汽车混合动力耦合系统技术方案

本实用新型专利技术涉及汽车技术领域，公开一种汽车混合动力耦合系统，该耦合系统的发动机通过行星排与发电机连接，驱动电机通过传动装置与差速器连接；行星排包括三个旋转元件；三个旋转元件中的其中一个上设有第一制动器，三个旋转元件的其余两个分别与发动机、发电机一一对应连接；行星排通过其设有第一制动器的旋转元件与传动装置传动连接；发电机输出轴上设有第二制动器；驱动电机输出轴上设有第三制动器；通过行星排可以实现发动机输出轴与发电机输出轴的速比调节，以同时满足汽车的动力性和经济性要求；而且本实用新型专利技术的耦合系统结构紧凑且能够使其实现多种工作模式之间的切换。

Vehicle hybrid power coupling system

The utility model relates to the technical field of automobiles, and discloses an automotive hybrid power coupling system, in which the engine is connected with the generator through a planetary row and the driving motor is connected with a differential through a transmission device; the planetary row comprises three rotating elements; one of the three rotating elements is equipped with a first brake. The other two of the three rotating elements are connected with the engine and the generator one by one; the planetary platoon is connected with the transmission device through the rotating element with the first brake; the output shaft of the generator is equipped with the second brake; the output shaft of the driving motor is equipped with the third brake; and the starting can be realized through the planetary platoon. The speed ratio of the machine output shaft and the generator output shaft is adjusted to meet the dynamic and economic requirements of the automobile at the same time, and the coupling system of the utility model has compact structure and can realize the switching between various working modes.

【技术实现步骤摘要】
汽车混合动力耦合系统
本技术涉及汽车
，特别是涉及一种汽车混合动力耦合系统。
技术介绍
现有的动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低，整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高；上述混合动力系统通过合理的控制相关动力源，虽然可实现纯电动和混合驱动工作模式，但该系统轴系较多，结构复杂，对电机及传动结构的空间布置要求高，开发及设计成本高，而且无法切换发动机直驱的工作模式，难以满足用户对混动力汽车的更高要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构紧凑且具有多种工作模式的汽车混合动力耦合系统，从而能够根据工况需求精准实现多种工作模式之间的切换。为了实现上述目的，本技术实施例提供一种汽车混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，所述发动机通过第一行星排与所述发电机连接，所述驱动电机通过传动装置与所述差速器连接；所述第一行星排包括三个第一旋转元件，所述三个第一旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；所述三个第一旋转元件中的其中一个第一旋转元件上设有第一制动器，所述三个第一旋转元件的其余两个分别与所述发动机的输出轴、所述发电机的输出轴一一对应连接；所述第一行星排通过其设有所述第一制动器的所述第一旋转元件与所述传动装置传动连接；所述发电机的输出轴上设有第二制动器；所述驱动电机的输出轴上设有第三制动器。作为优选方案，所述传动装置包括传动比可调的传动机构，所述驱动电机通过所述传动机构与所述差速器连接以实现速比可调。作为优选方案，所述传动机构包括第二行星排，所述第二行星排包括三个第二旋转元件，所述三个第二旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；所述三个第二旋转元件中的其中一个与所述第一行星排传动连接，所述三个第二旋转元件的其余两个分别与所述驱动电机的输出轴、所述差速器一一对应连接。作为优选方案，所述传动机构还包括中间轴齿轮，所述第二行星排通过所述中间轴齿轮与所述差速器连接；所述中间轴齿轮包括中间轴和固设于所述中间轴上的第一齿轮，所述中间轴的一端与所述第二旋转元件的旋转轴固定连接，且所述中间轴与所述第二行星排同轴设置，所述第一齿轮与所述差速器上的第二齿轮外啮合传动连接。作为优选方案，所述汽车混合动力耦合系统还包括扭转减震器，所述扭转减震器的一端与所述发动机连接，所述扭转减震器的另一端与所述第一行星排连接。综上，本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统，具有如下优点：1、该耦合系统的发动机可以直接单独参与驱动，本实施例的耦合系统具有纯电动模式、增程模式和混合驱动模式等多种工作模式；2、该耦合系统的发动机和发电机通过行星排连接，速比可调，速比范围较大，可以减小发电机的体积；3、在混合动力模式下，可以通过行星排调速，优化发动机的工作区间，提高发动机的经济性能；4、在控制模式切换过程中，驱动电机参与驱动，动力不存在动力中断；5、本耦合系统只有三个轴系，结构紧凑；6、本系统可以减小电机体积，降低电机成本，能够得到广泛的应用。附图说明图1是本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种汽车混动动力耦合系统在纯电动模式下的结构示意图；图3是本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统在增程模式下的结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统在混合驱动模式下的结构示意图；图5是本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统在发动机直驱模式下的结构示意图；图6是本技术实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统的混合动力控制装置的控制方法的步骤流程图；其中，1、发动机；2、发电机；3、驱动电机；101、第一行星排；102、第二行星排；5、第一齿圈；6、第一行星架；7、第一太阳轮；8、第二太阳轮；9、第二齿圈；10、第二行星架；21、中间轴；11、第一齿轮；121、第二齿轮；12、差速器；13、轮胎；14、扭转减震器。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。如图1所示，本技术优选实施例提供的一种汽车混合动力耦合系统，包括发动机1、发电机2、驱动电机3和差速器12，所述发动机1通过第一行星排101与所述发电机2连接，所述驱动电机3通过传动装置与所述差速器12连接，以实现将动力传递至汽车轮胎13；所述第一行星排101包括三个第一旋转元件，所述三个第一旋转元件分别为第一太阳轮7、第一行星架6和第一齿圈5；所述三个第一旋转元件中的其中一个第一旋转元件上设有第一制动器B1，所述三个第一旋转元件的其余两个分别与所述发动机输出轴4、所述发电机输出轴71一一对应连接；所述第一行星排101通过其设有所述第一制动器B1的所述第一旋转元件与所述传动装置传动连接；所述发电机输出轴71上设有第二制动器B2；所述驱动电机输出轴81上设有第三制动器B3；发动机通过第一行星排与发电机连接，从而可以实现发电机启动发动机以及发动机给发电机充电的功能，而且当第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，其特征在于，所述发动机通过第一行星排与所述发电机连接，所述驱动电机通过传动装置与所述差速器连接；所述第一行星排包括三个第一旋转元件，所述三个第一旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；所述三个第一旋转元件中的其中一个第一旋转元件上设有第一制动器，所述三个第一旋转元件的其余两个分别与所述发动机的输出轴、所述发电机的输出轴一一对应连接；所述第一行星排通过其设有所述第一制动器的所述第一旋转元件与所述传动装置传动连接；所述发电机的输出轴上设有第二制动器；所述驱动电机的输出轴上设有第三制动器。

【技术特征摘要】
1.一种汽车混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，其特征在于，所述发动机通过第一行星排与所述发电机连接，所述驱动电机通过传动装置与所述差速器连接；所述第一行星排包括三个第一旋转元件，所述三个第一旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；所述三个第一旋转元件中的其中一个第一旋转元件上设有第一制动器，所述三个第一旋转元件的其余两个分别与所述发动机的输出轴、所述发电机的输出轴一一对应连接；所述第一行星排通过其设有所述第一制动器的所述第一旋转元件与所述传动装置传动连接；所述发电机的输出轴上设有第二制动器；所述驱动电机的输出轴上设有第三制动器。2.如权利要求1所述的汽车混合动力耦合系统，其特征在于，所述传动装置包括传动比可调的传动机构，所述驱动电机通过所述传动机构与所述差速器连接以实现速比可调。3.如权利要求2所述的汽车混合动力耦合系统，其特征在于，所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：古惠南，黄河，席忠民，许俊海，刘太刚，张立明，黄盛华，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，广汽新能源汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44