一種平臺化的混合動力傳動裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種平臺化的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機、第一電機、第二電機以及兩級減速齒輪系，所采用的動力耦合裝置為兩個行星排組合成四軸機構(gòu)(中間套軸、第一連軸、第二連軸、中心軸)。通過對第一電機和第二電機的精確控制使發(fā)動機始終處于高效率和低排放的工作狀態(tài)，控制制動器和離合器還可以實現(xiàn)固定傳動比驅(qū)動模式，輸出大扭矩滿足動力性需求，即該系統(tǒng)方案能夠同時兼顧整車燃油經(jīng)濟性和動力性的使用要求。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及車輛動力傳動
，尤其是用于前驅(qū)車輛的一種平臺化的混合動力傳動裝置。
技術(shù)介紹
環(huán)境污染和能源消耗問題，使得各大汽車公司都在積極研發(fā)節(jié)能環(huán)保汽車，主要集中在內(nèi)燃機系統(tǒng)的改進、新能源動力系統(tǒng)開發(fā)。在技術(shù)上比較成熟的混合動力系統(tǒng)成為現(xiàn)階段解決汽車能耗和環(huán)境污染的可行技術(shù)方案，并且隨著電池技術(shù)的發(fā)展汽車動力系統(tǒng)比以往更看重純電動行駛的能力。目前混合動力驅(qū)動系統(tǒng)一般有3種：一是串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，一般由內(nèi)燃機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池或直接傳輸給電機轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機構(gòu)來驅(qū)動汽車；電池對在發(fā)電機產(chǎn)生的能量和電動機需要的能量之間進行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作；這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多。二是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，一般具有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)；兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作驅(qū)動汽車。三是混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特點在于內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構(gòu)，兩套機構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機與電動機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系；與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。目前混合動力傳動系統(tǒng)一般都是基于上述3中結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，往往都是針對單一的平臺應(yīng)用，很難同時應(yīng)用于多種動力系統(tǒng)。因此，在動力傳動>方案設(shè)計時，開發(fā)平臺化的技術(shù)方案不僅能滿足不同動力系統(tǒng)的搭載需求，還能縮短后續(xù)系列產(chǎn)品的開發(fā)周期。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的專利技術(shù)目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種集成多種工作模式的混合動力傳動裝置，不僅可以滿足純電動模式下的車速要求，而且還可以實現(xiàn)混合動力模式下的高效傳動和大扭矩輸出，可以同時滿足深度混合動力系統(tǒng)和插電混合動力系統(tǒng)的使用要求。為實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，提出了如下技術(shù)方案：一種平臺化的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機、第一電機、第二電機以及兩級減速齒輪系，所述傳動裝置采用由兩個行星排組成的四軸行星齒輪機構(gòu)，其中第一行星排為單行星齒輪排，包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架及第一外齒圈；第二行星排為雙行星齒輪排，包括第二太陽輪、兩個第二行星輪、第二行星架及第二外齒圈；所述第一行星架與所述第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，所述第一外齒圈與所述第二行星架連接構