[发明专利]混合动力汽车的双排行星齿轮机电动力耦合装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种混合动力汽车技术领域的装置，具体是一种混合动力汽车的双排行星齿轮机电动力耦合装置。

背景技术

安全、节能、环保已经成为当今汽车发展的主题，而混合动力汽车被业内公认为当前实现上述目标的最佳手段之一。混合动力汽车是一种由发动机和电机系统共同驱动的车辆。其中发动机可以是使用多种燃料的内燃机；电机既可以是永磁电机也可以是励磁电机，既可以是同步电机也可以是异步电机。混合动力汽车的结构主要分为并联式、串联式和混联式。混联形式以及电驱动程序的增加是混合动力发展的大方向，它采用差动行星齿轮，因为行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大、传动平稳及传动效率高等优点，可以同时实现功率分流和变速的目的，双排行星齿轮机电动力耦合装置在具备上述优点的同时，可以更好的减少发动机与电机切换过程中的速度波动，更好地实现无级变速，并可降低对于电机的要求，是一种较为先进的混合动力汽车驱动装置。

经对现有技术的文献检索发现：中国专利申请号03128810.3公开了一种混合动力汽车驱动系统，包括发动机、前轮、蓄电池、轮毂电动机、后轮、发电机、后桥，但是轮毂电机的应用不但会提高混合动力汽车整车成本，而且会导致簧载质量变化，从而引起整车动力学特性的改变；中国专利申请号200610064953.X，200710078132.6及200710047421.X均为基于双行星排的混合动力驱动装置，结构上均采用单电机，虽能实现机电耦合与无级变速功能，但驱动装置尺寸较大且成本较高，同时对于电机的要求较高。

又经检索发现：日本丰田汽车公司公开了一种行星齿轮机电耦合机构，该技术具有以下特点：(1)第二排往往为一个固定速比；(2)几乎不采用任何的离合器和制动器，各种模式的实现主要依靠复杂的控制技术来实现。此外，美国通用汽车公司公开的行星齿轮机电耦合机构结构上主要是灵活的采用多个离合器和制动器实现工作模式的切换。但是上述耦合机构对于电机的要求较高，需要电机具有10种以上不同的速比来实现各种工作模式。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种混合动力汽车的双排行星齿轮机电动力耦合装置，与现有技术相比，在控制的复杂程度以及对于电机的要求方面相对较低，可实现性较强。同时，此装置的结构紧凑，传递部件少，具备无级变速功能和模式切换功能，能够在最大限度的节约制造和改造成本的基础上实现节约燃油和保证整车动力性能的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：离合器、第一制动器、第二制动器、前行耦合装置和后行耦合装置，其中：离合器的一端与发动机输出轴连接，离合器的另一端经第二制动器与前行耦合装置的输入端相连接，后行耦合装置的输入端分别连接前行耦合装置和后行电机，第一制动器的两端分别连接前行电机和前行耦合装置，前行耦合装置和后行耦合装置的输出端与动力输出轴相连接并输出动力至车轮。

所述的前行耦合装置包括：前行星排太阳轮、前行星排行星架和前行星排齿圈，其中：离合器的从动盘经第二制动器与前行星排行星架连接，前行星排太阳轮经第一制动器与前行电机的输出端相连接，前行星排齿圈与动力输出轴相连接并输出动力至车轮。

所述的后行耦合装置包括：后行星排太阳轮、后行星排行星架和后行星排齿圈，其中：后行星排齿圈与前行耦合装置的输出端相连接，后行星排太阳轮与后行电机连接，后行星排行星架与动力输出轴相连接并输出动力至车轮。

本发明装置在结构上，根据混合动力汽车的需求，为发动机，前行电机和后行电机提供了前行星排行星架，前行星排太阳轮以及后行星排太阳轮三个输入，动力经过前行星排齿圈，后行星排行星架耦合经动力输出轴输出。三构件的具体连接方法为：前行星排齿圈的延伸端与后行星排支撑行星轮的行星架轴铆接固联，动力输出轴与行星架中间轴通过花键过盈配合固定连接。

本发明装置将发动机、前行电机和后行电机输出的动力通过前后两行星排进行耦合，其中，发动机与前行电机为串联式耦合，二者合成的动力与后行电机进行并联式耦合，因此，整个系统为混联式混合动力系统。两排行星齿轮的行星架与齿圈互联方式使得结构十分紧凑。离合器与制动器的应用可以更好的实现各种复杂的工作模式，从而实现对于机电动力的最优配置，提高能源的利用率。同时，两排行星齿轮特征参数的变换，可以灵活调节对于两电机的要求。

本发明上述的装置，包括以下多种工作模式：

(1)发动机启动模式：发动机启动模式根据车的状态，分为静止启动和纯电动启动两种情况：