双转子电机复合行星排式混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双转子电机复合行星排式混合动力系统，是由发动机、一号电机、二号电机、复合双行星排、第一锁止器、第二锁止器、逆变器、超级电容和输出齿轮组成。所述二号电机为双转子电机，由内转子、外转子和定子组成；复合双行星排包括前行星排和后行星排，其中前行星排包括前排太阳轮、前排行星轮、前排齿圈和前、后行星排共用的行星架，后行星排包括后排太阳轮、后排行星轮、后排齿圈和前、后行星排共用的行星架。本实用新型专利技术使用了双转子电机实现双模功能，降低了对驱动电机的要求；本实用新型专利技术在功率直接传递模式下第二锁止器可以在一号电机接近零转速时将其锁止，避免了一号电机的低效工作，提高了系统效率；本实用新型专利技术使用了双转子电机，内、外转子可以同时参与再生制动，能够更有效地回收制动能量。

【技术实现步骤摘要】
双转子电机复合行星排式混合动力系统
本技术涉及一种混合动力车辆的动力系统，特别涉及一种双转子电机复合行星排式混合动力系统。
技术介绍
目前，典型的混联式混合动力车辆结构形式包括丰田混合动力系统和通用的高级混合动力系统。其中，丰田混合动力系统只能实现输入式功率分流一种模式，对驱动电机的要求较高，增加了整车成本。通用的高级混合动力系统多数采用三排行星齿轮机构进行功率分流，需要控制多个离合器、锁止器以进行模式切换，导致其结构复杂、控制难度大；过多的离合器、锁止器增加了系统成本，并且使系统可靠性降低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双转子电机复合行星排式混合动力系统。 本技术是由发动机、一号电机、二号电机、复合双行星排、第一锁止器、第二锁止器、逆变器、超级电容和输出齿轮组成。所述二号电机为双转子电机，由内转子、外转子和定子组成；所述复合双行星排包括前行星排和后行星排，其中前行星排包括前排太阳轮、前排行星轮、前排齿圈和前、后行星排共用的行星架，后行星排包括后排太阳轮、后排行星轮、后排齿圈和前、后行星排共用的行星架。所述发动机通过输入轴与行星架连接；所述一号电机与前排太阳轮连接；所述二号电机的内转子与后排太阳轮连接，外转子与后排齿圈连接；所述前排太阳轮、前排行星轮、前排齿圈依次啮合，其中前排行星轮可转动地套设在行星架上；所述后排太阳轮、后排行星轮、后排齿圈依次啮合，其中后排行星轮可转动地套设在行星架上，并与前排行星轮啮合；所述第一锁止器一端与输入轴连接，第一锁止器另一端固连于车架；所述第二锁止器一端与前排太阳轮的转轴连接，第二锁止器另一端固连于车架；所述超级电容通过逆变器分别与一号电机、二号电机连接；所述输出齿轮设于前排齿圈的基座上。 与现有技术相比本技术的有益效果是: 1.本技术相对于现有混合动力系统，使用了双转子电机实现双模功能，降低了对驱动电机的要求，结构简单、紧凑，只有两个锁止器，易于控制，成本较低。 2.本技术在功率直接传递模式下第二锁止器可以在一号电机接近零转速时将其锁止，避免了一号电机的低效工作，提高了系统效率。 3.本技术使用了双转子电机，内、外转子可以同时参与再生制动，能够更有效地回收制动能量。 【附图说明】 图1是本技术的结构组成与工作原理示意图。 图2是本技术的发动机静止启动模式的动力传递路线图。 图3是本技术的发动机行车启动模式的动力传递路线图。 图4是本技术的纯电动模式的动力传递路线图。 图5是本技术的功率直接传递模式的动力传递路线图。 图6是本技术的功率分流模式的动力传递路线图。 图7是本技术的高负荷行驶下联合驱动模式的动力传递路线图。 图8是本技术的最高速行驶下联合驱动模式的动力传递路线图。 图9是本技术的再生制动模式的动力传递路线图。 【具体实施方式】 请参阅图1所示，为本技术的实施例，该实施例是由发动机1、一号电机12、二号电机8、复合双行星排、第一锁止器3、第二锁止器13、逆变器14、超级电容15和输出齿轮19组成，所述二号电机8为双转子电机，由内转子11、外转子10和定子9组成；所述复合双行星排包括前行星排和后行星排，其中前行星排包括前排太阳轮4、前排行星轮7、前排齿圈6和前、后行星排共用的行星架5，后行星排包括后排太阳轮16、后排行星轮17、后排齿圈18和前、后行星排共用的行星架5 ;所述发动机I通过输入轴2与行星架5连接；所述一号电机12与前排太阳轮4连接；所述二号电机8的内转子11与后排太阳轮16连接，外转子10与后排齿圈18连接；所述前排太阳轮4、前排行星轮7、前排齿圈6依次啮合，其中前排行星轮7可转动地套设在行星架5上；所述后排太阳轮16、后排行星轮17、后排齿圈18依次啮合，其中后排行星轮17可转动地套设在行星架5上，并与前排行星轮7啮合；所述第一锁止器3 —端与输入轴2连接，第一锁止器3另一端固连于车架；所述第二锁止器13 —端与前排太阳轮4的转轴连接，第二锁止器13另一端固连于车架；所述超级电容15通过逆变器14分别与一号电机12和二号电机8连接；所述输出齿轮19设于前排齿圈6的基座上。 本技术的工作过程和原理如下: 1.发动机启动模式 根据整车的运行状况，发动机启动模式分为静止启动和行车启动。这两种启动方式的共同特征是:第一锁止器3和第二锁止器13分离，超级电容15放电，一号电机12以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，动力经前排太阳轮4、前排行星轮7、行星架5、输入轴2传递到发动机1，发动机I启动。