具有双转子电动发电机的动力系制造技术

本发明专利技术涉及具有双转子电动发电机的动力系，具体提供一种动力系，其包括发动机以及具有输入构件和输出构件的变速器。该动力系还包括电动机／发动机，该电动发电机具有可通电的定子以及第一转子和第二转子（即，双转子电动机）。两个转子都可经由该定子的通电而旋转。被称为发动机离合器的第一扭矩传递机构选择性地可接合以将发动机连接成与第一转子和第二转子其中之一共同旋转。被称为电动机离合器的第二扭矩传递机构选择性地可接合以将第一转子连接成与第二转子共同旋转。变速器输入构件持续连接成与第一转子和第二转子中的另一个共同旋转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有双转子电动发电机的变速器。
技术介绍
一种混合动力变速器是可由发动机以及与储能装置相连的电动发电机来提供动 力的变速器。设计混合动力系的关键目标是使得在各种操作模式下能够具有高操作效率以 满足车辆操作的各种条件。经常地，提供纯电动操作模式(即，其中车辆仅由电动机提供动 力)和纯发动机操作模式。还可提供混合动力操作模式，其中发动机和电动机都增加动力。 所期望的是在执行各种操作模式以最佳地满足车辆动力需求而同时保持平稳过渡的效率。
技术实现思路
提供一种动力系，其包括发动机以及具有输入构件和输出构件的变速器。该动力 系还包括电动发电机，该电动发电机具有可通电的定子、第一转子和第二转子(即，双转子 电动机)。两个转子都可借助定子的通电而旋转。被称为发动机离合器的第一扭矩传递机 构选择性地可接合以将发动机连接成与第一转子和第二转子其中之一共同旋转。被称为电 动机离合器的第二扭矩传递机构选择性地可接合以将第一转子连接成与第二转子共同旋 转。变速器输入构件持续连接成与第一转子和第二转子中的另一个共同旋转。优选地，所述转子和所述定子同心；所述第一转子在所述定子的径向外侧，所述第 二转子在所述定子的径向内侧。优选地，所述第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动机连接成与所述第 一转子共同旋转。优选地，所述第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动机连接成与所述第 二转子共同旋转。优选地，所述转子和所述定子与所述转子的旋转中心线同轴且所述转子不相互同 心；并且所述第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动机连接成与所述第一转子共 同旋转。优选地，所述动力系包括操作地连接至所述定子的电池；其中当所述第一扭矩传 递机构不接合而所述第二扭矩传递机构接合时提供电动车辆操作模式，并且在该模式中所 述电池对所述定子通电以致使所述第一转子和所述第二转子旋转。优选地，由被通电的定子产生的旋转定子场在施加至所述变速器的扭矩相对较高 时旋转得快于所述第一转子和所述第二转子，并且在施加至所述变速器输入构件的扭矩相 对较低时旋转得快于连接成与所述变速器输入构件共同旋转的另一个转子。优选地，所述动力系进一步包括操作地连接至所述定子的电池；其中通过接合所 述第一扭矩传递机构并在所述第一转子的速度与被通电定子的旋转定子场的速度基本相 同时接着接合所述第二扭矩传递机构而在电动车辆操作模式期间利用电池动力起动所述 发动机。4优选地，通过在所述发动机运行时接合所述第一扭矩传递机构而不接合所述第二 扭矩传递机构来提供电动扭矩变换器操作模式，从而所述第一转子产生所述定子的定子场 并相对于该定子的该定子场旋转，从而使该定子场为所述第二转子提供动力以驱动所述变速器O优选地，通过在所述发动机运行时接合两个扭矩传递机构并且将所述电池定子场 控制成使得所述电池选择性地为所述第二转子增加动力和接收来自所述第二转子的动力 以分别实现电动辅助模式或再生制动模式，来提供操作模式。在某些实施例中，第一转子在定子的径向外侧，第二转子在定子的径向内侧。发动 机离合器在某些这样的实施例中选择性地可接合至第一转子，而在其它实施例中选择性地 可接合至第二转子。在另一实施例中，转子布置成与定子轴向相邻，使得转子和定子与转子 的旋转中心线同轴，并且转子不相互同心。在该实施例中，发动机离合器选择性地可接合以 将发动机连接成与第一转子共同旋转。