[實用新型]一種采用行星齒輪兩擋變速器的增程式電動汽車動力系統

有效

• 申請號: 201220475557.7
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN203032364U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 李駿;劉明輝;李俊新;趙子亮;楊興旺;李川;羅國鵬;劉建康
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B60K6/36
• 分類號: B60K6/36;B60K6/38;B60K6/54;B60K6/42
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術領域

本實用新型涉及一種采用行星齒輪兩擋變速器的增程式電動汽車動力系統，特別涉及具有內燃機和兩個電動機，并能進行內燃機和電動機并聯驅動的增程式電動汽車動力系統。?

背景技術

在節能和環保成為汽車行業發展主題的今天，混合動力汽車已經成為各國汽車廠商重點研究的對象。混合動力汽車（Hybrid?Electrical?Vehicle,?簡稱HEV)?是指同時裝備兩種動力來源—熱動力源（由傳統的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（動力電池與電動機）的汽車。混合動力汽車不需要外接充電，是以發動機為主要動力源的電動汽車，通過發動機怠速停機、制動能量回收、低速純電動行駛、行車發電、行車助力以及發動機單獨驅動等混合動力功能，使得發動機可以按照整車的實際運行工況靈活調控，保持在綜合性能最佳的區域內工作，從而降低油耗與排放。?

與混合動力汽車相比，純電動汽車(Battery?Electric?vehicle,簡稱BEV)完全依靠電動機驅動車輛，其能量源來自電網，實現了零排放，能效高，噪音小。但是受目前動力電池技術水平限制，其能量密度還不能滿足車用需求，整車續駛里程有限，不能滿足用戶日常使用要求。?

為了延長純電動汽車的續駛里程，人們在電動車動力系統中增加了一個高效率內燃機，當動力電池電壓降低時，它可以驅動發電機提供動力，以此達到延長續駛里程的目的。這類電動車被稱為增程式電動汽車?（Range-extended?Electric?Vehicle，簡稱REEV）。根據動力系統結構，目前存在的增程式電動汽車可以分為串聯增程式電動汽車和混聯增程式電動汽車。串聯增程式電動汽車在成本增加（與傳統車比較）方面優勢較大，在電量保持階段下動力性很難滿足車輛性能要求，高速行駛燃油經濟性也較差。混聯增程式電動汽車在電量保持階段下動力性和油耗均優于串聯增程式電動汽車，但動力系統復雜、成本較高；?

（1）由于傳統車（或混合動力汽車）的內燃機需要工作在低速擋以滿足加速需求，其負荷率低且負荷與轉速變化快，影響整車經濟性；

（2）在現有的混合動力構型中，電機主要用來調節內燃機的工作區域，從而使內燃機盡量在最優經濟區間工作，驅動車輛需要的動力還是主要由內燃機提供，因此內燃機的功率很大，影響整車經濟性和排放性；

（3）在現有的混合動力構型中，第一電動機形式一般有兩種，BSG（Belt?Starter?Generator）和ISG(Integrated?Starter?Generator)，它們通常與內燃機直接相連，內燃機工作時會一直帶動它們轉動，這不僅會產生機械摩擦損失，還會產生電磁損失，影響整車經濟性；

（4）雖然純電動汽車能夠實現零耗油量和零排放，但是由于動力電池的體積和能量密度的限制，其續駛里程非常有限；

（5）串聯增程式電動汽車，在增程模式下，存在能量二次轉換損失影響整車經濟性。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種采用行星齒輪兩擋變速器的增程式電動汽車動力系統，其采用一個小功率等級的內燃機和一個大功率等級的第二電動機；在內燃機驅動時防止帶動第一電動機旋轉，減少了第一電動機的摩擦與電磁損失，通過行星齒輪機構為第二電動機提供兩個速比，整車動力性需求由第二電動機滿足，降低了內燃機的功率，提高了內燃機的負荷率，改善了整車經濟性和排放性；在動力電池電量不足時，低速時串聯驅動車輛，由內燃機驅動第一電動機給動力電池充電，維持電量平衡；高速時并聯驅動車輛，能量傳遞效率高，在保證整車動力性的基礎上，進一步延長了車輛的續駛里程。?

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種采用行星齒輪兩擋變速器的增程式電動汽車動力系統，由內燃機、第一電動機、第二電動機、雙離合傳動裝置、行星齒輪機構和換擋執行機構組成，其中換擋執行機構包括一個換擋離合器和一個換擋制動器；特征在于：內燃機的曲軸與雙離合傳動裝置的殼體連接，雙離合傳動裝置的第一離合器通過傳動軸與行星齒輪機構連接，第二離合器與第一電動機轉子連接，第二電動機轉子可與行星齒輪機構的太陽輪、行星架和齒圈等三個元件的其中任意一個元件連接，并由其中設定的第二元件輸出動力，通過控制其中第三元件的運動狀態實現兩個擋位。?

所述的第二電動機轉子與行星齒輪機構的行星架相連，通過齒圈輸出動力，當鎖止太陽輪時，行星齒輪機構的傳動比大于0.5且小于1即二擋；當使太陽輪和行星架鎖成一體時，行星齒輪機構的傳動比等于1即一擋。?