两种子模式的区别是:静止启动时二号电机8不工作，前排齿圈6转速为零，后排行星轮17、后排太阳轮16、后排齿圈18和二号电机8空转，动力传递路线如图2所示；行车启动时二号电机8的内转子11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，前排齿圈6转速不为零，动力传递路线如图3所示。 2.纯电动模式 纯电动模式主要用于当超级电容15荷电状态(SOC)值较高时，车辆起步、低负荷行驶和倒车。此模式下，第一锁止器3接合，第二锁止器13分离，超级电容15放电，二号电机8的内转子11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，动力经后排太阳轮16、后排行星轮17、前排行星轮7、前排齿圈6，传递到输出齿轮19，再输出至整车驱动车轮；发动机I和行星架7固定，一号电机12和前排太阳轮4空转。倒车时，二号电机8的内转子11以电动马达的形式反转工作，其它过程相同。此模式下车辆行驶所需全部能量来自超级电容15，动力传递路线如图4所示。 3.发动机单独驱动模式 发动机单独驱动模式主要用于中负荷行驶和超级电容15荷电状态(SOC)值较低时的低负荷巡航，根据整车运行状况，发动机单独驱动模式分为功率直接传递和功率分流两种子模式。当车辆进行中负荷行驶，整车行驶需求功率处于发动机高效区时，为功率直接传递模式；当车辆进行低负荷巡航，整车行驶功率需求低于发动机在高效区提供的最小功率，且超级电容15荷电状态(SOC)值较低时，为功率分流模式。 这两种子模式的共同特征是:第一锁止器3分离，发动机I工作，动力经输入轴2、行星架5、前排行星轮7、前排齿圈6传递至输出齿轮19，再输出至整车驱动车轮；车辆行驶所需全部动力均来自于发动机I ;后排行星轮17、后排太阳轮16、后排齿圈18和二号电机8空转。两种子模式的区别是:功率直接传递时，第二锁止器13接合，一号电机12和前排太阳轮4不工作，发动机I输出的动力全部用于驱动车辆行驶，动力传递路线如图5 ;功率分流时，第二锁止器13分离，一号电机12以发电机的形式工作，将机械能转化为电能，使发动机I输出的动力一部分用于驱动车辆行驶，另一部分以电能的形式存储在超级电容15内，此时车辆处于电子无级变速状态，动力传递路线如图6所示。 4.联合驱动模式 联合驱动模式主要用于高负荷行驶和最高速行驶。当车辆进行高负荷行驶时，第一锁止器3分离，第二锁止器13接合，一号电机12和前排太阳轮4不工作，超级电容15放电，二号电机8的内转子11以电动马达的形式工作，将电能转化为机械能，和发动机I共同驱动车辆，动力传递路线如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双转子电机复合行星排式混合动力系统，其特征在于：是由发动机(1)、一号电机((12))、二号电机(8)、复合双行星排、第一锁止器(3)、第二锁止器(13)、逆变器(14)、超级电容(15)和输出齿轮(19)组成，所述二号电机(8)为双转子电机，由内转子(11)、外转子(10)和定子(9)组成；所述复合双行星排包括前行星排和后行星排，其中前行星排包括前排太阳轮(4)、前排行星轮(7)、前排齿圈(6)和前、后行星排共用的行星架(5)，后行星排包括后排太阳轮(16)、后排行星轮(17)、后排齿圈(18)和前、后行星排共用的行星架(5)；所述发动机(1)通过输入轴(2)与行星架(5)连接；所述一号电机(12)与前排太阳轮(4)连接；所述二号电机(8)的内转子(11)与后排太阳轮(16)连接，外转子(10)与后排齿圈(18)连接；所述前排太阳轮(4)、前排行星轮(7)、前排齿圈(6)依次啮合，其中前排行星轮(7)可转动地套设在行星架(5)上；所述后排太阳轮(16)、后排行星轮(17)、后排齿圈(18)依次啮合，其中后排行星轮(17)可转动地套设在行星架(5)上，并与前排行星轮(7)啮合；所述第一锁止器(3)一端与输入轴(2)连接，第一锁止器(3)另一端固连于车架；所述第二锁止器(13)一端与前排太阳轮(4)的转轴连接，第二锁止器(13)另一端固连于车架；所述超级电容(15)通过逆变器(14)分别与一号电机(12)和二号电机(8)连接；所述输出齿轮(19)设于前排齿圈(6)的基座上。...

【技术特征摘要】
1.一种双转子电机复合行星排式混合动力系统，其特征在于:是由发动机(1)、一号电机((12))、二号电机⑶、复合双行星排、第一锁止器(3)、第二锁止器(13)、逆变器(14)、超级电容(15)和输出齿轮(19)组成，所述二号电机⑶为双转子电机，由内转子(11)、外转子(10)和定子(9)组成；所述复合双行星排包括前行星排和后行星排，其中前行星排包括前排太阳轮(4)、前排行星轮(7)、前排齿圈(6)和前、后行星排共用的行星架(5)，后行星排包括后排太阳轮(16)、后排行星轮(17)、后排齿圈(18)和前、后行星排共用的行星架(5);所述发动机⑴通过输入轴⑵与行星架(5)连接；所述一号电机(12)与前排太阳轮(4)连接；所述二号电机⑶...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳少康，张庆洋，杨南南，李风，王继新，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22