[發(fā)明專利]基于機(jī)械自動變速器的插電式混合動力驅(qū)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110395921.9
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102490588A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳虹;高炳釗;梁瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60K6/445
• 分類號: B60K6/445
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于機(jī)械自動變速器的插電式混合動力驅(qū)動裝置，屬于一種行走機(jī)械的動力驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

如何降低汽車的能源消耗和環(huán)境污染成為當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展的主旋律。混合動力被認(rèn)為是汽車工業(yè)近期應(yīng)對能源和環(huán)境問題的最主要對策和最現(xiàn)實(shí)的選擇之一。尤其是近年來提出的插入式混合動力車輛(plug-in?hybrid?electric?vehicle)，這種車輛在日常短距離行程(比如40km)之內(nèi)采用純電動工作模式，然后夜間可在家庭電源充電；在長距離行駛時則工作在通常的混合動力模式。插入式混合動力在目前混合動力傳動系的基礎(chǔ)上，又大大減少了well-to-wheel整個周期的CO₂排放量及其它排放污染，并降低了運(yùn)行成本，被認(rèn)為是近一段時間非常具有市場潛力的傳動系配置。

混合動力汽車具有典型的三種結(jié)構(gòu)型式(串聯(lián)SHV、并聯(lián)PHV和混聯(lián)SPHV)，其中，串聯(lián)混合動力汽車的發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間沒有直接的機(jī)械連接，比較易于對該動力源進(jìn)行最佳控制，但因?yàn)槟芰恳恢毙枰?jīng)過發(fā)電-電動的轉(zhuǎn)換，整體傳動效率比較低；并聯(lián)混合動力汽車的發(fā)動機(jī)和驅(qū)動輪有機(jī)械連接，可直接驅(qū)動整車，傳動效率較高，但無法保證發(fā)動機(jī)始終工作在最佳工作區(qū)；混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)合了串聯(lián)與并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)整車狀態(tài)信息，選擇最佳的耦合方式，使整車獲得最佳的性能。

隨著控制技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展，一些混合動力汽車更傾向于混聯(lián)式混合動力汽車。目前已有的混聯(lián)形式的動力耦合機(jī)構(gòu)有行星齒輪機(jī)構(gòu)[豐田CN?100404298C]，差速器[CN1012-4919]，機(jī)械式自動變速器[同濟(jì)CN?100523549C]等形式。行星齒輪機(jī)構(gòu)和差速器構(gòu)成的動力耦合機(jī)構(gòu)會造成無功電循環(huán)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)熱量較大。機(jī)械式自動變速器為直列齒輪嚙合傳動，結(jié)構(gòu)相對簡單，加工容易，成本較低，而且直列齒輪嚙合的傳動效率較高。

另一方面，采用電機(jī)數(shù)量上，插電式混合動力汽車通常采用一個或者兩個電機(jī)構(gòu)成電驅(qū)動和能量回收。一個電機(jī)的機(jī)構(gòu)要求電機(jī)功率較大，然而在市區(qū)內(nèi)的大部分時間純電動行駛功率低，無法使電機(jī)工作在高效區(qū)，沒有充分發(fā)揮混合動力的優(yōu)勢。采用兩個電機(jī)時，電機(jī)就可以選擇較小的功率，在低速時既能滿足汽車的動力性，又使兩電機(jī)都能同時工作在高效率區(qū)域，充分發(fā)揮混合動力的優(yōu)勢。高速時，主要由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)工作在高效區(qū)，經(jīng)濟(jì)性和動力性都得到很大的提高。

可見從布置緊湊和成本的角度出發(fā)，利用機(jī)械自動變速器進(jìn)行雙電機(jī)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的整合是一種比較好的方式，它傳動效率高，有較多的模式選擇。而且加工容易，成本較低，適合在我國推廣應(yīng)用。盡管傳統(tǒng)的機(jī)械自動變速器在換擋時會出現(xiàn)動力中斷現(xiàn)象，影響車輛動力性、經(jīng)濟(jì)性和換擋品質(zhì)，然而采用雙電機(jī)在換擋時能實(shí)現(xiàn)主動同步調(diào)速和無動力中斷控制，彌補(bǔ)傳統(tǒng)汽車變速過程由于速比的突變造成的輸出轉(zhuǎn)矩的突變和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的突變，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的連續(xù)輸出，提高變速器的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，既能進(jìn)行驅(qū)動模式的切換，又具有變檔的功能的基于機(jī)械自動變速器的插電式混合動力驅(qū)動裝置。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)械自動變速器的插電式混合動力驅(qū)動裝置，包括燃油動力、電力動力和一個動力輸出端。該裝置設(shè)置一個發(fā)動機(jī)1、兩個電機(jī)(包括一個主要用于驅(qū)動的電動機(jī)11和一個主要用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)7)，一個兩檔機(jī)械自動變速器，主減速器和差速器。兩檔機(jī)械自動變速器由齒輪A5、B6、C4、D19、H14、I17、E9、F12組成的嚙合齒輪對和同步器T8、Q18以及變速器輸入軸M3、軸N10、O13組成；發(fā)動機(jī)輸出軸通過減震彈簧2與變速器輸入軸M3相連；電動機(jī)11輸出軸與軸N10相連，發(fā)電機(jī)7輸出軸通過一級惰輪(齒輪A5、B6)傳動與變速器輸入軸M3上的齒輪H14嚙合，所述齒輪H14通過齒輪I17與差速器16連接；所述同步器T8在軸N10上的齒輪E9和變速器輸入軸M3上的齒輪C4之間切換，所述同步器Q18與軸O13上的齒輪D19結(jié)合或分離。增加一級惰輪傳動的目的是延長徑向長度，提供足夠尺寸安裝發(fā)電機(jī)。通過控制同步器T8、Q18實(shí)現(xiàn)燃油動力源驅(qū)動、電力源驅(qū)動或混合動力源驅(qū)動模式的切換。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能有效利用發(fā)動機(jī)、電機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)；運(yùn)行模式多，能實(shí)現(xiàn)換擋時的主動同步調(diào)速和無動力中斷控制；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，適合前置前驅(qū)的布置形式。