(gòu)成第二連軸且與第二電機轉(zhuǎn)子連接，在所述第二連軸上設(shè)置第三制動器；所述發(fā)動機通過飛輪減振器與變速器輸入軸連接，在變速器輸入軸與中心軸之間設(shè)有第一離合器，同時在中心軸上設(shè)置第一制動器；在變速器輸入軸與中間套軸之間設(shè)置第二離合器，實現(xiàn)發(fā)動機與第一電機同軸傳動；第一電機轉(zhuǎn)子通過中間套軸與所述第一太陽輪連接，在中間套軸上設(shè)有第二制動器；所述第二太陽輪與中心軸連接，裝配后所述中心軸穿過所述中間套軸和所述第二連軸，其中所述中間套軸和所述第二連軸為空心軸設(shè)計；與所述第一連軸連接有二級齒輪減速組，變速器動力經(jīng)差速器輸出至所述整車半軸驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。本專利技術(shù)中所述發(fā)動機、第一電機、行星齒輪機構(gòu)、第二電機依次同軸排列，動力輸出部位設(shè)置在第一電機與行星齒輪機構(gòu)之間。本專利技術(shù)中所述二級齒輪減速組包括在所述第一連軸上安裝小減速齒輪與齒輪聯(lián)軸上的大減速齒輪嚙合，形成第一級減速；所述齒輪聯(lián)軸上的小減速齒輪與差速器主減速齒輪嚙合，形成第二級減速。本專利技術(shù)采用的雙電機中第一電機為小電機，而第二電機為大電機，所述第一電機的功率和扭矩都小于第二電機的功率和扭矩；所采用的動力耦合裝置為兩個行星排組合成四軸機構(gòu)(中間套軸、第一連軸、第二連軸、中心軸)。通過對第一電機和第二電機的精確控制使發(fā)動機始終處于高效率和低排放的工作狀態(tài)，控制制動器和離合器還可以實現(xiàn)固定傳動比驅(qū)動模式，輸出大扭矩滿足動力性需求，即該系統(tǒng)方案能夠同時兼顧整車燃油經(jīng)濟性和動力性的使用要求。本專利技術(shù)中的第一制動器、第二制動器、第三制動器和第一離合器、第二離合器為多片濕式換擋元件，在純電動行駛時第一離合器、第二離合器為打開狀態(tài)，分別控制第二制動器和第三制動器閉合，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個固定擋位的純電動行駛，在第二制動器和第三制動器都打開時，兩個電機同時輸出正扭矩驅(qū)動車輛，通過電機轉(zhuǎn)速的控制實現(xiàn)車輛的無級變速。在第一電機、第二電機轉(zhuǎn)速相等時，行星齒輪各元件轉(zhuǎn)速也相等，因此整車可以獲得高車速而不會導(dǎo)致電機自身轉(zhuǎn)速過高。在混合動力驅(qū)動模式時，第一離合器閉合發(fā)動機與行星齒輪機構(gòu)的中心軸連接，此時發(fā)動機輸出的大部分功率通過行星齒輪元件之間的機械傳動傳遞至減速齒輪，另一小部分功率將通過第一電機發(fā)電轉(zhuǎn)化為電功率，供給第二電機使用再轉(zhuǎn)化成機械功率輸出至減速齒輪，這種混合動力工作模式稱之為動力分流模式。電功率路徑傳遞時需要經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致該路徑傳動效率較低，但是這種動力分流工作模式能夠使發(fā)動機轉(zhuǎn)速與車速解耦，即發(fā)動機工作區(qū)間不受車速影響，發(fā)動機能夠長時間工作在最佳油耗區(qū)間，而且還能通過電機的轉(zhuǎn)速控制實現(xiàn)整車無級變速功能，即E-CVT功能，使得動力系統(tǒng)整體上受益，這也是動力分流混合動力系統(tǒng)明顯的方案優(yōu)勢。在混合動力模式車輛需要大扭矩輸出時，控制第二離合器和第三制動器閉合，動力系統(tǒng)以固定傳動比驅(qū)動，根據(jù)行星齒輪機構(gòu)的傳動比設(shè)計整車可以獲得足夠的扭矩輸出，滿足動力性需求。在混合動力模式車速較高時，第一電機將會工作在零轉(zhuǎn)速附近以保持發(fā)動機的經(jīng)濟工作區(qū)間，導(dǎo)致第一電機效率很低；在本專利技術(shù)中通過第二制動器將第一電機鎖止，由第二制動器的摩擦扭矩維持行星齒輪機構(gòu)的扭矩平衡，從而避免第一電機工作在低效率區(qū)間，能夠提高動力系統(tǒng)效率。該技術(shù)的有益效果：在純電動行駛時實現(xiàn)三個擋位的純電動模式，不僅可以滿足純電動驅(qū)動的車速要求，也有利于優(yōu)化雙電機的工作狀態(tài)提高動力系統(tǒng)效率。在混合動力模式時主要采用HEV-3動力分流工作模式，實現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟性。系統(tǒng)同時還具有固定傳動比的混合動力驅(qū)動模式，能夠提供大扭矩輸出滿足動力系統(tǒng)要求，因此該系統(tǒng)方案可以滿足不同整車的使用要求。該動力系統(tǒng)方案是一個平臺化的技術(shù)方案，可以用于深度混合動力系統(tǒng)和插電混合動力系統(tǒng)。除此之外還可以根據(jù)整車的配置要求進行工作模式選配，降低動力系統(tǒng)成本，提高市場競爭力。附圖說明圖1是動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本技術(shù)的一種平臺化的混合動力傳動裝置作進一步詳盡描述：...

