双行星排混合动力系统及混合动力车辆技术方案

本发明专利技术涉及汽车领域，公开了一种双行星排混合动力系统及混合动力车辆，包括发动机；第一电机；第二电机；输出构件；具有第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈的第一行星齿轮组；具有第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈的第二行星齿轮组；第一太阳轮被设置成与第一电机一起转动；第一齿圈、第二太阳轮被设置成同时与第二电机一起转动；第二齿圈被设置成与输出构件一起转动；以及，第一扭矩传递构件、第二扭矩传递构件和制动构件；第一扭矩传递构件能够选择性地结合以将发动机的扭矩传递至第一行星架；第二扭矩传递构件能够选择性地结合以将第一行星架的扭矩同时传递至第二齿圈和所述输出构件；制动构件能够选择性地结合以将第二行星架制动。

Dual planetary hybrid power system and hybrid vehicle

The present invention relates to the field of automobile, discloses a double row planetary gear hybrid system and hybrid vehicles, including the first second engines; motor; motor; the output component; the first planetary gear set having a first sun gear, a first planet carrier and the first gear ring; with second sun gear, second planetary gear and second gear ring the second planetary gear set; the first sun wheel is arranged to rotate with the first motor; the first gear, second sun gear is arranged and rotated with second motor; second ring gear is arranged to rotate with the output member; and the first torque transmitting member and second torque transmitting member and a brake member; first torque transmission the component can be selectively combined with the engine torque to the first planetary carrier; second torque transmitting member capable of selectively binding to The torque of the first planet carrier is simultaneously transmitted to the second gear ring and the output member, and the braking member can be selectively combined to brake the second planet frame.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车领域，特别是涉及一种双行星排混合动力系统及混合动力车辆。
技术介绍
目前，混合动力汽车(含PHEV)的驱动系统主要包含串联、并联和混联(功率分流型)三种基本形式。串联形式下发动机与输出轴之间无机械连接，可实现转速/转矩的最优控制，但是其全部能量都需经过两次机械功率/电功率之间的转换才能传递到输出轴，能量损失较大；并联形式的传动效率高，但发动机与输出轴之间为机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内，通常用于中高速的场合；混联形式结合了串联和并联的优点，既能实现发动机的优化控制、又能实现中高速的高效控制，但车辆起步时，对电机的极限功率要求较高，而且传动效率较低。综上分析，理想驱动方案是基于混联式动力驱动系统，实现纯电起步、中低速功率分流、中高速发动机直驱或并联驱动等功能。混联式混合动力系统主要采用行星机构作为功率分流装置，根据电机、发动机在机构中的位置分为分速汇矩、分速汇速、分矩汇速、分矩汇矩四种基本形式。当前主流的行星混合动力系统，一是丰田THS(HSD)单E-CVT模式混动系统，用于搭载丰田普锐斯、卡罗拉、雷凌、凯美瑞、LexusHS250h和汉兰达，以及福特Escape等车型；二是通用单E-CVT模式和双E-CVT模式系统，用于搭载沃蓝达、凯雷德、奔驰ML450等车型。丰田混动系统可实现纯电、E-CVT混动模式、再生制动等模式。根据其搭载车型级别不同，分为单行星排和双行星排系统，其目的通过新增一个行星排构造减速比(1+k)增加驱动电机端传递扭矩，降低对驱动电机转矩的需求(特别是纯电起步工况)，从而减小驱动电机体积和重量。