一種帶鎖止功能的行星輪系動力耦合裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于動力傳動領域，尤其設及一種帶鎖止功能的行星輪系動力禪合裝置及 其工作方法。
【背景技術】
[0002] 隨著全球能源消耗和環(huán)境問題日益凸顯，節(jié)能與環(huán)保已然成為現代汽車行業(yè)需要 解決的首要問題。混合動力汽車能兼顧傳統汽車和純電動汽車優(yōu)點，燃油經濟性好、排放 低，被認為是現階段傳統汽車向純電動汽車過渡的主流車型之一。
[0003] 混合動力汽車按照其結構分類可W被分為Ξ類：串聯式、并聯式和混聯式?；炻撌?混合動力汽車借助行星禪合機構，可W實現車輛W串聯式工作也可W實現W并聯式工作。 中國專利(CN103770627A)公開了一種單行星排混合動力驅動裝置，主要存在W下不足：1、 發(fā)動機與太陽輪連接，行星架作為輸出，系統不具備功率分流特性;2、當齒圈與太陽輪通過 撥叉連成一體時，發(fā)動機轉速轉矩與車輪不解禪，不能實現發(fā)動機單獨工作在高效率區(qū)間， 減低了系統性能；3、純電動工作時，太陽輪鎖死；由基本運動學方程〇s+K. ωκ=(1+Κ). wc可知，齒圈與行星架的傳動比關系為Κ/化+1)，小于本系統中的Κ，導致電機選型時，電機 轉速較低，在功率相同情況下，其尺寸將更大，不利于布置。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現階段行星輪系動力禪合裝置結構均較為復雜的不足，本發(fā)明基于單排行星 輪系，通過在結構中增設一個制動器，在保證車輛運行模式多樣化的前提下，有效地提高了 系統的實用性與可行性。
[0005] 本發(fā)明的實現技術方案是：
[0006] -種帶鎖止功能的行星輪系動力禪合裝置，包括發(fā)動機、第一電機、第二電機、制 動器、行星輪系、動力總成輸出端、控制器；
[0007] 所述第一電機包括第一電機轉子、第一電機定子，所述第二電機包括第二電機轉 子、第二電機定子;所述第一電機定子和所述第二電機定子固定在動力禪合裝置殼體上； [000引所述行星輪系由太陽輪、行星架、行星輪和齒圈組成，所述太陽輪與所述行星架為 斜齒輪外曬合，所述行星架與所述齒圈為斜齒輪內曬合；
[0009] 所述發(fā)動機、第一電機、制動器、行星輪系及第二電機沿軸向依次排列;所述第一 電機轉子一端與所述發(fā)動機同軸連接，另一端與所述行星架相連;所述第二電機轉子與所 述太陽輪同軸相連;所述制動器一端連接動力禪合裝置殼體，另一端與所述行星架相連;所 述齒圈與所述動力總成輸出端同軸相連；
[0010] 所述控制器的輸出端分別與所述發(fā)動機、第一電機、第二電機、制動器相連接;所 述控制器發(fā)出控制指令，實現對所述發(fā)動機、第一電機、第二電機及制動器工作狀態(tài)的控 制。
[0011] 進一步，所述行星輪有3個，其結構相同，均分布在距所述行星架中屯、軸線等距離 的圓周上，且通過軸承套在所述行星架上。
[0012] 本發(fā)明的一種帶鎖止功能的行星輪系動力禪合裝置的工作方法，包括純電動模 式、發(fā)動機啟動模式、行車發(fā)電模式、復合驅動模式、再生制動模式和停車發(fā)電模式6種工作 模式；
[0013] 所述純電動模式包含兩種工作模式:第一種是制動器閉合，行星架鎖止，發(fā)動機、 第一電機關閉，第二電機單獨工作;第二種是制動器打開，第一電機、第二電機聯合驅動，發(fā) 動機關閉；
[0014] 所述發(fā)動機啟動模式包含兩種工作模式:第一種是停車啟動:制動器打開，第一電 機直接帶動發(fā)動機轉動，直至怠速，第二電機空轉;第二種是行車啟動:制動器打開，第一電 機直接帶動發(fā)動機轉動，直至怠速，與停車啟動不同，第二電機參與驅動，維持車速；
[0015] 所述行車發(fā)電模式中制動器打開，發(fā)動機進行功率分流，一部分用于驅動車輛行 駛，另一部分用于第二電機發(fā)電，第一電機不工作；
[0016] 所述復合驅動模式中制動器打開，發(fā)動機、第一電機、第二電機均處于驅動狀態(tài)， Ξ者的力矩經由行星架和太陽輪最終匯流到齒圈輸出；
[0017] 所述再生制動模式包含兩種工作模式:第一種是制動器關閉，行星架被鎖止，第一 電機、發(fā)動機不工作，第二電機單獨回收能量;第二種是制動器打開，發(fā)動機關閉，控制器協 調第一電機、第二電機之間的功率分配；
[0018] 所述停車發(fā)電模式包含兩種工作模式:第一種是制動器打開，發(fā)動機帶動第一電 機工作，第二電機空轉;第二種是制動器打開，發(fā)動機帶動第一電機、第二電機，控制器協調 第一電機、第二電機之間的功率分配。
