一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)提供了一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，它包括動力耦合裝置、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)、動力電池、第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器和輸出軸，其中的動力耦合裝置包括前排行星齒輪機(jī)構(gòu)、后排行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一模式離合器和第二模式離合器。本實用新型專利技術(shù)通過兩個模式離合器的分離、結(jié)合實現(xiàn)一種純電動模式和兩種混合動力模式，通過前后排斷開解決了原有雙行星排系統(tǒng)純電動效率低下的問題；通過雙模切換解決了原有雙行星排系統(tǒng)爬坡性能不足的問題。通過雙模切換解決了原有行星排混合動力系統(tǒng)高速行駛過程中發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降的問題。

A hybrid powertrain using dual planetary configurations

The utility model provides a hybrid system using dual planetary configuration, which comprises a power coupling device, engine, generator and main drive motor, power battery, the first motor controller and second motor controller and the output shaft power coupling device which comprises a first planetary gear mechanism, planetary gear mechanism, the first row the clutch and the second clutch mode mode. The utility model, by separating the two clutch combination to achieve a pure electric mode and two kinds of hybrid mode, through the front row off the double row planetary gear system of electric low efficiency problem; through the dual-mode dual planetary system solves the problem of insufficient climbing performance. Through the double mode switching, the problem that the efficiency of the generator reverse rotation rate is reduced and the system efficiency is reduced during the high-speed operation of the original planetary platoon hybrid system is solved.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)
本技術(shù)涉及混合動力系統(tǒng)，特別涉及一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著能源與環(huán)境問題日益嚴(yán)重，國家大力發(fā)展新能源汽車。目前國內(nèi)主流混合動力采用雙電機(jī)同軸混聯(lián)結(jié)構(gòu)，但系統(tǒng)普遍存在動力不足的問題；并聯(lián)系統(tǒng)因為AMT變速器技術(shù)尚不成熟，而且換擋期間動力中斷較為明顯，車輛駕駛舒適性較差，推廣起來存在較大問題。傳統(tǒng)雙排行星齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計，雖然可以解決部分爬坡及模式切換平順性的問題，但是由于發(fā)動機(jī)扭矩經(jīng)過齒圈分流以后直接輸出至后排行星架，依然存在動力不足的問題，尤其在偏遠(yuǎn)山區(qū)該問題仍然較為突出，同時會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過早反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)，導(dǎo)致系統(tǒng)效率較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的，就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)。