本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

面對(duì)隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，未來的汽車將逐漸趨于混動(dòng)化和電動(dòng)化。同時(shí)，為了適應(yīng)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，汽車應(yīng)該有更低的二氧化碳排放和能耗?；旌蟿?dòng)力汽車是目前最有效的節(jié)能汽車方案，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。串聯(lián)能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)控制，但是全部能量都會(huì)經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換，損失較大；并聯(lián)能實(shí)現(xiàn)較好的傳動(dòng)效率，但是發(fā)動(dòng)機(jī)與輸出軸機(jī)械連接，不能保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于較優(yōu)的工作區(qū)域內(nèi)；混聯(lián)能結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避二者的缺點(diǎn)，是三者中最為優(yōu)化的構(gòu)型方案。

當(dāng)前混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車主要采用行星機(jī)構(gòu)作為功率分流裝置，典型的結(jié)構(gòu)形式包括豐田的THS系統(tǒng)和通用的AHS系統(tǒng)。其中，豐田的THS系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)輸入式功率分流一種模式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接連接到輸出件齒圈，對(duì)其性能要求較高，為了滿足良好得動(dòng)力性，需選用功率等級(jí)較高的電機(jī)，這在很大程度上增大了整車成本和安裝的困難程度。另外，THS系統(tǒng)由于只能實(shí)現(xiàn)輸入式功率分流一種模式，其在高速區(qū)傳動(dòng)效率較小。通用公司的AHS系統(tǒng)多數(shù)采用三排行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率分流，需要控制多個(gè)離合器、鎖止器以進(jìn)行模式切換，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制難度大。

