混合驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于机动车的驱动系统，该驱动系统具有内燃机驱动的和电动机驱动的第一轮对、电动机驱动的第二轮对、与第一轮对耦联的内燃机、能作为电动机运行的发电机以及电动机，该发电机与内燃机和第一轮对耦联，该电动机与第二轮对耦联并且设置成用于将由发电机产生的电能转换成机械能，其中，设有行星齿轮传动装置，内燃机通过该行星齿轮传动装置与发电机和第一轮对耦联。

Hybrid drive system

The invention relates to a drive system for a motor vehicle, the drive system is powered by an internal combustion engine and motor driving the first wheel, motor driven wheel, and the first second wheel coupling of the internal combustion engine, can run as a motor generator, motor, generator and the internal combustion engine and the first wheel coupling, the motor and the second wheel coupling combined and arranged for the generator produces electrical energy into mechanical energy, which is provided with a planetary gear transmission device, the internal combustion engine through the planetary gear transmission device and the generator and the first coupled wheelset.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于机动车的驱动系统。
技术介绍
在市场上的电动车辆的特征在于，所述电动车辆通过电池电量仅能形成小的续航里程。因此越来越多地提供具有增程器(REX)的系统。这通常是驱动发电机的传统的往复活塞式内燃机。产生的电能或者直接地或者通过在电化学电池中暂存而间接地提供给驱动系统。在此，增程器用于产生电能，而不是用于直接驱动车辆。另外有所谓的插电式混合动力车辆(PHEV)。这些插电式混合动力车辆同样具有电动机和往复活塞式内燃机。但是在此这两个总成通常通过耗费的变速器耦联，并且因此能够直接驱动车辆。具有增程器的电动车辆是所谓的串联式混合动力车辆。在此，内燃机不是直接用于牵引，而是通过发电机给蓄能器充电。在此产生能量转换损耗，因为内燃机的机械功率通过发电机才转换成电功率，并且紧接着电功率又通过牵引电动机转换成机械功率。如果产生的电能被暂存，那么在此还必须考虑蓄能器的效率。在插电式混合动力车辆中，内燃机虽然能直接驱动车辆，但是为此大部分情况下需要非常复杂的变速器，以便使内燃机的特性适配于行驶目的。这些变速器大部分情况下是沉重的并且需要很多结构空间。由DE10012221A1已知一种具有一个内燃机和两个电机的混合动力车辆，该内燃机用于驱动第一车轴，并且所述电机用于驱动第一车轴和另一个车轴。
技术实现思路
