可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置；包括发动机，第一离合器，第一电动机/发电机，动力分配机构，飞轮模块，第二离合器和动力输出装置；所述动力分配机构是单排行星齿轮传动装置；所述飞轮模块包括飞轮增速主动齿轮，与所述飞轮增速主动齿轮相啮合的至少一个飞轮增速从动齿轮，至少一个飞轮，至少一个飞轮轴和至少一个飞轮制动器；所述动力输出装置包括减速主动齿轮，减速从动齿轮，减速从动齿轮轴，变速装置，动力输出轴；解决了制动能量回收效率低、加速性能差的问题；制动能量回收效率高、加速性高、整车成本低、节能效果显著。

【技术实现步骤摘要】
可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置
本专利技术涉及混合动力汽车
，具体涉及可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置。
技术介绍
人类面临着化石能源逐渐枯竭和过度依赖化石能源所导致的环境恶化两大挑战，以石油能源为动力的传统汽车的迅猛发展正使人类陷入资源与环境的双重危机，因此发展节能环保的新能源汽车逐渐成为行业的发展趋势。混合动力汽车（HEV）是一种由发动机和电机系统共同驱动的车辆，符合环保高效的主流发展方向，根据动力源数量和动力传递方式不同，分为串联型、并联型（PHEV）和混联型。能量存储装置主要是蓄电池、超级电容、燃料电池、惯性飞轮、液压蓄能器等，储能飞轮不会像蓄电池那样在废弃时带来环境污染，环保性能较好。汽车的制动是通过制动盘与制动钳或制动鼓与制动蹄之间的摩擦来实现的。在此过程中，整车动能通过摩擦以热量的形式耗散，造成能量的浪费。特别是在城市工况中，由于交通拥堵和交通管理需要，车辆需要反复地加速、减速，制动消耗的能量在车辆消耗总能量中占据相当大的比例。制动能量回馈是提高汽车能量效率的一个非常重要的手段，它通常是指电动汽车（例如纯电动汽车和混合动力汽车）在减速或者下坡过程中，在保证制动性能的前提下，将汽车行驶的惯性能量通过传动系统传递给电机，电机以发电模式工作，为储能装置充电，从而实现制动能量的回馈利用。制动能量回馈可以提升电动汽车的续驶里程，降低车载电池的重量。另外，还可减少制动器摩擦片的磨损。然而，目前的制动能量回馈技术有不少缺点，因为回馈能量的多少受到车辆行驶工况和电机、电池状态的限制。首先，现有的制动能量回馈方案通常要求直接向电池充电，但因制动过程时间大多较短，并且存在着电池充电倍率不能过高的限制，电池难以实现短时间大功率充电；第二，采用电机回馈制动能量对其性能要求过高，且难以实现制动力矩的任意调节，不符合人们对于传统制动器的操作习惯；第三，超级电容虽具有比功率高、比能量大、一次储能多等优点，可平滑动力电池充放电电流但其价格昂贵，不易普及；第四，电动汽车的运行工况要求其电机及传动系统具有正反转以及电气制动等四象限控制功能，但现有的电气制动方法与装置只能在中高速中回收少部分能量，在低速时能量回收率几乎为零；最后，制动能量回馈的再利用过程效率不高，因为回收的动能通过发电机转化为电能，再转化为化学能，而再利用时又由化学能转化为电能、动能，这两次能量的转化过程会发生可观的损失，因此导致整车的节能效果不够明显。另外，由于汽车前舱空间、驱动电机与差速器中心距等限制，电动汽车电机的直径不宜过大，加上电机控制器功率器件成本的限制，目前很多电动汽车的峰值转矩偏小，存在动力性差、加速性能差、高速超车能力不足等问题。在中国专利CN201120235061.8中提供了一种利用飞轮提高制动能量回收率的驱动装置，但仍然存在着加速性能差、高速超车能力不足的问题。在中国专利CN200980142123.6中提供了一种飞轮储能系统，可以在减少能量损失的同时快速满足高负荷环境下的储能需求，也存在着加速性能差、高速超车能力不足、节能成本高的问题；在中国专利CN200980151936.1中提供了一种飞轮模块以及在飞轮模块中储存和传递能量的方法，比现有驱动系统中的飞轮模块更简单更节省成本，但存在着加速性能差、高速超车能力不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制动能量回收效率高、加速性高、整车成本低、节能效果显著的可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置。