【技術(shù)保護點】
一種平臺化的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機、第一電機、第二電機以及兩級減速齒輪系，其特征在于，所述傳動裝置采用由兩個行星排組成的四軸行星齒輪機構(gòu)，其中第一行星排為單行星齒輪排，包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架及第一外齒圈；第二行星排為雙行星齒輪排，包括第二太陽輪、兩個第二行星輪、第二行星架及第二外齒圈；所述第一行星架與所述第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，所述第一外齒圈與所述第二行星架連接構(gòu)成第二連軸且與所述第二電機的轉(zhuǎn)子連接；所述發(fā)動機通過飛輪減振器與變速器輸入軸連接，在所述變速器輸入軸與中心軸之間設(shè)有第一離合器，同時在所述中心軸上設(shè)置第一制動器；在所述變速器輸入軸與中間套軸之間設(shè)置第二離合器；所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述中間套軸與所述第一太陽輪連接，在所述中間套軸上設(shè)有第二制動器；在所述第二連軸上設(shè)置第三制動器；所述第二太陽輪與中心軸連接，所述中間套軸和所述第二連軸為空心軸，所述中心軸穿過所述中間套軸和所述第二連軸設(shè)置；所述第一連軸連接有二級齒輪減速組，變速器動力經(jīng)差速器輸出至整車半軸驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種平臺化的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機、第一電機、第二電機以及兩級減速齒輪系，其特征在于，
所述傳動裝置采用由兩個行星排組成的四軸行星齒輪機構(gòu)，其中第一行星排為單行星齒輪排，包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架及第一外齒圈；第二行星排為雙行星齒輪排，包括第二太陽輪、兩個第二行星輪、第二行星架及第二外齒圈；所述第一行星架與所述第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，所述第一外齒圈與所述第二行星架連接構(gòu)成第二連軸且與所述第二電機的轉(zhuǎn)子連接；
所述發(fā)動機通過飛輪減振器與變速器輸入軸連接，在所述變速器輸入軸與中心軸之間設(shè)有第一離合器，同時在所述中心軸上設(shè)置第一制動器；在所述變速器輸入軸與中間套軸之間設(shè)置第二離合器；所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述中間套軸與所述第一太陽輪連接，在所述中間套軸上設(shè)有第二制動器；在所述第二連軸上設(shè)置第三制動器；
所述第二太陽輪與中心軸連接，所述中間套軸和所述第二連軸為空心軸，所述中心軸穿過所述中間套軸和所述第二連軸設(shè)置；所述第一連軸連接有二級齒輪減速組，變速器動力經(jīng)差速器輸出至整車半軸驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平臺化的混合動力傳動裝置，其特征在于，所述發(fā)動機、第一電機、行星齒輪機構(gòu)、第二電機依次同軸排列，動力輸出部位設(shè)置在第一電機與行星齒輪機構(gòu)之間。
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓兵，李冰洋，
申請(專利權(quán))人：李冰洋，
類型：新型
國別省市：上海;31