用于车辆的混合动力系统技术方案

本发明专利技术提出了一种用于车辆的混合动力系统，包括：动力耦合输出部分，其包括发动机、与发动机连接的发电机和与发电机的输出端连接的动力耦合行星排，发动机和发电机能够通过动力耦合行星排进行动力耦合；连接在动力耦合行星排的输出端且用于动力补充的驱动电机；连接在驱动电机的输出端的多挡变速器，多挡变速器与所述驱动电机耦合，通过多挡变速器能够对动力耦合输出部分输出动力的转速和扭矩进行调节以变速驱动车辆；以及动力控制部分，动力控制部分别与发电机、发动机以及多挡变速器连接，通过动力控制部分能够控制混合动力系统处于不同的工作模式。于不同的工作模式。于不同的工作模式。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的混合动力系统


[0001]本专利技术属于汽车制造
，具体涉及一种用于车辆的混合动力系统。

技术介绍

[0002]纯电动汽车由于零排放的优势，对改善全球空气质量有着重大意义，但是受限于电池技术水平，其制造成本高、容量小、充电时间长，这导致纯电动汽车的应用受到了很大的限制。针对这些问题，目前通用的解决方案是采用混合动力系统。行星齿轮机构具有多自由度的特点，在混合动力系统中通常采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，从而使发动机工作点可以自由控制，以实现无极变速，由此能够最大限度地提高混合动力系统燃油经济性。
[0003]然而现有技术中的混合动力系统虽能实现纯电动和混合驱动模式的变换，但是仍然存在一些问题。例如，现有的混沌动力系统无论是在纯电动模式下，还是在混合动力模式下，最多只能实现两挡传动，其工作效率低。此外，现有的混沌动力系统结构布局占用空间大，对车内布局影响较大。