实现本专利技术目的的技术方案是提供可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置；包括发动机，第一离合器，第一电动机/发电机，动力分配机构，飞轮模块，第二离合器和动力输出装置；所述动力分配机构是单排行星齿轮传动装置；所述飞轮模块包括飞轮增速主动齿轮，与所述飞轮增速主动齿轮相啮合的至少一个飞轮增速从动齿轮，至少一个飞轮，至少一个飞轮轴和至少一个飞轮制动器；所述动力输出装置包括减速主动齿轮，减速从动齿轮，减速从动齿轮轴，变速装置，动力输出轴；所述发动机和所述第一离合器与所述第一电动机/发电机、所述动力分配机构、所述飞轮模块、所述第二离合器、所述动力输出装置传动连接。优选的所述第一离合器从动片连接在所述发动机的输出轴上，所述发动机的输出轴与动力输入轴相连；所述单排行星齿轮传动装置包括太阳轮、行星架、齿圈，所述第二离合器一端与所述飞轮增速主动齿轮连接，所述第二离合器的另一端与动力输入轴连接，所述飞轮增速主动齿轮与所述飞轮增速从动齿轮动力传动连接，所述飞轮增速从动齿轮与所述飞轮轴固定连接，所述飞轮与所述飞轮轴连接；所述第一电动机/发电机的输出轴与所述太阳轮固定连接，所述行星架与所述动力输入轴相连接；所述减速主动齿轮固定连接在所述动力输入轴上，所述减速主动齿轮与所述减速从动齿轮啮合连接，所述减速从动齿轮固定连接在所述减速从动齿轮轴上，所述变速装置固定安装在所述动力输出轴上。优选的所述变速装置是差速器或单档变速器或多档变速器；所述动力输出轴与第二电动机/发电机的输出轴相连接；所述飞轮增速主动齿轮与所述飞轮增速从动齿轮是啮合连接或链条传动连接；所述飞轮制动器是电磁制动器或摩擦片式制动器，位于所述飞轮轴上紧邻所述飞轮端或位于沿着所述飞轮轴轴向与所述飞轮端相对的一侧紧邻所述飞轮增速从动齿轮处。优选的所述发动机、所述第一电动机/发电机、所述飞轮模块在整车控制下有多种不同的传动工况，包括起步和低速行驶，中高速行驶，行驶时的制动能量回收，制动能量回收后飞轮助力行驶。优选的当处在起步和低速行驶工况时，所述第一离合器断开，所述发动机不参与驱动，所述第二离合器结合，所述飞轮制动器闭合，飞轮锁死；所述第一电动机/发电机输出正向扭距后顺次经过所述太阳轮、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置优选的当处在中高速行驶工况时，所述第一离合器结合，所述发动机和所述第一电动机/发电机共同工作，所述第二离合器断开，所述飞轮不工作，所述飞轮制动器断开；从所述发动机输出的动力顺次经过所述第一离合器、所述动力输入轴、所述行星架、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置；所述第一电动机/发电机输出正向扭距后顺次经过所述太阳轮、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置。优选的当处在行驶时的制动能量回收工况时，所述第一离合器断开，所述发动机不参与整车制动，所述飞轮制动器断开，所述第二离合器结合，所述第一电动机/发电机输出反向扭矩后开始分流，一部分动力顺次经过所述太阳轮、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置使车辆减速；另一部分动力顺次经过所述太阳轮、所述行星架、所述动力输入轴、所述第二离合器、所述飞轮增速主动齿轮、所述飞轮增速从动齿轮、所述飞轮轴到所述飞轮使飞轮加速。优选的当处在制动能量回收后飞轮助力行驶工况时，所述第一离合器断开，所述发动机不参与整车驱动，所述第二离合器结合，所述飞轮制动器断开；所述第一电动机/发电机输出正向扭距后顺次经过所述太阳轮、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置；所述飞轮的动能顺次经过所述飞轮轴、所述飞轮增速从动齿轮、所述飞轮增速主动齿轮、所述第二离合器、所述动力输入轴、所述行星架、所述齿圈输出后驱动所述动力输出装置。本专利技术具有积极的效果：（1）通过飞轮的能量存储作用可以回收车辆的制动动能，回收制动能量将远超目前的电机发电给电池充电的本文档来自技高网...

