双行星排四轴混合动力传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双行星排四轴混合动力传动装置，包括一个拉威挪式行星齿轮传动机构改进而来的双行星排、设于其左侧的发动机、设于其右侧主要起发电作用的电机Ａ和主要起驱动作用的电机Ｂ以及由齿轮传动的主减速器，此外还设有可锁止发动机的第一锁止离合器以及可锁止电机Ａ的第二锁止离合器，电机Ａ与双行星排的小太阳轮连接，电机Ｂ则与大太阳轮连接。本发明专利技术通过改变与电机Ｂ连接的行星轮系的传动比，降低了系统对电机的设计和制造要求，电机集成后简化了冷却系统的结构和控制，电机Ａ增加锁止功能，避免了在零转速附近的低效工作状态。本发明专利技术适用于机电混合动力汽车的混合动力耦合与传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车动力传动装置，尤其是一种用于混合动力汽车的双行星排四轴混合动力传动装置。
技术介绍
由于能源短缺以及公众环保意识的增强，环保的电动汽车或燃料电池汽车便应运 而生，然而由于技术的制约，上述类型的汽车还难以在短时间内全面推广，因此，技术上比 较成熟的混合动力汽车是目前比较理想的一种选择。混合动力汽车(HEV)作为一种新兴的节能环保型汽车，其技术和市场处于一种蓬 勃的发展阶段，混合动力汽车(HEV)与传统汽车及纯电动汽车相比，最大差别是动力系统。 对于并联和混联式HEV，动力耦合系统负责将HEV的多个动力组合在一起，实现多动力源间 合理的功率分配并把动力传给驱动桥，它在HEV开发中处于重要地位，其性能直接关系到 HEV整车性能是否达到设计要求，是HEV最核心部分。行星轮系具有多自由度、输入输出灵 活可控的特点，而且结构紧凑、体积小、速比大、因此被越来越多的混合动力汽车动力耦合 系统所采用，这也是当今混合动力汽车动力总成发展的一种趋势。1997年丰田推出首款混合动力汽车Prius，2005年又推出了搭载最新第3代机电 混合动力系统的2006款Prius，仍采用THS混联式结构，行星齿轮系统对发动机的输出功 率进行重新分配，达到合理平衡发动机负荷的目的。附图1所示即为丰田Prius混合动力 轿车的动力传动装置结构原理图，包括发动机E、电机AMG1、电机BMG2以及包括一个单行星 排的动力耦合系统等部件，在此机构中，发动机E通过减震阻尼器与单行星排的行星架a相 连，并通过行星齿轮b将动力传递给外齿圈c和太阳轮d，外齿圈c与输出轴相连，输出轴通 过减速齿轮组e和电机MG2的转子相连，太阳轮d与电机MG1的转子相连，输出轴通过链传 动系统f、主减速器g以及差速器h将动力传递给车轮。该系统将发动机E大部分转矩直接 传递到输出轴上，将小部分转矩传给电机AMG1以用于发电，电机AMG1发出的电能根据指令 用于电池充电或驱动电机BMG2，以增加驱动力。这种结构可以通过调节电机AMG1的转矩和 转速使发动机一直处于高效率区或低排放区，此外，通过调节行星排各元件的转速，使其像 无级变速器一样工作。然而，由于上述动力传动装置的两个电机MG1、MG2布置在单行星排的两侧，并共 用一套冷却系统，因此电机冷却系统布置复杂，电机系统集成度低，并且行星排两侧的传动 轴不等长，不利于前舱布置。此外，电机AMG1和发动机E并排布置于行星排同侧，由于两者 距离比较近，并且电机AMG1的最佳工作温度为60°C，而发动机E的最佳工作温度为90°C， 因此电机AMG1会受到发动机E散热的影响而快速升温，使相应的电机冷却系统经常处于工 作状态，进而影响整车的效率。由于上述动力传动装置采用单排行星轮系，其减速比低，从而要求电机的转速变 化范围宽，对转矩的要求高，所以，对电机的制造精度、转速/扭矩特性及其动平衡要求十 分苛刻；为了达到足够的减速比，输出轴的减速装置采用了包括链传动系统f、主减速器g的多级传动部件，进一步加大了系统的复杂性，提高了系统对空间布置的要求。中国专利文献上公开的一种公开号为CN 101149094A的基于双行星排的混合动 力驱动装置，包括内燃机、电机、动力输出端以及前、后行星排，前行星排的行星架与后行星 排的齿圈相连接，前后行星排的太阳轮共同连接到电机轴上，发动机通过离合器可选择地 与前行星排的齿圈或行星架连接，后行星排的行星架与输出端连接。由于其前、后行星排为 并排布置，因此其外形尺寸较大，结构不够紧凑；由于只有二个输入轴和一个电机，因此，对 电机的控制要求比较高。