專利名稱：電力無級(jí)變速系統(tǒng)和混合動(dòng)力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電耦合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，尤其涉及一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)(Electric Variable Transmission, EVT)和混合動(dòng)力車。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)汽車及純電動(dòng)汽車相比，最大的差別是動(dòng)力系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽車采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而混合動(dòng)力汽車采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)?；旌蟿?dòng)力汽車中，動(dòng)力耦合 系統(tǒng)負(fù)責(zé)將多個(gè)動(dòng)力組合在一起，實(shí)現(xiàn)多動(dòng)力源間合理的功率分配并把動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)橋， 它在混合動(dòng)力汽車開發(fā)中處于重要地位，其性能直接關(guān)系到整車性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 是混合動(dòng)力最核心部分。如果一輛混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，就能以最低的能量消耗獲得良 好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和最低的排放，實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，緩解世界能源緊張和環(huán)境 污染的問題。電力無級(jí)變速系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)油電混合動(dòng)力輸出，很有希望成為先進(jìn)的深 度混合動(dòng)力系統(tǒng)的一種形式?，F(xiàn)有技術(shù)中的行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)矩密度低，調(diào)速范 圍窄，成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)和混合動(dòng)力車，它具有高轉(zhuǎn)矩密度和寬調(diào)速范 圍的特點(diǎn)，并且成本較低。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種電力無級(jí)變速系統(tǒng)，包括減振裝置、同步器和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述同步器包括套 筒、位于所述套筒內(nèi)部的齒套、以及位于所述齒套內(nèi)部?jī)蓚?cè)的第一同步環(huán)和第二同步環(huán)，其 中，所述減振裝置的動(dòng)力輸入端用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連，動(dòng)力輸出端與所述套筒相 連；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第一齒輪，所述第一齒輪位于與所述同步器 的第一同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第二齒輪，所述第二齒輪位于與所述同步器 的第二同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸還具有用于與驅(qū)動(dòng)橋相連的連接端。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述減振裝置為扭轉(zhuǎn)減振器。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸與驅(qū)動(dòng)橋之間連接有動(dòng)力
傳動(dòng)裝置。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括第三齒輪、第一傳動(dòng)軸和第二 傳動(dòng)軸，所述第三齒輪設(shè)置在所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上，所述第一傳動(dòng)軸的一端設(shè)置有第四齒輪，另一端設(shè)置有第五齒輪，所述第二傳動(dòng)軸上設(shè)置有第六齒輪，其中，所述第四齒輪與所述第三齒輪相嚙合；所述第五齒輪與所述第六齒輪相嚙合；所述第二傳動(dòng)軸用于與驅(qū)動(dòng)橋相連。一種混合動(dòng)力車，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電力無級(jí)變速系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)橋，所述電力無級(jí)變速系 統(tǒng)包括減振裝置、同步器和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述同步器包括套筒、位于所述套筒內(nèi)部的齒套、 以及位于所述齒套內(nèi)部?jī)蓚?cè)的第一同步環(huán)和第二同步環(huán)，其中，所述減振裝置的動(dòng)力輸入端與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連，動(dòng)力輸出端與所述套筒相 連；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第一齒輪，所述第一齒輪位于與所述同步器 的第一同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第二齒輪，所述第二齒輪位于與所述同步器 的第二同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸還與所述驅(qū)動(dòng)橋相連。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述減振裝置為扭轉(zhuǎn)減振器。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸與驅(qū)動(dòng)橋之間連接有動(dòng)力