目前，已有的雙行星排混合動(dòng)力系統(tǒng)的專利大多只能實(shí)現(xiàn)一種功率分流模式，混合動(dòng)力系統(tǒng)的高效率區(qū)間較小；同時(shí)，該類專利混合動(dòng)力系統(tǒng)的輸出扭矩小，為了滿足爬坡性能等動(dòng)力性需求，需選用功率等級(jí)較高的電機(jī)。如中國(guó)專利公布號(hào)CN103448529A，公布日2013-12-18，公開了行星式雙模油電混聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)輸入式功率分流一種模式，系統(tǒng)高速區(qū)傳動(dòng)效率較小，純電動(dòng)模式下會(huì)產(chǎn)生較大的弱磁損失；該系統(tǒng)輸出扭矩較小，為了滿足爬坡性能需求，需要匹配較高功率等級(jí)的電機(jī)。雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合了輸入功率分流模式和復(fù)合功率分流模式，一方面增大了混合動(dòng)力系統(tǒng)的高效率區(qū)間，有效地避免寄生功率的產(chǎn)生，改善車輛的經(jīng)濟(jì)性；另一方面有效地降低系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需求，提高車輛在平直路面的加速性能和爬坡性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為克服車輛在低速區(qū)加速性能差和爬坡能力有限的問題，以及克服車輛在高速區(qū)產(chǎn)生寄生功率和整車綜合效率降低的問題，提供了一種雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖：所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、前行星排與后行星排，該系統(tǒng)還包括離合器系統(tǒng)、制動(dòng)器17與電機(jī)系統(tǒng)；所述的前行星排套裝在動(dòng)力輸入軸3上為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，前行星排行星架7與動(dòng)力輸入軸3為花鍵副連接；后行星排套裝在二號(hào)電機(jī)12的輸出軸上為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，后行星排太陽(yáng)輪13與二號(hào)電機(jī)12的輸出軸為花鍵副連接；一號(hào)離合器8的主動(dòng)部分與前行星排行星架7為一體結(jié)構(gòu)，一號(hào)離合器8的從動(dòng)部分固連在后行星排齒圈16的左端，與后行星排齒圈16共同旋轉(zhuǎn)；二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分與前行星排齒圈9為一體結(jié)構(gòu)，二號(hào)離合器10的從動(dòng)部分固連在后行星排行星架15的左端，與后行星排行星架15共同旋轉(zhuǎn)；三號(hào)離合器11的主動(dòng)部分與后行星排太陽(yáng)輪13為一體結(jié)構(gòu)，三號(hào)離合器11的從動(dòng)部分與二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)；制動(dòng)器17的主動(dòng)部分與后行星排齒圈16為一體結(jié)構(gòu)，制動(dòng)器17的從動(dòng)部分固定在車架上；一號(hào)電機(jī)4的殼體固定在車架上，一號(hào)電機(jī)4的轉(zhuǎn)子套裝在動(dòng)力輸入軸3的右端，與前行星排太陽(yáng)輪5為花鍵副連接；二號(hào)電機(jī)12的殼體固定在車架上，二號(hào)電機(jī)12的輸出軸與后行星排太陽(yáng)輪13為花鍵副連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，動(dòng)力輸入軸3、前行星排、后行星排、一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10、三號(hào)離合器11、制動(dòng)器17、一號(hào)電機(jī)4與二號(hào)電機(jī)12的回轉(zhuǎn)軸線共線。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，離合器系統(tǒng)包括有一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11，一號(hào)離合器8的主動(dòng)部分與前行星排行星架7為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分固連在后行星排齒圈16的左端；二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分與前行星排齒圈9為一體結(jié)構(gòu)，二號(hào)離合器10的從動(dòng)部分固連在后行星排行星架15的左端；三號(hào)離合器11的主動(dòng)部分與后行星排太陽(yáng)輪13為一體結(jié)構(gòu)，三號(hào)離合器11的從動(dòng)部分與二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)；通過調(diào)整一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11不同的接合與分離狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功率分流模式的轉(zhuǎn)換；根據(jù)功率分流的方式不同，功率分流模式可劃分為輸入功率分流模式與復(fù)合功率分流模式，其中輸入功率分流模式還包括輸入功率分流模式Ⅰ與輸入功率分流模式Ⅱ兩種子模式。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，制動(dòng)器17包括有主動(dòng)部分和從動(dòng)部分，主動(dòng)部分與后行星排齒圈16為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分固定在車架上；通過接合制動(dòng)器17的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)模式和再生制動(dòng)模式。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，電機(jī)系統(tǒng)包括有一號(hào)電機(jī)4和二號(hào)電機(jī)12；一號(hào)電機(jī)4為永磁同步電機(jī)，一號(hào)電機(jī)4的殼體固定在汽車車架上，電機(jī)輸出軸為空心軸，通過軸承支撐在動(dòng)力輸入軸3的光軸部分，電機(jī)轉(zhuǎn)子與前行星排太陽(yáng)輪5通過花鍵連接；一號(hào)電機(jī)4用于在不同工況下解耦發(fā)動(dòng)機(jī)1和車輪之間的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速獨(dú)立于車輪的轉(zhuǎn)速，配合二號(hào)電機(jī)12對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1和車輪之間的轉(zhuǎn)矩解耦；二號(hào)電機(jī)12為永磁同步電機(jī)，二號(hào)電機(jī)12的殼體固定在汽車車架上，電機(jī)輸出軸通過軸承支撐在后行星排太陽(yáng)輪13的凹槽部分，電機(jī)轉(zhuǎn)子與后行星排太陽(yáng)輪13通過花鍵連接；二號(hào)電機(jī)12具有高轉(zhuǎn)矩輸出特性可以增加或補(bǔ)充整車驅(qū)動(dòng)橋上來自于發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)矩以滿足路面轉(zhuǎn)矩需求。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，前行星排包括前行星排太陽(yáng)輪5、前行星排行星輪6、前行星排行星架7、前行星排齒圈9；所述的前行星排太陽(yáng)輪5、前行星排行星輪6、前行星排齒圈9依次嚙合，前行星排行星架7與前行星排行星輪6為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述的前行星排行星架7與一號(hào)離合器8的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)，前行星排齒圈9與二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明提供的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，后行星排包括后行星排太陽(yáng)輪13、后行星排行星輪14、后行星排行星架15、后行星排齒圈16；所述的后行星排太陽(yáng)輪13、后行星排行星輪14、后行星排齒圈16依次嚙合，后行星排行星架15與后行星排行星輪14為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述的后行星排太陽(yáng)輪13與三號(hào)離合器11的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)，后行星排行星架15與二號(hào)離合器10的從動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)，后行星排齒圈16與一號(hào)離合器8的從動(dòng)部分和制動(dòng)器17的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)。

