有充電余量,就可以選用本 模式,可以逐漸的提高第二電機(jī)吸收功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩,這樣,系統(tǒng)對(duì)外輸出的總轉(zhuǎn)矩就會(huì)降 低,所以驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的力量就會(huì)逐漸削弱,汽車的減速度就會(huì)逐漸的增加,而不是突然增 加,可以避免乘客乘坐的不舒適的感覺(jué),也可以降低發(fā)生車內(nèi)人員傷害的可能性。另外一方 面可以及時(shí)的補(bǔ)充動(dòng)力電源的電量,為可能即將到來(lái)的低車速行駛中的純電動(dòng)模式或駐車 過(guò)程中的空調(diào)或其他電器的能量消耗儲(chǔ)備足能量。
[0143] f、制動(dòng)能量回收模式
[0144] 內(nèi)燃機(jī)1關(guān)閉,第一電機(jī)2不工作,第二電機(jī)10處于發(fā)電狀態(tài),第二電機(jī)10與整 車的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)提供制動(dòng)力供整車制動(dòng),該模式分為低車速制動(dòng)能量回收及高車速能量 制動(dòng)回收兩種模式:
[0145]fl、低車速制動(dòng)能量回收模式:
[0146] 如圖21所示,各鎖止離合器及模式離合器的狀態(tài)為:前鎖止離合器脫開(kāi)、中鎖止 離合器鎖止、后鎖止離合器脫開(kāi)以及模式離合器脫開(kāi)。此時(shí)混合動(dòng)力系統(tǒng)的輸出為連接在 后太陽(yáng)輪上的第二電機(jī)10,輸入為系統(tǒng)輸出軸11,由第二電機(jī)輸入的電制動(dòng)力依次通過(guò)后 太陽(yáng)輪、后行星輪、后齒圈、外齒輪傳動(dòng)裝置和系統(tǒng)輸出軸輸出,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收功能;通 過(guò)制動(dòng)吸收的功率全部傳遞給了第二電機(jī),并通過(guò)逆變器發(fā)電,將電能回收到動(dòng)力電源上。 具體的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為:Tciut=k3Xk2XTM(;2,適合于低車速大轉(zhuǎn)矩制動(dòng),可有效利用第二電機(jī)的 制動(dòng)能力,充分回收制動(dòng)能量,顯著提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0147]f2、高車速制動(dòng)能量回收模式:
[0148] 如圖22所示,各鎖止離合器及模式離合器的狀態(tài)為:前鎖止離合器脫開(kāi)、中鎖止 離合器脫開(kāi)、后鎖止離合器脫開(kāi)以及模式離合器接合。此時(shí)第一電機(jī)空轉(zhuǎn),其上的轉(zhuǎn)矩為 零,雖然后行星排有速度傳遞到前行星排上,但是并沒(méi)有功率傳遞到前行星排上。此時(shí)混合 動(dòng)力系統(tǒng)的輸出為連接在后太陽(yáng)輪上的第二電機(jī)10,輸入為系統(tǒng)輸出軸11,由第二電機(jī)輸 入的電制動(dòng)力依次通過(guò)后太陽(yáng)輪、后行星輪、后行星架、模式離合器、后齒圈、外齒輪傳動(dòng)裝 置和系統(tǒng)輸出軸輸出,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收功能;通過(guò)制動(dòng)吸收的功率全部傳遞給了第二電 機(jī),并通過(guò)逆變器發(fā)電,將電能回收到動(dòng)力電源上。具體的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為=Tciut=k3XTMe2,適合 于高車速制動(dòng),可降低高車速時(shí)對(duì)第二電機(jī)的制動(dòng)力及轉(zhuǎn)速需求,降低第二電機(jī)的體積、成 本及設(shè)計(jì)上對(duì)軸承轉(zhuǎn)速范圍的需求。
[0149]g、不能運(yùn)動(dòng)的狀態(tài):