通用单模式系统可实现纯电、串联增程、E-CVT混动、再生制动等模式，包含1个行星排、2个离合器和1个制动构件。该系统虽较THS多1个串联增程模式，但此模式系统效率偏低，而且操纵元件数量较多，结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大传动比纯电起步、并可实现直驱/并联驱动模式的双行星排混合动力系统，以降低纯电起步时对驱动电机的转矩需求，以及在中高速工况下，提高直驱/并联驱动模式的传动效率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种双行星排混合动力系统，包括发动机；第一电机；第二电机；输出构件；具有第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈的第一行星齿轮组；具有第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈的第二行星齿轮组；其中，所述第一太阳轮被设置成与所述第一电机一起转动；所述第一齿圈、第二太阳轮被设置成同时与所述第二电机一起转动；所述第二齿圈被设置成与所述输出构件一起转动；以及，第一扭矩传递构件、第二扭矩传递构件和制动构件；其中，所述第一扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述发动机的扭矩传递至所述第一行星架；所述第二扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述第一行星架的扭矩同时传递至所述第二齿圈和所述输出构件；所述制动构件能够选择性地结合以将所述第二行星架制动；其中，所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件和制动构件之间能够以不同组合方式进行结合以建立起两个纯电驱动模式、一个混合动力驱动模式、一个直驱/并联驱动模式和一个制动发电模式。作为优选方案，还包括第三扭矩传递构件，所述第三扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述第二行星架与所述第二太阳轮固连在一起保持周向静止；所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件、所述第三扭矩传递构件和所述制动构件之间能够以不同组合方式进行结合以建立起三个纯电驱动模式、两个混合动力驱动模式、两个直驱/并联驱动模式和两个制动发电模式。作为优选方案，所述纯电驱动模式包括第一纯电驱动模式和第二纯电驱动模式；其中，在所述第一纯电驱动模式中，所述第二扭矩传递构件与所述制动构件进行组合结合，并且由所述第一电机输出扭矩；在所述第二纯电驱动模式中，仅有所述制动构件结合，并且由所述第二电机输出扭矩。作为优选方案，所述纯电驱动模式包括第三纯电驱动模式，在所述第三纯电驱动模式中，仅有所述第三扭矩传递构件结合，并且由所述第二电机输出扭矩。作为优选方案，所述混合动力驱动模式包括第一混合动力驱动模式，在所述第一混合动力驱动模式中，所述第一扭矩传递构件与所述制动构件进行组合结合；所述发动机的输出转矩的传递通过所述第一行星齿轮组分流出一条机械传递路线和一条电功率传递路线，并通过所述第二行星齿轮组将该两条路线传递的扭矩汇合至所述输出构件。作为优选方案，所述混合动力驱动模式包括第二混合动力驱动模式，在所述第二混合动力驱动模式中，所述第一扭矩传递构件与所述第三扭矩传递构件进行组合结合；所述发动机的输出转矩的传递通过所述第一行星齿轮组分流出一条机械传递路线和一条电功率传递路线，并通过所述第二行星齿轮组将该两条路线传递的扭矩汇合至所述输出构件。作为优选方案，所述直驱/并联驱动模式包括第一直驱/并联驱动模式，在所述第一直驱/并联驱动模式中，所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件进行组合结合，并且同时由所述发动机及所述第二电机输出扭矩。作为优选方案，所述直驱/并联驱动模式包括第二直驱/并联驱动模式，在所述第二直驱/并联驱动模式中，所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件以及所述制动构件进行组合结合，并且同时由所述发动机和所述第二电机输出扭矩。作为优选方案，所述制动发电模式包括第一制动发电模式，在所述第一制动发电模式中，仅有所述制动构件结合，扭矩由所述输出构件传递至所述第二电机，此时，所述第二电机用作发电机。作为优选方案，所述制动发电模式包括第二制动发电模式，在所述第二制动发电模式中，仅有所述第三扭矩传递构件结合，扭矩由所述输出构件传递至所述第二电机，此时，所述第二电机用作发电机。作为优选方案，还包括电源模块，所述电源模块设有电池及功率转换器，所述电池的电能通过所述功率转换器转换后分别输送给所述第一电机或第二电机；或者电能由所述功率转换器转换后输送给所述电池。作为优选方案，还包括扭矩接收单元，所述扭矩接收单元与所述输出构件连接，以接收来自所述输出构件的扭矩。为了解决相同的问题，本专利技术还公开了一种混合动力车辆，上述任一方案的双行星排混合动力系统。