[发明专利]一种用于混合动力车辆的三模式动力传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆的传动装置，尤其涉及一种混合动力车辆，特别是大吨位、重载混合动力车辆的三模式动力传动装置。

背景技术

目前，先进的混合动力车辆大都采用了混联式动力传动装置，以行星轮系作为动力连接机构，发动机将动力输出至行星轮系的某一构件，行星轮系按固定比例将扭矩分配给发电机，电动机将电能转变为机械能，与输出轴转矩叠加后进行动力输出。由于采用了行星轮系，可以在车速变化的情况下，借助于控制发电机的发电量来调节发电机转速，从而稳定发动机转速，优化发动机工作状态；也可以扩大整套变速装置输出转速范围，从而起到类似无级变速器的作用。

在传统的车辆设计中，对于使用条件复杂的重型车辆、越野车辆，都通过设置更多的档位数目来保证足够的动力性与良好的燃油经济性。同样，随着混合动力电动车辆吨位、载重量的增加，若实现无级变速，则需要采用更大功率的发电机、电动机。如何降低发电机、电动机的功率需求，提高传动系统功率密度，是当前大吨位、重载混合动力电动车辆需要解决的技术问题。

目前最为有效的方法是采用多模式机电复合变速装置，多模式机电复合变速装置利用电机自身“发电/电动”状态的不断转换，通过多台电机与机械变速装置的配合，可在系统输入转速不变的前提下，分段连续改变系统输出转速，实现无级变速功能。

中国专利CN200710078131.1、CN200710078132.6公开的“多模式”传动装置实质为混合动力车辆的多种工作模式，而并非通过电机模式转换扩大传动范围，而现有的多模式传动装置，其结构均相对复杂，本发明的三模式动力传动装置结构形式更为简洁、紧凑，经检索国内外专利，未发现有与本发明相同的结构方案。

发明内容

本发明的主要目的在于克服大吨位、重载混合动力车辆机电复合传动系统的电机功率大、变速范围有限等已有难题，提供一种可以有效降低电机功率、转速，通过电机模式转换扩大传动系统变速范围，增强车辆起步、牵引、加速性能，优化发动机工作状态，提高车辆燃油经济性并且使传动装置结构简单、紧凑、集成度高的三模式动力传动装置。

本发明的三模式动力传动装置利用三个简单行星排与两组制动器、离合器配合，可实现三段工作范围，并且当离合器、制动器作用时，主/被动端的计算相对转速差为0，理论上不存在滑磨，接合平稳，寿命长。

本发明采用如下的技术方案：

用于混合动力车辆的机电复合三模式动力传动装置包括：

发动机，为车辆提供机械动力；

主离合器，该离合器安装于发动机、机电复合变速装置之间，用于接通/切断发动机与变速装置之间的连接；

第一行星排，包括一个太阳轮、一个行星架及行星轮组、一个齿圈；

一个具有电动/发电功能的永磁同步电机A，与第一行星排齿圈相联；

第二行星排，包括一个太阳轮、一个行星架及行星轮组、一个齿圈；

第三行星排，包括一个太阳轮、一个行星架及行星轮组、一个齿圈；

一个具有电动/发电功能的永磁同步电机B，与第一行星排太阳轮、第二行星排太阳轮相联；

第二行星排制动器，可将第二行星排齿圈制动；

第二行星排离合器，可将第二行星排齿圈与第一行星排、电机A连接；

第三行星排制动器，可将第三行星排太阳轮制动；

第三行星排离合器，可将第三行星排太阳轮与电机B连接；

主减速器，将第三行星排行星架输出的动力向后续传动系统传递；

一个电机综合控制器，控制、调整两台电机及蓄电池工作状态；

一个蓄电池组，吸收发电机输出电功率，为电动机提供电功率；

一组高压线缆，连接电机A、电机B、综合控制器和蓄电池组。