【技术保护点】
可应用于混合动力汽车的储能及驱动装置；其特征在于：包括发动机（1），第一离合器（2），第一电动机/发电机（3），动力分配机构（4），飞轮模块（5），第二离合器（6）和动力输出装置（7）；所述动力分配机构（4）是单排行星齿轮传动装置；所述飞轮模块（5）包括飞轮增速主动齿轮（53），与所述飞轮增速主动齿轮（53）相啮合的至少一个飞轮增速从动齿轮（54），至少一个飞轮（51），至少一个飞轮轴（52）和至少一个飞轮制动器（55）；所述动力输出装置（7）包括减速主动齿轮（71），减速从动齿轮（72），减速从动齿轮轴（75），变速装置（73），动力输出轴（74）；所述发动机（1）和所述第一离合器（2）与所述第一电动机/发电机（3）、所述动力分配机构（4）、所述飞轮模块（5）、所述第二离合器（6）、所述动力输出装置（7）传动连接。

【技术特征摘要】
1.应用于混合动力汽车的储能及驱动装置；其特征在于：包括发动机(1)，第一离合器(2)，第一电动机/发电机(3)，动力分配机构(4)，飞轮模块(5)，第二离合器(6)和动力输出装置(7)；所述动力分配机构(4)是单排行星齿轮传动装置；所述飞轮模块(5)包括飞轮增速主动齿轮(53)，与所述飞轮增速主动齿轮(53)相啮合的至少一个飞轮增速从动齿轮(54)，至少一个飞轮(51)，至少一个飞轮轴(52)和至少一个飞轮制动器(55)；所述动力输出装置(7)包括减速主动齿轮(71)，减速从动齿轮(72)，减速从动齿轮轴(75)，变速装置(73)，动力输出轴(74)；所述发动机(1)和所述第一离合器(2)，与所述第一电动机/发电机(3)、所述动力分配机构(4)、所述飞轮模块(5)、所述第二离合器(6)、所述动力输出装置(7)传动连接；所述的第一离合器(2)连接在发动机(1)的输出轴和动力输入轴(8)之间，所述单排行星齿轮传动装置包括太阳轮(41)、行星架(42)、齿圈(43)，所述第二离合器(6)一端与所述飞轮增速主动齿轮(53)连接，所述第二离合器(6)的另一端与动力输入轴(8)连接，所述飞轮增速主动齿轮(53)与所述飞轮增速从动齿轮(54)动力传动连接，所述飞轮增速从动齿轮(54)与所述飞轮轴(52)固定连接，所述飞轮(51)与所述飞轮轴(52)连接；所述第一电动机/发电机(3)的输出轴与所述太阳轮(41)固定连接，所述行星架(42)与所述动力输入轴(8)相连接；所述减速主动齿轮(71)固定连接在动力分配机构的动力输出侧，所述减速主动齿轮(71)与所述减速从动齿轮(72)啮合连接，所述减速从动齿轮(72)固定连接在所述减速从动齿轮轴(75)上，所述变速装置(73)固定安装在所述动力输出轴(74)上；所述变速装置(73)是差速器或单档变速器或多档变速器；所述动力输出轴(74)与第二电动机/发电机(9)的输出轴相连接；所述飞轮增速主动齿轮(53)与所述飞轮增速从动齿轮(54)是啮合连接或链条传动连接；所述飞轮制动器(55)是电磁制动器或摩擦片式制动器，位于所述飞轮轴(52)上紧邻所述飞轮(51)端或位于沿着所述飞轮轴(52)轴向与所述飞轮(51)端相对的一侧紧邻所述飞轮增速从动齿轮(54)处；所述发动机(1)、所述第一电动机/发电机(3)、所述飞轮模块(5)在整车控制下有多种不同的传动工...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪训定，水佑民，杨敏，范绍军，
申请(专利权)人：常州海科新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32