本专利技术的双行星排混合动力系统通过两个行星齿轮组、一个发动机、两个电机以及扭矩传递机构的排布组合，能够实现在纯电驱动模式下的大传动比的纯电起步，可以大幅降低对电机的输出转矩的要求，从而可以减小电机的体积和功率；此外，还能够实现直驱/并联驱动模式，当发动机直驱速比为1(发动机直接连接驱动输出构件)时，可用于中高速工况，以提高系统的传动效率，当发动机的转矩无法满足需求时，第一电机和第二电机均可充当驱动电机的作用，以实现并联模式，从而提高高速工况下系统的输出动力。附图说明图1是本专利技术一优选实施例的双行星排混合动力系统的连接结构示意图；图2是本专利技术另一优选实施例的双行星排混合动力系统的连接结构示意图。其中，1、发动机；2、第一行星齿轮组；21、第一太阳轮；22、第一行星架；23、第一齿圈；3、第二行星齿轮组；31、第二太阳轮；32、第二行星架；33、第二齿圈；4、第一电机；5、第二电机；6、第一扭矩传递构件；7、第二扭矩传递构件；8、制动构件；9、第三扭矩传递构件；10、输出构件；11、功率转换器；12、电池；13、差动器总成；14、扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星排混合动力系统，其特征在于，包括发动机；第一电机；第二电机；输出构件；具有第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈的第一行星齿轮组；具有第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈的第二行星齿轮组；其中，所述第一太阳轮被设置成与所述第一电机一起转动；所述第一齿圈、第二太阳轮被设置成同时与所述第二电机一起转动；所述第二齿圈被设置成与所述输出构件一起转动；以及，第一扭矩传递构件、第二扭矩传递构件和制动构件；其中，所述第一扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述发动机的扭矩传递至所述第一行星架；所述第二扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述第一行星架的扭矩同时传递至所述第二齿圈和所述输出构件；所述制动构件能够选择性地结合以将所述第二行星架制动；其中，所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件和制动构件之间能够以不同组合方式进行结合以建立起两个纯电驱动模式、一个混合动力驱动模式、一个直驱/并联驱动模式和一个制动发电模式。

【技术特征摘要】
1.一种双行星排混合动力系统，其特征在于，包括发动机；第一电机；第二电机；输出构件；具有第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈的第一行星齿轮组；具有第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈的第二行星齿轮组；其中，所述第一太阳轮被设置成与所述第一电机一起转动；所述第一齿圈、第二太阳轮被设置成同时与所述第二电机一起转动；所述第二齿圈被设置成与所述输出构件一起转动；以及，第一扭矩传递构件、第二扭矩传递构件和制动构件；其中，所述第一扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述发动机的扭矩传递至所述第一行星架；所述第二扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述第一行星架的扭矩同时传递至所述第二齿圈和所述输出构件；所述制动构件能够选择性地结合以将所述第二行星架制动；其中，所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件和制动构件之间能够以不同组合方式进行结合以建立起两个纯电驱动模式、一个混合动力驱动模式、一个直驱/并联驱动模式和一个制动发电模式。2.根据权利要求1所述的一种双行星排混合动力系统，其特征在于，还包括第三扭矩传递构件，所述第三扭矩传递构件能够选择性地结合以将所述第二行星架与所述第二太阳轮固连在一起保持周向静止；所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件、所述第三扭矩传递构件和所述制动构件之间能够以不同组合方式进行结合以建立起三个纯电驱动模式、两个混合动力驱动模式、两个直驱/并联驱动模式和两个制动发电模式。3.根据权利要求1或2所述的双行星排混合动力系统，其特征在于，所述纯电驱动模式包括第一纯电驱动模式和第二纯电驱动模式；其中，在所述第一纯电驱动模式中，所述第二扭矩传递构件与所述制动构件进行组合结合，并且由所述第一电机输出扭矩；在所述第二纯电驱动模式中，仅有所述制动构件结合，并且由所述第二电机输出扭矩。4.根据权利要求2所述的双行星排混合动力系统，其特征在于，所述纯电驱动模式包括第三纯电驱动模式，在所述第三纯电驱动模式中，仅有所述第三扭矩传递构件结合，并且由所述第二电机输出扭矩。5.根据权利要求1或2所述的双行星排混合动力系统，其特征在于，所述混合动力驱动模式包括第一混合动力驱动模式，在所述第一混合动力驱动模式中，所述第一扭矩传递构件与所述制动构件进行组合结合；所述发动机的输出转矩的传递通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢天礼，凌晓明，周友，刘学武，张安伟，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44