傳動(dòng)裝置。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括第三齒輪、第一傳動(dòng)軸和第二 傳動(dòng)軸，所述第三齒輪設(shè)置在所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上，所述第一傳動(dòng)軸的一端設(shè)置 有第四齒輪，另一端設(shè)置有第五齒輪，所述第二傳動(dòng)軸上設(shè)置有第六齒輪，其中，所述第四齒輪與所述第三齒輪相嚙合；所述第五齒輪與所述第六齒輪相嚙合；所述第二傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋相連。本發(fā)明提供的電力無級(jí)變速系統(tǒng)和混合動(dòng)力車，是通過同步器實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與雙轉(zhuǎn) 子電機(jī)的混合動(dòng)力輸出的，它具有高轉(zhuǎn)矩密度和寬調(diào)速范圍的特點(diǎn)，并且成本較低。本發(fā)明 的電力無級(jí)變速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電力無級(jí)調(diào)速，相比于行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)，它還具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電力無級(jí)變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示電力無級(jí)變速系統(tǒng)應(yīng)用于混合動(dòng)力車的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為解決現(xiàn)有技術(shù)中行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩密度低，調(diào)速范圍窄，成本也較高 的問題，本發(fā)明提供一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)和混合動(dòng)力車。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì) 說明。本發(fā)明提供一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，它包括減振裝置1、同步器 2和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)3，同步器2包括套筒21、位于套筒21內(nèi)部的齒套22、以及位于齒套22內(nèi) 部?jī)蓚?cè)的第一同步環(huán)23和第二同步環(huán)24，其中，
減振裝置1的動(dòng)力輸入端用于與發(fā)動(dòng)機(jī)6的飛輪7相連，動(dòng)力輸出端與套筒21相 連；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)3的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸31上設(shè)置有第一齒輪4，第一齒輪4位于與同步器2的 第一同步環(huán)23相鄰并可相互嚙合的位置上；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)3的外轉(zhuǎn)子軸32上設(shè)置有第二齒輪5，第二齒輪5位于與同步器2的 第二同步環(huán)24相鄰并可相互嚙合的位置上；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)3的外轉(zhuǎn)子軸32還具有用于與驅(qū)動(dòng)橋(圖中未示出)相連的連接端。本發(fā)明的電力無級(jí)變速系統(tǒng)，是通過同步器2實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)6與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)3的混 合動(dòng)力輸出的，它具有高轉(zhuǎn)矩密度和寬調(diào)速范圍的特點(diǎn)，并且成本較低。該電力無級(jí)變速系 統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電力無級(jí)調(diào)速，它可以應(yīng)用于混合動(dòng)力車中以取代行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)。相 比于行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)，它還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作方便等優(yōu)點(diǎn)。下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的電力無級(jí)變速系統(tǒng)的工作原理本發(fā)明中，減振裝置1用于減小發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪7輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪7和 減振裝置1的輸入端固連，減振裝置1的輸出端通過同步器2的位置切換與外轉(zhuǎn)子(或內(nèi) 轉(zhuǎn)子)相連或斷開；外轉(zhuǎn)子軸與驅(qū)動(dòng)橋相連，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。本發(fā)明中，同步器2具有三個(gè) 工作位置，如圖1所示，分別為左、中和右三個(gè)工作位置。通過控制同步器2處于不同的工 作位置，該電力無級(jí)變速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)模式(1)當(dāng)同步器2處于左側(cè)位置時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子軸31上的第一齒輪4與同步器2的第一 同步環(huán)23相嚙合，發(fā)動(dòng)機(jī)6通過同步器2與內(nèi)轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)，可實(shí)現(xiàn)4種驅(qū)動(dòng)工作模式a)內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到設(shè)定轉(zhuǎn)速后，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；b)當(dāng)電池SOC低于規(guī)定限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電；c)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子不發(fā)電，只是作為一個(gè)慣性負(fù)載來運(yùn)行；d)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子間通過電磁場(chǎng)的耦合來進(jìn)行 動(dòng)力耦合，發(fā)動(dòng)機(jī)+內(nèi)轉(zhuǎn)子+外轉(zhuǎn)子來進(jìn)行混合驅(qū)動(dòng)。(2)當(dāng)同步器2處于中間位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子相互斷開，此時(shí)實(shí)現(xiàn)外 轉(zhuǎn)子單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式。(3)當(dāng)同步器2處于右側(cè)位置時(shí)，外轉(zhuǎn)子軸32上的第二齒輪5與同步器2的第二 同步環(huán)24相嚙合，發(fā)動(dòng)機(jī)通過同步器2與外轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和外轉(zhuǎn)子同步，可實(shí)現(xiàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)和外轉(zhuǎn)子混合驅(qū)動(dòng)模式或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)+外轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)模式。具體可實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)模式參見下表1 :表 1