由现有技术出发，本专利技术的目的是，提供一种改进的用于机动车的驱动系统。该目的通过一种按独立权利要求1的用于机动车的驱动系统以及通过针对方法的独立权利要求13解决。具有按本专利技术驱动系统的车辆在权利要求12中提出。其他有利的结构在从属权利要求中给出。按一个方面，按本专利技术的用于机动车的驱动系统具有：内燃机驱动的和电动机驱动的第一轮对；电动机驱动的第二轮对；与第一轮对耦联的内燃机；能作为电动机运行的发电机，该发电机与内燃机和第一轮对耦联；以及电动机，该电动机与第二轮对耦联并且设置成用于将由发电机产生的能量转换成机械能。另外设有行星齿轮传动装置，内燃机通过该行星齿轮传动装置与发电机和第一轮对耦联。电动机和发电机优选构成为异步电机(ASM)或持久激励的同步电机(PSM)。因此这两者不仅可以作为用于产生能量的发电机运行而且可以用于产生转矩地运行。内燃机通过行星齿轮传动装置与发电机和输出装置耦联。通过这种布置可以将变化的机械功率传递到输出装置上。在此，内燃机和发电机的转速可变化。这种自由度允许由发电机提供的电功率尤其灵活地适配于车载电网需求。改良尤其也在于各单个部件的设置。优选设置在后车轴即第二轮对上的电动机可以类似于在单纯的电动车辆中那样构成。因此，在此可以采用廉价的标准解决方案。通过优选添加例如在前车轴上的第一轮对的基于内燃机的驱动，实现如下可能性，即不仅在少的燃料消耗中延长车辆的续航里程，而且提供附加的驱动功率。通过在第一轮对上添加驱动，与传统的电动驱动相比，不仅可改善消耗而且可以改善行驶功率。如果放弃在第一轮对上的驱动，那么还总是提供完全有功能性的驱动，这鉴于模块性具有优点。第一轮对的驱动优选如下设计，即能够无问题地以恒定速度直至最大速度行驶并且也能以较小加速度行驶。从而这种驱动也适用于在较长行程上运动的电动车辆。因此，非常小的内燃机功率和发电机功率就已经足够了(满足驱动基本负荷)。于是在高的行驶动力学中优选使用在第二轮对上的较强的电动机。另外，驱动系统提供如下优点：优选基于单纯后置驱动的车辆可实现全轮驱动车辆。按本专利技术驱动系统的有利结构，第一轮对配设于前驱动车轴并且第二轮对配设于后驱动车轴。这提供如下优点：配设于内燃机的总成即发电机可以安置在车辆前面的发动机室中，而仅较紧凑的电动机安置在车尾中。因此能实现空间优点。按本专利技术驱动系统的另一有利的结构，用于存储和输出能量的电池设置成连接到发电机和电动机上。因此可以实现通过发电机产生能量和通过电动机提供驱动力矩的较好解耦。例如基于转换过程可以补偿通过发电机产生的暂时较小的能量，使得电动机能连续地得到能量。按本专利技术驱动系统的另一有利的结构，设置第一制动器用于制动尤其是固定行星齿轮传动装置的齿圈。因此，内燃机可以尤其简单地由发电机起动。第一制动器例如构成为爪式离合器，这在闭合状态中允许无打滑性并且另外在打开状态中允许小的摩擦损耗。按本专利技术的驱动系统的另一有利的结构，设置第二制动器用于制动尤其是固定行星齿轮传动装置的行星架。这允许在电动行驶中发电机能附加地用于驱动车辆。此外，这种附加元件允许通过发电机在第一轮对上优选在前车轴上的回收性的制动力矩。按本专利技术的驱动系统的另一有利的结构，设置脱耦装置，该脱耦装置连接在内燃机与第一轮对之间。在单纯电动运行中，能使第一轮对的驱动装置通过脱耦装置脱耦。这具有如下优点：通过驱动在行星齿轮传动装置例如发电机中的元件产生的摩擦损耗被节省。从而提高效率并且在电动行驶运行中可以实现如下续航里程，即该续航里程与单纯的电动车辆相比较仅略微受限。脱耦装置可以构成为爪式离合器。因此在离合器打开时拖曳损耗能最小化。脱耦装置优选配设于第一轮对并且连接在第一差速器与第一轮对之间。脱耦装置可以优选作为轮毂离合器设置在第一轮对上，这鉴于运动质量是有利的，因为差速器和相应的轴停止，并且能借助于脱耦装置使特别多的部件静止。另外，脱耦装置可以优选连接在内燃机与配设于第一轮对的第一差速器之间，因此可以实现较有利的结构空间利用。按本专利技术驱动系统的另一有利的结构，发电机附加地构成为用于内燃机的起动器。因此可以放弃用于起动内燃机的附加的起动器。这鉴于节省结构空间、减小车辆质量和降低车辆成本是有利的。因此优选通过轮毂离合器解耦，并且第一制动器闭合，并且第二制动器打开。按本专利技术驱动系统的另一有利的结构，驱动系统优选能切换到至少如下的运行方式：仅第二轮对通过电动机驱动，其中，内燃机通过脱耦装置与第一轮对脱耦；第一轮对通过内燃机驱动，或者第一轮对通过内燃机驱动并且第二轮对通过电动机驱动；发电机通过内燃机驱动，其中，第一轮对通过脱耦装置与内燃机脱耦并且第二轮对与电动机耦联；以及通过电动机和发电机驱动，其中，第二制动器闭合。