專利名稱：一種混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力驅(qū)動裝置，更具體地說一種混合動力汽車機電耦合驅(qū)動
直O(jiān)
背景技術(shù)：
面對當(dāng)前資源匱乏和環(huán)境的惡化，人們對汽車的安全、節(jié)能、環(huán)保的要求越來越 高。但是由于燃料電池、充電站、電機、控制方面等方面的制約，使得純電動汽車和燃料電池 汽車不能實現(xiàn)量產(chǎn)，因此混合動力汽車HEV成為目前能解決以上問題的較為合適的選擇。 混合動力汽車是一種由內(nèi)燃機和電機系統(tǒng)共同驅(qū)動的車輛。其中內(nèi)燃機可以使用傳統(tǒng)的內(nèi) 燃機；電機可以是永磁電機、勵磁電機、同步電機或異步電機?；旌蟿恿ζ嚨慕Y(jié)構(gòu)主要分 為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn) 生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機構(gòu)來 驅(qū)動汽車。串聯(lián)式的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、油耗低、控制容易等。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是由 兩套系統(tǒng)組成傳統(tǒng)內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)，兩者既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以單獨工 作，可以適用于多種不同的行駛工況。代表車型是本田的Accord和Civic。并聯(lián)式的優(yōu)點 在于結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，動力系統(tǒng) 包括內(nèi)燃機、發(fā)電機和電動機，是混合動力發(fā)展的大方向，代表車型是豐田Prius。中國專利200610064953. X，名稱為混合動力汽車雙排行星齒輪機電動力耦合總 成，
公開日為20060816，公開號為1818418 ；中國專利200710078132. 6，名稱為雙行星排多 模式混合動力汽車傳動系統(tǒng)，公開號為CN101004204 ；以及中國專利200710047421. X、名稱 為基于雙行星排的混合動力驅(qū)動裝置，
公開日為2008年03月26日、公開號為CNlOl 149094 分別公開了一種混聯(lián)式驅(qū)動裝置，在結(jié)構(gòu)上均采用單電機、雙離合器或多離合器以及多制 動器，雖然實現(xiàn)了機電耦合與無極變速，但其驅(qū)動裝置尺寸較大且成本較高，對電機的要求 較高。行星輪系的制造也較復(fù)雜。中國專利03105264. 9、一種雙內(nèi)燃機的混聯(lián)式混合動力 汽車的專利文獻中公開的技術(shù)方案，其驅(qū)動裝置包括雙內(nèi)燃機、電機以及變速器，其結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，成本高，控制難。

實用新型內(nèi)容本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種混合動力電動汽 車動力驅(qū)動裝置，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多種模式的工況，而且結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、承載能力大、 傳動平穩(wěn)，可實現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)之間的相互切換。本實用新型解決技術(shù)問題采用如下方案本實用新型混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一個內(nèi)燃機、一個 TM驅(qū)動電機、一個ISG集成起動發(fā)電機、第一離合器、第二離合器以及相互嚙合的第一齒輪 和第二齒輪；本實用新型的結(jié)構(gòu)特點是作為動力單元的內(nèi)燃機通過第二離合器與ISG集成 起動發(fā)電機連接，所述TM驅(qū)動電機與ISG集成起動發(fā)電機通過第一離合器連接，所述TM驅(qū)動電機、ISG集成起動發(fā)電機以及電能存儲裝置相互之間電連接，第一齒輪與TM驅(qū)動電機 的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，傳動齒輪與第二齒輪聯(lián)動。本實用新型混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)特點也在于所述TM驅(qū)動電機 為正反轉(zhuǎn)電機；在電機驅(qū)動模式下，所述TM驅(qū)動電機的反向轉(zhuǎn)動為倒車運行狀態(tài)。