[實用新型]混合動力汽車用多軸級聯機電耦合構造

有效

• 申請號: 201820283536.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN207889519U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 鄧濤;唐鵬
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B60K6/26
• 分類號: B60K6/26;B60K6/365
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 鄔劍星

本實用新型公開了一種混合動力汽車用多軸級聯機電耦合構造，包括發動機、驅動橋、電機控制單元；所述驅動橋包括二級行星排、多軸級聯雙轉子電機、三級行星排和四級差速錐齒輪行星排；本實用新型將發動機與多電機等動力源動力通過磁場磁力傳遞進行耦合輸出，極大改善發動機工作條件，使其能夠工作在高效率區間內，從而使得汽車運行在理想工況下；將雙轉子電機作為機構一部分而與機構多軸級聯連接，充分挖掘其機構特性，而不同離合器的組合使用，可獲得多種運行模式，適用于各種復雜工況；從而優于市場上現有的絕大多數混合動力汽車的機電耦合裝置，并為未來汽車全傳動系統集成化、電氣化提供了設計思路。

技術領域

本實用新型涉及汽車動力傳動技術領域，具體涉及一種混合動力汽車用多軸級聯機電耦合構造。

背景技術

近幾年，許多國家紛紛加快了取消內燃機汽車的議程。而囿于現有電動汽車在電池及電機技術尚需更大突破的難題，混合動力汽車作為內燃機汽車(ISE)向電動汽車的過渡產品而備受關注。由于混合動力汽車往往具有多動力源，因而高性能的動力耦合裝置的研究設計尤為關鍵。目前電機與機械耦合的動力耦合方式主要有固定軸齒輪式耦合式及行星輪耦合式。前者結構簡單，控制難度低，造價低，但是體積大，結合平順性差；后者結構緊湊，結合平順性好，但是控制難度大。我國目前仍停留在前者的設計開發中，而國外對于后者的研究已經趨于成熟。豐田THS，福特FHS，通用的AHS以及在這些基礎上不斷衍生的雙模、多模形式，變化靈活，功能完備，結構復雜，控制先進。因而突破國外專利技術壟斷，設計出一套全新高效率的機電耦合裝置具有重要意義。

EVT(電力無級變速器)通過雙電機對發動機輸出的轉速、轉矩分別解耦，從而使得內燃機在整個運行工況中均運行在最佳效率下。豐田PRUIS所搭載的油電混合動力系統THS由功率分流裝置(單行星排機構)把并聯式混合系統和串聯式混合系統組合在一起，這一混合動力系統具有出色的燃油經濟性，而ECVT就是其模式的一種，相當于傳統的雙CVT模式。為了簡化雙電機結構，專利號200820123600.7名稱是“一種集成基于行星齒輪兩檔變速機構的電力無極變速器”以及專利號200810223615.5、名稱是“一種集成有雙速比輸出機構的電力無極變速器”等提出了有兩個檔位變化的無級變速器，但是由于其發動機與電力無級變速器輸入軸固定連接，因而在單獨驅動發動機或單獨驅動電機時，發動機和電機都要轉動，會對發動機造成影響。而專利號200710074741.4，名稱是“混合動力汽車動力總成”，雖然解決了發動機與ECVT的固結問題，但是變速比范圍較小。專利號US20030162617A1，名稱是“Hybrid transmission and its assembling method”提供了一種將行星排與雙電機結合的新方法，其中雙電機具有雙自由度，相當于雙轉子電機，并且提出了幾種雙電機的布置形式。但是其機構較為復雜，未能充分發揮雙電機與行星齒輪結合后的優勢。專利號201310642134.9，名稱是“一種基于雙轉子電機與行星輪機構的雙模式混合動力系統”提出了一種模式更多的機電耦合方案，其中的雙轉子電機僅對轉速進行了解耦，而通過另外一個電機進行轉矩解耦，雖然其與離合器的組合使用提供了更多工作模式，但是同時也造成機構過于復雜，使得雙轉子電機的特性未能完全發揮出來。專利號201010555166.1，名稱是“具有三檔變速功能的電力無極變速器及其動力驅動模式”提出了一種調速范圍更寬、傳動效率較高的電力無極變速器，但是其仍未做到全傳動系統集成化、電氣化，從而使得機械效率得不到進一步提高，同時，雙轉子電機仍未在與行星齒輪的結合中充分發揮其本身優勢，使得機構無法得到進一步簡化。

類似此類將雙轉子電機作為電力無極變速器與發動機直接結合，或通過離合器結合，或加以行星齒輪機構結合的方式還有很多，但是大多數仍存在一定缺陷。電機學領域相關研究人員往往關注于雙轉子電機本身特性研究而忽略與機構的結合，而機構學研究人員大多數只是將雙轉子電機作為雙電機的簡化裝置進行使用。如何將電力無極變速器與機電耦合裝置以及傳動系統的結合一直是研究的熱點。而全傳動系統的集成化、電氣化勢必成為未來汽車底盤傳動系統以及多動力耦合控制發展的方向之一。充分發揮雙轉子電機的結構優勢，同時簡化機構有助于設計出高度集成化、可靠性強、輕量化、低成本的機電耦合裝置。