[发明专利]用于混合动力车辆的驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动系统，特别涉及一种用于混合动力车辆的驱动系统，所述驱动系统配备有发动机和电机。发动机和电机均为动力来源，它们各自具有不同的特性，并且它们的驱动力用于使车辆行驶。

背景技术

近年来混合动力车辆被开发出来并投入实际应用。在这样的混合动力车辆中，通过以最适合于驱动环境的组合方式使用来自两种类型功率源的驱动功率，每一功率源的功率被用于补偿另一功率源的不足。因此，充分确保了车辆的功率性能并大幅改进了耗油率和尾气排放性能。

已经针对待用于混合动力车辆中的驱动系统提出了多种建议。一种建议包括内燃机的使用，该内燃机的输出轴连接至功率分流装置，功率分流装置例如是将发动机的转矩分成两个驱动路径的行星齿轮。第一路径包括仅传送机械功率的机械路径。第二路径包括两个电机。在这些电机之间，该路径只传送电力。这两个驱动路径例如使用机械减速装置电机的下游机械地连接。连接的路径通向最后的驱动器。第一个电机用作发电机，第二个电机用作发动机，反过来也可以。发动机和发电机通过变换器连接。变换器连接至电池。

目前，阻碍其在广阔市场畅销的原因是这种混合驱动系统的相对较高的成本，其形成了制造商的投资壁垒同时也减少了利润。在这种混合系统中两个主要的成本部件是电机，具体是变换器部件和电池部件。特别地，如果经由第二路径传送的电功率较高，则需要相对较大的变换器，同时在电零件的冷却系统上也承受较高的应力。实际上，为了控制成本，传动比范围受到限制，从而将车辆性能限制在较低的车速上。特别地，低速驱动力矩会产生负面影响，其限制了拖车牵引能力。

发明内容

本发明的目标是减少上述缺点。因此，本发明提供了一种驱动系统，尤其是用于混合动力车辆的驱动系统，其包括具有相关驱动路径的功率分流装置，其中驱动路径中至少一个包括两个机械连接的电机，这些电机构成了同时具有机械驱动路径和电驱动路径的级联功率分流装置。

通过使用机械连接(优选地是机械结合)的电机构成级联功率分流装置，可以在电机方面实现较多的成本削减。特别地，由于连接的电机构成了级联功率分流装置，机械驱动路径可用于在具有电机的驱动路径内传递功率。这样的话，所安装的电功率和变换器级别可以大幅减小。而且，由于电机的整合，系统的质量、体积和复杂性都将降低。

通过使用双气隙电机作为机械连接电机，可以使用紧凑却相对简单的机械整合设计。优选地，双气隙电机包括转子、内转子和定子，它们一起构成了两个机械整合的电机。这种电机的例子在US5917248、WO 0034066、EP1154551A2、WO03051660以及在徐隆亚的“A new breed of electric machines-basic analysis andapplications of dual mechanical port electric machines，”Proc.8th Int.Conf.Electrical Machines and Systems，南京，2005，24-29页中公开。机械连接的电机可以用作电变换器，即用作加强带有电机的驱动路径的输入和输出轴的给定速度差的单元。

有利地，这两个电机还可以磁耦合，并且最好是如申请人在WO 03/075437中公开的电动无级变速器的一部分。这种电机例如特征在于，一种包括机电变换器的电动无级变速器，该机电变换器具有：主轴，转子安装在主轴上；副轴，内转子安装在副轴上；以及牢固地安装在机电变换器的壳体内的定子，其中，沿径向从主轴看去，转子、内转子和定子彼此同心地设置，并且其中转子和定子被设计为带有一个或多个单相或多相电力可接入绕组，其中内转子机械和电磁地构成一个整体，并且其被设置为用作切向和径向上的磁通量的导体，并且其中内转子的至少一侧上的磁通量传导材料中的磁极的模式(pattern)是自由的并可以在运行中改变。

驱动系统中的功率分流装置可以是输入分流式、输出分流式、复合分流式或上述几种的组合。优选地，功率分流装置是输出分流式装置，其被设置为用于在变速器输出端组合功率路径。另一种选择是输入分流式，其中功率分流发生在变速器的输入端。还有一种选择是复合分流结构，其中功率在变速器输入端被分流，然后由第二功率分流装置在变速器输出端被再次组合。功率分流装置可以包括行星齿轮，但也可以包括适当结构的液压转矩变换器。