[實用新型]一種混合動力系統

有效

• 申請號: 201720817710.2
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN207207735U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 趙克剛;黃向東;楊勇;李罡
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B60K6/36
• 分類號: B60K6/36;B60K6/38;B60K6/485
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡克永

技術領域

本實用新型涉及汽車動力系統，尤其涉及一種混合動力系統。

背景技術

混合動力系統實現兩個動力源之間的動力耦合，可分為兩類：一類是發動機動力可直接驅動車輪；另一類是發動機動力僅驅動發電機、向電動機提供能量但并不直接驅動車輪，一般被稱為串聯式混合動力汽車。串聯式混合動力汽車中，從燃油至車輪的能量轉換環節較多，整體效率較低，一般被用在增程式電動汽車中。在第一類混合動力方案中，可分為轉矩耦合式或轉速耦合式兩個子類。

轉矩耦合式方案中，發動機的轉速與車輪的轉速存在固定速比，由此造成發動機經常工作在最佳油耗轉速區以外，雖然人們采取了增加多檔變速器、CVT等措施，但又造成整機成本較高，體積較大。在轉速耦合方案中，發動機、電動機和車輪分別連接行星排三元件中的一個。通過電動機的調速作用，發動機可以工作最佳油耗區。整套系統的燃油經濟性較好。但同時又受制于行星排動力學特性，三個元件的輸出力矩必須保持固定比例。因此無法像傳統變速器提供較大的增矩效果。雖然一般會在車輪邊并聯一個電動機以改善動力性，但受制于電機本身的性能，動力性能提升有限。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種混合動力系統及其控制方法。

本實用新型通過下述技術方案實現：

技術方案1：

一種混合動力系統，包括第一電機101、發動機102、第二電機103、第一輸入軸201、第二輸入軸202、輸出軸203、一檔齒輪副301、二檔齒輪副302、第一離合器401、第二離合器402、行星排501以及制動器601；

第一電機101通過第一輸入軸201與行星排501的太陽輪相連；

發動機102通過第二輸入軸202與第二電機103相連，并通過第二離合器402連接到行星排501的齒圈；

一檔齒輪副301的主動齒輪與行星排501的行星架相連，一檔齒輪副301的被動齒輪與輸出軸203相連；

二檔齒輪副302的主動齒輪與第一離合器401的外圈相連，二檔齒輪副302的被動齒輪與輸出軸203相連；

第一離合器401的內圈與第一輸入軸201連接，外圈與二檔齒輪副302的主動齒輪相連；

第二離合器402的內圈與第二輸入軸202連接，外圈與行星排501的齒圈相連；

制動器601一端與行星排501的齒圈相連，一端與殼體相連；

通過控制第一離合器401、第二離合器402和制動器601的結合或松開，混合動力系統可以在純電動驅動低速檔模式、純電動驅動高速檔模式、混合動力驅動轉矩耦合模式、混合動力轉速耦合模式之間平滑切換，并最終連續輸出到輸出軸203上。

當制動器601結合，第一離合器401和第二離合器402維持松開狀態時，混合動力系統工作于純電動驅動低速檔模式；第一電機101的動力通過第一輸入軸201、行星排501和一檔齒輪副301傳遞到輸出軸203；

純電動驅動模式升檔控制步驟：純電動驅動模式下需要升檔工作時，先逐漸結合第一離合器401；第一輸入軸201的動力分兩條路線輸出，經過行星排501和一檔齒輪副301的動力逐漸下降，經過二檔齒輪副302的動力逐漸上升；當經過行星排501和一檔齒輪副301的動力下降至趨于零時，制動器601松開，同時第一離合器401完全結合；動力完全通過二檔齒輪副302輸出，一檔升二檔過程完成；

純電動驅動模式下降檔控制步驟：純電動驅動模式下需要降檔工作時，制動器601逐漸結合；此時，第一輸入軸201的動力分兩條路線輸出，經過行星排501和一檔齒輪副301的動力逐漸上升，經過二檔齒輪副302的動力逐漸下降；當經過二檔齒輪副302的動力下降至趨于零時，制動器601完全結合，同時第一離合器401松開；動力完全通過行星排501和一檔齒輪副301輸出，降檔過程完成；

混合動力系統由純電動驅動高速檔模式切換到混合動力驅動轉矩耦合模式時：第二電機103帶動發動機102起動，第二離合器402逐步結合；當第二離合器402完全結合時，混合動力系統工作于混合動力驅動轉矩耦合模式；

混合動力系統由混合動力驅動轉矩耦合模式切換到混合動力驅動轉速耦合模式時：增大第二輸入軸202的轉矩；第一輸入軸201通過行星排501的太陽輪傳遞的轉矩加大，通過二檔齒輪副302傳遞的轉矩減小。當通過二檔齒輪副302傳遞的轉矩減小至趨于零時，第一離合器401松開，混合動力系統工作于混合動力驅動轉速耦合模式；