功率调节功能。这时第二电机EM2作为发电机而第一电机EM1作为电动机，从而导致整个混合动力系统的工作效率和燃油消耗性变差。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的缺陷而做出了本专利技术。本专利技术的一个目的在于提供一种新型的功率分流混合动力系统，该新型的功率分流混合动力系统与现有技术的输入式功率分流混合动力系统相比能够克服在车辆高速时整个混合动力系统的工作效率和燃油消耗性差的缺陷。本专利技术的另一个目的在于提供一种包括上述混合动力系统的混合动力车辆。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术提供了一种如下的功率分流混合动力系统，所述功率分流混合动力系统包括：发动机，所述发动机的输出轴与所述第一行星轮架的第一行星架轴传动联接。使得所述发动机能够由所述第一行星齿轮机构和所述第一太阳轮二元件共同作用后，经由齿圈及中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩；发动机输出扭矩大小取决第一太阳轮扭矩。电机一，为功率分流电机。所述电机一的输入/输出轴与所述第一太阳轮的第一太阳轮轴传动联接；电机
二，为高速档电机。所述电机二的输入/输出轴与所述第二太阳轮的第二太阳轮轴传动联接；第一太阳轮轴与第二太阳轮轴同轴错层地布置，且第一太阳轮轴在内层。电机三，为低速档电机。所述电机三的输入/输出轴与所述低速档齿轮轴传动联接；经由中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩；变速器，所述变速器包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、多个第一行星轮、多个第二行星轮、第一行星轮架、第二行星轮架和齿圈，该齿圈及中间轴齿轮与所述差速器传动联接，第二行星轮架与壳体固定联接；差速器，所述差速器用于与车辆的车轮传动联接；
[0008]优选地，所述电机一的输入/输出轴与所述第一行星齿轮机构第一太阳轮轴传动联接。
[0009]优选地，所述变速器还包括位于所述第二电机和所述齿圈之间的减速机构，使得所述第二电机的输入/输出轴经由所述减速机构与所述齿圈传动联接。所述电机二的输入/输出轴与所述第二太阳轮的第二太阳轮轴传动联接；第一太阳轮轴与第二太阳轮轴同轴错层地布置，且第一太阳轮轴在内层。
[0010]更优选地，电机三，所述电机三的输入/输出轴与所述低速档齿轮轴传动联接；经由中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩.
[0011]更优选地，所述减速机构为第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、多个第二行星轮、第二行星轮架和齿圈，该第二行星轮架相对于所述变速器的壳体固定，所述第二太阳轮的第二太阳轮轴与所述电机二的输入/输出轴传动联接，所述齿圈经由中间轴齿轮与所述差速器传动联接。
[0012]更优选地，所述电机二的输入/输出轴与所述第二太阳轮轴同轴地配置，并且所述第二行星轮架轴与所述齿圈同轴地配置。电机二为高速档电机以一定传动比并联与传动机构。
[0013]更优选地，所述功率分流混合动力系统还包括控制模块，所述控制模块能够控制所述功率分流混合动力系统使所述功率分流混合动力系统实现纯电机驱动模式和高低速档功率分流混合动力模式。
[0014]在包括所述功率分流混合动力系统的车辆的速度小于或等于第一预定速度同时大于或等于动力电池预定电量的情况下，所述功率分流混合动力系统能够实现所述纯电机驱动模式，其中所述电机一和所述发动机处于停止状态，所述电机三处于运行状态并向所述差速器传递扭矩以用于驱动；并且车辆起步需大扭矩时，电机二和电机三同时运行。
