一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)的第二電機(jī)一端與發(fā)動機(jī)連接，另一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接；第一離合器的一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連，另一端通過傳動裝置與齒圈連接；第一電機(jī)通過第一電機(jī)軸分別與第二離合器和太陽輪連接，第二離合器和齒圈連接；制動器與齒圈連接；行星架與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動橋通過兩個(gè)半軸分別與兩車輪連接；ECU與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)連接，ECU還分別與第一離合器、第二離合器和制動器連接。本發(fā)明通過行星機(jī)構(gòu)、離合器和制動器配合使用，可實(shí)現(xiàn)純電機(jī)驅(qū)動及電機(jī)、發(fā)動機(jī)耦合驅(qū)動模式，形成多種動力傳遞模式。
【專利說明】—種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車驅(qū)動系統(tǒng)，特別是涉及一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種純電動驅(qū)動模式。
技術(shù)背景
[0002]由于全球能源日益減少及環(huán)境污染的加劇，電動汽車成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，電動汽車牽引電機(jī)具有較寬的工作范圍，并且電機(jī)低速時(shí)恒轉(zhuǎn)矩和高速時(shí)恒功率的特性更適合車輛運(yùn)行需求。近年來，用于電動汽車的動力驅(qū)動系統(tǒng)及其工作模式已成為研究熱點(diǎn)。尤其是沃藍(lán)達(dá)的量產(chǎn)更掀起了一股研究電動汽車驅(qū)動模式的風(fēng)潮。
[0003]Volt是通用汽車雪佛蘭品牌下的插電式油電混合動力車(PHEV)，其傳動系統(tǒng)包括:兩個(gè)電動機(jī)(主電動機(jī)M1、電動機(jī)仏)、兩個(gè)離合器、一個(gè)制動器及一個(gè)行星齒輪組。行星齒輪由行星齒圈、環(huán)形齒輪、行星齒輪架組成，主電動機(jī)M1與太陽輪(主動件)連接，行星齒輪架通過傳動機(jī)構(gòu)將動力輸出給前橋差速器，進(jìn)而傳遞給車輪，驅(qū)動汽車行駛。其中制動器B用于鎖住行星齒輪組上的行星齒圈，一個(gè)離合器使行星齒圈與電動機(jī)M2相連，該離合器使內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和電動機(jī)M2相連，增加車輛的續(xù)駛里程。該驅(qū)動系統(tǒng)使汽車具有低速單一電機(jī)驅(qū)動模式、高速雙電機(jī)驅(qū)動模式、并聯(lián)式高速雙電機(jī)驅(qū)動模式、增程單一電機(jī)驅(qū)動模式、混聯(lián)式單電機(jī)驅(qū)動模式五種主要操作模式。但是該傳動系統(tǒng)的操作模式還相對較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，該動力驅(qū)動系統(tǒng)的純電動模式有兩種傳動比，可實(shí)現(xiàn)速度比為一的動力傳遞，也可實(shí)現(xiàn)減速增扭動力傳遞；發(fā)動機(jī)與電機(jī)共同驅(qū)動模式時(shí)可實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明 目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、行星機(jī)構(gòu)、第一離合器、第二離合器、制動器、電機(jī)控制器、ECU、驅(qū)動橋、半軸及車輪；行星機(jī)構(gòu)包括太陽輪、行星架和齒圈；所述第二電機(jī)一端與發(fā)動機(jī)連接，另一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接；第一離合器的一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連，另一端通過傳動裝置與齒圈連接；第一電機(jī)通過第一電機(jī)軸分別與第二離合器和太陽輪連接，第二離合器和齒圈連接；制動器與齒圈連接；行星架與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動橋通過兩個(gè)半軸分別與兩車輪連接出⑶與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)連接，ECU還分別與第一離合器、第二離合器和制動器連接。
[0007]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述傳動裝置包括第一齒輪、第二齒輪、中間軸和第三齒輪；第一離合器的另一端通過連接軸與第一齒輪連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合；第二齒輪與中間軸連接，中間軸還與第三齒輪連接，第三齒輪與齒圈外嚙合。
[0008]所述第一離合器和第二離合器均采用液壓多片式離合器，制動器采用液壓多片式制動器。[0009]所述傳動裝置為第三齒輪，第一離合器的另一端通過第三齒輪與齒圈外嚙合。
[0010]所述第一離合器與連接軸連接，連接軸還與第一齒輪連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合；第二齒輪與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接。
[0011]所述第一離合器和第二離合器均采用液壓摩擦片式離合器；制動器采用液壓摩擦片式制動器。
[0012]所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用膜片彈簧離合器，制動器采用鉗盤式制動器。