與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在 1、本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、動力傳遞部件少，系統(tǒng)可靠性高，傳遞損失??；2、本實用新型滿足混聯(lián)以及電驅(qū)程度增加的發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機快速啟 動、停車發(fā)電、串聯(lián)運行、并聯(lián)運行、純電行使、制動能量回收等多種工作模式，滿足多種路 況；3、本實用新型中的內(nèi)燃機可以始終工作在經(jīng)濟性區(qū)域；由于增加了 TM驅(qū)動電機， 大大改善了車輛的燃油經(jīng)濟性、排放性以及動力性，能夠滿足負載大以及負載變化大的車 輛；4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、部件少，給制造裝配帶來便利；5、本實用新型通過計算機控制，可以實現(xiàn)模式之間的互相切換，實現(xiàn)全自動化控 制；6、本實用新型運行穩(wěn)定，噪聲低，使用壽命長。
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型串聯(lián)工作模式的能量傳遞路線圖；圖3為本實用新型停車工作充電模式及制動能量回收工作模式III的能量傳遞路 線圖；圖4為本實用新型并聯(lián)工作模式的能量傳遞路線圖；圖5為本實用新型純電工作模式I的能量傳遞路線圖；圖6為本實用新型純電工作模式II的能量傳遞路線圖；圖7為本實用新型內(nèi)燃機快速啟動工作模式的能量傳遞路線圖；圖8為本實用新型制動能量回收工作模式I的能量傳遞路線圖；圖9為本實用新型制動能量回收工作模式II的能量傳遞路線圖。圖中標(biāo)號1為TM驅(qū)動電機、2第一齒輪、3第一離合器、4為ISG集成起動發(fā)電機、 5第二離合器、6內(nèi)燃機、7第二齒輪、8傳動齒輪、9電能存儲裝置。以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明
具體實施方式
各圖中的虛線箭頭所指為電能流動方向，實線箭頭所指為機械能流動方向。本實施例中所提供的混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置的工作模式以及相應(yīng)部件 狀態(tài)如表1所示。表1工作模式及相應(yīng)部件狀態(tài)列表 其中·_表示離合器為結(jié)合狀態(tài)，或者其他部件處于工作狀態(tài)〇-表示離合器為分離狀態(tài)，或者其他部件處于停止?fàn)顟B(tài)表示內(nèi)燃機處于減速工作狀態(tài)，或者處于非工作狀態(tài)且處于慣性轉(zhuǎn)動狀態(tài)參見圖1、圖2，本實施例結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一個內(nèi)燃機6、一個TM驅(qū)動電機1、一個ISG 集成起動發(fā)電機4、第一離合器3、第二離合器5以及相互嚙合的第一齒輪2和第二齒輪7 ； 本實施例中，作為動力單元的內(nèi)燃機6通過第二離合器5與ISG集成起動發(fā)電機4連接，TM 驅(qū)動電機1與ISG集成起動發(fā)電機4通過第一離合器3連接，TM驅(qū)動電機1、ISG集成起動 發(fā)電機4以及電能存儲裝置9相互之間電連接，第一齒輪2與TM驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動， 傳動齒輪8與第二齒輪7聯(lián)動。其中TM驅(qū)動電機1為正反轉(zhuǎn)電機；在電機驅(qū)動模式下，TM 驅(qū)動電機1的反向轉(zhuǎn)動為倒車運行狀態(tài)。圖2所示為串聯(lián)工作模式，內(nèi)燃機6驅(qū)動，第二離合器5閉合，第一離合器3斷開， ISG集成起動發(fā)電機4轉(zhuǎn)動，內(nèi)燃機6使ISG集成起動發(fā)電機4處于發(fā)電狀態(tài)，一部分提供 給TM驅(qū)動電機1，另一部分存儲在電能存儲裝置9中，TM驅(qū)動電機1通過一對常嚙合的第 一齒輪2和第二齒輪7，使動力通過傳動齒輪8傳輸?shù)杰囕啞恿鬟f路線如圖2中粗實線 所示。圖3所示為停車充電工作模式，內(nèi)燃機6驅(qū)動，第二離合器5閉合，第一離合器3斷 開，內(nèi)燃機6通過第二離合器5帶動ISG集成起動發(fā)電機4工作，使ISG集成起動發(fā)電機4 發(fā)電，并將電能存儲在電能存儲裝置9中，從而在剩余電量SOC不足時，補充電能存儲在電 能存儲裝置9中。動力傳遞路線如圖3中粗實線所示。圖4所示為并聯(lián)工作模式，內(nèi)燃機6驅(qū)動，第一離合器3閉合，第二離合器5閉合， 內(nèi)燃機6帶動ISG集成起動發(fā)電機4轉(zhuǎn)動，電能存儲裝置9提供電能給TM驅(qū)動電機1和ISG集成起動發(fā)電機4。內(nèi)燃機6的動力以及TM驅(qū)動電機的動力共同驅(qū)動一對常嚙合的第 一齒輪2和第二齒輪7的轉(zhuǎn)動，從而達到兩個動力源的動力疊加，使動力通過傳動齒輪8傳 輸?shù)杰囕?。動力傳遞路線如圖4中粗實線所示。