[0015]在所述车辆的速度大于所述第一预定速度且小于或等于第二预定速度的情况下，所述功率分流混合动力系统能够实现所述低速档功率分流模式，其中所述发动机、所述电机一和所述电机三均处于运行状态，所述发动机向所述变速器传递的扭矩的一部分经由所述第一行星齿轮机构传递到所述差速器以用于驱动，而另一部分经由所述第一行星齿轮机构经由中间轴齿轮传递到所述电机一，使所述电机一对动力电池进行充电，所述电机三向所述差速器传递扭矩以用于驱动；所述电机二处于停止状态。并且
[0016]在所述车辆的速度大于所述第二预定速度的情况下，所述功率分流混合动力系统能够实现所述高速档功率分流混合动力驱动模式，其中所述发动机、所述电机一和所述电机二均处于运行状态，所述发动机向所述变速器传递的扭矩的一部分经由所述第一行星齿轮机构经由中间轴齿轮传递到所述差速器以用于驱动，而另一部分经由所述第一行星齿轮
机构传递到所述电机一，使所述电机一对动力电池进行充电，所述电机二向所述差速器传递扭矩以用于驱动。所述电机三处于停止状态。
[0017]本专利技术还提供了一种如下的混合动力车辆，所述混合动力车辆包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的混合动力系统。
[0018]通过采用上述技术方案，本专利技术提供了一种新型的功率分流混合动力系统及包括该功率分流混合动力系统的混合动力车辆，该功率分流混合动力系统包括一个发动机和三个电机。其中发动机与电机一经由行星齿轮机构组成功率分流混合动力系统，而电机二和电机三组成高低速两档电动驱动系统。因此，当包括根据本专利技术的功率分流混合动力系统的车辆处于较高的速度时，可以通过高速档电机电动驱动系统与发动机的功率分流混合动力系统高速双动力混合驱动，使得车辆处于较高的速度时发动机与电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电机功率分流混合动力系统，其特征在于，所述功率分流混合动力系统包括：发动机，所述发动机的输出轴与所述第一行星轮架的第一行星架轴传动联接。使得所述发动机能够由所述第一行星齿轮机构和所述第一太阳轮二元件共同作用后，经由齿圈及中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩；发动机输出扭矩大小取决第一太阳轮扭矩。电机一，为功率分流电机。所述电机一的输入/输出轴与所述第一太阳轮的第一太阳轮轴传动联接；电机二，为高速档电机。所述电机二的输入/输出轴与所述第二太阳轮的第二太阳轮轴传动联接；第一太阳轮轴与第二太阳轮轴同轴错层地布置，且第一太阳轮轴在内层。电机三，为低速档电机。所述电机三的输入/输出轴与所述低速档齿轮轴传动联接；经由中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩；变速器，所述变速器包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、多个第一行星轮、多个第二行星轮、第一行星轮架、第二行星轮架和齿圈，该齿圈及中间轴齿轮与所述差速器传动联接，第二行星轮架与壳体固定联接；差速器，所述差速器用于与车辆的车轮传动联接。2.根据权利要求1所述的功率分流混合动力系统，其特征在于，所述电机一的输入/输出轴与所述第一行星齿轮机构第一太阳轮轴传动联接。3.根据权利要求1所述的功率分流混合动力系统，其特征在于，所述电机二的输入/输出轴与所述第二太阳轮的第二太阳轮轴传动联接；第一太阳轮轴与第二太阳轮轴同轴错层地布置，且第一太阳轮轴在内层。4.根据权利要求1所述的功率分流混合动力系统，其特征在于，电机三，所述电机三的输入/输出轴与所述低速档齿轮轴传动联接；经由中间轴齿轮向所述差速器传递扭矩。5.根据权利要求1所述的功率分流混合动力系统，其特征在于，所述减速机构为第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、多个第二行星轮、第二行星轮架和齿圈，该第二行星轮架相对于所述变速器的壳体固定，所述第二太阳轮的第二太阳轮轴与所述电机二的输入/输出轴传动联接，所述齿圈经由中间轴齿轮与所述差速器传动联接。6.根据权利要求1所述的功率分流...

【专利技术属性】
技术研发人员：席忠，席睿，
申请(专利权)人：席忠，
类型：发明
国别省市：