根据本专利技术的第二方面，还提供一种混合动力车辆动力系，包括发动机；具有输 入构件的机械式非混合动力变速器；电池；逆变器；电动发电机，该电动发电机具有定子， 该定子选择性地由所述电池通过所述逆变器提供动力以产生定子场并选择性地通过所述 逆变器向所述电池提供动力；第一转子和第二转子，其响应于在所述定子中产生的定子场 相对于彼此可旋转，所述定子场响应于所述电池提供的动力而产生；发动机离合器，其选择 性地可接合以将所述发动机连接成与转子中的一个共同旋转；以及第二扭矩传递机构，其 选择性地可接合以将所述转子连接成相互共同旋转；其中选择性地接合所述扭矩传递机构 并且向所述定子提供动力提供了纯电动操作模式、发动机起动模式、电动扭矩变换器模式、 电动辅助模式以及再生制动模式。根据本专利技术的再一方面，提供一种混合动力系，包括发动机；变速器，其具有输 入构件并且特征在于不存在任何电动发电机；电动发电机，其具有单个定子和通过所述定 子可旋转的双转子；其中所述电动发电机位于所述发动机与所述变速器输入构件之间并 可操作地与所述发动机和所述变速器输入构件连接，并且具有通过单个定子可旋转的双转子。优选地，在所述混合动力系中，所述转子和所述定子同心；第一转子在所述定子的 径向外侧，第二转子在所述定子的径向内侧。优选地，在所述混合动力系中，第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动 机连接成与第一转子共同旋转。优选地，在所述混合动力系中，第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动 机连接成与第二转子共同旋转。优选地，在所述混合动力系中，所述转子和所述定子与所述转子的旋转中心线同 轴且所述转子不相互同心；并且第一扭矩传递机构选择性地可接合以将所述发动机连接成 与第一转子共同旋转。可对动力系进行控制以提供适于高扭矩水平的电动车辆操作模式、适于低扭矩水 平的电动车辆操作模式、发动机起动模式、电动扭矩变换器模式(即，在该模式中，转子中 的一个通过快于定子旋转而在定子中产生电，被通电的定子接着驱动另一转子，从而转子 相对于定子并相对于彼此“滑移”，这与扭矩变换器类似)、电动辅助模式以及再生制动模式。动力系通过消除对按照低滑移速度控制摩擦离合器的需求并代之以按照近同步速度应 用发动机离合器而确保良好的车辆发动质量。纯电动操作模式不需要离合器接合，从而通 过减少发热而提高系统效率。对于高扭矩应用，发动机可用作原动机以降低对电池容量的 依赖。优选地，利用包括电池、功率逆变器和控制器的单组功率电子器件对定子提供动 力。变速器可以是不具有任何附加电动发电机的机械变速器(即，具有可操作成在变速器 输入构件与变速器输出构件之间建立固定速度比的齿轮组和扭矩传递机构的变速器)。因 而，通过减少部件并使双转子电动机与常规(即，非混合动力)变速器潜在结合，可降低总 体成本。结合附图从实施本专利技术的最佳模式的以下详细说明将很容易清楚本专利技术的以上 特征和优点以及其它特征和优点。附图说明图1是动力系的第一实施例的示意图；图2是动力系的第二实施例的示意图；以及图3是动力系的第三实施例的示意图。具体实施例方式参照附图，其中在所有这几个附图中相同附图标记指代相同部件。图1示出动力 系10，其具有相互之间操作地连接的发动机12、变速器14以及电动发电机16。发动机12 为任何类型的内燃发动机，例如汽油机或柴油机。变速器14为常规机械变速器。也就是说， 其包括多个齿轮以及选择性地可接合的扭矩传递机构而不包括任何电动发电机，该扭矩传 递机构是可控的以提供输入构件18与变速器输出构件20之间的多个固定速度比。在图1的实施例中，发动机输出构件22与变速器输入构件18和变速器输出构件 20同轴，从而形成公共旋转轴线24。电动发电机16位于发动机12与变速器14之间。电 动发电机16包括定子26，其接地至诸如电动机壳体的静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系，包括：发动机；具有输入构件和输出构件的变速器；电动发电机，该电动发电机具有可通电的定子以及均可经由该定子的通电而旋转的第一转子和第二转子；第一扭矩传递机构，其选择性地可接合以将所述发动机连接成与所述第一转子和第二转子中的一个共同旋转；以及第二扭矩传递机构，其选择性地可接合以将所述第一转子连接成与所述第二转子共同旋转；其中所述变速器输入构件持续连接成与所述第一转子和第二转子中的另一个共同旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JD亨德里克森，BM康伦，KM拉曼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]