[发明专利]一种单电机电动汽车的多模式动力耦合系统

说明书

本发明涉及一种单电机电动汽车的多模式动力耦合系统，属于新能源汽车技术领域。该系统包括发动机、第一行星齿轮机构，第二行星齿轮机构，制动器，离合器，同步器，逆变器，动力电池，电机，电机动力输出齿轮轴，变速器，动力输出齿轮轴，主减速器及差速器总成。本发明通过控制离合器、制动器与同步器的接合与分离，从而改变电机与发动机的耦合方式，实现电机与发动机转速耦合驱动、电机与发动机转矩耦合驱动、电机单独驱动和发动机单独驱动，提高了该系统的加速性能，解决了发动机低负荷效率低的问题，并降低了系统路径转换效率损失。

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域，涉及一种单电机电动汽车的多模式动力耦合系统。

背景技术

新能源汽车以其低消耗、低污染等优点，成为目前汽车发展的重要方向。其中纯电动汽车由于其单次充电续航里程短，充电时间长，车辆制造成本高等缺点不能得到广泛应用。而混合电动动力汽车虽仍主要通过燃油来提供动力，但相比于传统燃油汽车，能量利用率得到显著提升，污染排放明显减少，主流的汽车制造商均在混合动力电动汽车方面开展了研发和制造。

目前混合动力电动系统中，双电机加发动机作为动力源的混合动力电动系统，存在动力源多，成本高，系统路径能量转换损失大等问题；而单电机加发动机作为动力源的混合动力电动系统，又存在发动机低负荷时效率较低，能量损失严重等问题。

申请号为CN201220214161.7的中国专利提供了一种单轴P2并联式混合动力电动系统，该系统包括依次串联连接的发动机、离合器一、ISG电机、离合器二、变速器和输出轴，发动机、离合器一、ISG电机、离合器二和变速器均与总线连接，发动机与总线之间连接有发动机控制器，离合器一与总线之间连接有离合器一控制器，ISG电机与总线之间连接有ISG电机控制器和高压蓄电池，离合器二与总线之间连接有离合器二控制器，变速器与总线之间连接有变速器控制器，总线连接有整车控制器。该方案布局简单，能够方便的实现纯电动驱动模式和并联混合驱动模式，但系统处于低负荷时，无法通过电机调速来调节发动机运行在的高效工作区间，使得发动机效率较低，影响整个系统的经济性能。

申请号为201710114847.6的中国专利提供了一种基于行星齿轮机构的双行星排复合功率分流式混合动力电动系统，该系统包括发动机、第一行星排、第二行星排、离合器、制动器、一号电机和二号电机；通过离合器系统和制动器的接合与分离可以实现不同工作模式的切换。该方案结构设计紧凑。其中，在功率分流模式中，双电机可同时对发动机转速转矩进行调节，极大提高了发动机的工作效率；但该方案采用双电机功率分流模式，增加了系统路径能量转换损失，而且动力源多，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单电机电动汽车的多模式动力耦合系统，能够提高发动机低负荷时的效率和系统路径能量转换利用率，并提升混合动力电动系统的经济性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种单电机电动汽车的多模式动力耦合系统，该系统包括发动机(1)、离合器(2)、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、制动器(7)、同步器(8)、动力电池(16)、逆变器(17)、电机(18)、电机动力输出齿轮轴(19)、变速器(13)、主减速器及差速器总成(15)，第一行星齿轮机构由第一齿圈(6)、第一行星轮(5)、第一行星架(3)、第一太阳轮(4)组成，第二行星齿轮机构由第二齿圈(9)、第二行星轮(10)、第二行星架(11)、第二太阳轮(12)组成，发动机通过离合器接合与第一行星架连接，第一行星架齿轮轴(301)与第二齿圈同轴齿轮(901)连接，第二行星架与变速器输入端连接，变速器输出端通过动力输出齿轮轴(14)与主减速器及差速器总成连接；

电机通过逆变器与动力电池电气连接，电机动力输出齿轮轴与第一太阳轮同轴齿轮(401)连接，制动器设置在第一齿圈上；

同步器通过左右接合第一齿圈同轴齿轮(601)和第一太阳轮同轴齿轮分别与第一齿圈和第一太阳轮相连。