所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)劃分為純電動(dòng)模式、輸入功率分流模式、復(fù)合功率分流模式和再生制動(dòng)模式，其中輸入功率分流模式根據(jù)動(dòng)力的傳遞途徑不同劃分輸入功率分流模式Ⅰ和輸入功率分流模式Ⅱ。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果如下：

1.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)通過接合制動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)起車模式，消除發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速油耗，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)減少有害氣體排放量，減少對(duì)環(huán)境的污染。

2.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)通過接合二號(hào)離合器和制動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)輸入功率分流模式Ⅰ，在低速區(qū)整車綜合效率高，并且保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，降低整車油耗。

3.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)通過接合三號(hào)離合器和制動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)輸入功率分流模式Ⅱ，前排動(dòng)力經(jīng)過后排減速增扭作用，輸出更大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，提供更好的整車動(dòng)力性。

4.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)通過接合一號(hào)離合器和二號(hào)離合器，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合功率分流模式，在高速區(qū)整車綜合效率高，并且保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。

5.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)通過接合制動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)模式，回收制動(dòng)能量，明顯提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。

6.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)可以減少機(jī)械制動(dòng)器的使用次數(shù)和強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命，降低其維修、保養(yǎng)費(fèi)用。

7.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)可以選用較小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)滿足車輛的正常行駛要求，減少有害氣體排放量，減少對(duì)環(huán)境的污染。

8.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在輸出相同驅(qū)動(dòng)力的條件下，可以選用峰值轉(zhuǎn)矩較小的二號(hào)電機(jī)，減小了系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的依賴性。

9.本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，不僅適用于乘用車，還可應(yīng)用于商用車，尤其是對(duì)動(dòng)力性要求較高的城市客車、公交客車和大型載貨車。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)的桿模型圖；

圖3為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在純電動(dòng)模式下的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在純電動(dòng)模式下的桿模型圖；

圖5為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在輸入功率分流模式Ⅰ下的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖6為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在輸入功率分流模式Ⅰ下的桿模型圖；

圖7為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在輸入功率分流模式Ⅱ下的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖8為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在輸入功率分流模式Ⅱ下的桿模型圖；

圖9為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在復(fù)合功率分流模式下的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖10為本發(fā)明所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)在復(fù)合功率分流模式下的桿模型圖；

圖中：1.發(fā)動(dòng)機(jī)，2.扭轉(zhuǎn)減振器，3.動(dòng)力輸入軸，4.一號(hào)電機(jī)，5.前行星排太陽(yáng)輪，6.前行星排行星輪，7.前行星排行星架，8.一號(hào)離合器，9.前行星排齒圈，10.二號(hào)離合器，11.三號(hào)離合器，12.二號(hào)電機(jī)，13.后行星排太陽(yáng)輪，14.后行星排行星輪，15.后行星排行星架，16.后行星排齒圈，17.制動(dòng)器，18.輸出齒輪，19.動(dòng)力輸出軸，20.驅(qū)動(dòng)橋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述：

參閱圖1、圖2，本發(fā)明提供了一種雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)，所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)主要包括前行星排、后行星排、離合器系統(tǒng)、制動(dòng)器和電機(jī)系統(tǒng)。

參閱圖1、圖2，所述的前行星排包括有動(dòng)力輸入軸3、前行星排太陽(yáng)輪5、前行星排行星輪6、前行星排行星架7、前行星排齒圈9。

參閱圖1、圖2，所述的動(dòng)力輸入軸3為階梯軸結(jié)構(gòu)，左端開有外花鍵用于傳遞來自發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)過扭轉(zhuǎn)減振器2的動(dòng)力，右端通過花鍵或其他形式將動(dòng)力傳遞給前行星排行星架7；所述的前行星排太陽(yáng)輪5為圓柱齒輪結(jié)構(gòu)；所述的前行星排行星輪6為圓柱齒輪結(jié)構(gòu)；所述的前行星排行星架7為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，與一號(hào)離合器8的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)；所述的前行星排齒圈9為圓柱內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)，與二號(hào)離合器10的主動(dòng)部分和三號(hào)離合器11的從動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)。

