[发明专利]混合动力传动装置及混合动力汽车

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车，尤其涉及一种混合动力汽车的传动装置。

背景技术

由于能源短缺以及公众环保意识的增强，环保的电动汽车或燃料电池汽车便应运而生，然而由于技术的制约，上述类型的汽车还难以在短时间内全面推广，因此，技术上比较成熟的混合动力汽车是目前比较理想的一种选择。

混合动力汽车(HEV，Hybrid-Electric Vehicle)作为一种新兴的节能环保型汽车，其技术和市场处于一种蓬勃的发展阶段，混合动力汽车与传统汽车及纯电动汽车相比，最大差别是动力系统。对于并联和混联式HEV，动力耦合系统负责将HEV的多个动力组合在一起，实现多动力源间合理的功率分配并把动力传给驱动桥，它在HEV开发中处于重要地位，其性能直接关系到HEV整车性能是否达到设计要求，是HEV最核心部分。行星轮系具有多自由度、输入输出灵活可控的特点，而且结构紧凑、体积小、速比大，因此被越来越多的混合动力汽车动力耦合系统所采用，这也是当今混合动力汽车动力总成发展的一种趋势。

1997年丰田推出首款混合动力汽车Prius，2005年又推出了搭载最新第3代机电混合动力系统的2006款Prius，仍采用THS混联式结构，行星齿轮系统对发动机的输出功率进行重新分配，达到合理平衡发动机负荷的目的。附图1所示即为丰田Prius混合动力轿车变速器的结构原理图，包括发动机e、电机MG1、电机MG2以及包括一个单行星排的动力耦合系统等部件，在此机构中，发动机e通过减震阻尼器与单行星排的行星架a相连，并通过行星齿轮b将动力传递给外齿圈c和太阳轮d，外齿圈c与输出轴相连，输出轴通过减速齿轮组e和电机MG2的转子相连，太阳轮d与电机MG1的转子相连，输出轴通过链传动系统f、主减速器g以及差速器h将动力传递给车轮。该系统将发动机e大部分转矩直接传递到输出轴上，将小部分转矩传给电机MG1以用于发电，电机MG1发出的电能根据指令用于电池充电或驱动电机MG2，以增加驱动力。这种结构可以通过调节电机MG1的转矩和转速使发动机一直处于高效率区或低排放区，此外，通过调节行星排各元件的转速，使其像无级变速器一样工作。

然而，由于该变速器的两个电机MG1、MG2布置在单行星排的两侧，并共用一套冷却系统，因此电机冷却系统布置复杂，电机系统集成度低，并且行星排两侧的传动轴不等长，不利于前舱布置。此外，电机MG1和发动机e并排布置于行星排同侧，由于两者距离比较近，并且电机MG1的最佳工作温度为60℃，而发动机e的最佳工作温度为90℃，因此电机MG1会受到发动机e散热的影响而快速升温，使相应的电机冷却系统经常处于工作状态，进而影响整车的效率。

由于该变速器采用单排行星轮系，其减速比低，从而要求电机的转速变化范围宽，对转矩的要求高，所以，对电机的制造精度、转速/扭矩特性及其动平衡要求十分苛刻；为了达到足够的减速比，输出轴的减速装置采用了包括链传动系统f、主减速器g的多级传动部件，进一步加大了系统的复杂性，提高了系统对空间布置的要求。

中国专利文献上公开的一种公开号为CN 101149094A的基于双行星排的混合动力驱动装置，包括内燃机、电机、动力输出端以及前、后行星排，前行星排的行星架与后行星排的齿圈相连接，前、后行星排的太阳轮共同连接到电机轴上，发动机通过离合器可选择地与前行星排的齿圈或行星架连接，后行星排的行星架与输出端连接。由于其前、后行星排为并排布置，因此其外形尺寸较大，结构不够紧凑；由于只有二个输入轴和一个电机，因此，对电机的控制要求比较高。

有鉴于此，实有必要提出一种新的混合动力传动装置，以解决或改善上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的混合动力传动装置，其可实现无级变速，并具有多种不同的功率输出模式。

为实现上述目的，本发明提供一种混合动力传动装置，用于连接发动机、第一电机、第二电机至动力输出轴，所述传动装置包括第一行星排和第二行星排，其中，所述第一行星排的齿圈连接至发动机，第一、二行星排共用同一个行星架，所述行星架连接至第一电机，所述第一行星排的太阳轮连接至第二电机，所述第二行星排的齿圈连接至动力输出轴。

可选地，还包括连接第一行星排的太阳轮与第二行星排的太阳轮的第一离合器，及连接第一行星排的齿圈与行星架的第二离合器。

可选地，还包括用于对第一电机进行锁止控制的第一制动器，及用于对第二行星排的太阳轮进行锁止控制的第二制动器。

可选地，还包括连接第一行星排的齿圈与行星架的第二离合器。