[0150] 如果前鎖止離合器鎖止,那么前行星排的前太陽(yáng)輪將不能運(yùn)動(dòng),前行星排中,只要 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),就必然要將轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)前行星架、后行星架傳遞給后行星排,一旦此時(shí)后行星排 處于不能轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài),那么整車將會(huì)處于不能運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。所以表1中的1〇11、11〇1、111〇、 1111模式都是不能運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
[0151] h、備用模式:
[0152] 除了e3和e4中已經(jīng)表述過(guò)的、在汽車的行駛過(guò)程中第二電機(jī)代替第一電機(jī)完成 充電工作以外,還可以在以下的模式中,存在第一電機(jī)代替第二電機(jī)完成工作或第二電機(jī) 代替第一電機(jī)完成工作的狀態(tài)。
[0153] 例如,第二電機(jī)代替第一電機(jī)電動(dòng)的狀態(tài),具體包括:
[0154]hl、第一電機(jī)電動(dòng)+內(nèi)燃機(jī)高車速驅(qū)動(dòng)模式:
[0155] 如圖23所示,各鎖止離合器及模式離合器的狀態(tài)為:前鎖止離合器脫開(kāi)、中鎖止 離合器脫開(kāi)、后鎖止離合器鎖止以及模式離合器脫開(kāi)。由于后鎖止離合器鎖止,所以第二電 機(jī)不會(huì)接受后行星排的能量,后行星排此時(shí)就變成一個(gè)單級(jí)升速器,將由前行星架輸入的 動(dòng)力升速、降轉(zhuǎn)矩,輸出給后齒圈,并最終輸送給系統(tǒng)輸出軸。
[0156] 動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)輸入到前太陽(yáng)輪上,前太陽(yáng)輪帶動(dòng)前行星輪和前行星架旋轉(zhuǎn),前行 星輪為公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn),前行星架為自轉(zhuǎn),同時(shí),逆變器驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)旋轉(zhuǎn),第一電機(jī)經(jīng)過(guò)前齒 圈向前行星排輸入能量,前行星排將第一電機(jī)的動(dòng)力與前太陽(yáng)輪輸入的動(dòng)力轉(zhuǎn)速耦合,前 行星排的動(dòng)力經(jīng)過(guò)前行星架向后輸出,帶動(dòng)后行星架旋轉(zhuǎn),后行星架帶動(dòng)后齒圈旋轉(zhuǎn);由后 齒圈將動(dòng)力經(jīng)外齒輪傳動(dòng)裝置傳遞給系統(tǒng)輸出軸輸出。此時(shí)系統(tǒng)的輸入為內(nèi)燃機(jī)和第一電 機(jī),系統(tǒng)的輸出為系統(tǒng)輸出軸。系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)ciut=k3Xky(l+k2)X(1+1〇XI;。
[0157] 當(dāng)?shù)诙姍C(jī)出現(xiàn)故障,無(wú)法電動(dòng)的時(shí)候,可以采用本模式,以部分的替代"內(nèi)燃機(jī)+ 第二電機(jī)輸入并聯(lián)且第二電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合混合動(dòng)力"模式。在這種模式下,內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò) 前行星排的單級(jí)減速+轉(zhuǎn)速耦合和后行星排的升速,轉(zhuǎn)速發(fā)生了較大的變化,可以適用于 車輛在車速較低、所需轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合。
[0158] h2、第一電機(jī)電動(dòng)+內(nèi)燃機(jī)低車速驅(qū)動(dòng)模式:
[0159] 如圖24所示,各鎖止離合器及模式離合器的狀態(tài)為:前鎖止離合器脫開(kāi)、中鎖止 離合器脫開(kāi)、后鎖止離合器脫開(kāi)以及模式離合器接合。
