[发明专利]具有电机离合设备的复合动力分流电控变速器

说明书

公开了电控变速器(EVT)、EVT的制备方法和使用方法和具有EVT的混合动力电动车辆。提供了用于机动车辆的多速动力变速器，其具有发动机、两个电机和主减速器。变速器包括连接在发动机上的输入部件、连接在主减速器上的输出部件，和连接在齿轮系上的固定部件。第一和第二扭矩传递设备(TTD)分别连接在第一和第二电机上。变速器还包括具有由两个互连行星齿轮组所限定的四个接点的复合行星齿轮装置。第一TTD将第一电机可选择地连接在第一接点上，而第二TTD通过齿轮系将第二电机可选择地连接在第四接点上。输入部件在第二接点处连接，而输处部件在第三接点处连接。

技术领域

本发明通常涉及机动车的混合动力系。更具体地，本发明的各方面涉及同时具有电力驱动路径和机械驱动路径的电控变速器(EVT)，以在变速器内提供分流模式的运转。

背景技术

传统的机动车辆(如今日的汽车)设置有这样的动力系，该动力系经运转以驱动车辆并且给随车携带的电子元件提供动力。动力系包括并且有时被错误地称为动力传动系，通常由发动机组成，而该发动机通过多速变速器将驱动力传递给车辆的主减速器(例如，前差速器和/或后差速器、前轴和/或后轴，以及车轮)。传统上，由于往复活塞式内燃机(ICE)容易获得并且相对便宜、质量轻和总效率，通过其来为汽车提供动力。此类发动机包括二冲程或四冲程压缩点火柴油发动机和四冲程火花点火汽油发动机，以及六冲程旋缸发动机。

另一方面，混合动力车辆利用备用电源驱动车辆，以使发动机对动力的依赖最小化并因而增加了整个车辆燃料的经济性。例如，混合电动车辆(HEV)同时结合电能和化学能，并且将其转换为机械力，以驱动车辆并且向车辆系统提供动力。HEV通常使用一个或多个电动机(E-machine)，如电机/发电机，其单独工作或与内燃机一起工作以驱动车辆。由于混合动力车辆能够从除发动机之外的来源获得其动力，当其它动力源驱动车辆时，混合动力车辆中的发动机可以是关闭的。

串联混合动力结构的特征通常是内燃机驱动地耦连在发电机上。发电机依次给一个或多个电机提供动力，该电机运转以使主减速器部件转动。实际上，在串联混合动力系中，发动机和主减速器之间没有驱动机械连接。发动机和车轮之间机械连接的缺失使得发动机在恒定高效速度下运行，例如，更接近于37％的理论极限，而不是20％的正常平均值，即使车辆速率发生变化时。电机/发电机也可以在电动机运行模式下运转，以启动内燃机。通过“再生制动”，这一系统也可以允许电机回收车辆减速中得到的能量并将其存储在电池中。

对比可知，动力分流混合动力结构的典型可以是内燃机和一个或多个电机/发电机组件，该一个或多个电机/发电机组件的每个具有与动力变速器的驱动机械联轴器。大多数动力分流混合动力设计将大的发电机和电机结合在一个单元中，以提供牵引动力并且取代了传统的起动电机和交流发电机。一个此类动力分流动力系结构包括双模式复合分流电动机械变速器，该双模式复合分流电动机械变速器使用输入部件接受来自ICE的动力，并且使用输出部件将动力从变速器传递给驱动轴。第一和第二电机/发电机独立地或协调地工作以转动变速器的输出轴。这些电机/发电机电连接在诸如电池组的能量存储装置上，以用于交换存储装置和电机/发电机之间的电力。使用动力系控制单元调节能量存储装置和电机/发电机之间的电力交换，以及电机/发电机之间的动力交换。

通过结合串联和并联混合动力系结构中得到的特征，电控变速器(EVT)提供无级变速比。使用内燃机与主减速器间的直接机械路径，EVT是可工作的，因此能获得相对较高的变速效率并且较低成本的应用，较轻便的电机硬件。使用与主减速器机械独立的发动机工作，在不同机械/电分流分布中，EVT也是可工作的，从而能获得高扭矩的无级变速比、电气控制启动、再生制动、发动机停机空转以及双模式工作。