[发明专利]一种混合动力车辆机电复合传动装置无效
申请号: | 201110058043.1 | 申请日: | 2011-03-10 |
公开(公告)号: | CN102102740A | 公开(公告)日: | 2011-06-22 |
发明(设计)人: | 刘辉;项昌乐;韩立金;马越 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | F16H3/72 | 分类号: | F16H3/72 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 混合 动力 车辆 机电 复合 传动 装置 | ||
技术领域:
本发明涉及一种混合动力车辆动力传动系统,特别适用于大吨位、重载、非道路混合动力车辆。
背景技术:
混合动力车辆同时采用电动机和发动机作为动力装置,通过储能装置(动力电池组等)和控制系统使两种动力装置有机协调配合,实现最佳能量分配,达到低能耗、低排放和高性能,其融合了燃油车辆和电动车辆的优点,是当今最具实际开发意义的低油耗和低排放车辆。
当前,混合动力车辆的传动系统结构有串联、并联和混联等型式。混联式动力传动装置在混合动力车辆得到较广泛的应用。丰田公司Prius的THS系统是混联混合动力车辆典型的成功案例,但其结构形式比较适合小功率车型;通用公司为公交车和SUV等大功率混合动力车辆设计了双模式混合驱动系统;但适合具有大功率需求、且使用条件复杂的越野车辆的混合动力传动系统尚不多见。
在传统的以内燃机为动力源的车辆设计中,对于使用条件复杂的越野车辆,主要是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。而对于采用混合动力的越野车辆,为实现良好的动力性和经济性,通常需要采用更大功率的发电机和电动机。如何在保证越野车辆的动力性和经济性的情况下,降低发电机和电动机的功率需求,提高传动系统功率密度,是混合动力越野车辆需要解决的技术问题。
发明内容:
本发明的主要目的是提供一种满足越野车辆复杂的使用条件,具有良好的动力性和经济性,且具有多种工作模式的混合动力传动系统,以满足大吨位、重载、非道路混合动力车辆对动力传动系统输出大转矩和宽变速范围的需求,改善传统车辆起步、牵引、加速性能,优化发动机工作状态,提高动力性和车辆燃油经济性。
本发明的另一目的在于提供一种如上所述的机电复合无级变速装置,可利用两个行星排、三个操纵元件组成的变速机构与功率耦合机构配合,实现三段EVT工作范围或者纯电传动三个固定速比的前进挡和倒档以及发动机单独驱动三个机械前进挡。
本发明的目的可以通过以下途径来实现。
一种混合动力车辆机电复合传动装置,包括联轴器、前传动行星排、功率耦合机构行星排、两个变速行星排、两个离合器、四个制动器、第一电动机/发电机、第二电动机/发电机、一对锥齿轮、动力输入端及动力输出端。其结构要点在于:发动机输出端通过联轴器与主动锥齿轮输入端相连,被动锥齿轮与前传动增速行星排的行星架相连,增速行星排齿圈固定,其太阳轮与耦合机构行星排的行星架相连。第一电动机/发电机连接在功率耦合机构行星排的太阳轮上,第一制动器可以制动第一电动机/发电机,实现纯机械驱动工况。功率耦合机构行星排的齿圈可以通过第二制动器进行制动,实现第一电动机/发电机反拖起动发动机的工况。第二电动机/发电机通过第一离合器与功率耦合机构行星排的齿圈连接。第二电动机/发电机输出轴与变速机构第一个行星排的太阳轮相连,并且通过第二离合器与变速机构第一个行星排的齿圈相连。变速机构第一个行星排的齿圈与变速机构第二个行星排的太阳轮相连,并且可通过第三制动器进行制动。变速机构第二个行星排的行星架可以通过第四制动器进行制动。变速机构第一个行星排的行星架和变速机构第二个行星排的齿圈互连,并和动力输出端相连。
所述的制动器为湿式多片制动器,所述的离合器为湿式多片离合器。
所述的第一电动机/发电机为永磁同步电动机。
所述的第二电动机/发电机为永磁同步电动机,其两端都可进行输入或输出。
所述的第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和储能装置通过导线与控制器相连。
所述的发动机为柴油发动机。
本发明的优点是:采用行星轮系作为功率耦合机构的实现装置,发动机动力输出至行星轮系的某一构件,行星轮系将扭矩按固定比例分配给发电机,发电机发电,电动机将输入的电能转变为机械能,与输出轴转矩叠加后进行动力 输出,可以实现机电复合驱动、纯机械传动和纯电驱动。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功率来调节发电机转速,从而实现发动机转速在燃油经济区,优化发动机工作状态,提高燃油经济性;还可以通过耦合机构和变速机构的组合扩大变速装置输出转速范围,采用三个固定速比,即可实现传统多挡变速箱转速和转矩的覆盖范围。
驱动工况时,控制器可根据驾驶员的功率需求以及车辆行驶的档位,结合车速、动力电池组SOC等信号,进行车辆工作模式的判断,可实现:
·发动机功率带动发电机发电,同时发动机通过机械连接和电动机一起
驱动车辆的混联模式;
·电池提供动力源的纯电机驱动模式(静音行驶模式);
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