[0160] 動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)輸入到前太陽(yáng)輪上,前太陽(yáng)輪帶動(dòng)前行星輪和前行星架旋轉(zhuǎn),前行 星輪為公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn),前行星架為自轉(zhuǎn),同時(shí),逆變器驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)旋轉(zhuǎn),第一電機(jī)經(jīng)過(guò)前齒 圈向前行星排輸入能量,前行星排將第一電機(jī)的動(dòng)力與前太陽(yáng)輪輸入的動(dòng)力轉(zhuǎn)速耦合,前 行星排的動(dòng)力經(jīng)過(guò)前行星架向后輸出,帶動(dòng)后行星架旋轉(zhuǎn),后行星架帶動(dòng)后齒圈以相同的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn);由后齒圈將動(dòng)力經(jīng)外齒輪傳動(dòng)裝置傳遞給系統(tǒng)輸出軸輸出。
[0161] 前行星排此時(shí)為行星變速狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)的輸入為內(nèi)燃機(jī)和第一電機(jī),系統(tǒng)的輸 出為后行星架。系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)out=k3X(1+1〇XTe。
[0162] 當(dāng)?shù)诙姍C(jī)出現(xiàn)故障,無(wú)法電動(dòng)的時(shí)候,可以采用本模式,以部分的替代"內(nèi)燃機(jī)+ 第二電機(jī)輸入并聯(lián)且第二電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合混合動(dòng)力"模式。在這種模式下,內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò) 前行星排的單級(jí)減速和后行星排的直接傳動(dòng),轉(zhuǎn)速發(fā)生了一定的變化,可以適用于車輛在 車速較中等、所需轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合。
[0163] h3、備用駐車充電模式:
[0164] 例如,當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)損壞,第二電機(jī)代替第一電機(jī)充電的時(shí)候,除了e3模式和e4模 式的行車充電模式以外,還具有一種駐車充電模式,具體工作狀態(tài)如下:
[0165] 如圖25所示,各鎖止離合器及模式離合器的狀態(tài)為:前鎖止離合器鎖止、中鎖止 離合器脫開(kāi)、后鎖止離合器脫開(kāi)以及模式離合器脫開(kāi)。由于前鎖止離合器鎖止,所以第一電 機(jī)不會(huì)接受前行星排的能量,且前行星架不會(huì)旋轉(zhuǎn),前行星排此時(shí)就變成一個(gè)單級(jí)減速器, 將由前太陽(yáng)輪輸入的動(dòng)力減速、升轉(zhuǎn)矩,輸出給后行星排。由于駐車時(shí),可以將車輪制動(dòng),所 以系統(tǒng)輸出軸和后齒圈相當(dāng)于被鎖死,后齒圈無(wú)法旋轉(zhuǎn),后行星排此時(shí)也變成一個(gè)單級(jí)升 速器。
[0166] 動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)輸入到前太陽(yáng)輪上,前太陽(yáng)輪帶動(dòng)前行星輪和前行星架旋轉(zhuǎn),前行 星輪為公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn),前行星架為自轉(zhuǎn),前行星排的動(dòng)力經(jīng)過(guò)前行星架向后輸出,帶動(dòng)后行星 架旋轉(zhuǎn),后行星架帶動(dòng)后太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn);后太陽(yáng)輪將動(dòng)力傳遞給第二電機(jī),第二電機(jī)發(fā)電將電 能傳送給逆變器。
[0167] 此時(shí)系統(tǒng)的輸入端為內(nèi)燃機(jī),輸出為第二電機(jī)。
[0168] 綜上所述,本實(shí)施例采用了中鎖止離合器中斷前行星排與后行星排之間的動(dòng)力聯(lián) 系,不但可以形成串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),以提高發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛低車速時(shí)的運(yùn)行效率,否則, 現(xiàn)有技術(shù)中為了應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間處于低車速前進(jìn)的狀態(tài),就需要增大電池的容量,提高車輛的 制造成本。本實(shí)施例還可以利用中鎖止離合器切斷前行星排與后行星排之間的動(dòng)力聯(lián)系, 使得車輛可以根據(jù)需要處于純電動(dòng)或純充電狀態(tài),提高了車輛對(duì)于不同工況的適應(yīng)能力, 減少了內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時(shí)間,提高了車輛乘坐的舒適度。
