[發明專利]動力總成系統

有效

• 申請號: 200910143143.7
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101544181A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 陳紅濤;張洪延;甘中學
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: B60K6/44
• 分類號: B60K6/44;B60K6/365
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 錢亞卓

技術領域

本發明涉及動力總成系統，尤其涉及用于混合動力車輛的混聯式動力總成系統。

背景技術

混合動力汽車(HEV)已成為清潔、高效汽車的發展方向，是解決環保和節能問題的最佳途徑之一，也是我國汽車工業可持續發展的必然選擇。采用傳統內燃機和電池-電機作為動力系統的混合動力車輛以其低能耗、低排放低等優點，已成為當前汽車動力系統技術研究的熱點。

由于混合動力汽車采用兩種動力源作為動力裝置，它的各個組成部件、布置方式及控制策略有所不同，因而形成了各式各樣的結構型式。混合動力汽車的分類方法也有多種。根據動力源的數量及動力傳遞方式的不同，分為串聯型、并聯型和混聯型。

在混聯式HEV動力傳動系(Series-Parallel?Combined?Schedule)布置方案中，既裝有電動機又裝有發電機，具有了串、并聯結構各自的特點。可以通過離合器的結合與脫離來實現串聯分支與并聯分支間的相互切換：離合器分離，切斷了發動機和電動機與驅動輪的機械連接，系統以串聯模式運行；離合器結合，發動機與驅動輪有了機械連接，系統以并聯模式運行。混聯式HEV布置方案綜合了串、并聯兩種布置方案的優點，具有了最佳的綜合性能，但系統組成龐大，傳動系布置困難。另外，實現串、并聯分支間合理的切換對控制系統和相關控制策略的設計也提出了更高的要求。

現有的混聯式混合動力總成有著不同的類型，最典型的是基于二自由度行星分匯流機構的分割式系統，如豐田公司的THS系統，如圖1所示。動力分配裝置實際上是一個行星齒輪機構108，其中行星架105與發動機101的輸出軸相連，齒圈107與電動機103的轉軸相連，同時也與輸出齒輪相連，而太陽齒輪軸與一離合器相連，必要時鎖死太陽輪104，使行星齒輪機構以一定的傳動比工作。發電機的轉子剛性連接在發動機的輸出軸上。

各工況時機構的工作情況如下：

(1)起步/輕載工況

當汽車起步或以較低的速度運行時，系統以純電動的形式工作。動力分配裝置(行星齒輪機構)不起作用，行星齒輪106空轉。

(2)正常行駛工況

當汽車速度達到一定值或電動機輸出的功率不能滿足汽車行駛要求時，傳感器測知這一信息，并將其反饋給ECU，ECU發出指令起動發動機。此時離合器接合，使與之相連的太陽輪104固死，動力由齒圈107輸入，由行星架105輸出，拖動發動機的曲軸轉動，達到一定轉速時發動機點火起動。正常行駛時，發動機的動力由行星架105輸入，再由齒圈107輸出傳遞給后橋。

(3)最大加速工況

此時動力分配裝置的工作形式與正常行駛時相同，發動機的動力仍由行星架105輸入，由齒圈107輸出。而電動機103的動力則直接由齒圈輸出。發動機發出的動力和電動機103發出的動力經行星齒輪106耦合后一起輸出。

(4)減速/剎車工況

減速或剎車時，車輪帶動電動機，此時的電動機以發電機的形式工作，將這一部分的能量轉化為電能，儲存于蓄電池中。

但這種混聯式動力總成還存在一些不足或缺陷，例如像豐田THS這類總成，因其行星機構“變速不變矩”的特點，在動力性方面有待改進，若不采取重大改良措施則難以實現傳動比在較大范圍內的變化，且僅適于載荷及其變化均不大的輕型混合動力轎車，其拓撲布局與控制也較復雜。另外行星機構的設計與加工精度相對要求也較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種拓撲布局與控制相對簡單的混聯式動力總成系統，其適應輕、中、重各型HEV使用要求，便于在多種工作模式間快速頻繁切換，適于采用簡單而又先進的控制策略，易于設計、加工，利于降低制造成本，以克服現有混聯式HEV動力總成的上述不足。

為了達到上述目的，本發明提供一種動力總成系統，包括動力耦合裝置，一發動機位于動力耦合裝置一側，在所述動力耦合裝置另一側布置有第一和第二電機；其中所述動力耦合裝置包括：

發動機輸入軸，其通過發動機離合器與發動機連接，在所述發動機輸入軸上固定設置有高速大齒輪；

動力輸出軸，其一端設置有傳動軸連軸器，所述動力輸出軸通過所述傳動軸連軸器連接至驅動橋，一低速大齒輪和一中間檔大齒輪空套在所述動力輸出軸上；

第一電機輸入軸，其一端設置有第一電機連軸器，第一電機通過所述第一電機連軸器聯接到所述第一電機輸入軸上，在所述第一電機輸入軸上固定設置有高速小齒輪，所述高速小齒輪與所述高速大齒輪常嚙合；以及