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术的混合动力传动装置存在的行星轮系减速比低、结构 不紧凑、对电机的要求高、电机的集成度低以及冷却系统复杂的不足，提供一种结构紧凑、 传动效率高、对电机的转矩等特性要求低并且其冷却系统简单易控制的双行星排四轴混合 动力传动装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种双行星排四轴混合动力传动 装置，包括发动机、电机A、电机B以及一个主减速器，所述传动装置设有由第一行星排和 第二行星排集成为一体的双行星排，第一行星排包括小太阳轮、行星架、短行星轮以及外齿 圈，第二行星排包括大太阳轮、长行星轮以及和第一行星排共用的行星架、短行星轮和外齿 圈，所述长行星轮分别与短行星轮和大太阳轮啮合，发动机曲轴与行星架连接，外齿圈通过 主减速器输出动力，小太阳轮的转轴与电机A转子相连接，小太阳轮转轴的延伸段连接一 个第二锁止离合器，可转动地套设在小太阳轮转轴外的大太阳轮的转轴与电机B转子相连 接，所述行星架设有第一锁止离合器。本专利技术的电机A主要起发电作用，而电机B则主要起驱动作用，所采用的双行星排 传动系统是从拉威挪(Ravigneaux)式齿轮变速机构改进而来，由于是三个输入轴和一个 输出轴的四轴系统，因此，比一般的单行星排三轴传动系统有更多的控制模式，有利于通过 对电机A和电机B的转矩控制使发动机始终处于其高效率或低排放的最佳工作状态，提高 系统的传动效率，降低排放，节省能源；与现有的拉威挪(Ravigneaux)式齿轮变速机构相 比，本专利技术减小了电机B所连接的行星轮系传动比，因而可减小对电机B的转速和转矩的要 求，从而有效地降低了电机B的加工制造难度和生产成本。此外，由于采用双行星排传动机 构增大了系统的减速比，从而简化了主减速器的结构，而两个行星排集成为一体，大大简化 了结构，可显著缩小其外形尺寸，有利于空间布置。由于本专利技术采用了改进的拉威挪(Ravigneaux)式齿轮变速机构，因此，分别与小 太阳轮、太阳轮连接的电机A和电机B可设于双行星排远离发动机曲轴的一侧，从而可避免 发动机的散热对电机A和电机B的影响，有利于电机A和电机B的集成，有效简化电机冷却 系统的结构和控制，并提高传动装置的效率，同时还可使行星排两侧的传动轴长度接近，有 利于前舱的布置。当汽车在高速行驶时，电机A的转速需控制在零转速附近以调节发动机的功率输 出，因而电机A的效率很低，并且系统的输出功率与功率需求总是会有一些波动，并存在一 定的滞后性，这都增加了控制的难度，本专利技术通过设于电机A转轴的第二锁止离合器将电 机A锁止，从而避免了电机A工作在零转速附近，显著地提高整车的传动效率。本专利技术的传动装置在处于纯电驱动模式时，设于行星架上的第一锁止离合器将行 星架连同与其连接的发动机曲轴一并锁止，因而可避免发动机曲轴的倒转，同时降低纯电 驱动时系统控制的复杂度。作为优选，所述电机A和电机B集成为一体，既可简化其冷却系统的结构，有方便 对冷却系统的控制，同时有利于提高电机A以及电机B的可靠性和稳定性。作为优选，所述短行星轮与长行星轮的个数为3个 4个，并在圆周方向等分排 列，从而有利于整个行星排的受力均勻。作为优选，所述主减速器是一个齿轮组传动机构，从而使整个传动装置的结构更 为紧凑。因此，本专利技术具有如下有益效果(1)采用改进的拉威挪(Ravigneaux)式行星齿 轮传动机构，降低了系统对电机B的设计和制造要求；(2)通过对两个电机的控制使发动机 始终工作在最佳工作区域，提高传动效率，降低排放；(3)通过离合器锁止电机A，避免其在 零转速附近工作，提高系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星排四轴混合动力传动装置，包括发动机（１）、电机Ａ（２）、电机Ｂ（３）以及一个主减速器（４），其特征是，所述传动装置设有由第一行星排和第二行星排集成为一体的双行星排（５），第一行星排包括小太阳轮（６）、行星架（７）、短行星轮（８）以及外齿圈（９），第二行星排包括大太阳轮（１０）、长行星轮（１１）以及和第一行星排共用的行星架（７）、短行星轮（８）和外齿圈（９），所述长行星轮（１１）分别与短行星轮（８）和大太阳轮（１０）啮合，发动机曲轴（１２）与行星架（７）连接，外齿圈（９）通过主减速器（４）输出动力，小太阳轮（６）的转轴与电机Ａ的转子相连接，小太阳轮转轴的延伸段连接一个第二锁止离合器（１４），可转动地套设在小太阳轮转轴外的大太阳轮（１０）的转轴与电机Ｂ转子相连接，所述行星架（７）设有第一锁止离合器（１３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李书福，杨健，张彤，余卫，马智涛，于海生，
申请(专利权)人：上海华普国润汽车有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]