[0019] 本發(fā)明具有W下技術效果：1、與雙排、多排行星輪系禪合機構相比，在保證豐富運 行模式的基礎上，機械結構更加簡單，實用性更強;2、預留出齒圈作為動力輸出端，使得系 統更加緊湊，有效減少了裝置的軸向尺寸；3、發(fā)動機與行星架相連，系統具備功率分流特 性，配合第二電機的使用實現了混聯式結構;4、純電動模式下，第二電機與輸出端之間具有 更大的傳動比，在相同功率下，第二電機的尺寸將更小，更適合布局；5、行星輪系不僅能實 現轉速轉矩與車輪的完全解禪，實現發(fā)動機單獨控制，還能省去傳統意義上的變速器，有效 簡化動力系統結構，提高動力系統動態(tài)性能，對于新能源汽車的發(fā)展具有重要的意義。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的行星輪系動力禪合裝置的結構示意圖；
[0021] 圖2是第一種純電動模式動力傳遞路線示意圖；
[0022] 圖3是第二種純電動模式動力傳遞路線示意圖；
[0023] 圖4是第一種發(fā)動機啟動模式動力傳遞路線示意圖；
[0024] 圖5是第二種發(fā)動機啟動模式動力傳遞路線示意圖；
[0025] 圖6是行車發(fā)電模式動力傳遞路線示意圖；
[0026] 圖7是聯合驅動模式動力傳遞路線示意圖；
[0027] 圖8是第一種再生制動模式動力傳遞路線示意圖；
[0028] 圖9是第二種再生制動模式動力傳遞路線示意圖；
[0029] 圖10是第一種停車發(fā)電模式動力傳遞路線示意圖；
[0030] 圖11是第二種停車發(fā)電模式動力傳遞路線示意圖。
[0031] 圖中：1-發(fā)動機;2-第一電機;3-第二電機;4-審喊器;5-行星輪系；6-動力總成輸 出端;7-控制器;201-第一電機轉子;202-第一電機定子;301-第二電機轉子;302-第二電機 定子;501-太陽輪;502-行星架;503-行星輪;504-齒圈。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖對發(fā)明專利具體實施過程做進一步說明。
[0033] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可W明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中， 除非另有說明"多個"的含義是兩個或兩個W上。
[0034] 如圖1所示，一種帶鎖止功能的行星輪系動力禪合裝置，包括發(fā)動機1、第一電機2、 第二電機3、制動器4、行星輪系5、動力總成輸出端6、控制器7;
[0035] 所述第一電機2包括第一電機轉子201、第一電機定子202,所述第二電機3包括第 二電機轉子301、第二電機定子302;所述第一電機定子202和所述第二電機定子302固定在 動力禪合裝置殼體上；
[0036] 所述行星輪系5由太陽輪501、行星架502、行星輪503和齒圈504組成，所述太陽輪 501與所述行星架502為斜齒輪外曬合，所述行星架502與所述齒圈504為斜齒輪內曬合；
[0037] 所述行星輪503有3個，其結構相同，均分布在距所述行星架502中屯、軸線等距離的 圓周上，且通過軸承套在所述行星架502上；
[0038] 所述發(fā)動機1、第一電機2、制動器4、行星輪系5及第二電機3沿軸向依次排列;所述 第一電機轉子201-端與所述發(fā)動機1同軸連接，另一端與所述行星架502相連;所述第二電 機轉子301與所述太陽輪501同軸相連;所述制動器4 一端連接動力禪合裝置殼體，另一端與 所述行星架502相連;所述齒圈504與所述動力總成輸出端6同軸相連；
[0039] 所述控制器7的輸出端分別與所述發(fā)動機1、第一電機2、第二電機3、制動器4相連 接;所述控制器7發(fā)出控制指令，實現對所述發(fā)動機1、第一電機2、第二電機3及制動器4工作 狀態(tài)的控制。
[0040] 通過各部件的不同工作狀態(tài)及離合器的開閉情況可W獲得如表1所示的不同工作 模式。
[0041]
[0042] 下面將結合各附圖，對不同工作模式的具體說明如下：
[0043] (1)純電動模式
[0044] 當車輛速度較低且電池電量較高時，車輛工作在純電動模式可W有效避免發(fā)動機 低速時的效率較低的情況。純電動模式包含兩種情況，由于電機的介入，實現了低速段的無 級變速。
[0045] 控制器7發(fā)出指令，制動器4閉合，行星