本专利技术的上述各方面和按本专利技术的驱动系统的配属的有利的结构相应地也适用于车辆的下面描述的方面、按本专利技术的方法及它们的有利的结构，并且反之亦然。按本专利技术的车辆具有如上述描述的驱动系统。按一个方面，用于运行驱动系统的方法具有至少如下运行方式：仅第二轮对通过电动机驱动，其中，内燃机通过脱耦装置与第一轮对脱耦；第一轮对通过内燃机驱动，或者第一轮对通过内燃机驱动并且第二轮对通过电动机驱动；发电机通过内燃机驱动，其中，第一轮对通过脱耦装置与内燃机脱耦并且第二轮对与电动机脱耦；以及第一轮对通过电动机驱动并且第二轮对通过发电机驱动，其中，第二制动器闭合。按一种有利的结构，在运行模式——第一轮对通过内燃机驱动，或者第一轮对通过内燃机驱动并且第二轮对通过电动机驱动——中，通过调节内燃机的转速来控制发电机的能量输出。这允许由发电机提供的电功率尤其灵活地适配于车载电网需求。本专利技术的其他可能的实现也包括先前描述的特征或者下面关于实施例描述的特征的未明确列举的组合。在此技术人员也能添加单个方面作为相应驱动系统的基本形式的改进或补充。附图说明本专利技术其他有利的结构和方面是从属权利要求以及下面描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于机动车(1)的驱动系统(3)，该驱动系统具有：内燃机驱动的和电动机驱动的第一轮对(5)；电动机驱动的第二轮对(9)；与第一轮对(5)耦联的内燃机(13)；能作为电动机运行的发电机(15)，该发电机与内燃机(13)和第一轮对(5)耦联；以及电动机(33)，该电动机与第二轮对(9)耦联并且设置成用于将由发电机(15)产生的能量转换成机械能，其中，设有行星齿轮传动装置(17)，内燃机(13)通过该行星齿轮传动装置与发电机(15)和第一轮对(5)耦联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.03 DE 102014222359.81.用于机动车(1)的驱动系统(3)，该驱动系统具有：内燃机驱动的和电动机驱动的第一轮对(5)；电动机驱动的第二轮对(9)；与第一轮对(5)耦联的内燃机(13)；能作为电动机运行的发电机(15)，该发电机与内燃机(13)和第一轮对(5)耦联；以及电动机(33)，该电动机与第二轮对(9)耦联并且设置成用于将由发电机(15)产生的能量转换成机械能，其中，设有行星齿轮传动装置(17)，内燃机(13)通过该行星齿轮传动装置与发电机(15)和第一轮对(5)耦联。2.按权利要求1所述的驱动系统(3)，其中，第一轮对(5)配设于前驱动轴(7)，并且第二轮对(9)配设于后驱动轴(11)。3.按权利要求1或2所述的驱动系统(3)，其中，设有电池(45)，所述电池为了存储和输出能量而连接到发电机(15)和电动机(33)上。4.按上述权利要求中任一项所述的驱动系统(3)，其中，第一制动器(39)设置用于制动、尤其是固定行星齿轮传动装置(17)的齿圈(23)。5.按上述权利要求中任一项所述的驱动系统(3)，其中，第二制动器(41)设置用于制动、尤其是固定行星齿轮传动装置(17)的行星架(19)。6.按上述权利要求中任一项所述的驱动系统(3)，其中，脱耦装置(31)设置成连接在内燃机(13)与第一轮对(5)之间。7.按权利要求6所述的驱动系统(3)，其中，脱耦装置(31)设置成连接在第一差速器(29)与第一轮对(5)之间，该第一差速器配设于第一轮对(5)。8.按权利要求6或7所述的驱动系统(3)，其中，脱耦装置(31)设置为在第一轮对(5)上的轮毂离合器。9.按权利要求6所述的驱动系统(3)，其中，脱耦装置(21)设置成连接在内燃机(13)与第一差速器(29)之间，该第一差速器配设于第一轮对(5)。10.按上述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·格洛纳，A·容，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE