本发明专利技术公开了一种同轴式双动力耦合装置及混合动力电动汽车的驱动系统，内燃机与离合器、调速电动机、行星齿轮组和扭矩输出轴依次安装在同一轴线上。内燃机的输出与离合器连接，离合器的输出轴穿过调速电动机的转子的空心结构，与扭矩输出轴同心连接；调速电动机的转子与行星齿轮组的太阳轮同轴连接，行星齿轮组的行星架与扭矩输出轴传动连接。电动汽车起步或低速运行时，构成串联式混合动力驱动系统。电动汽车中、高速运行时，构成内燃机动力直接驱动系统。电动汽车加速或爬坡等大功率运行时，构成并联式混合动力驱动系统。其优点是，调速电动机通过行星齿轮组的减速，再与扭矩输出轴传动连接，可以增加电机驱动的输出扭矩。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通运输的一般车辆
，尤其是涉及车辆动力装置的 布置。适用于电动汽车，特别适用于内燃机与电动机组成的混联式混合动力 电动汽车。
技术介绍
混合动力电动汽车是介于内燃机汽车和纯电动汽车之间的一种车型，是 内燃机汽车向纯电动汽车过渡的车型。它主要是解决现有内燃机汽车油耗和 排放较大，而纯电动汽车受电池容量制约，行驶的里程有限，充电不方便、 功率较低等技术问题。在混合动力电动汽车上釆用了内燃机驱动系统，同时 还采用电动机驱动系统，内燃机与电动机共同组成混合动力系统来驱动车辆 行驶，使车辆的燃料消耗量和废气中所排放的有害气体大量地降低。现有技术的一种混合动力电动汽车的驱动系统，如图1所示。包括内燃机l、发电机6、离合器2、调速电动机3、传动轴7和储能系统8，其中的内 燃机l与离合器2、调速电动机3依次安装在同一轴线上，构成同轴式双动力该耦合装置的内燃机1的输出与离合器2连接，离合器2的输出轴2A与 调速电动机3的转子轴为同体结构。内燃机1的输出扭矩和调速电动机3的 输出扭矩，可以分别也可以叠加后向电动汽车的行驶系传递，驱动车辆行驶。该耦合装置的缺陷是，因车辆起步或低速运行的需要，调速电动机3的 转速设计的较低，增加电动机的输出扭矩和提升电动机的输出功率均比较困 难，受到了结构和转速的限制，从而影响了整车的经济技术指标
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，为了弥补现有技术的混合动力电动汽车的 驱动系统的不足之处，而提供一种可以提髙调速电动机的转速，增加调速电动 机的输出扭矩和功率的同轴式双动力耦合装置。本专利技术为解决上述技术问题而釆用如下的技术方案同轴式双动力耦合装置，包括内燃机、离合器、调速电动机、行星齿轮 组和扭矩输出轴，并且内燃机与离合器、调速电动机、行星齿轮组、扭矩输 出轴依次安装在同一轴线上。内燃机与离合器连接，离合器的输出轴穿过调 速电动机的转子的空心结构，与扭矩输出轴同心连接，传递内燃机的输出转 矩。调速电动机的转子与行星齿轮组的太阳轮同轴连接，行星齿轮组的行星 架与扭矩输出轴传动连接，传递调速电动机的输出转矩。行星齿轮组的齿圏与机座之间设置有锁紧机构；当调速电动机在工作状 态，齿圈被锁紧在机座上；当调速电动机在非工作状态，齿圈被锁紧机构释 放。该耦合装置用于电动汽车时，增加了发电机、传动轴和储能系统，构成 了混合动力电动汽车驱动系统。扭矩输出轴与传动轴传动连接，向电动汽车 的行驶系传递输出转矩。当离合器分离时，内燃机可以带动发电机发电，向调速电动机及储能系 统供电；当离合器结合时，内燃机的转矩，经离合器的输出轴t直接通过扭 矩输出轴，向传动轴输出；调速电动机可以从发电机或储能系统获取电能；调速电动机的转矩，经 行星齿轮组减速后、通过扭矩输出轴，向传动轴输出；内燃机的转矩和调速电动机的转矩，可以分别单独输出，也可以在扭矩 输出轴上叠加后输出。使用本专利技术技术方案的优点是1. 调速电动机的输出，通过行星齿轮组的减速，再与扭矩输出轴传动连 接，可以增加电机驱动的输出扭矩。 ，2. 在保证同样的输出功率的情况下，采用小型调速电动机，可以减少电 机的体积和重量。3. 在保证同样的输出转速的情况下，采用髙速调速电动机，可以提升电机驱动的功率。4. 调速电动机3转换为发电模式时，通过行星齿轮组的增速，再生电能 的效率可以提高。5. 釆用本专利技术的技术方案，内燃机功率可以进一步减小，而动力性能不 降，整车节能效果显箸，燃油经济性更好，更有利于实现超低排放的目标。附图说明图1为一种现有的混合动力电动汽车的驱动系统的布置示意图。 图2为本专利技术同轴式双动力耦合装置的纵向布置示意图。 图3为图2的A1剖面图。图4A为本专利技术混合动力电动汽车的驱动系统采用飞轮式发电机的布置示 意图。图4B为本专利技术混合动力电动汽车的驱动系统釆用外挂皮带传动式发电机 的布置示意图。图5为本专利技术实施例的调速电动机3的转速-扭矩图。图6为本专利技术实施例的调速电动机3经过行星齿轮组4的转速-扭矩图。图7为本专利技术实施例的内燃机1的转速-扭矩图。图8为本专利技术实施例的内燃机1和调速电动机3双动力耦合后，产生扭 矩叠加的转速-扭矩图。具体实施例方式下面结合实施例和附图来进一步说明本专利技术的技术方案。 本专利技术同轴式双动力耦合装置，如图2、图3所示。包括内燃机l、离合 器2、调速电动机3、行星齿轮组4和扭矩输出轴5，并且内燃机l与离合器 2、调速电动机3、行星齿轮组4、扭矩输出轴5依次安装在同一轴线上。图中内燃机1的输出端与离合器2的输入端连接，离合器2的输出轴2A 穿过调速电动机3的转子3A的空心结构，与扭矩输出轴5同心连接，传递内 燃机l的输出转矩。扭矩输出轴5可以做成内花键结构，输出轴2A的后段可 以做成外花键。调速电动机3的转子3A与行星齿轮组4的太阳轮4A同轴连接，行星齿 轮组4的行星架4B与扭矩输出轴5传动连接，传递调速电动机3的输出转矩。6与机座之间设置有锁紧机构4D。当调速电动 机3在工作状态，齿圈4C被锁紧在机座上；当调速电动机3在非工作状态， 齿圏4C被锁紧机构4D释放。该锁紧机构4D是蹄片式刹车装置，也可以设计 成湿式离合器式剎车装置，或钢带式剎车装置。该耦合装置用于混合动力电动汽车时，如图4A、图4B所示，增加了发电 机6、传动轴7和储能系统8，抅成了驱动系统。扭矩输出轴5的后端通过传 动轴7连接到驱动桥上的差速器10，向电动汽车的行驶系输出驱动转矩。混合动力电动汽车的驱动系统的工作原理是1. 电动汽车在待命状态离合器2根据控制指令分离，内燃机1带动发电机6发电，向储能系统8 供电。2. 电动汽车起步或低速运行时离合器2根据控制指令分离，内燃机1带动发电机6发电。调速电动机3 根据控制指令，从发电机6或储能系统8获取电能，同时行星齿轮组4的齿 圏4C被锁紧(或固定)在机座上。调速电动机3的输出扭矩，经过行星齿轮 组4的太阳轮4A、行星轮、行星架4B减速后，传递到扭矩输出轴5，再通过 传动轴7、差速器10,驱动电动汽车行驶。此时构成串联式混合动力驱动系 统。调速电动机3可以选用三相交流变频异步电机，其转速-扭矩关系曲线如 图5所示，图中水平坐标为输出转速，垂直坐标为转动扭矩。该调速电动机3 通过行星齿轮组4向扭矩输出轴5输出转矩，其转速-扭矩关系曲线如图6所 示。最低转速区间可以提供强大的输出扭矩，适应电动汽车在起步时的需要。调速电动机3也可以选用永磁电动机或开关磁阻电动机。3. 电动汽车在中、高速运行时离合器2根据控制指令结合，内燃机l的输出转矩，经过离合器2的输 出轴2A，传递到扭矩输出轴5，再通过传动轴7、差速器10,驱动电动汽车 行驶，此时构成内燃机动力直接驱动系统。其转速-扭矩关系曲线如图7所示， 图中水平坐标为输出转速，垂直坐标为转动扭矩。内燃机l多余的输出转矩， 可以带动发电机6发电。7该时调速电动机3处于非工作状态，行星齿轮组4的齿圈4C被锁紧机构 4D释放，因行星架化与扭矩输出轴5传动连接，故行星架4B随扭矩输出轴 5转动，齿圈4C呈自由转动。与调速电动机3的转子3A同轴连接的太阳轮 4A,因转子3A的质量较大而趋向停止。若行星架4B与扭矩输出轴5之间设 置有分离机构，则齿圈4C可以固定在机座上，本文档来自技高网...
【技术保护点】
同轴式双动力耦合装置，其特征是：该装置包括内燃机（１）、离合器（２）、调速电动机（３）、行星齿轮组（４）和扭矩输出轴（５）；并且内燃机（１）与离合器（２）、调速电动机（３）、行星齿轮组（４）和扭矩输出轴（５）依次安装在同一轴线上； 内 燃机（１）的输出与离合器（２）连接，离合器（２）的输出轴（２Ａ）穿过调速电动机（３）的转子（３Ａ）的空心结构，与扭矩输出轴（５）同心连接，传递内燃机（１）的输出转矩； 调速电动机（３）的转子（３Ａ）与行星齿轮组（４）的太阳轮（４Ａ）同 轴连接，行星齿轮组（４）的行星架（４Ｂ）与扭矩输出轴（５）传动连接，传递调速电动机（３）的输出转矩。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗中柱，
申请(专利权)人：罗中柱，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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