本技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，包括動力耦合裝置、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)、動力電池、第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器和輸出軸；所述動力耦合裝置包括前排行星齒輪機(jī)構(gòu)、后排行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一模式離合器和第二模式離合器；所述前排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括前排太陽輪、前排齒圈和前排行星架，后排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括后排太陽輪、后排齒圈和后排行星架；所述發(fā)動機(jī)與前排行星架連接；所述發(fā)電機(jī)連接前排太陽輪；所述主驅(qū)動電機(jī)連接后排太陽輪；所述動力電池分別連接第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器，第一電機(jī)控制器與發(fā)電機(jī)電氣連接，第二電機(jī)控制器與主驅(qū)動電機(jī)電氣連接；所述第一模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排太陽輪之間；所述第二模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排行星架之間；所述輸出軸與后排行星架連接輸出整車動力至車輪。本技術(shù)通過兩個模式離合器的分離結(jié)合，可以實現(xiàn)一種純電動模式和兩種混合動力模式，通過前后排斷開解決了原有雙行星排系統(tǒng)純電動效率低下的問題；通過雙模切換解決了原有雙行星排系統(tǒng)爬坡性能不足的問題。通過雙模切換解決了原有行星排混合動力系統(tǒng)高速行駛過程中發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降的問題。附圖說明圖1是本技術(shù)混合動力系統(tǒng)示意圖。圖2是本技術(shù)混合動力系統(tǒng)桿模型示意圖。圖3是本技術(shù)混合動力系統(tǒng)兩種混合動力工作模式下速比與效率關(guān)系圖。具體實施方式參見圖1，配合參見圖2。本技術(shù)的一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)1、發(fā)電機(jī)2、主驅(qū)動電機(jī)3、輸出軸12、第一電機(jī)控制器4、第二電機(jī)控制器15、動力電池5以及動力耦合裝置，動力耦合裝置包括前排太陽輪6、前排行星架7、前排齒圈8、后排太陽輪9、后排行星架10、后排齒圈11、第二模式離合器13、第一模式離合器14，其中前排特征參數(shù)k值為k1，后排特征參數(shù)k值為k2。發(fā)動機(jī)1連接前排行星架7，發(fā)電機(jī)2連接前排太陽輪6，主驅(qū)動電機(jī)3連接后排太陽輪9。前排齒圈8通過第二模式離合器13與后排行星架10連接，或者通過第一模式離合器14與后排太陽輪9連接，后排齒圈11鎖止。發(fā)電機(jī)2與第一電機(jī)控制器4電氣連接，第一電機(jī)控制器4與動力電池5電氣連接，主驅(qū)動電機(jī)3與第二電機(jī)控制器15電氣連接，第二電機(jī)控制器15與動力電池5電氣連接。后排行星架10與輸出軸12連接傳遞整車動力。本技術(shù)的工作過程原理可結(jié)合圖1、圖2、圖3和表1說明如下：車輛起步過程中兩個模式離合器分離，由主驅(qū)動電機(jī)單獨驅(qū)動車輛純電動行駛；當(dāng)車輛行駛至較高車速時，第一模式離合器結(jié)合，發(fā)動機(jī)介入進(jìn)入混合動力模式，解決原有雙行星排系統(tǒng)爬坡性能不足的問題；當(dāng)車輛行駛至中高車速時，發(fā)電機(jī)接近零轉(zhuǎn)速，此時第一模式離合器分離，第二模式離合器結(jié)合，此時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速正向升高，解決了行星排混合動力系統(tǒng)高速行駛過程中發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)導(dǎo)致效率下降的問題。具體說明如下：EV模式(純電動)：車輛起步時，模式離合器13、14分離，前后行星齒輪機(jī)構(gòu)斷開。后排齒圈11鎖止，后排形成一個1+k2的速比，主驅(qū)動電機(jī)3降速增扭后輸出動力至后排行星架10，后排行星架10輸出動力至輸出軸12，車輛工作在純電動模式。在EV模式下，因為前后行星齒輪機(jī)構(gòu)斷開，因此純電動效率大大提高。EVT1(混合動力模式1)：當(dāng)車輛行駛至較高車速時，第一模式離合器14結(jié)合，第二模式離合器13分離。雙行星排系統(tǒng)形成一個速比大于1的機(jī)械點。發(fā)動機(jī)1介入工作在最佳工作點，前排齒圈8與后排太陽輪9連接，發(fā)動機(jī)1通過前排行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率分流，一部分能量通過太陽輪6作用在發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電，一部分能量通過前排齒圈8與主驅(qū)動電機(jī)3進(jìn)行耦合，后排齒圈11鎖止，后排形成一個1+k2的速比，耦合扭矩經(jīng)過后排降速增扭后輸出動力至后排行星架10，后排行星架10輸出動力至輸出軸12，車輛工作在EVT1混合動力模式，解決原有雙行星排系統(tǒng)爬坡性能不足的問題。EVT2(混合動力模式2)：當(dāng)車輛行駛至中高車速時，發(fā)電機(jī)2接近零轉(zhuǎn)速。此時第一模式離合器14分離，第二模式離合器13結(jié)合，雙行星排系統(tǒng)形成一個速比小于1的機(jī)械點。發(fā)動機(jī)1介入工作在最佳工作點，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速正向升高。