[发明专利]一种单行星排混合动力系统及工作方法

说明书

本发明涉及一种单行星排混合动力系统及工作方法。当车辆处于高速工况时可以把连接行星排太阳轮的发电机进行制动，让发动机的动力全部用于驱动车辆，使发动机与另一个电机组成适合高速运行的并联混动模式，并根据单行星排混合动力系统提出基于第二电机纯电运行EV模式，发动机动力分流混合动力HEV模式，发动机与第二电机组成并联运行P2模式和原地驻车发电PG模式4种工作模式切换的工作方法，避免了高速时仍存在的行星排特有的功率分流现象而造成功率循环，提高燃油效率。

技术领域

本发明涉及车辆混合动力技术领域，尤其涉及一种单行星排混合动力系统及工作方法。

背景技术

混合动力技术有效的解决了传统内燃机车辆较高的燃油消耗率和排放性差等缺点，逐渐被行业所认可。混合动力汽车驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联式混合动力汽车具有整车底盘布置的自由度较大、动力总成控制简单等优点，但驱动系统中因存在能量二次转换导致总体效率较低。并联式混合动力汽车具有能量利用率较高的优点，适合于行驶在城市间公路和高速公路等行驶工况的车型，但在低速工况中，发动机的工作效率较低。混联式混合动力车型汇集了串联和并联两种构型的双重优势，有最佳的综合性能。

尤其带行星排的混联式混合动力车型实现了无级变速功能，发动机工作在最优曲线上，最大限度的提高了整车的燃油经济性。带行星轮系的混合动力系统中行星轮系对发动机的输出功率进行重新分配，达到节能降耗的目的。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重要趋势。

1997年丰田推出首款带行星轮系的混合动力汽车Prius，2015年又推出了搭载最新第四代机电混合动力系统的Prius 4，仍采用THS行星轮系动力分流式结构，丰田的THS混合动力系统具有简单、平顺的特性，但在一些工况下，比如高速工况，由于行星排的物理特性，发动机的功率仍然是分流的，一部分用来发电，一部分用来驱动车辆，存在机械能到电能，电能再到机械能的转换效率损失，不利于节油降耗，导致这种混合动力系统的高效率区间较小。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种单行星排混合动力系统及工作方法，由结合齿圈、花键毂和结合套组成同步器制动系统，或者由制动器动摩擦片、制动器固定轴和制动器静摩擦片组成摩擦片制动系统，在车辆处于高速工况时通过制动系统对与连接行星排太阳轮的发电机进行制动，让发动机的动力全部用于驱动车辆，使发动机与另一个电机组成适合高速运行的并联混动模式，避免了高速时仍存在的行星排特有的功率分流现象而造成功率循环，使燃油效率下降。

一种单行星排混合动力系统，包括：发动机动力输入轴；动力输出主动齿轮；内齿圈；行星架；行星轮；太阳轮；第一电机；制动系统；第二电机；差速器；主减从动齿轮；第二电机动力输出齿轮；中间齿轮；动力输出中间轴；主减主动齿轮；

发动机动力输入轴与行星架连接；

第一电机转子与太阳轮连接；

太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合，行星轮均匀分布在行星架上；

制动系统，制动系统与第一电机转子连接；

动力输出主动齿轮与行星排的内齿圈同轴固定连接，动力输出中间轴上固定有中间齿轮与主减主动齿轮，中间齿轮与动力输出主动齿轮和第二电机动力输出齿轮常啮合，第二电机动力输出齿轮与第二电机转子连接，主减主动齿轮与主减从动齿轮常啮合，主减从动齿轮啮合与差速器连接。

优选的，制动系统处于制动状态时，第一电机转子处于锁止状态，不能自由转动；当制动系统处于时放松状态时，第一电机转子可以自由转动。