參閱圖1、圖2，動(dòng)力輸入軸3左端通過軸承支撐在扭轉(zhuǎn)減振器2的輸出端，右端通過軸承支撐在前行星排行星架7凹槽內(nèi)；前行星排太陽(yáng)輪5通過軸承支撐在動(dòng)力輸入軸3的光軸部分，與前行星排行星輪6常嚙合；前行星排行星輪6分別與前行星排太陽(yáng)輪5和前行星排齒圈9常嚙合；前行星排行星架7通過銷軸與前行星排行星輪6連接，并繞前行星排太陽(yáng)輪5公轉(zhuǎn)。

參閱圖1、圖2，所述的后行星排包括有后行星排太陽(yáng)輪13、后行星排行星輪14、后行星排行星架15、后行星排齒圈16。

參閱圖1、圖2，所述的后行星排太陽(yáng)輪13為圓柱齒輪結(jié)構(gòu)，與三號(hào)離合器11的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部開有內(nèi)花鍵用于傳遞來自二號(hào)電機(jī)12的動(dòng)力；所述的后行星排行星輪14為圓柱齒輪結(jié)構(gòu)；所述的后行星排行星架15為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，與二號(hào)離合器10的從動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)，后行星排行星架15的右端為圓柱外齒輪機(jī)構(gòu)；所述的后行星排齒圈16為圓柱內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)，與一號(hào)離合器8的從動(dòng)部分和制動(dòng)器17的主動(dòng)部分為一體結(jié)構(gòu)。

參閱圖1、圖2，后行星排太陽(yáng)輪13通過軸承支撐在二號(hào)電機(jī)12的輸出軸光軸部分，與后行星排行星輪14常嚙合；后行星排行星輪14分別與后行星排太陽(yáng)輪13和后行星排齒圈16常嚙合；后行星排行星架15通過銷軸與后行星排行星輪14連接，并繞后行星排太陽(yáng)輪13公轉(zhuǎn)，后行星排行星架15的右端外齒輪與輸出齒輪18常嚙合，將動(dòng)力通過輸出齒輪18傳遞給驅(qū)動(dòng)橋20。

參閱圖1、圖2，所述的離合器系統(tǒng)包括一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10、三號(hào)離合器11。

參閱圖1、圖2，所述的一號(hào)離合器8為多片式摩擦離合器，其主動(dòng)部分與前行星排行星架7為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分與后行星排齒圈16固連在一起，通過摩擦作用來接合一號(hào)離合器8；二號(hào)離合器10為多片式摩擦離合器，其主動(dòng)部分與前行星排齒圈9為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分與后行星排行星架15固連在一起，通過摩擦作用來接合二號(hào)離合器10；三號(hào)離合器11為多片式摩擦離合器，其主動(dòng)部分與后行星排太陽(yáng)輪13為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分與前行星排齒圈9固連在一起，通過摩擦作用來接合三號(hào)離合器11。

參閱圖1、圖2，所述的制動(dòng)器17為多片式摩擦制動(dòng)器，其主動(dòng)部分與后行星排齒圈16為一體結(jié)構(gòu)，從動(dòng)部分固定在汽車車架或車身上，通過摩擦作用來接合制動(dòng)器17。

參閱圖1、圖5、圖7、圖9，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一號(hào)電機(jī)4、二號(hào)電機(jī)12。

