專(zhuān)利名稱：混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了行星齒輪變速器，使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。
背景技術(shù)：
能源的匱乏和內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)對(duì)大氣的嚴(yán)重污染推動(dòng)了混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展。混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)綜合了內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在大幅度改善能耗和排放的同時(shí)，獲得內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)同樣的性能，極具市場(chǎng)化前景。
目前，公知的混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種模式。串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雖然使內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)定工況，卻不允許內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，未能充分發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的并聯(lián)和混聯(lián)方式的混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件較多，導(dǎo)致對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)控制困難。附圖2所示為目前先進(jìn)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)常嚙合齒輪對(duì)匯入變速箱直至兩側(cè)車(chē)輪，兩傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速比固定使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相互影響，增大了內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制難度。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)的新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以克服目前混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在的不足，改善混合動(dòng)力汽車(chē)使用性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。本實(shí)用新型使用了行星齒輪變速器對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力合成，實(shí)現(xiàn)了雙動(dòng)力源協(xié)同工作。
本實(shí)用新型第一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)第一個(gè)離合器和第一個(gè)制動(dòng)器和行星齒輪變速器太陽(yáng)輪相連，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)第二個(gè)制動(dòng)器和行星齒輪變速器齒圈相連。第一個(gè)制動(dòng)器經(jīng)過(guò)第一個(gè)變速器與行星齒輪變速器太陽(yáng)輪相連。第二個(gè)制動(dòng)器經(jīng)過(guò)第二個(gè)變速器與行星齒輪變速箱齒圈相連，也經(jīng)過(guò)第二個(gè)離合器與第二個(gè)變速器相連。第二個(gè)制動(dòng)器通過(guò)一個(gè)中間輪和行星齒輪變速器齒圈相連。
本實(shí)用新型第二結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)第一個(gè)離合器和第一個(gè)制動(dòng)器與行星齒輪變速器太陽(yáng)輪相連。電機(jī)經(jīng)過(guò)第二個(gè)制動(dòng)器和行星齒輪變速器齒圈相連。行星齒輪變速器行星架經(jīng)過(guò)第三個(gè)制動(dòng)器和第三個(gè)離合器與主減速器相連。第一個(gè)制動(dòng)器經(jīng)過(guò)第一個(gè)變速器和行星齒輪太陽(yáng)輪相連。第二個(gè)制動(dòng)器經(jīng)過(guò)第二個(gè)變速器與電機(jī)相連，也經(jīng)過(guò)第二個(gè)離合器與第二個(gè)變速器相連。第二個(gè)制動(dòng)器經(jīng)過(guò)中間輪與行星齒輪變速器齒圈相連。行星齒輪變速器行星架通過(guò)第三個(gè)變速器與第三個(gè)制動(dòng)器相連。
本實(shí)用新型采用單向離合器把內(nèi)燃機(jī)和傳動(dòng)軸相連，該離合器輸出軸經(jīng)過(guò)的變速器與行星齒輪變速箱太陽(yáng)輪相連，設(shè)計(jì)了可以鎖止行星齒輪變速器太陽(yáng)輪的制動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)變速器、離合器、制動(dòng)器、中間輪和行星齒輪變速器齒圈相連，設(shè)計(jì)了可以鎖止行星齒輪變速器齒圈的制動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)電機(jī)控制單元與電池組相連。行星齒輪變速器行星架經(jīng)過(guò)變速器、制動(dòng)器、離合器和主減速器相連，設(shè)計(jì)了可以鎖止行星架的制動(dòng)器。
本實(shí)用新型的工作原理為利用3個(gè)制動(dòng)器對(duì)行星齒輪變速箱的3個(gè)傳動(dòng)軸進(jìn)行鎖止控制(同時(shí)只能完全鎖止三個(gè)中的一個(gè))，同時(shí)配合離合器的分離與結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了多種傳動(dòng)方式。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制。能夠把內(nèi)燃機(jī)工況控制在一定區(qū)域，在循環(huán)工況中調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行區(qū)域，改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。同時(shí)控制循環(huán)工況始末電池組處于相同的荷電狀態(tài)避免了降低續(xù)駛里程。


圖1是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-發(fā)動(dòng)機(jī)，2、6、15一離合器，3、7、12-制動(dòng)器，4-電機(jī)控制單元，5-電池組，8-中間輪，9-齒圈，10-行星架，11、17、18-變速器，13-車(chē)輪，14-主減速器，16-太陽(yáng)輪，19-電動(dòng)機(jī)。
圖2是目前一種使用常嚙合齒輪作為動(dòng)力合成裝置的并聯(lián)混合系統(tǒng)簡(jiǎn)要示意圖。圖中1-電動(dòng)機(jī)，2、6-離合器，3、5-常嚙合齒輪，4-變速器，7-發(fā)動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型由內(nèi)燃機(jī)1、電動(dòng)機(jī)19、離合器2、離合器6、離合器15、制動(dòng)器3、制動(dòng)器7、制動(dòng)器12、電池組5、電機(jī)控制單元4、變速器17、變速器18、變速器11、主減速器14、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪13、行星齒輪變速器(由太陽(yáng)輪17、齒圈9和行星架10組成)、中間輪8組成。
