[發明專利]電動車輛的多模式功率分流動力系

有效

• 申請號: 201210219991.3
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102862470B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 沃特·J·奧特曼;布蘭頓·R·馬斯特遜
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60K6/20
• 分類號: B60K6/20;B60K6/442;B60K6/445
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 賀小明

技術領域

本發明總體上涉及一種用于增程電動車的功率分流動力系。

背景技術

混合動力電動車（HEV）的動力系包括發動機、電動機/發電機以及牽引用蓄電池，其中發動機和電動機可以單獨驅動車輪，通過作為發電機運轉的電機，發動機可以為牽引用蓄電池充電，同時，使用車輪制動器驅動發電機和給電池再充電，車輛的動能可以被回收和再生。

增程電動車（EREV）完全由電力運轉，然而電池電量消耗嚴重。

在插電式混合動力車（PHEV）的動力系中，牽引用蓄電池的容量顯著增加，以便于能夠利用來自于電網的電能驅動車輛。因此，期望更多地使用電力驅動。當發動機關閉時，發電機與輪轉速的直接連接導致發電機軸在車輛移動時旋轉。這導致了若干嚴重的問題，包括(i)當車輛提速時，發動機轉速變得過高，導致了對于軸承、行星齒輪組和發電機的耐久性的擔心；(ii)啟動發動機所需的有效扭矩降低；(iii)由于沒有使用發電機，它產生了不必要的旋轉損耗；以及(iv)處于倒車檔同時發動機在運轉狀態時，電動機必須做出反應，從而減少提供給車輪的扭矩。

發明內容

一種動力系，包括中間軸、齒輪組、連接到太陽齒輪并且可連接到中間軸上的電機、以及可驅動地連接到中間軸上的第二電機，所述齒輪組包括太陽齒輪、連接到發動機的托架、可連接到中間軸并且可釋放地保持不旋轉的齒圈、以及支承在托架上并且與太陽齒輪和齒圈相嚙合的小齒輪。

通過這種策略，電動機和電池的尺寸不按電量消耗模式下完全以電能驅動的情況來設置。相反，發動機在高車輪扭矩踏板需求的狀態下運行，以保持較小的零件尺寸和較低的成本，同時提供更高的價值。

在電量保持模式下，發動機在串聯模式或功率分流模式下運行。

本動力系從牽引電動機給車輪提供最大扭矩，優于單模式功率分流動力系。

本動力系為功率分流動力系的高燃料經濟性和駕駛性能提供了更好的牽引和車輛啟動性能。

優選實施方式的適用范圍會在隨后的具體實施方式、權利要求書和附圖中顯示。應當理解的是，盡管描述和具體的示例指出了本發明的優選實施方式，但其僅出于說明性的目的給出。對于本領域的技術人員來說，對所述實施方式和示例的各種變化及修改是顯而易見的。

附圖說明

本發明參考下面附圖及其說明將更容易理解，其中：

圖1是HEV動力系的原理圖；

圖2是圖1所示動力系的行星齒輪組的杠桿圖；

圖3是齒輪組在發動機關閉狀態下的杠桿圖；

圖4是PHEV動力系的原理圖；并且

圖5是圖4所示動力系在不同的運行模式下離合器和制動器的嚙合及解離狀態的圖表。

具體實施方式

現在參考附圖，圖1表示具有通常稱為功率分流的功率流結構的HEV動力系10。動力系10包括發動機12；行星齒輪組14；通過副軸齒輪18可驅動地連接到車輪的電機16；差速器20；以及電機22。電機16和電機22都是電動發電機，盡管通常電機16被稱為電動機或牽引電動機，而電機22被稱為發電機。

行星齒輪組14將發動機動力導向電力驅動路徑或者機械驅動路徑。行星齒輪組14的太陽齒輪24連接到發電機22。行星齒輪組14的托架25通過扭振阻尼器26和軸27連接到發動機12。齒圈28連接到中間軸34和副軸齒輪副36-37。發動機16的轉子30通過副軸齒輪副32-33連接到中間軸34。

發動機16通過逆變器42和高壓直流/直流轉換器44電連接到牽引用蓄電池40。類似地，發電機22通過逆變器46和轉換器44電連接到電池40。

中間軸34通過差速器20的小齒輪50及齒圈52進行連接，差速器通過半軸或驅動軸54、56將動力傳輸給車輪。

油泵58通過小齒輪60及齒輪62可驅動地連接到托架25和發動機輸出。

圖2表示直觀化的行星齒輪組14在功率分流模式下運行的杠桿圖，其中，r代表連接到牽引電動機16的齒圈28，e代表連接到發動機12的行星齒輪架，g代表連接到發電機22的太陽齒輪24，ω代表角速度，以及τ代表扭矩。