[發明專利]一種單行星排混合動力系統及工作方法

在審

• 申請號: 202010594945.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111890916A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 陳紅濤;白巴特爾;楊建軍;張先鋒;聶國樂;牛亞卓;安世佳
• 申請（專利權）人: 中國汽車技術研究中心有限公司;中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/445
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種單行星排混合動力系統及工作方法。當車輛處于高速工況時可以把連接行星排太陽輪的發電機進行制動，讓發動機的動力全部用于驅動車輛，使發動機與另一個電機組成適合高速運行的并聯混動模式，并根據單行星排混合動力系統提出基于第二電機純電運行EV模式，發動機動力分流混合動力HEV模式，發動機與第二電機組成并聯運行P2模式和原地駐車發電PG模式4種工作模式切換的工作方法，避免了高速時仍存在的行星排特有的功率分流現象而造成功率循環，提高燃油效率。

技術領域

本發明涉及車輛混合動力技術領域，尤其涉及一種單行星排混合動力系統及工作方法。

背景技術

混合動力技術有效的解決了傳統內燃機車輛較高的燃油消耗率和排放性差等缺點，逐漸被行業所認可。混合動力汽車驅動系統有串聯、并聯和混聯三種形式。串聯式混合動力汽車具有整車底盤布置的自由度較大、動力總成控制簡單等優點，但驅動系統中因存在能量二次轉換導致總體效率較低。并聯式混合動力汽車具有能量利用率較高的優點，適合于行駛在城市間公路和高速公路等行駛工況的車型，但在低速工況中，發動機的工作效率較低。混聯式混合動力車型匯集了串聯和并聯兩種構型的雙重優勢，有最佳的綜合性能。

尤其帶行星排的混聯式混合動力車型實現了無級變速功能，發動機工作在最優曲線上，最大限度的提高了整車的燃油經濟性。帶行星輪系的混合動力系統中行星輪系對發動機的輸出功率進行重新分配，達到節能降耗的目的。行星輪系具有多自由度、輸入輸出靈活可控的特點，而且結構緊湊、體積小、速比大，因此被越來越多的混合動力汽車動力耦合系統所采用，這也是當今混合動力汽車動力總成發展的一種重要趨勢。

1997年豐田推出首款帶行星輪系的混合動力汽車Prius，2015年又推出了搭載最新第四代機電混合動力系統的Prius 4，仍采用THS行星輪系動力分流式結構，豐田的THS混合動力系統具有簡單、平順的特性，但在一些工況下，比如高速工況，由于行星排的物理特性，發動機的功率仍然是分流的，一部分用來發電，一部分用來驅動車輛，存在機械能到電能，電能再到機械能的轉換效率損失，不利于節油降耗，導致這種混合動力系統的高效率區間較小。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種單行星排混合動力系統及工作方法，由結合齒圈、花鍵轂和結合套組成同步器制動系統，或者由制動器動摩擦片、制動器固定軸和制動器靜摩擦片組成摩擦片制動系統，在車輛處于高速工況時通過制動系統對與連接行星排太陽輪的發電機進行制動，讓發動機的動力全部用于驅動車輛，使發動機與另一個電機組成適合高速運行的并聯混動模式，避免了高速時仍存在的行星排特有的功率分流現象而造成功率循環，使燃油效率下降。

一種單行星排混合動力系統，包括：發動機動力輸入軸；動力輸出主動齒輪；內齒圈；行星架；行星輪；太陽輪；第一電機；制動系統；第二電機；差速器；主減從動齒輪；第二電機動力輸出齒輪；中間齒輪；動力輸出中間軸；主減主動齒輪；

發動機動力輸入軸與行星架連接；

第一電機轉子與太陽輪連接；

太陽輪與行星輪嚙合，行星輪與內齒圈嚙合，行星輪均勻分布在行星架上；

制動系統，制動系統與第一電機轉子連接；

動力輸出主動齒輪與行星排的內齒圈同軸固定連接，動力輸出中間軸上固定有中間齒輪與主減主動齒輪，中間齒輪與動力輸出主動齒輪和第二電機動力輸出齒輪常嚙合，第二電機動力輸出齒輪與第二電機轉子連接，主減主動齒輪與主減從動齒輪常嚙合，主減從動齒輪嚙合與差速器連接。

優選的，制動系統處于制動狀態時，第一電機轉子處于鎖止狀態，不能自由轉動；當制動系統處于時放松狀態時，第一電機轉子可以自由轉動。