[實用新型]雙行星排四軸混合動力變速器

無效

• 申請號: 200920208311.1
• 申請日: 2009-08-24
• 公開（公告）號: CN201506247U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 張彤;余衛;馬智濤;于海生;黃援軍;黃智明
• 申請（專利權）人: 上海華普國潤汽車有限公司
• 主分類號: B60K6/547
• 分類號: B60K6/547;F16H3/44
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本實用新型涉及一種汽車動力傳動裝置，尤其是一種用于混合動力汽車的雙行星排四軸混合動力變速器。

背景技術

由于能源短缺以及公眾環保意識的增強，環保的電動汽車或燃料電池汽車便應運而生，然而由于技術的制約，上述類型的汽車還難以在短時間內全面推廣，因此，技術上比較成熟的混合動力汽車是目前比較理想的一種選擇。

混合動力汽車(HEV)作為一種新興的節能環保型汽車，其技術和市場處于一種蓬勃的發展階段，混合動力汽車(HEV)與傳統汽車及純電動汽車相比，最大差別是動力系統。對于并聯和混聯式HEV，動力耦合系統負責將HEV的多個動力組合在一起，實現多動力源間合理的功率分配并把動力傳給驅動橋，它在HEV開發中處于重要地位，其性能直接關系到HEV整車性能是否達到設計要求，是HEV最核心部分。行星輪系具有多自由度、輸入輸出靈活可控的特點，而且結構緊湊、體積小、速比大、因此被越來越多的混合動力汽車動力耦合系統所采用，這也是當今混合動力汽車動力總成發展的一種趨勢。

1997年豐田推出首款混合動力汽車Prius，2005年又推出了搭載最新第3代機電混合動力系統的2006款Prius，仍采用THS混聯式結構，行星齒輪系統對發動機的輸出功率進行重新分配，達到合理平衡發動機負荷的目的。附圖1所示即為豐田Prius混合動力轎車變速器的結構原理圖，包括發動機E、電機AMG1、電機BMG2以及包括一個單行星排的動力耦合系統等部件，在此機構中，發動機E通過減震阻尼器與單行星排的行星架a相連，并通過行星齒輪b將動力傳遞給外齒圈c和太陽輪d，外齒圈c與輸出軸相連，輸出軸通過減速齒輪組e和電機MG2的轉子相連，太陽輪d與電機MG1的轉子相連，輸出軸通過鏈傳動系統f、主減速器g以及差速器h將動力傳遞給車輪。該系統將發動機E大部分轉矩直接傳遞到輸出軸上，將小部分轉矩傳給電機AMG1以用于發電，電機AMG1發出的電能根據指令用于電池充電或驅動電機BMG2，以增加驅動力。這種結構可以通過調節電機AMG1的轉矩和轉速使發動機一直處于高效率區或低排放區，此外，通過調節行星排各元件的轉速，使其像無級變速器一樣工作。

然而，由于該變速器的兩個電機MG1、MG2布置在單行星排的兩側，并共用一套冷卻系統，因此電機冷卻系統布置復雜，電機系統集成度低，并且行星排兩側的傳動軸不等長，不利于前艙布置。此外，電機AMG1和發動機E并排布置于行星排同側，由于兩者距離比較近，并且電機AMG1的最佳工作溫度為60℃，而發動機E的最佳工作溫度為90℃，因此電機AMG1會受到發動機E散熱的影響而快速升溫，使相應的電機冷卻系統經常處于工作狀態，進而影響整車的效率。

由于該變速器采用單排行星輪系，其減速比低，從而要求電機的轉速變化范圍寬，對轉矩的要求高，所以，對電機的制造精度、轉速/扭矩特性及其動平衡要求十分苛刻；為了達到足夠的減速比，輸出軸的減速裝置采用了包括鏈傳動系統f、主減速器g的多級傳動部件，進一步加大了系統的復雜性，提高了系統對空間布置的要求。

中國專利文獻上公開的一種公開號為CN?101149094A的基于雙行星排的混合動力驅動裝置，包括內燃機、電機、動力輸出端以及前、后行星排，前行星排的行星架與后行星排的齒圈相連接，前后行星排的太陽輪共同連接到電機軸上，發動機通過離合器可選擇地與前行星排的齒圈或行星架連接，后行星排的行星架與輸出端連接。由于其前、后行星排為并排布置，因此其外形尺寸較大，結構不夠緊湊；由于只有二個輸入軸和一個電機，因此，對電機的控制要求比較高。

實用新型內容

本實用新型是為了克服現有技術的混合動力傳動裝置存在的行星輪系減速比低、結構不緊湊、對電機的要求高、電機的集成度低以及冷卻系統復雜的不足，提供一種結構緊湊、傳動效率高、對電機的轉矩等特性要求低并且其冷卻系統簡單易控制的雙行星排四軸混合動力變速器。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種雙行星排四軸混合動力變速器，包括發動機、電機A、電機B以及一個主減速器，所述變速器設有由第一行星排和第二行星排集成為一體的雙行星排，第一行星排包括小太陽輪、行星架、短行星輪以及外齒圈，第二行星排包括大太陽輪、長行星輪以及和第一行星排共用的行星架、短行星輪和外齒圈，所述長行星輪分別與短行星輪和大太陽輪嚙合，發動機曲軸與行星架連接，外齒圈通過主減速器輸出動力，小太陽輪的轉軸與電機A轉子相連接，小太陽輪轉軸的延伸段連接一個第二鎖止離合器，可轉動地套設在小太陽輪轉軸外的大太陽輪的轉軸與電機B轉子相連接，所述行星架設有第一鎖止離合器。