[發明專利]一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構及其動態協調控制方法

在審

• 申請號: 202110244120.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113022294A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 施德華;劉盛;沈華平;汪少華;蔡英鳳;汪若塵;楊桃;陳龍;李春
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/38;B60K6/50;B60K6/387;B60K6/442;B60W10/02;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/20;B60W20/40;B60W20/14
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1.一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構，其特征在于，包括發動機(7)、行星齒輪機構、第一電機(1)、第二電機(6)、離合器A(8)、離合器B(11)、制動器A(3)、制動器B(13)、齒輪A(5)、齒輪B(10)；

所述發動機(7)的輸出軸依次通過離合器A(8)、第一傳動軸(9)和離合器B(11)與行星架的齒圈相連；所述行星齒輪機構包括太陽輪(2)、行星架(12)、齒圈(4)和行星輪；三個結構相同的行星輪均勻分布在到行星架(12)中心軸線距離相等的圓周上，且空套在行星架(12)上；所述行星齒輪機構中的太陽輪(2)通過制動器B(13)與動力耦合機構的殼體連接；所述行星齒輪機構中的齒圈(4)通過制動器A(3)與動力耦合機構的殼體連接；所述第一電機(1)包括電機轉子A、電機定子A；所述第二電機(6)包括電機轉子B、電機定子B；所述電機轉子A與太陽輪(2)同軸固定連接；所述電機轉子B與齒輪A(5)同軸固定連接；所述制動器A(3)與齒圈(4)相連；所述制動器B(13)與行星架太陽輪(2)相連；所述齒輪A(5)與齒輪B(10)相嚙合，且齒輪A(5)的半徑小于齒輪B(10)的半徑；齒輪A(5)與第二電機(6)的電機轉子B同軸連接；所述齒輪B(10)固定在離合器A(8)與離合器B(11)之間的第一傳動軸(9)上，第二傳動軸(14)與行星架相連，并將動力傳遞到減速器或者減速機構上。

2.根據權利要求1所述的一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構，其特征在于，所述離合器A(8)和離合器B(11)是濕式離合器，所述制動器A(3)和制動器B(13)是干式或者濕式制動器，通過電控液壓系統控制離合器與制動器的結合與斷開。

3.根據權利要求1所述的一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構，其特征在于，所述離合器A(8)和離合器B(11)集成在第一傳動軸(9)上。

4.根據權利要求1所述的一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構，其特征在于，所述齒輪B(10)與第一傳動軸(9)為一體式結構。

5.根據權利要求1所述的一種單行星排式混合動力汽車動力耦合機構，其特征在于，所述電機定子A和電機定子B固定在動力耦合機構的殼體上；所述制動器A(3)固定端與裝置殼體連接，所述制動器B(13)固定端與裝置殼體連接。

6.一種根據權利要求1-5任意一項所述的單行星排式混合動力汽車動力耦合機構的動態協調控制方法，其特征在于，該方法包括：

1)純電動模式1切換到混合動力模式：離合器A(8)結合、第二電機(6)快速啟動并帶動發動機到怠速轉速、發動機(7)點火啟動、制動器A(3)分離，離合器B(11)進入滑摩狀態、離合器B(11)兩端轉速差小于一定數值時離合器結合、在此過程中第二電機(6)補償發動機轉矩并調整第一傳動軸(9)的轉速，發動機工作狀態穩定后根據能量管理策略決定第一電機(1)和第二電機(6)是否還需要工作，不需要第二電機(6)工作就將其關閉，不需要第一電機(1)工作需要關閉第一電機(1)的同時結合制動器B(13)；

2)純電動模式2切換到混合動力模式：離合器A(8)通過滑摩將發動機(7)帶動到怠速轉速、發動機(7)點火啟動、離合器A(8)兩端轉速差小于一定數值時，結合離合器A(8)、第二電機(6)補償發動機轉矩并調整第一傳動軸(9)的轉速，發動機(7)狀態穩定后根據能量管理策略決定第一電機(1)和第二電機(6)是否還需要工作，不需要第二電機(6)工作就將其關閉，不需要第一電機(1)工作需要關閉第一電機(1)的同時結合制動器B(13)；

3)純電動模式1切換到發動機驅動模式：離合器A(8)結合、第二電機(6)快速啟動并帶動發動機(7)到怠速轉速、發動機(7)點火啟動、制動器A(3)分離且離合器B(11)進入滑摩狀態、離合器B(11)兩端轉速差小于一定數值時結合、第二電機(6)補償發動機轉矩并調節第一傳動軸(9)的轉速、發動機7工作狀態穩定后關閉第一電機(1)和第二電機(6)，并結合制動器B(13)；

4)由純電動模式2切換到發動機驅動模式：通過離合器A(8)滑摩，利用第二電機(6)輸出動力帶動發動機轉速迅速達到怠速轉速并點火啟動，在發動機(7)達到怠速轉速后，結合離合器A(8)，發動機(7)工作狀態穩定后，第一電機(1)和第二電機(6)停止工作，制動器B(13)鎖止；

5)純電動模式1切換到行車充電模式：該過程先直接結合離合器A(8)，利用第二電機(6)提供動力使發動機(7)快速啟動，在發動機轉速被帶動到怠速轉速并點火啟動時，斷開制動器A(3)，并使離合器B(11)進入滑摩階段，當離合器B(11)主從動盤轉速小于一個較小數值時，結合離合器B(11)，在發動機(7)工作狀態穩定后，進一步地由發動機(7)提供轉矩使得第二電機(6)反轉，實現發電。