[發明專利]一種帶鎖止功能的雙電機雙行星排式動力耦合結構及控制方法

有效

• 申請號: 201710033922.6
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106864245B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 汪少華;李佳芯;施德華;賀春榮;何建強;夏斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/387;B60K6/40;B60K6/42;B60W20/10;B60W20/20;B60W20/40;B60W10/02;B60W10/08;B60W10/115;B60W10/26
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1.混合動力雙電機雙行星排動力耦合結構，其特征在于，包括發動機(1)、離合器A(2)、制動器A(4)、行星齒輪機構A(18)、制動器B(7)、電機A(8)、離合器B(9)、電機B(10)、行星齒輪機構B(19)、離合器C(13)和離合器D(3)；太陽輪A(16)和太陽輪B(15)同軸布置；

所述發動機(1)通過離合器A(2)與齒圈A(6)連接；所述齒圈A(6)通過行星架A(17)、離合器D(3)與車輪輸出軸連接；所述行星齒輪機構A(18)包括太陽輪A(16)、行星架A(17)、齒圈A(6)和行星輪A(5)；所述齒圈A(6)與行星輪A(5)相嚙合，所述行星輪A(5)與太陽輪A(16)相嚙合；四個結構相同的行星輪A(5)均勻分布在行星架A(17)中心軸線距離相等的圓周上，且空套在行星架A(17)上；所述制動器A(4)與行星架A(5)相連，用于對行星架A(5)進行制動；

所述行星齒輪機構B(19)包括太陽輪B(15)、齒圈B(11)、行星架B(12)和行星輪B(14)；所述齒圈B(11)固定設置在車架上，齒圈B(11)與行星輪B(12)相嚙合，所述行星輪B(12)與太陽輪B(15)相嚙合；四個結構相同的行星輪B(14)均勻分布在到行星架B(12)中心軸線距離相等的圓周上，且空套在行星架B(12)上；

所述電機A(8)、電機B(10)固定在動力耦合機構的殼體上；所述電機A(8)通過制動器B(7)與太陽輪A(16)連接；電機A(8)通過離合器B(9)與電機B(10)相連；所述電機B(10)與太陽輪B(15)同軸相連，太陽輪B(15)通過行星架B(12)、離合器(13)與輸出軸相連；所述制動器B(7)與電機A(8)連接，實現電機A(7)的制動與釋放。

2.根據權利要求1所述的混合動力雙電機雙行星排動力耦合結構，其特征在于，當混合動力汽車中電機參與驅動時，可以由電機B(10)單獨驅動，或者由電機A(8)和電機B(10)聯合驅動；當進行聯合驅動時，可以由發動機(1)與電機A(8)進行聯合驅動，或發動機(1)與電機B(10)進行聯合驅動；當進行再生制動時，電機B(10)既可以單獨工作，也可以和電機A(8)聯合工作。

3.根據權利要求2所述的混合動力雙電機雙行星排動力耦合結構的控制方法，其特征在于，可實現如下模式：

純電動模式：

實現電機B(10)的單獨純電動驅動，離合器C(13)結合，制動器A(4)、制動器B(7)、離合器A(2)、離合器B(9)、離合器D(3)不工作，電機B(10)輸出通過太陽輪B(15)、行星輪B(14)、行星架B(12)、離合器C(13)傳遞給輸出軸；

實現電機A(8)與電機B(10)的聯合驅動，此時離合器B(9)結合、離合器C(13)結合，制動器A(4)、制動器B(7)、離合器A(2)、離合器D(3)不工作，動力通過太陽輪B(15)、行星輪B(14)、行星架B(12)、離合器C(13)傳遞給輸出軸；當車速較低或者汽車啟動時，車速未達到發動機怠速，為避免發動機工作在低效率區，此時可以以純電動模式工作，來滿足混合動力汽車啟動和低速驅動時的動力性能，提高混合動力汽車的燃油經濟性；

發動機驅動模式：離合器A(2)結合、離合器D(3)結合、制動器B(7)鎖止，制動器A(4)、離合器B(9)、離合器C(13)不工作，此時動力通過離合器A(2)、齒圈A(6)、行星輪A(5)、行星架A(17)、離合器D(3)傳遞給輸出軸；

發動機驅動并充電模式：此時離合器A(2)結合、離合器D(3)結合，離合器B(9)、離合器C(13)、制動器A(4)、制動器B(7)不工作，發動機(1)動力傳遞經離合器A(2)、齒圈A(6)、行星輪A(5)分兩部分，一部分是經行星架A(17)、離合器D(3)傳遞給輸出軸，一部分是經太陽輪A(16)傳遞給電機A(8)；當車速較高時，且發動機(1)處于高效率運行區，可采取發動機(1)單獨驅動模式或行車充電模式；

聯合驅動模式：實現發動機(1)與電機A(8)的聯合驅動，此時離合器A(2)結合、離合器D(3)結合、制動器B(7)松開，離合器B(9)、離合器C(13)、制動器A(4)不工作，此時發動機(1)動力通過離合器A(2)、齒圈A(6)、行星架A(17)、離合器D(3)傳遞給輸出軸，電機A(8)動力經太陽輪A(16)、行星架A(17)、離合器D(3)傳遞給輸出軸；

實現發動機(1)與電機B(10)的聯合驅動，此時離合器A(2)結合、離合器D(3)結合、制動器B(7)鎖止、離合器C(13)結合，制動器A(4)、離合器B(9)不工作，此時發動機(1)動力通過離合器A(2)、齒圈A(6)、行星架A(17)、離合器D(3)傳遞給輸出軸，電機B(10)動力通過太陽輪B(15)、行星輪B(14)、行星架B(12)、行星輪B(14)、離合器C(13)傳遞給輸出軸；當汽車處于最高車速或需求功率大于發動機功率時，可采取聯合驅動模式，滿足汽車不同的行駛工況；

停車充電模式：可以實現停車充電功能，僅給電機A(8)充電情況，此時離合器A(2)結合、制動器A(4)鎖止、制動器B(7)松開，離合器B(9)、離合器C(13)、離合器D(3)不工作，發動機動力通過離合器A(2)、齒圈A(6)、行星輪A(5)、太陽輪A(16)傳遞給電機A(8)，此時發動機(1)工作給電機A(8)進行充電；

給電機A(8)和電機B(10)進行充電情況，此時離合器A(2)結合、制動器A(4)鎖止、離合器B(9)結合，制動器B(8)松開，離合器C(13)、離合器D(3)不工作，發動機(1)動力通過離合器A(2)、齒圈A(6)、行星輪A(5)、太陽輪A(16)傳遞給電機A(8)，通過離合器B(9)傳遞給電機B(10)，此時發動機(1)工作給電機A(8)和電機B(10)進行充電；

再生制動模式：實現電機B(10)的單獨回收再生制動能量，可實現電機A(8)與電機B(10)的聯合回收再生制動能量，是電機B(10)單獨回收再生制動能量，此時離合器C(13)結合，離合器A(2)，離合器D(3)、離合器B(9)、制動器A(4)、制動器B(7)不工作，動力通過離合器C(13)、行星架B(12)、行星輪B(14)、太陽輪B(15)傳遞給電機B(10)；

可實現電機A(8)與電機B(10)的聯合回收再生制動能量；此時離合器C(13)結合，離合器B(9)結合，離合器A(2)、離合器D(3)、制動器A(4)、制動器B(7)不工作，動力分兩部分傳遞，一部分通過離合器C(13)、行星架B(12)、行星輪B(14)、太陽輪B(15)傳遞給電機B(10)，一部分通過離合器B(9)傳遞給電機A(8)。