[发明专利]具有可配置马达绕组和断开策略的柔性混合动力系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于车辆的动力系统，且更具体地涉及用于该动力系统的变速器和组装车辆的动力系统的方法。

背景技术

车辆包括驱动系统，其可包括电维持或电耗尽（CS/CD）混合动力推进配置（其可或可不被设计为从外部电源接收能量，即插入式混合动力）或展程全电推进配置以推动车辆。在任一配置中，驱动系统包括内燃机、第一电马达、第二电马达和变速器。展程全电动配置，用在展程电动车辆（EREV）中，必须能单独依靠电池推进车辆直至电池电耗尽。在这时，其过渡至类似于传统混合动力的操作策略，其中发动机在一些驾驶状况下被操作以提供驱动动力和保持电池充电状态。CS/CD混合配置一般需要发动机操作以提供全部车辆动力，且被设计为仅在较低动力上能作为电动车辆操作。通常，第一电马达包括电马达/发电机，且可被来自内燃机的扭矩致动以给电池充电。在混合动力推进配置中，车辆推进可来自于内燃机、第一电马达、第二电马达中的任一个，或其任意组合。混合动力推进配置一般要求较大的内燃机，且使用比使用全电推进配置的车辆更小的电池。例如，使用全电推进配置的乘用车辆可包括具有大于100KW的功率输出的电池，而使用混合动力推进配置的车辆可仅要求具有30和40KW之间的功率输出的电池。

不同推进系统之间的不同操作策略导致电马达的显著不同使用。例如，全电推进配置的电马达倾向于在作为电动车辆运行过程中以高速和高功率运行，而混合动力推进配置的电马达倾向于以低速和低功率运行。另外，全电推进配置中的第二电马达通常要求高扭矩容量以提供足够的起步和反向爬坡性能。第二电马达要求的高扭矩倾向于降低第二电马达在高速时的功率和效率。因此，全电推进配置和混合动力推进配置一般使用不同的传动动力流，且使用不同的电马达。电马达可在绕组匝数和/或绕组连接配置方面变化，以给使用的特定推进配置提供要求的性能特性。

发明内容

提供一种用于车辆的动力传动系统。该动力传动系统包括第一电马达、第二电马达、内燃发动机和变速器。变速器包括：输出部，其把扭矩传输至车辆的至少一个车轮；与输出部、第一电马达和内燃发动机扭矩传输连通的第一行星齿轮组；以及与输出部和第二电马达扭矩传输连通的第二行星齿轮组。该变速器进一步包括第一扭矩传输机构和第二扭矩传输机构。第一扭矩传输机构选择性地接合和分离第二行星齿轮组。当第一扭矩传输机构被接合以允许第二电马达通过第二行星齿轮组传递全部功率至输出部时第一扭矩传输机构提供反作用扭矩至第二行星齿轮组。第二扭矩传输机构选择性地联接和断开第一电马达和第二行星齿轮组。

还提供一种用于车辆的变速器，该车辆具有内燃发动机、第一电马达和第二电马达。变速器包括：输出部，其把扭矩传输至车辆的至少一个车轮；与输出部、第一电马达和内燃发动机扭矩传输连通的第一行星齿轮组；以及与输出部和第二电马达扭矩传输连通的第二行星齿轮组。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组每个都被配置为分别提供用于第一电马达和第二电马达的至输出部的独立的固定比率路径。该变速器进一步包括第一扭矩传输机构、第二扭矩传输机构和第三扭矩传输机构。第一扭矩传输机构选择性地接合和分离第二行星齿轮组。当第一扭矩传输机构被接合以允许第二电马达通过第二行星齿轮组传递全部功率至输出部时第一扭矩传输机构提供反作用扭矩至第二行星齿轮组。第二扭矩传输机构选择性地联接和断开第一电马达和第二行星齿轮组。第三扭矩传输机构选择性地接合和分离第一行星齿轮组。当内燃发动机关闭时当第三扭矩传输机构被接合以允许第一电马达通过第一行星齿轮组传递全部功率至输出部时第三扭矩传输机构提供反作用扭矩至第一行星齿轮组。当内燃发动机关闭时，变速器可操作于第一电模式，其中第三扭矩传输机构和第一扭矩传输机构被接合，且第二扭矩传输机构被脱开。当处于第一电模式中时，变速器同时接合第一电马达和第二电马达二者以提供车辆推进力。当内燃发动机关闭时，变速器可进一步操作于第二电模式，其中第二扭矩传输机构和第一扭矩传输机构被脱开，且第三扭矩传输机构被接合。当处于第二电模式中时，变速器仅以第一电马达提供车辆推进力，且将第二电马达从第一电马达断开。变速器可进一步操作于第三电模式，其中第二扭矩传输机构和第三扭矩传输机构被脱开，且第一扭矩传输机构被接合。当处于第三模式中时，变速器从第二电马达提供车辆推进力。