[0169] 而且,由于本實(shí)施例具有上述多種模式,為某些部件的損壞準(zhǔn)備了充足的備選模 式,從而提高了混合動(dòng)力系統(tǒng)在零部件發(fā)生損壞的時(shí)候的模式選擇能力和系統(tǒng)的可靠性, 即使部分部件發(fā)生損壞,仍然不會(huì)明顯的降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。例如:
[0170] 如果中鎖止離合器發(fā)生損壞,那么可以選用b5模式,鎖住后行星排和前齒圈,實(shí) 現(xiàn)停車狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)對(duì)第一電機(jī)的充電;如果第一電機(jī)發(fā)生損壞,仍可以通過(guò)h3模式來(lái)實(shí) 現(xiàn)在停車狀態(tài)下的充電,也可以通過(guò)e3、e4模式來(lái)實(shí)現(xiàn)行車狀態(tài)下的充電;如果第二電機(jī) 發(fā)生損壞,無(wú)法實(shí)現(xiàn)d2、d3模式,但可以通過(guò)hi、h2模式中的第一電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài),來(lái)實(shí) 現(xiàn)并聯(lián)式混合動(dòng)力工況。所以,除了幾乎使用了所有能量轉(zhuǎn)化裝置的模式一一諸如d4、d5 這樣的所有可能的動(dòng)力源都作為輸入的模式和串聯(lián)式混合動(dòng)力模式,以及只能由第二電機(jī) 完成的模式一一純電動(dòng)模式之外,所有的常用模式,都有針對(duì)零部件損壞的備選模式。所 以,即使某些部件發(fā)生故障,無(wú)法正常工作,那么也不會(huì)導(dǎo)致混合動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)某些基 本功能,提高了系統(tǒng)針對(duì)部件故障的應(yīng)對(duì)能力。
[0171] 本實(shí)用新型的一種具有上述混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛,如圖26所示,混合動(dòng) 力車輛的內(nèi)燃機(jī)為汽油機(jī),使用了圖1~圖25所示的混合動(dòng)力系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)1,由前太 陽(yáng)輪15、前行星架14和前齒圈6構(gòu)成的前行星排,由后太陽(yáng)輪12、后行星架13和后齒圈7 構(gòu)成的后行星排,前行星排的前齒圈6連接第一電機(jī)2,后行星排的后太陽(yáng)輪12連接第二電 機(jī)10,所述內(nèi)燃機(jī)1的輸出端與前行星排的前太陽(yáng)輪15連接,其特征在于,所述前行星排的 前行星架14與后行星排的后行星架13連接,所述后行星排的后齒圈7通過(guò)外齒輪傳動(dòng)裝 置18與系統(tǒng)輸出軸11連接,所述的系統(tǒng)輸出軸11連接混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)橋17,所述的 前齒圈6連接有對(duì)前齒圈6進(jìn)行鎖止或釋放的前鎖止離合器3,前行星架14連接有對(duì)前行 星架14鎖止或釋放的中鎖止離合器16,所述的后太陽(yáng)輪12連接有對(duì)后太陽(yáng)輪12進(jìn)行鎖止 或釋放的后鎖止離合器8,所述后太陽(yáng)輪12與后行星架13之間設(shè)有模式離合器9。
[0172] 下面結(jié)合實(shí)施例中所述的各種模式,介紹一下該車輛的運(yùn)行方式:
[0173] 首先,在車輛運(yùn)行之前的熱車狀態(tài)的時(shí)候,就可以采用bl充電模式,中鎖止離合 器鎖止,內(nèi)燃機(jī)在熱車的時(shí)候旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量,可以通過(guò)第一電機(jī)補(bǔ)充給動(dòng)力電源。
[0174] 然后車輛啟動(dòng),可以選擇使用a2低車速純電動(dòng)模式,因?yàn)樯婕皢?dòng)過(guò)程,所以轉(zhuǎn) 矩稍大,由