[發明專利]基于行星齒輪機構的混合動力電動汽車驅動系統

在審

• 申請號: 201510703911.5
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN106608177A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 周煒;張艷紅;方斌;孫美玲;王艷;曹浩
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/445
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明涉及混合動力電動汽車驅動傳動領域，特別是一種基于行星齒輪機構的混合動力電動汽車驅動系統。

背景技術

隨著全球能源短缺以及環境污染的日益加重，研究節能環保的新能源汽車成為當前的熱點。電動汽車具有零排放、能源利用率高、結構簡單、噪聲小和原料來源廣的優點，是未來汽車工業發展的方向之一。但是傳統汽車的發展卻受到電池技術的制約，由于國內充電樁網絡無法大面積的覆蓋，電池不能及時充電，限制了電動汽車的續駛里程，另外，電池在快速啟動、上坡、加速時經常處于深放電狀態，在回收制動時，快速回收制動能量，因此電池的壽命受到嚴重損害。混合動力汽車兼顧了內燃機和純電動汽車的優點，具有低油耗、低排放、長行駛里程的優點，是當前切實可行的方案。而行星齒輪機構因其結構緊湊、傳動比大和承載能力強等優點而被越來越多地應用于混合動力汽車中。

世界上各個汽車公司相競推出了混合動力汽車，其中日本豐田公司推出的“Prius”以及美國通用公司推出的雪佛蘭沃藍達（Volt）增程式電動轎車均采用了行星齒輪機構混合動力系統；豐田公司的豐田混合系統（THS）采用了具有兩個自由度的行星齒輪機構的功率分流器，通過對控制系統的優化，使發動機工作在最優工作區域。

但是傳統的混合動力汽車不允許內燃機或者電動機單獨驅動車輛，汽車驅動系統結構復雜、部件較多，導致對內燃機和電機控制困難，且驅動模式相對較少。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于行星齒輪機構的一種混合動力電動汽車驅動系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于行星齒輪機構的混合動力電動汽車驅動系統，包括內燃機、發電機、控制單元ECU、電機控制器、主電機、逆變器、動力電池、驅動模塊、驅動橋、半軸和車輪，所述內燃機與發電機相連，為發電機提供動力發電，控制單元ECU與電機控制器相連，對整車進行電子控制，電機控制器分別與主電機和發電機連接，控制其工作，動力電池通過逆變器與電機控制器相連，將發電機的三相電轉化為交流電為電池充電；

發電機的轉子軸和主電機的轉子軸均與驅動模塊相連，為其提供動力，驅動模塊的動力經行星架輸出給驅動橋，驅動橋經兩個半軸與車輪相連，為車輪提供驅動力。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1）本發明一種基于行星齒輪機構的混合動力電動汽車驅動系統通過行星齒輪機構、多片離合器配合使用，彌補目前混合動力汽車存在的不足，提高混合動力汽車的動力性和燃油經濟性，簡化驅動系統的結構，且可適時切換多種驅動模式，增加行駛里程；2）本發明的純電動模式有兩種傳動比，可實現速度比為1的動力傳遞也可實現減速增扭動力傳遞，內燃機與電機共同驅動模式時可實現調速功能。

附圖說明

圖1為本發明基于行星齒輪機構的一種混合動力電動汽車驅動系統的結構示意圖。

圖2為本發明驅動系統核心驅動模塊結構示意圖。

圖3為本領域行星齒輪機構的結構示意圖。

圖4（a）為第一離合器斷開、第二離合器接通、制動器斷開，純電動模式功率流圖。

圖4（b）為第一離合器斷開、第二離合器斷開、制動器接通，純電動模式功率流圖。

圖4（c）為第一離合器接通、第二離合器斷開、制動器斷開，功率流圖。

圖4（d）為第一離合器接通、第二離合器接通、制動器斷開，功率流圖。

圖4（e）為第一離合器接通、第二離合器接通、制動器接通，功率流圖。

圖4（f）為第一離合器斷開、第二離合器接通、制動器斷開，倒擋功率流圖。

圖4（g）為第一離合器斷開、第二離合器斷開、制動器接通，倒擋功率流圖。

圖4（h）為第一離合器斷開、第二離合器接通、制動器斷開，再生制動模式功率流圖。

圖4（i）為第一離合器斷開、第二離合器斷開、制動器接通，再生制動模式功率流圖。

圖中編號所代表的的含義為：1-發電機轉子軸、2-第一離合器、3-齒圈、4-行星齒輪、5-行星架、6-太陽輪、7-制動器、8-第二離合器、9-主電機轉子軸。

具體實施方式

本發明的一種基于行星齒輪機構的混合動力電動汽車驅動系統，包括內燃機、發電機、控制單元ECU、電機控制器、主電機、逆變器、動力電池、驅動模塊、驅動橋、半軸和車輪，所述內燃機與發電機相連，為發電機提供動力發電，控制單元ECU與電機控制器相連，對整車進行電子控制，電機控制器分別與主電機和發電機連接，控制其工作，動力電池通過逆變器與電機控制器相連，將發電機的三相電轉化為交流電為電池充電；