前排齒圈8與后排行星架10連接，發(fā)動機(jī)1通過前排行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率分流，一部分能量通過太陽輪6作用在發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電，一部分能量通過前排齒圈8輸出至后排行星架10，后排齒圈11鎖止，后排形成一個1+k2的速比，主驅(qū)動電機(jī)3的輸出扭矩經(jīng)過后排降速增扭后輸出動力至后排行星架10，后排行星架10扭矩耦合以后輸出動力至輸出軸12，車輛工作在EVT2混合動力模式，解決原有行星排混合動力系統(tǒng)高速行駛過程中發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降的問題。表1是本技術(shù)混合動力系統(tǒng)不同模式下離合器狀態(tài)說明。表1模式第二模式離合器第一模式離合器EV分離分離EVT1分離結(jié)合EVT2結(jié)合分離從上述執(zhí)行過程可以看出，本技術(shù)的混合動力系統(tǒng)構(gòu)型屬于雙模系統(tǒng)，分別在EVT1形成一個速比大于1的機(jī)械點，EVT2形成一個速比小于1的機(jī)械點。不僅有效解決了原有傳統(tǒng)混合動力系統(tǒng)動力性不足的問題；同時解決了車輛中高速行駛過程中發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)形成功率循環(huán)所帶來的系統(tǒng)效率較低問題；在純電動模式下通過離合器設(shè)計實現(xiàn)前后排斷開，大大提高純電動行駛效率。本專利所述的混合動力系統(tǒng)構(gòu)型通過雙模設(shè)計有效解決原有系統(tǒng)存在的諸多缺陷，另外，本專利在雙行星排構(gòu)型的基礎(chǔ)上增加兩組離合器，實現(xiàn)相對簡單，模式切換平順，因此本專利所述系統(tǒng)具備廣泛的適應(yīng)性。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，其特征在于：包括動力耦合裝置、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)、動力電池、第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器和輸出軸；所述動力耦合裝置包括前排行星齒輪機(jī)構(gòu)、后排行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一模式離合器和第二模式離合器；所述前排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括前排太陽輪、前排齒圈和前排行星架，后排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括后排太陽輪、后排齒圈和后排行星架；所述發(fā)動機(jī)與前排行星架連接；所述發(fā)電機(jī)連接前排太陽輪；所述主驅(qū)動電機(jī)連接后排太陽輪；所述動力電池分別連接第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器，第一電機(jī)控制器與發(fā)電機(jī)電氣連接，第二電機(jī)控制器與主驅(qū)動電機(jī)電氣連接；所述第一模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排太陽輪之間；所述第二模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排行星架之間；所述輸出軸與后排行星架連接輸出整車動力至車輪。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，其特征在于：包括動力耦合裝置、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)、動力電池、第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器和輸出軸；所述動力耦合裝置包括前排行星齒輪機(jī)構(gòu)、后排行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一模式離合器和第二模式離合器；所述前排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括前排太陽輪、前排齒圈和前排行星架，后排行星齒輪機(jī)構(gòu)包括后排太陽輪、后排齒圈和后排行星架；所述發(fā)動機(jī)與前排行星架連接；所述發(fā)電機(jī)連接前排太陽輪；所述主驅(qū)動電機(jī)連接后排太陽輪；所述動力電池分別連接第一電機(jī)控制器和第二電機(jī)控制器，第一電機(jī)控制器與發(fā)電機(jī)電氣連接，第二電機(jī)控制器與主驅(qū)動電機(jī)電氣連接；所述第一模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排太陽輪之間；所述第二模式離合器設(shè)置在前排齒圈與后排行星架之間；所述輸出軸與后排行星架連接輸出整車動力至車輪。2.如權(quán)利要求1所述的使用雙行星排構(gòu)型的混合動力系統(tǒng)，其特征在于：第一模式離合器、第二模式離合器分離以后，實現(xiàn)前排行星齒輪機(jī)構(gòu)和后排行星齒輪機(jī)構(gòu)斷開...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柳建新，林湛喬，鄒占江，貢俊，
申請(專利權(quán))人：上海電驅(qū)動股份有限公司，上海汽車電驅(qū)動有限公司，上海汽車電驅(qū)動工程技術(shù)研究中心有限公司，
類型：新型
國別省市：上海,31