[發(fā)明專利]具有電機離合設備的復合動力分流電控變速器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710585872.2
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107687502B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: A·G·霍姆斯;J·R·利特菲爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F16H3/72
• 分類號: F16H3/72
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

公開了電控變速器(EVT)、EVT的制備方法和使用方法和具有EVT的混合動力電動車輛。提供了用于機動車輛的多速動力變速器，其具有發(fā)動機、兩個電機和主減速器。變速器包括連接在發(fā)動機上的輸入部件、連接在主減速器上的輸出部件，和連接在齒輪系上的固定部件。第一和第二扭矩傳遞設備(TTD)分別連接在第一和第二電機上。變速器還包括具有由兩個互連行星齒輪組所限定的四個接點的復合行星齒輪裝置。第一TTD將第一電機可選擇地連接在第一接點上，而第二TTD通過齒輪系將第二電機可選擇地連接在第四接點上。輸入部件在第二接點處連接，而輸處部件在第三接點處連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及機動車的混合動力系。更具體地，本發(fā)明的各方面涉及同時具有電力驅(qū)動路徑和機械驅(qū)動路徑的電控變速器(EVT)，以在變速器內(nèi)提供分流模式的運轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的機動車輛(如今日的汽車)設置有這樣的動力系，該動力系經(jīng)運轉(zhuǎn)以驅(qū)動車輛并且給隨車攜帶的電子元件提供動力。動力系包括并且有時被錯誤地稱為動力傳動系，通常由發(fā)動機組成，而該發(fā)動機通過多速變速器將驅(qū)動力傳遞給車輛的主減速器(例如，前差速器和/或后差速器、前軸和/或后軸，以及車輪)。傳統(tǒng)上，由于往復活塞式內(nèi)燃機(ICE)容易獲得并且相對便宜、質(zhì)量輕和總效率，通過其來為汽車提供動力。此類發(fā)動機包括二沖程或四沖程壓縮點火柴油發(fā)動機和四沖程火花點火汽油發(fā)動機，以及六沖程旋缸發(fā)動機。

另一方面，混合動力車輛利用備用電源驅(qū)動車輛，以使發(fā)動機對動力的依賴最小化并因而增加了整個車輛燃料的經(jīng)濟性。例如，混合電動車輛(HEV)同時結(jié)合電能和化學能，并且將其轉(zhuǎn)換為機械力，以驅(qū)動車輛并且向車輛系統(tǒng)提供動力。HEV通常使用一個或多個電動機(E-machine)，如電機/發(fā)電機，其單獨工作或與內(nèi)燃機一起工作以驅(qū)動車輛。由于混合動力車輛能夠從除發(fā)動機之外的來源獲得其動力，當其它動力源驅(qū)動車輛時，混合動力車輛中的發(fā)動機可以是關(guān)閉的。

串聯(lián)混合動力結(jié)構(gòu)的特征通常是內(nèi)燃機驅(qū)動地耦連在發(fā)電機上。發(fā)電機依次給一個或多個電機提供動力，該電機運轉(zhuǎn)以使主減速器部件轉(zhuǎn)動。實際上，在串聯(lián)混合動力系中，發(fā)動機和主減速器之間沒有驅(qū)動機械連接。發(fā)動機和車輪之間機械連接的缺失使得發(fā)動機在恒定高效速度下運行，例如，更接近于37％的理論極限，而不是20％的正常平均值，即使車輛速率發(fā)生變化時。電機/發(fā)電機也可以在電動機運行模式下運轉(zhuǎn)，以啟動內(nèi)燃機。通過“再生制動”，這一系統(tǒng)也可以允許電機回收車輛減速中得到的能量并將其存儲在電池中。

對比可知，動力分流混合動力結(jié)構(gòu)的典型可以是內(nèi)燃機和一個或多個電機/發(fā)電機組件，該一個或多個電機/發(fā)電機組件的每個具有與動力變速器的驅(qū)動機械聯(lián)軸器。大多數(shù)動力分流混合動力設計將大的發(fā)電機和電機結(jié)合在一個單元中，以提供牽引動力并且取代了傳統(tǒng)的起動電機和交流發(fā)電機。一個此類動力分流動力系結(jié)構(gòu)包括雙模式復合分流電動機械變速器，該雙模式復合分流電動機械變速器使用輸入部件接受來自ICE的動力，并且使用輸出部件將動力從變速器傳遞給驅(qū)動軸。第一和第二電機/發(fā)電機獨立地或協(xié)調(diào)地工作以轉(zhuǎn)動變速器的輸出軸。這些電機/發(fā)電機電連接在諸如電池組的能量存儲裝置上，以用于交換存儲裝置和電機/發(fā)電機之間的電力。使用動力系控制單元調(diào)節(jié)能量存儲裝置和電機/發(fā)電機之間的電力交換，以及電機/發(fā)電機之間的動力交換。

通過結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)混合動力系結(jié)構(gòu)中得到的特征，電控變速器(EVT)提供無級變速比。使用內(nèi)燃機與主減速器間的直接機械路徑，EVT是可工作的，因此能獲得相對較高的變速效率并且較低成本的應用，較輕便的電機硬件。使用與主減速器機械獨立的發(fā)動機工作，在不同機械/電分流分布中，EVT也是可工作的，從而能獲得高扭矩的無級變速比、電氣控制啟動、再生制動、發(fā)動機停機空轉(zhuǎn)以及雙模式工作。