權(quán)利要求
1.一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)，其特征在于，包括減振裝置、同步器和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述同 步器包括套筒、位于所述套筒內(nèi)部的齒套、以及位于所述齒套內(nèi)部?jī)蓚?cè)的第一同步環(huán)和第 二同步環(huán)，其中，所述減振裝置的動(dòng)力輸入端用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連，動(dòng)力輸出端與所述套筒相連； 所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第一齒輪，所述第一齒輪位于與所述同步器的第 一同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第二齒輪，所述第二齒輪位于與所述同步器的第 二同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸還具有用于與驅(qū)動(dòng)橋相連的連接端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力無級(jí)變速系統(tǒng)，其特征在于，所述減振裝置為扭轉(zhuǎn)減振ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力無級(jí)變速系統(tǒng)，其特征在于，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn) 子軸與驅(qū)動(dòng)橋之間連接有動(dòng)力傳動(dòng)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力無級(jí)變速系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括第 三齒輪、第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸，所述第三齒輪設(shè)置在所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上，所 述第一傳動(dòng)軸的一端設(shè)置有第四齒輪，另一端設(shè)置有第五齒輪，所述第二傳動(dòng)軸上設(shè)置有 第六齒輪，其中，所述第四齒輪與所述第三齒輪相嚙合； 所述第五齒輪與所述第六齒輪相嚙合； 所述第二傳動(dòng)軸用于與驅(qū)動(dòng)橋相連。
5. 一種混合動(dòng)力車，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電力無級(jí)變速系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)橋，所述電力 無級(jí)變速系統(tǒng)包括減振裝置、同步器和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述同步器包括套筒、位于所述套筒內(nèi) 部的齒套、以及位于所述齒套內(nèi)部?jī)蓚?cè)的第一同步環(huán)和第二同步環(huán)，其中，所述減振裝置的動(dòng)力輸入端與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連，動(dòng)力輸出端與所述套筒相連； 所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第一齒輪，所述第一齒輪位于與所述同步器的第 一同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第二齒輪，所述第二齒輪位于與所述同步器的第 二同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸還與所述驅(qū)動(dòng)橋相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力車，其特征在于，所述減振裝置為扭轉(zhuǎn)減振器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的混合動(dòng)力車，其特征在于，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸與 驅(qū)動(dòng)橋之間連接有動(dòng)力傳動(dòng)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動(dòng)力車，其特征在于，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括第三齒 輪、第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸，所述第三齒輪設(shè)置在所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上，所述第 一傳動(dòng)軸的一端設(shè)置有第四齒輪，另一端設(shè)置有第五齒輪，所述第二傳動(dòng)軸上設(shè)置有第六 齒輪，其中，所述第四齒輪與所述第三齒輪相嚙合； 所述第五齒輪與所述第六齒輪相嚙合； 所述第二傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力無級(jí)變速系統(tǒng)和混合動(dòng)力車，涉及機(jī)電耦合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，為解決現(xiàn)有行星齒輪混合動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩密度低，調(diào)速范圍窄，成本也較高的問題而設(shè)計(jì)。該電力無級(jí)變速系統(tǒng)，包括減振裝置、同步器和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，同步器包括套筒、齒套、第一同步環(huán)和第二同步環(huán)，其中，減振裝置的動(dòng)力輸入端用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連，動(dòng)力輸出端與套筒相連；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第一齒輪，第一齒輪位于與同步器的第一同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有第二齒輪，第二齒輪位于與同步器的第二同步環(huán)相鄰并可相互嚙合的位置上；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子軸還具有用于與驅(qū)動(dòng)橋相連的連接端。
文檔編號(hào)B60K6/26GK101992687SQ20091017292
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者施紹有, 林逸, 溫旭輝, 范濤, 詹文章, 馬元京 申請(qǐng)人:北京汽車研究總院有限公司