本實(shí)用新型使用行星齒輪變速器作為內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)動(dòng)力合成裝置。離合器2、6和15在需要時(shí)可以分開(kāi)，切斷動(dòng)力。制動(dòng)器3、7、12可分別對(duì)行星齒輪變速箱的太陽(yáng)輪16、齒圈9和行星架10進(jìn)行鎖止，較好滿足多種工況行駛要求。
本實(shí)用新型工作模式包括純電動(dòng)工況在啟動(dòng)時(shí)或?qū)ε欧乓髧?yán)格的城區(qū)行駛時(shí)使用純電動(dòng)模式。此時(shí)內(nèi)燃機(jī)1關(guān)閉，制動(dòng)器3鎖止傳動(dòng)軸，制動(dòng)器7、12不作用，離合器6、15均結(jié)合。動(dòng)力傳遞路線為電動(dòng)機(jī)19-變速器18-離合器16-中間輪8-齒圈9-行星架10-變速器11-離合器15-主減速器14-車(chē)輪13。
混合驅(qū)動(dòng)工況在加速或爬坡需求功率較大時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1和電動(dòng)機(jī)19實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動(dòng)。此時(shí)離合器2、6、15均結(jié)合，制動(dòng)器3、7、12均不起作用。動(dòng)力傳動(dòng)路線為兩條一是電動(dòng)機(jī)19-變速器18-離合器16-中間輪8-齒圈9-行星架10-變速器11-離合器15-主減速器14-車(chē)輪13；二是內(nèi)燃機(jī)1-離合器2-變速器17-太陽(yáng)輪16-齒圈9-行星架10-變速器11-離合器15-主減速器14-車(chē)輪13。
內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)工況在高速工況下，由內(nèi)燃機(jī)1單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)19關(guān)閉，制動(dòng)器7鎖止傳動(dòng)軸，制動(dòng)器3、12不起作用，離合器2、15結(jié)合。動(dòng)力傳遞路線為內(nèi)燃機(jī)1-離合器2-變速器17-太陽(yáng)輪16-齒圈9-行星架10-變速器11-離合器15-主減速器14-車(chē)輪13。
電機(jī)啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)工況可以使用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，避免常規(guī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)引起油耗和排放的惡化。
駐車(chē)發(fā)電工況電池組電量不夠時(shí)，制動(dòng)器12鎖止傳動(dòng)軸，制動(dòng)器3、7不工作，離合器2，6結(jié)合。此時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1通過(guò)電動(dòng)機(jī)19(此時(shí)工作在發(fā)電狀態(tài))向電池組充電。
再生制動(dòng)工況車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)，離合器2斷開(kāi)，制動(dòng)器3鎖止傳動(dòng)軸，制動(dòng)器7、12不工作，離合器6、15結(jié)合，車(chē)輛動(dòng)能經(jīng)過(guò)車(chē)輪13-主減速器14-變速器11-行星架10-齒圈9-中間輪8-變速器18-電動(dòng)機(jī)19，向電池組5充電。
權(quán)利要求1.混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，行星齒輪變速器作為動(dòng)力合成裝置，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同工作，其特征是內(nèi)燃機(jī)1經(jīng)過(guò)離合器2、制動(dòng)器3與行星齒輪變速器的太陽(yáng)輪16相連，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)制動(dòng)器7與行星齒輪變速器齒圈9相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器3經(jīng)過(guò)變速器17和行星齒輪變速器太陽(yáng)輪16相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)變速器18和電動(dòng)機(jī)19相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)離合器6和變速器18相連，制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)中間輪8和齒圈9相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)燃機(jī)1經(jīng)過(guò)離合器2、制動(dòng)器3與行星齒輪變速器太陽(yáng)輪16相連，電動(dòng)機(jī)19經(jīng)過(guò)制動(dòng)器7與行星齒輪變速箱齒圈9相連，行星齒輪變速器行星架經(jīng)過(guò)制動(dòng)器12、離合器15與主減速器14相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器3經(jīng)過(guò)變速器17與行星齒輪變速箱太陽(yáng)輪相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)變速箱18與電動(dòng)機(jī)19相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述混合動(dòng)力汽車(chē)的一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)離合器6與變速箱18相連，制動(dòng)器7經(jīng)過(guò)中間輪8與行星齒輪變速箱齒圈9相連。
專(zhuān)利摘要一種可應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)的新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以克服目前混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在的不足，改善混合動(dòng)力汽車(chē)使用性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。本實(shí)用新型使用了行星齒輪變速箱作為內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力合成裝置。它由內(nèi)燃機(jī)1、電動(dòng)機(jī)19、離合器2、離合器6、離合器15、制動(dòng)器3、制動(dòng)器7、制動(dòng)器12、電池組5、電機(jī)控制單元4、變速器17、變速器18、變速器11、主減速器14、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪13、行星齒輪變速器(由太陽(yáng)輪17、齒圈9和行星架10組成)、中間輪8組成。其特征在于內(nèi)燃機(jī)1經(jīng)過(guò)離合器2、制動(dòng)器3與行星齒輪變速器太陽(yáng)輪16相連，電動(dòng)機(jī)19經(jīng)過(guò)制動(dòng)器7與行星齒輪變速箱齒圈9相連，行星齒輪變速器行星架經(jīng)過(guò)制動(dòng)器12、離合器15與主減速器14相連。
文檔編號(hào)B60K6/02GK2693516SQ20032012173
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者安東尼·索左曼羅夫斯基, 孫逢春, 何洪文, 常玉華, 鄒淵 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)