[實用新型]一種機(jī)電混合動力自動變速箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320575335.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203463571U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭敖勇
• 申請（專利權(quán)）人: 彭敖勇
• 主分類號: F16H3/44
• 分類號: F16H3/44;F16H61/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是機(jī)電混合動力自動變速箱領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)在有很多種自動變速箱，如液力變扭器、CVT、AMT自動變速箱、它們分別有成本高、控制復(fù)雜、傳遞動力小、有級等缺點。現(xiàn)有幾種機(jī)電混合動力自動變速箱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有分別的獨立功能的發(fā)電機(jī)和電動機(jī)成本非常高昂、控制復(fù)雜、效率低、對工況和發(fā)電機(jī)敏感等缺點。發(fā)電機(jī)和電動機(jī)沒有緊湊設(shè)計，須分開通過多級齒輪或行星輪系連接，體積龐大，發(fā)動機(jī)和電動機(jī)分別有自己的定子和轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計和使用了一種新型電能和機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置，其特征是電動機(jī)中內(nèi)部放置同心發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)和電動機(jī)共用一電磁環(huán)或永久磁體，外環(huán)是固定環(huán)、是電動機(jī)的電磁線圈，中環(huán)是電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的共用一電磁環(huán)或永久磁體環(huán)，內(nèi)環(huán)是發(fā)電機(jī)的電磁線圈，外環(huán)和中環(huán)組成電動機(jī)，中環(huán)和內(nèi)環(huán)組成發(fā)電機(jī)，中環(huán)和內(nèi)環(huán)能各自同心旋轉(zhuǎn)，外、中、內(nèi)環(huán)之間用軸承連接，有兩個旋轉(zhuǎn)自由度，電動機(jī)和發(fā)電機(jī)功能根據(jù)工況能互換。

機(jī)電混合動力自動變速箱，其特征是有前置行星輪系與中環(huán)和內(nèi)環(huán)連接：行星輪系外齒圈和中環(huán)連接；前置行星輪系太陽輪和內(nèi)環(huán)連接；動力輸入軸與前置行星架連接。前置行星輪系的外圈或中環(huán)和行星架或輸入軸之間有摩擦片離合器或電磁離合器，根據(jù)工況可以鎖止，動力可直接輸出，提高效率。

機(jī)電混合動力自動變速箱可選擇有后置一級行星、或組合行星排，從而有直接擋和多檔速比的輸出，例如采用一級行星，中環(huán)和后置一級太陽輪連接，輸出軸通過花鍵滑動接合齒或片式離合器分別與太陽輪、行星架、空缺部分、殼體分別形成直接檔、低檔，空檔和停駐檔；如果采用組合行星排，將有超過兩個前進(jìn)檔的動力輸出。

機(jī)電混合動力自動變速箱，其特征是：踩剎車時，改變外環(huán)線圈的電動機(jī)功能為發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生反向制動扭矩，也有緩速器和制動器的功能，將電能儲存在電池中，車輪不會抱死，有防抱死防車輛側(cè)滑功能；倒車時，外環(huán)線圈和中環(huán)變?yōu)殡妱訖C(jī)，外環(huán)線圈產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場推動中環(huán)反轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)快速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，后置行星換成低檔。

機(jī)電混合動力自動變速箱，其特征是車輛油門或加速控制電池線路連接，釋放電瓶或電池的能量到車輛加速或上坡的過程中。自動變速箱的電機(jī)不論在車輛停駐還是行駛中都能有電能的動力輸出，不須要另外的機(jī)械齒輪取力器。

當(dāng)車輛啟動時，掛前進(jìn)檔，后置行星離合器接低檔，輸出軸開始轉(zhuǎn)動，內(nèi)燃機(jī)帶動輸入軸和前置行星架轉(zhuǎn)動，太陽輪高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)的電輸入外部數(shù)控電機(jī)控制盒，經(jīng)過整流，匯合電池的電能，根據(jù)中環(huán)轉(zhuǎn)速，將之逆變成一定頻率的交流電，輸入外環(huán)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，推動中環(huán)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)加油門時，同樣將電池的電能變?yōu)橹协h(huán)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，匯同內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能，提供車輛的加速能量。隨著速度增加后置行星輪系或組和輪系由低檔跳向高檔。當(dāng)車輛到一定速度穩(wěn)定行駛時，前置行星輪系的離合器啟動，中環(huán)、內(nèi)環(huán)一起同速運轉(zhuǎn)，變速箱達(dá)到最大效率，外環(huán)線圈可斷開，沒有電磁任何損耗。

當(dāng)車輛需制動時，外環(huán)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，產(chǎn)生反向扭矩，根據(jù)車速，后置行星輪系或組和輪系換為低速檔，中環(huán)速度提高，發(fā)電機(jī)制動扭矩更大。

附圖說明

圖1：機(jī)電混合動力自動變速箱原理簡圖

具體實施方式

本發(fā)明采用特殊新型的有兩自由度的電機(jī)，該電機(jī)有外環(huán)，可旋轉(zhuǎn)的中環(huán)和內(nèi)環(huán)。實現(xiàn)和行星輪系的連接。外、中，內(nèi)環(huán)可有液體循環(huán)制冷系統(tǒng)，設(shè)計緊湊。

數(shù)控電機(jī)控制盒能根據(jù)發(fā)電機(jī)工況和車速、油門、制動信息、扭矩信息控制外環(huán)，內(nèi)環(huán)中的電池線圈的斷開和接通，也能完成保括內(nèi)環(huán)、外環(huán)發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的變換，和交流、直流互變，變頻變速，以及控制前行星輪系和后置行星輪系的離合器的開合。效率高，體積小。

前置行星輪系有較高的傳動比，中環(huán)不動時，內(nèi)環(huán)可達(dá)10000轉(zhuǎn)每分鐘或更高的轉(zhuǎn)速，提高了發(fā)電機(jī)功率，通過電機(jī)控制盒給外環(huán)提供高額前進(jìn)扭矩。前置行星輪系將發(fā)電機(jī)能量分為電能和機(jī)械能，電能通過數(shù)控電機(jī)控制盒整流和電池的電能合并給外環(huán)提供合適頻率的交流電驅(qū)動中環(huán)。制動時，機(jī)電混合自動變速箱先用反向扭矩制動將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，若車輛須要停駐，最后啟動車輛傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)如制動盤。倒車時，外環(huán)線圈和中環(huán)變?yōu)殡妱訖C(jī)，外環(huán)線圈產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場推動中環(huán)反轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)快速旋轉(zhuǎn)發(fā)電，后置行星換低檔。