[0013]所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用液壓摩擦片式離合器，制動器采用鉗盤式制動器。 [0014]所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用電磁離合器，制動器采用鉗盤式制動器。
[0015]本發(fā)明第一電機(jī)的功率足夠大，可以純電驅(qū)動方式獨(dú)立驅(qū)動車輛行駛，發(fā)動機(jī)E和第二電機(jī)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的離合器優(yōu)選為膜片彈簧式，也可以是液壓摩擦片式或電磁離合器。
[0017]本發(fā)明的制動器優(yōu)選為鉗盤式制動器。
[0018]本發(fā)明的驅(qū)動可為液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動或者是電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0019]本發(fā)明行星機(jī)構(gòu)的太陽輪與第一電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連，行星架則作為輸出端與驅(qū)動橋相連，將動力傳遞給左右車輪；制動器作為制動元件與行星機(jī)構(gòu)的齒圈相連，以此來控制行星機(jī)構(gòu)的元件運(yùn)動。該動力驅(qū)動系統(tǒng)通過行星機(jī)構(gòu)、離合器和制動器配合使用可以實(shí)現(xiàn)純電機(jī)驅(qū)動及電機(jī)、發(fā)動機(jī)耦合驅(qū)動模式?？闪钐栞嘄X數(shù)為Z1，半徑為1^，轉(zhuǎn)速為Il1 ;齒圈齒數(shù)為Z2,半徑為r2,轉(zhuǎn)速為n2,行星架的轉(zhuǎn)速為n3。設(shè)a = Z2A1 = IyV1,單排行星齒輪運(yùn)動的規(guī)律為= 0，通過控制離合器、制動器的結(jié)合及斷開，油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的模式有如下幾種。
[0020](I)當(dāng)?shù)谝浑x合器斷開、第二離合器結(jié)合、制動器斷開時(shí)，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與行星機(jī)構(gòu)齒圈剛性連接，動力經(jīng)行星架按1:1輸出給驅(qū)動橋；
[0021](2)當(dāng)?shù)谝浑x合器斷開、第二離合器斷開、制動器結(jié)合時(shí)，行星機(jī)構(gòu)的齒圈被制動，動力經(jīng)行星架輸出，傳動比為1+a，為減速傳動；
[0022](3)當(dāng)?shù)谝浑x合器結(jié)合、第二離合器斷開、制動器斷開時(shí)，第一電機(jī)與發(fā)動機(jī)動力耦合后經(jīng)行星架輸出給驅(qū)動橋，根據(jù)行星機(jī)構(gòu)齒圈、太陽輪的參數(shù)不同可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速功倉泛;
[0023](4)當(dāng)?shù)谝浑x合器結(jié)合、第二離合器結(jié)合、制動器斷開時(shí)，第一電機(jī)與發(fā)動機(jī)共同驅(qū)動車輪，且動力經(jīng)行星架輸出給驅(qū)動橋。
[0024](5)當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)轉(zhuǎn)子軸空轉(zhuǎn)，第一離合器結(jié)合、第二離合器結(jié)合、制動器斷開時(shí)，行星機(jī)構(gòu)的太陽輪與齒圈剛性連接，動力經(jīng)行星架輸出給驅(qū)動橋，實(shí)現(xiàn)純發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式。
[0025](6)當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)轉(zhuǎn)子軸反轉(zhuǎn)，第一離合器斷開、第二離合器結(jié)合、制動器斷開時(shí)，驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)倒擋，速比為I ;若第一離合器與第二離合器斷開、制動器結(jié)合，則該系統(tǒng)倒擋的速比為1+a。
[0026](7)汽車制動時(shí)，第一離合器斷開，電機(jī)控制器控制電機(jī)產(chǎn)生制動力矩，若第二離合器結(jié)合、制動器斷開，則制動力矩按1:1經(jīng)行星架輸出給驅(qū)動橋，制動車輪；若第二離合器斷開、制動器結(jié)合，則制動力矩增大l+α倍后經(jīng)行星架輸出給驅(qū)動橋，制動車輪。汽車制動過程中，電動機(jī)M1變?yōu)榘l(fā)電機(jī)向電池組充電，實(shí)現(xiàn)制動能量回收。
[0027]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的純電動模式有兩種傳動比，可實(shí)現(xiàn)速度比為一的動力傳遞，也可實(shí)現(xiàn)減速增扭動力傳遞；發(fā)動機(jī)與電機(jī)共同驅(qū)動模式時(shí)可實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】不限于此。