[发明专利]动力耦合装置、动力系统及其控制方法

权利要求书

1.一种动力耦合装置，其特征在于，所述动力耦合装置应用于混合动力车，包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮、沿所述第一齿轮的旋转轴延伸的第一输入轴、沿所述第二齿轮的旋转轴延伸的第二输入轴、沿所述第三齿轮的旋转轴延伸的输出轴、以及第一离合器，其中，

所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述第三齿轮啮合；

所述第一输入轴的一端连接所述第一齿轮，所述第一输入轴的另一端用于连接第一动力装置，所述第一动力装置包括第一电机，具体为所述第一电机与所述第一输入轴连接；

所述第二输入轴的一端通过所述第一离合器连接所述第二齿轮，所述第二输入轴的另一端用于连接第二动力装置，所述第二动力装置包括发动机、飞轮和扭矩减震器，具体为所述发动机通过所述飞轮和所述扭矩减震器与所述第二输入轴连接；

所述输出轴的一端连接所述第三齿轮，所述输出轴的另一端用于连接负载；

还包括第四齿轮、沿所述第四齿轮的旋转轴延伸的第三输入轴、以及第二离合器，其中，

所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合；

所述第三输入轴的一端通过所述第二离合器连接所述第四齿轮，所述第三输入轴的另一端用于连接第三动力装置，所述第三动力装置包括第二电机，具体为所述第二电机与所述第三输入轴连接；

当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量大于第一门限值时或者当扭矩需求不大于预设扭矩门限值时，所述第一离合器被配置为断开，所述第一电机被配置为输出全部所需扭矩值；

当第二齿轮的轮转速大于发动机的高效工作区或大于发动机最高转速时，所述第一离合器被配置为断开，所述第一电机被配置为输出全部所需扭矩值；

当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量不大于第一门限值时或者当扭矩需求大于预设扭矩门限值时，所述发动机被配置为启动；

当第四齿轮的转速介于第二电机的高效区间或小于最低转速阈值时，所述第二电机处于调速模式，转速目标为第四齿轮转速，当第二电机的转速和第四齿轮的转速之差小于预设的转速差阈值时，所述第二离合器被配置为闭合，所述第二电机被配置为进入扭矩状态，根据扭矩指令输出扭矩；

当第二齿轮的转速小于第一转速阈值时，所述第一电机和所述第二电机被配置为同时输出扭矩，80%的扭矩分配给第二电机；

当第四齿轮的转速大于预设转速阈值时，所述第二电机被配置为零扭矩输出，所述第二离合器被配置为断开，所述发动机被配置为根据当前转速和发动机万有特性曲线，确定发动机扭矩值介于最高效区，第一电机的扭矩值等于需求扭矩值和发动机扭矩值之差。

2.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，所述第三齿轮的齿数与所述第四齿轮的齿数之比介于1-7之间。

3.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，还包括与所述输出轴刚性连接的输出法兰，所述输出轴的输出端通过所述输出法兰与所述负载连接。

4.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，所述第三齿轮的齿数与所述第一齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第三齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于1-5之间，所述第一齿轮的齿数与所述第二齿轮的齿数之比介于0.5-1之间。

5.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，还包括耦合器箱体，

所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮和所述第四齿轮位于所述耦合器箱体内部，所述第一齿轮通过所述第一输入轴、所述第二齿轮通过所述第二输入轴、所述第三齿轮通过所述输出轴以及所述第四齿轮通过所述第三输入轴分别配合套置于各轴上的各对应轴承而与所述耦合器箱体连接；

所述第一输入轴用于连接所述第一动力装置的一端、所述第二输入轴用于连接所述第二动力装置的一端、所述输出轴用于连接所述负载的一端、以及所述第三输入轴用于连接所述第三动力装置的一端露在所述耦合器箱体外部。

6.一种动力系统，其特征在于，所述动力系统应用于混合动力车，包括如权利要求1-5中任一项所述的动力耦合装置、所述第一动力装置、所述第二动力装置和所述第三动力装置。

7.一种用于权利要求6所述的动力系统的控制方法，其特征在于，所述动力系统的控制方法应用于混合动力车，包括：

当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量大于第一门限值时或者当扭矩需求不大于预设扭矩门限值时，第一离合器断开，第一电机输出全部所需扭矩值；

当第二齿的轮转速大于发动机的高效工作区或大于发动机最高转速时，第一离合器断开，第一电机输出全部所需扭矩值；

当第二齿轮的转速小于发动机的怠速转速或预设的启动转速且电池电量不大于第一门限值时或者当扭矩需求大于预设扭矩门限值时，发动机启动；

当第四齿轮的转速介于第二电机的高效区间或小于最低转速阈值时，第二电机处于调速模式，转速目标为第四齿轮转速，第二电机调速，当第二电机的转速和第四齿轮的转速之差小于预设的转速差阈值时，第二离合器闭合，第二电机进入扭矩状态，根据扭矩指令输出扭矩；

当第二齿轮的转速小于第一转速阈值时，第一电机和第二电机同时输出扭矩，80%的扭矩分配给第二电机；

当第四齿轮的转速大于预设转速阈值时，第二电机零扭矩输出，第二离合器断开，发动机根据当前转速和发动机万有特性曲线，确定发动机扭矩值介于最高效区，第一电机的扭矩值等于需求扭矩值和发动机扭矩值之差。