參閱圖1、圖5、圖7、圖9，所述的一號(hào)電機(jī)4為永磁同步電機(jī)，一號(hào)電機(jī)4的殼體固定在汽車車架或車身上，電機(jī)輸出軸為空心軸，通過軸承支撐在動(dòng)力輸入軸3的光軸部分，電機(jī)轉(zhuǎn)子與前行星排太陽(yáng)輪5通過花鍵或其他形式連接；所述的一號(hào)電機(jī)4用于在不同工況下解耦發(fā)動(dòng)機(jī)1和車輪之間的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速獨(dú)立于車輪的轉(zhuǎn)速，配合二號(hào)電機(jī)12對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1和車輪之間的轉(zhuǎn)矩解耦，可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)1工作于高效區(qū)域，以提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。所述的二號(hào)電機(jī)12為永磁同步電機(jī)，二號(hào)電機(jī)12的殼體固定在汽車車架或車身上，電機(jī)輸出軸通過軸承支撐在后行星排太陽(yáng)輪13的凹槽部分，電機(jī)轉(zhuǎn)子與后行星排太陽(yáng)輪13通過花鍵或其他形式連接；二號(hào)電機(jī)12具有高轉(zhuǎn)矩輸出特性可以增加或補(bǔ)充整車驅(qū)動(dòng)橋上來自于發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)矩以滿足路面轉(zhuǎn)矩需求，即把發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)矩輸出從路面需求轉(zhuǎn)矩中解耦出來，解除了發(fā)動(dòng)機(jī)1與整車的驅(qū)動(dòng)軸之間因?yàn)闄C(jī)械連接而引起的路面需求扭矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)矩的限制。

工作原理與工作模式劃分

參閱圖1、圖2，所述的雙行星排雙模功率分流式混合動(dòng)力系統(tǒng)有三個(gè)動(dòng)力輸入，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)1、一號(hào)電機(jī)4和二號(hào)電機(jī)12；發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過動(dòng)力輸入軸3輸入，一號(hào)電機(jī)4的動(dòng)力通過前行星排太陽(yáng)輪5輸入，二號(hào)電機(jī)12的動(dòng)力通過后行星排太陽(yáng)輪13輸入。

1、純電動(dòng)模式

參閱圖1、圖2、圖3、圖4，制動(dòng)器17處于接合狀態(tài)，一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11均處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)1和一號(hào)電機(jī)4不工作，二號(hào)電機(jī)12處于電動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)模式。

參閱圖1、圖2、圖3、圖4，純電動(dòng)模式主要用于啟動(dòng)車輛和低速巡航。在純電動(dòng)模式下，制動(dòng)器控制器控制制動(dòng)器17的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分接合，從而將后行星排齒圈16固定；純電動(dòng)模式下，只有二號(hào)電機(jī)12處于電動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)力由后行星排太陽(yáng)輪13輸入，經(jīng)后行星排行星架15最終由輸出齒輪18輸出；由于此時(shí)一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11均處于分離狀態(tài)，防止動(dòng)力輸出到前行星排，避免一號(hào)電機(jī)4產(chǎn)生較大的弱磁損失。

2、輸入功率分流模式

參閱圖1、圖5、圖7，在輸入功率分流模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，一號(hào)電機(jī)4處于發(fā)電狀態(tài)，二號(hào)電機(jī)12處于電動(dòng)狀態(tài)；一號(hào)離合器8處于分離狀態(tài)，制動(dòng)器17處于接合狀態(tài)；輸入功率分流模式可以根據(jù)二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11的接合情況分為輸入功率分流模式Ⅰ和輸入功率分流模式Ⅱ。

輸入功率分流模式Ⅰ

參閱圖1、圖2、圖5、圖6，輸入功率分流模式Ⅰ可稱作常規(guī)低速模式，一般用在動(dòng)力性要求不高的常規(guī)低速工況。在輸入功率分流模式Ⅰ下，二號(hào)離合器10和制動(dòng)器17處于接合狀態(tài)，一號(hào)離合器8和三號(hào)離合器11均處于分離狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出動(dòng)力分為兩部分，一部分經(jīng)過前行星排齒圈9，輸出到后行星排行星架15；另一部分經(jīng)過前行星排太陽(yáng)輪5，輸出到一號(hào)電機(jī)4。一號(hào)電機(jī)4處于發(fā)電狀態(tài)，將發(fā)動(dòng)機(jī)1傳遞的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為電能，電能通過電路徑傳遞給二號(hào)電機(jī)12和電池。二號(hào)電機(jī)12處于電動(dòng)狀態(tài)，將一號(hào)電機(jī)4和電池傳遞的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過后行星排太陽(yáng)輪13，最終輸出到后行星排行星架15；發(fā)動(dòng)機(jī)1和二號(hào)電機(jī)12輸出的機(jī)械能在后行星排行星架15處通過并聯(lián)方式結(jié)合，最終經(jīng)過輸出齒輪18輸出到驅(qū)動(dòng)橋20。