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖2所不，一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng),包括發(fā)動機(jī)13、第一電機(jī)14、第二電機(jī)12、行星機(jī)構(gòu)、第一離合器9、第二離合器17、制動器18、電機(jī)控制器、E⑶、驅(qū)動橋21、半軸20及車輪19 ;第一離合器9和第二離合器17均采用液壓多片式離合器，制動器18采用液壓多片式制動器；行星機(jī)構(gòu)包括太陽輪1、行星架2和齒圈3 ;第二電機(jī)12安裝在第二電機(jī)座11上，一端與發(fā)動機(jī)13連接,另一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸10連接；第一離合器9的一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸10相連，另一端通過連接軸8與第一齒輪7連接，第一齒輪7與第二齒輪6嚙合，組成齒輪副；第二齒輪6與中間軸5連接，中間軸5還與第三齒輪4連接，第三齒輪4與齒圈3外哨合；第一電機(jī)14安裝在第一電機(jī)座15中,第一電機(jī)14通過第一電機(jī)軸16分別與第二離合器17和太陽輪I連接，第二離合器17和齒圈3連接；制動器18與齒圈3連接；制動器18作為制動元件與行星機(jī)構(gòu)的齒圈3相連，以此來控制行星機(jī)構(gòu)的元件運(yùn)動；行星架2與驅(qū)動橋21連接，驅(qū)動橋21通過兩個(gè)半軸20分別與兩車輪19連接，行星架則作為輸出端與驅(qū)動橋相連，將動力傳遞給左右車輪；ECU與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器分別與第一電機(jī)14和第二電機(jī)12連接，E⑶還分別與第一離合器9、第二離合器17和制動器18連接。
[0034]液壓多片式離合器包括離合器殼體、鋼片、摩擦片、活塞、回位彈簧及卡環(huán)成。
[0035]可令太陽輪齒數(shù)為Z1,半徑為!T1,轉(zhuǎn)速為Ii1 ;齒圈齒數(shù)為Z2,半徑為r2,轉(zhuǎn)速為n2,行星架的轉(zhuǎn)速為n3。設(shè)a = Z2A1 = r2/r1;單排行星齒輪運(yùn)動的規(guī)律為Ii1+α n2_ (1+a ) n3=0，通過控制離合器、制動器的結(jié)合及斷開，油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)的模式有如下幾種。
[0036](I)第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸10通過第一離合器9與連接軸8斷開，第一電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16通過第二離合器17與齒圈3結(jié)合，制動器18斷開。此時(shí)，電動車動力驅(qū)動系統(tǒng)的速比為1，動力經(jīng)行星架傳遞給車輪，實(shí)現(xiàn)純電機(jī)驅(qū)動。
[0037](2)第二電機(jī)轉(zhuǎn)子·軸10通過第一離合器9與連接軸8斷開，第一電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16通過第二離合器17與齒圈3斷開，制動器18結(jié)合。此時(shí)，電動車動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動速比與行星機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相關(guān)，假設(shè)
【權(quán)利要求】
1.一種油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、行星機(jī)構(gòu)、第一離合器、第二離合器、制動器、電機(jī)控制器、E⑶、驅(qū)動橋、半軸及車輪；行星機(jī)構(gòu)包括太陽輪、行星架和齒圈；其特征在于所述第二電機(jī)一端與發(fā)動機(jī)連接，另一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接；第一離合器的一端與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連，另一端通過傳動裝置與齒圈連接；第一電機(jī)通過第一電機(jī)軸分別與第二離合器和太陽輪連接，第二離合器和齒圈連接；制動器與齒圈連接；行星架與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動橋通過兩個(gè)半軸分別與兩車輪連接出⑶與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)連接，E⑶還分別與第一離合器、第二離合器和制動器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動裝置包括第一齒輪、第二齒輪、中間軸和第三齒輪；第一離合器的另一端通過連接軸與第一齒輪連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合；第二齒輪與中間軸連接，中間軸還與第三齒輪連接，第三齒輪與齒圈外嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器和第二離合器均采用液壓多片式離合器，制動器采用液壓多片式制動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動裝置為第三齒輪，第一離合器的另一端通過第三齒輪與齒圈外嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器與連接軸連接，連接軸還與第一齒輪連接，第一齒輪與第二齒輪嚙合；第二齒輪與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器和第二離合器均采用液壓摩擦片式離合器；制動器采用液壓摩擦片式制動器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用膜片彈簧離合器，制動器采用鉗盤式制動器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用液壓摩擦片式離合器，制動器采用鉗盤式制動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電混合電動汽車多模式驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述第一離合器采用液壓多片式離合器，第二離合器采用電磁離合器，制動器采用鉗盤式制動器。
【文檔編號】B60K6/38GK103660905SQ201310660224
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】羅玉濤 申請人:華南理工大學(xué)