圖5所示為純電工作模式I，內(nèi)燃機6不工作，第一離合器3和第二離合器5都斷 開，電能存儲裝置9將電能提供給TM驅(qū)動電機1，TM驅(qū)動電機1帶動一對常嚙合的第一齒 輪2和第二齒輪7的轉(zhuǎn)動，最終使動力通過傳動齒輪8傳輸?shù)杰囕?。動力傳遞路線如圖5 中粗實線所示。圖6所示為純電工作模式II，內(nèi)燃機6不工作，第一離合器3閉合，第二離合器5 斷開，電能存儲裝置9將電能同時提供給TM驅(qū)動電機1和ISG集成起動發(fā)電機4，TM驅(qū)動 電機TM和ISG集成起動發(fā)電機4同時帶動一對常嚙合的第一齒輪2和第二齒輪7的轉(zhuǎn)動， 最終使動力通過傳動齒輪8傳輸?shù)杰囕?，從而實現(xiàn)純電行使。動力傳遞路線如圖6中粗實 線所示。圖7所示為內(nèi)燃機快速啟動工作模式，第一離合器3斷開，第二離合器5閉合，電 能存儲裝置9將電能提供給ISG集成起動發(fā)電機4，ISG集成起動發(fā)電機4帶動內(nèi)燃機6轉(zhuǎn) 動，從而縮短了內(nèi)燃機的啟動時間。動力傳遞路線如圖7中粗實線所示。圖8所示為制動能量回收工作模式I，當(dāng)車輛處于剎車制動時，第一離合器3和第 二離合器5都斷開，TM驅(qū)動電機1此時作為發(fā)電機，驅(qū)動輪帶動一對常嚙合的第一齒輪2和 第二齒輪7的轉(zhuǎn)動，從而帶動TM驅(qū)動電機1發(fā)電，存儲到電能存儲裝置9中，將制動能量回 收起來。動力傳遞路線如圖8中粗實線所示。圖9所示為制動能量回收工作模式II，當(dāng)車輛處于剎車制動時，第一離合器3閉 合，第一離合器5斷開，TM驅(qū)動電機此時作為發(fā)電機，驅(qū)動輪帶動一對常嚙合的第一齒輪2 和第二齒輪7的轉(zhuǎn)動，進而帶動TM驅(qū)動電機1和ISG集成起動發(fā)電機4發(fā)電，同時將電能 存儲到電能存儲裝置9中，將制動能量回收起來。雙電機可以提供更大的制動力矩，實現(xiàn)高 低速都能獲得較大的制動能量。動力傳遞路線如圖9中粗實線所示。圖3所示為制動能量回收工作模式III，參見圖3，車輛出現(xiàn)怠速或者模式轉(zhuǎn)換過 程，內(nèi)燃機由運動到停止過程，第二離合器5閉合，第一離合器3斷開，內(nèi)燃機6拖動ISG集 成起動發(fā)電機4轉(zhuǎn)動發(fā)電，將電能存儲到電能存儲裝置9中，將制動能量回收起來。動力傳 遞路線如圖3中粗實線所示。
權(quán)利要求一種混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一個內(nèi)燃機(6)、一個TM驅(qū)動電機(1)、一個ISG集成起動發(fā)電機(4)、第一離合器(3)、第二離合器(5)以及相互嚙合的第一齒輪(2)和第二齒輪(7)，其特征是作為動力單元的內(nèi)燃機(6)通過第二離合器(5)與ISG集成起動發(fā)電機(4)連接，所述TM驅(qū)動電機(1)與ISG集成起動發(fā)電機(4)通過第一離合器(3)連接，所述TM驅(qū)動電機(1)、ISG集成起動發(fā)電機(4)以及電能存儲裝置(9)相互之間電連接，所述第一齒輪(2)與TM驅(qū)動電機(1)的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，傳動齒輪(8)與第二齒輪(7)聯(lián)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置，其特征是所述TM驅(qū)動電機 (1)為正反轉(zhuǎn)電機；在電機驅(qū)動模式下，所述TM驅(qū)動電機(1)的反向轉(zhuǎn)動為倒車運行狀態(tài)。
專利摘要本實用新型公開了一種混合動力電動汽車動力驅(qū)動裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)置包括一個內(nèi)燃機、一個TM驅(qū)動電機、一個ISG集成起動發(fā)電機、第一離合器、第二離合器以及相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，其特征是作為動力單元的內(nèi)燃機通過第二離合器與ISG集成起動發(fā)電機連接，TM驅(qū)動電機與ISG集成起動發(fā)電機通過第一離合器連接，TM驅(qū)動電機、ISG集成起動發(fā)電機以及電能存儲裝置相互之間電連接，第一齒輪與TM驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，傳動齒輪與第二齒輪聯(lián)動。本實用新型不僅能夠適應(yīng)混合動力汽車的各種工況，而且結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、承載能力大、傳動平穩(wěn)，可實現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)之間的相互切換。
文檔編號B60K6/20GK201587316SQ200920181088
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
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