輸入功率分流模式Ⅱ

參閱圖1、圖2、圖7、圖8，輸入功率分流模式Ⅱ可稱作增扭低速模式，一般用在動(dòng)力性要求高，尤其是坡度較大的爬坡或急加速工況。在輸入功率分流模式Ⅱ下，三號(hào)離合器11和制動(dòng)器17處于接合狀態(tài)，一號(hào)離合器8和二號(hào)離合器10均處于分離狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出動(dòng)力分為兩部分，一部分經(jīng)過前行星排齒圈9，輸出到后行星排太陽(yáng)輪11；另一部分經(jīng)過前行星排太陽(yáng)輪5，輸出到一號(hào)電機(jī)4。一號(hào)電機(jī)4處于發(fā)電狀態(tài)，將發(fā)動(dòng)機(jī)1傳遞的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為電能，電能通過電路徑傳遞給二號(hào)電機(jī)12和電池。二號(hào)電機(jī)12處于電動(dòng)狀態(tài)，將一號(hào)電機(jī)4和電池傳遞的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，輸出到后行星排太陽(yáng)輪13；發(fā)動(dòng)機(jī)1和二號(hào)電機(jī)12輸出的機(jī)械能在后行星排太陽(yáng)輪13處通過并聯(lián)方式結(jié)合，經(jīng)過后行星排的減速增扭作用，由后行星排行星架15輸出，最終經(jīng)過輸出齒輪18輸出到驅(qū)動(dòng)橋20。

3、復(fù)合功率分流模式

參閱圖1、圖2、圖9、圖10，復(fù)合功率分流模式可稱作高速模式，在高速工況下，接合一號(hào)離合器8和二號(hào)離合器10，分離三號(hào)離合器11和制動(dòng)器17，實(shí)現(xiàn)復(fù)合功率分流模式，系統(tǒng)可以得到較高的整車綜合效率。在復(fù)合功率分流模式下，一號(hào)離合器8和二號(hào)離合器10處于接合狀態(tài)，三號(hào)離合器11和制動(dòng)器17處于分離狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，一號(hào)電機(jī)4處于發(fā)電或電動(dòng)狀態(tài)，二號(hào)電機(jī)12處于發(fā)電或電動(dòng)狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出功率和一號(hào)電機(jī)4的輸出功率在前行星排進(jìn)行耦合作用，通過一號(hào)離合器8和二號(hào)離合器10傳遞給后行星排的后行星排齒圈16和后行星排行星架15；二號(hào)電機(jī)12的輸出功率與前行星排傳遞的功率在后行星排進(jìn)行耦合作用，最終通過后行星排行星架15的右端外齒輪部分和輸出齒輪18的嚙合作用，輸出到驅(qū)動(dòng)橋20。在復(fù)合功率分流模式下，一號(hào)電機(jī)4和二號(hào)電機(jī)12的輸出功率可以分為正功率和負(fù)功率，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出功率為正功率，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)輸出功率為負(fù)功率，一號(hào)電機(jī)4和二號(hào)電機(jī)12由電機(jī)控制器控制。

4、再生制動(dòng)模式

參閱圖1、圖2、圖3、圖4，再生制動(dòng)模式下，一號(hào)離合器8、二號(hào)離合器10和三號(hào)離合器11均處于分離狀態(tài)，制動(dòng)器17處于接合狀態(tài)；電機(jī)控制器控制二號(hào)電機(jī)12處于發(fā)電狀態(tài)。如果汽車處于非緊急制動(dòng)的情況、車速高于某一限定值、并且此時(shí)的需求轉(zhuǎn)矩小于二號(hào)電機(jī)12所能提供的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，制動(dòng)力全部由二號(hào)電機(jī)12提供，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，并將其儲(chǔ)存在電池中；如果汽車處于非緊急制動(dòng)的情況、車速高于某一限定值、并且此時(shí)的需求轉(zhuǎn)矩大于二號(hào)電機(jī)12所能提供的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，制動(dòng)力中的一部分由二號(hào)電機(jī)12提供，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，并將其儲(chǔ)存在電池中，制動(dòng)力中的另一部分由傳統(tǒng)的機(jī)械制動(dòng)來提供。