[發明專利]混合動力耦合系統及車輛

有效

• 申請號: 201811619692.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111376700B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李罡;祁宏鐘;張安偉;尚陽;張良;祖國強;王川;何國新
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/38
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 黃章輝

本發明混合動力耦合系統及車輛，混合動力耦合系統，包括發動機、電機、第一行星排、第二行星排、第一制動器、第二制動器、第二離合器、第三離合器和輸入軸；第一行星排包括第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈，第二行星排包括第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈，第一行星架與第二齒圈連接，第一齒圈與第二行星架連接；發動機與電機均連接于輸入軸；輸入軸通過第二離合器與第一太陽輪相連，輸入軸通過第三離合器與第二行星架相連；第一制動器用于制動第二行星架，第二制動器用于制動第二太陽輪；第一行星架輸出動力至車輪；有利于減小系統負載，能夠實現多種驅動模式，有更高的傳動效率，提高整車的動力性能及經濟性。

技術領域

本發明屬于新能源汽車領域，特別是涉及混合動力耦合系統及車輛。

背景技術

動力系統包括發動機(內燃機)和一個由變速器、差速器和傳動軸組成的傳動系統；它的作用是向車輛提供驅動輪所需的驅動動力。內燃機有一定的速度和扭矩范圍，并在其中很小的范圍內達到最佳的工作狀態，這時或是油耗最小，或是有害排放最低，或是倆者皆然。然而，實際路況千變萬化，不但表現在驅動輪的速度上，同時還表現在驅動輪所要求的扭矩。因此，實現內燃機的轉速和扭矩最優，即動力最優狀態，與驅動輪動力狀態之匹配好，是變速器的首要任務。

目前市場上的變速器主要有有級變速器和無級變速器兩大類。有級變速器又細分為手動和自動兩種。它們大多通過齒輪系或行星輪系不同的嚙合排列來提供有限個離散的輸出輸入速比。兩相鄰速比之間驅動輪速度的調節則依靠內燃機的速度變化來實現。無級變速器，無論是機械式，液壓式，或機一電式的，都能在一定速度范圍內提供無限個連續可選用的速比，理論上說，驅動輪的速度變化完全可通過變速器來完成。這樣，內燃機可以盡可能的工作在最佳速度范圍內。同時無級變速器和有級變速器相比，具有調速平穩，能充分利用內燃機最大功率等諸多優點，因此，無級變速器多年來一直是各國工程師們研究的對象。

近年來，電機混合動力技術的誕生為實現內燃機與動力輪之間動力的完全匹配開拓了新的途徑。在眾多的動力總成設計案中，最具代表性的有串聯混合系統和并聯混合系統兩種。電機串聯混合系統中，內燃機一發電機一電動機一軸系一驅動輪組成一條串聯的動力鏈，動力總成結構極為簡單。其中，發電機一電動機組合可視為傳統意義下的變速器。當與儲能器，如電池，電容等聯合使用時，該變速器又可作為能量調節裝置，完成對速度和扭矩的獨立調節。

電機并聯系統有兩條并行的獨立的動力鏈。一條由傳統的機械變速器組成，另一條由電機一電池系統組成。機械變速器負責完成對速度的調節，而電機一電池系統則完成對功率或扭矩的調節。為充分發揮整個系統的潛能，機械變速器還需采用無級變速方式。

串聯混合系統的優點在于結構簡單，布局靈活。但由于全部動力通過發電機和電動機，因此電機的功率要求高，體積大，重量重。同時，由于能量傳輸過程經過兩次機一電，電一機的轉換，整個系統的效率較低。在并聯混合系統中，只有部分動力通過電機系統，因此，對電機的功率要求相對較低。整體系統的效率高。然而，此系統需兩套獨立的子系統，造價高。通常只用于弱混合系統。

現有的一種動力耦合系統，包含兩個電機，一個由第一行星排和第二行星排組成的復合行星排，第一行星排包括第一太陽輪和第一行星架，第二行星排包括第二太陽輪和第二行星架，第一行星排和第二行星排共用齒圈，第一太陽輪與發電機相連，第一行星架與發動機相連，齒圈與差減相連，第二太陽輪與驅動電機相連，第二行星架與第二制動器相連；該方案雖然能通過合理的控制相關動力源，實現純電動、混合驅動等工作模式，但不能實現發動機直驅模式。對于功率分流系統，E-CVT模式只是在中低速的時候，系統效率高，經濟性較好；對于中高速，還是發動機直驅模式的系統效率高，經濟性較好，因此不能實現發動機直驅模式的現有方案，必然導致動力性和經濟性不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有方案動力耦合系統動力性和經濟性不足的問題，提供一種混合動力耦合系統及車輛。