技术实现思路

[0004]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提供一种用于车辆的混合动力系统，该混合动力系统能够实现多挡变换，拓展输出动力的扭矩和转速范围，从而实现更宽工况范围的覆盖，并且，能够耦合发动机和发电机动力，有效保证在不同车辆运营工况条件下能够稳定工作在高效区。
[0005]为此，根据本专利技术提出了一种用于车辆的混合动力系统，包括：动力耦合输出部分，其包括发动机、与所述发动机连接的发电机和与所述发电机的输出端连接的动力耦合行星排，所述发动机和所述发电机能够通过所述动力耦合行星排进行动力耦合；连接在所述动力耦合行星排的输出端且用于动力补充的驱动电机；连接在所述驱动电机的输出端的多挡变速器，所述多挡变速器与所述驱动电机耦合，通过所述多挡变速器能够对所述动力耦合输出部分输出动力的转速和扭矩进行调节以变速驱动所述车辆；以及动力控制部分，所述动力控制部分别与所述发电机、所述发动机以及所述多挡变速器连接，通过所述动力控制部分能够控制混合动力系统处于不同的工作模式。
[0006]在一个实施例中，所述动力耦合行星排包括第一行星架、第一太阳轮和第一齿圈，所述第一行星架与所述发动机连接，所述第一太阳轮与所述发电机连接，所述第一齿圈与所述驱动电机连接，所述动力耦合行星排能够耦合所述发动机和所述发电机的动力，并将耦合动力输出给所述多挡变速器以变速驱动所述车辆行驶。
[0007]在一个实施例中，所述动力耦合行星排的齿轮传动的转速特性公式为：
[0008]n
s
+kn
r
－(1+k)n
c
＝0
[0009]其中，n
s
为第一太阳轮转速，n
r
为第一齿圈转速，n
c
为行星架转速，k为第一齿圈与第一太阳轮的齿数比。
[0010]在一个实施例中，所述混合动力系统设置成能够在单电机纯电驱动工作模式或双电机纯电驱动工作模式下工作。
[0011]所述多挡减速器包括第二行星排和第三行星排，所述第二行星排包括第二行星架、第二太阳轮、第二行星轮和第二齿圈，所述第三行星排包括第二行星架、第三太阳轮、第三行星轮和第三齿圈，所述第二行星架与第三齿圈固定连接，所述第二齿圈与所述第三行星架固定连接。
[0012]在一个实施例中，所述多挡减速器还包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器与所述驱动电机的输出端连接，所述第二离合器与所述第三太阳轮连接。
[0013]在一个实施例中，所述多挡减速器还包括第一制动器和第二制动器，所述第一制动器与所述第二太阳轮固定连接，所述第二制动器与所述第三齿圈固定连接。
[0014]在一个实施例中，所述多挡变速器设有机械油泵和电子油泵，所述电子油泵用于在所述发动机未启动时为所述多挡变速器和所述驱动电机提供液压油路压力。
[0015]在一个实施例中，所述发电机和所述驱动电机采用油冷方式进行冷却。
[0016]在一个实施例中，还包括与所述动力控制部分连接的储能装置，所述储能装置用于存储直流电能。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点之处在于：
[0018]根据本专利技术的混合动力系统能够通过动力耦合行星排耦合发动机和发电机的动力，实现发动机工作转速与整车运营车速解耦，从而确保发动机能够有效工作在高效区，有效降低发动机的排放与能耗，实现整车运营经济。该混合动力系统通过单向扭转减振器能够实现双电机纯电驱动模式，有效提升了整车纯电动行驶的动力性能。多挡变速器采用双排行星排结构和多片制动器、离合器从而实现多挡变速，有效提升了发动机、发电机及驱动电机输出的扭振、转速的工作范围，实现更宽工况范围的覆盖，从而提升了整车在不同工况下的适应性能，并且提高了多挡变速器的换挡变速效率，实现系统的高效与节能减排。动力控制部分采用多合一的动力控制单元，实现了整车高压控制系统集成及变速器、整车控制等多功能集成，其集成度高，有效简化了整车高压系统电气连接，提升了整车电气可靠性，降低了成本。
附图说明
[0019]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0020]图1显示了根据本专利技术的用于车辆的混合动力系统的结构。
[0021]图2显示了多挡变速器各个档位的原理图。
[0022]图3是发动机的调速范围原理图。
[0023]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0024]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0025]在本申请中，需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“前端”、“后端”、等均是针对所参照的附图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可
以根据具体情况而变化。
[0026]图1显示了根据本专利技术的用于车辆的混合动力系统100的结构。如图1所示，混合动力系统100包括动力耦合输出部分110、驱动电机5、多挡变速器120以及动力控制部分21。动力耦合输出部分110用于输出动力以给车辆提供驱动力。驱动电机5与动力耦合输出部分110的输出端连接，用于进行动力补充以满足车辆行驶不同工况的功率和扭矩需求。多挡变速器120与驱动电机5的输出端连接，用于将动力耦合输出部分110输出的耦合动力的转速和扭矩进行调节，以变速驱动车辆行驶。动力控制部分21分别与动力耦合输出部分110、驱动电机5、以及多挡变速器120连接，用于控制车辆在不同工作模式下运行。
[0027]在本实施例中，混合动力系统100通过在多挡变速器120的输出端设置万向轴17，并通过万向轴17与车辆的车轮16连接。混合动力系统100通过动力耦合输出部分110输出动力，并经过多挡变速器120调节控制，从而变速驱动车轮转动，由此实现变速驱动车辆运行。
[0028]根据本专利技术，动力耦合输出部分110包括发动机1、发电机3和动力耦合行星排4。发电机3与发动机1的输出端连接，动力耦合行星排4连接在发电机3的输出端。车辆在工作过程中，混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于车辆的混合动力系统，包括：动力耦合输出部分(110)，其包括发动机(1)、与所述发动机连接的发电机(3)和与所述发电机的输出端连接的动力耦合行星排(4)，所述发动机和所述发电机能够通过所述动力耦合行星排进行动力耦合；连接在所述动力耦合行星排的输出端且用于动力补充的驱动电机(5)；连接在所述驱动电机的输出端的多挡变速器(120)，所述多挡变速器与所述驱动电机耦合，通过所述多挡变速器能够对所述动力耦合输出部分输出动力的转速和扭矩进行调节以变速驱动所述车辆；以及动力控制部分(21)，所述动力控制部分别与所述发电机、所述发动机以及所述多挡变速器通过电气连接方式形成连接，通过所述动力控制部分能够控制混合动力系统处于不同的工作模式。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述动力耦合行星排包括第一行星架、第一太阳轮和第一齿圈，所述第一行星架与所述发动机连接，所述第一太阳轮与所述发电机连接，所述第一齿圈与所述驱动电机连接，所述动力耦合行星排能够耦合所述发动机和所述发电机的动力，并将耦合动力输出给所述多挡变速器以变速驱动所述车辆行驶。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述动力耦合行星排的齿轮传动的转速特性公式为：n
s
+kn
r
－(1+k)n
c
＝0其中，n
s
为第一太阳轮转速，n
r
为第一齿圈转速，n
c
为行星架转速，k...

【专利技术属性】
技术研发人员：石魏，汪伟，彭再武，赵铃，罗宏亮，王澍龙，
申请(专利权)人：中车时代电动汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：