專利名稱：混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界人類面臨著能源匱乏和環(huán)境惡化兩大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)汽車日益受到 石油危機(jī)的嚴(yán)重困擾，節(jié)能環(huán)保逐漸成為汽車行業(yè)的發(fā)展主題。近年來，具 有兩種不同動(dòng)力源、實(shí)現(xiàn)降低油耗和排放的混合動(dòng)力汽車，得到了開發(fā)應(yīng)用，
并投入商業(yè)生產(chǎn)推向市場。目前量產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車有豐田Prius、豐田 Crown、本田Insight、本田Civic等等，不一而足。已知的混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)，根據(jù)其機(jī)電耦合特征大致可分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種結(jié)構(gòu)形式。
串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用 串聯(lián)的方式組成動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸 送到電池或電機(jī)，由電機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電機(jī)。當(dāng)車輛處啟動(dòng)、加 速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)-電機(jī)組和電池組共同向電機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車 處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則 由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低 速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池 和電機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工 況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量兒經(jīng) 轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。
并聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)分屬兩套系 統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 提供動(dòng)力， 一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。 電機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)一發(fā)電機(jī)組。由于沒 有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更接近 傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多。
混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電 機(jī)和電機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā) 動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主 的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制 方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
CN 2640812 Y公開了一種汽車用電機(jī)一發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包
括發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和動(dòng)力合成裝置，該動(dòng)力合成裝置為汽車通用驅(qū) 動(dòng)橋差速器，該差速器的兩個(gè)半軸分別與發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接，差 速器的機(jī)殼與動(dòng)力輸出軸相連接。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力混合后通過差 速器的機(jī)殼輸出給動(dòng)力輸出軸，驅(qū)動(dòng)車輛行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸還通過齒輪 機(jī)構(gòu)連接到發(fā)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。該驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)具有串連式和并聯(lián)式 的特點(diǎn)，但是事實(shí)上只能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)式動(dòng)力輸出，功能單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng) 濟(jì)性，并且結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并且還能實(shí)現(xiàn)車輛的多種驅(qū)動(dòng)模式。
本發(fā)明提供的混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、差速器 機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置和電源，其中，電源連接在發(fā)電機(jī)和電機(jī)之間，差速器機(jī)構(gòu)
的行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接，差速器機(jī)構(gòu)的左半軸齒輪與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子
連接，差速器機(jī)構(gòu)的右半軸齒輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)裝置連接。
在發(fā)動(dòng)機(jī)工作驅(qū)動(dòng)車輛行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸傳遞到 差速器機(jī)構(gòu)的行星架，然后-- 部分動(dòng)力通過左半軸齒輪傳遞給發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子 以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，另一部分動(dòng)力通過右半軸齒輪傳遞到傳動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)車 輛行駛。通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使發(fā) 動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)，以最大程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
此外，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能可以儲(chǔ)存到電源中，并由電源向電機(jī)供應(yīng)電能， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)向傳動(dòng)裝置傳遞動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)車輛行駛，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)并聯(lián) 式驅(qū)動(dòng)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一種典型實(shí)施方式的混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意性結(jié) 構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖1所示，本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī) 1、發(fā)電機(jī)2、電機(jī)3、差速器機(jī)構(gòu)4、傳動(dòng)裝置5和電源6，其特征在于
電源6連接在發(fā)電機(jī)2和電機(jī)3之間，差速器機(jī)構(gòu)4的行星架43與發(fā)動(dòng)機(jī)1 的輸出軸11連接，差速器機(jī)構(gòu)4的左半軸齒輪41與發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子連接， 差速器機(jī)構(gòu)4的右半軸齒輪42與電機(jī)3的轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)裝置6連接。
差速器機(jī)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中通常用在汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)上，在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)允 許左右車輪以不同速度旋轉(zhuǎn)。差速器機(jī)構(gòu)通常包括左半軸齒輪、右半軸齒輪 和行星架。來自傳動(dòng)軸的動(dòng)力通過行星架輸入，并通過左右半軸齒輪分別傳 遞到左右半軸以及左右驅(qū)動(dòng)輪。
在本發(fā)明中，巧妙地使用了差速器機(jī)構(gòu)4來將發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出動(dòng)力分配傳遞給傳動(dòng)裝置5和發(fā)電機(jī)2，從而通過對(duì)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)， 可以相應(yīng)地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)l的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之工作在最佳狀態(tài)，最大程 度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)l的燃油經(jīng)濟(jì)性。并且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且 成本低廉。
傳動(dòng)裝置5通常包括車輛的傳動(dòng)軸、減速器、差速器、半軸以及驅(qū)動(dòng)車 輪等。根據(jù)需要，還可以在傳動(dòng)裝置5中設(shè)置變速器，以便在車輛行駛時(shí)， 尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下通過變速器實(shí)現(xiàn)車輛的變速行駛。在本發(fā)明中， 來自發(fā)動(dòng)機(jī)1或電機(jī)3的動(dòng)力通過傳動(dòng)裝置5最終傳遞到車輪8，以驅(qū)動(dòng)車 輛行駛。
在發(fā)動(dòng)機(jī)1工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力首先通過發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸11傳遞到 差速器機(jī)構(gòu)4的行星架43，然后該動(dòng)力在差速器機(jī)構(gòu)4中的左半軸齒輪41 和右半軸齒輪42之間分配，分別傳遞給發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電以及傳遞給傳動(dòng) 裝置5以驅(qū)動(dòng)車輛行駛。發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電能可以儲(chǔ)存到電源6中。在這種 情況下，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)l的輸出 功率，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)1保持在最佳工作狀態(tài)，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃油經(jīng)濟(jì)性。
在需要增加行車功率時(shí)，例如在車輛加速或者爬坡時(shí)，可以同時(shí)啟動(dòng)電 機(jī)3向傳動(dòng)裝置5輸出動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)。此時(shí)， 電機(jī)3由電源6供應(yīng)電能。
在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，還可以在差速器機(jī)構(gòu)4的右半軸齒輪42與傳 動(dòng)裝置6之間設(shè)置離合器7。為了控制方便，該離合器7優(yōu)選采用現(xiàn)有技術(shù) 中的電控離合器。通過控制該離合器7的接合或者分離，可以控制右半軸齒 輪42與傳動(dòng)裝置5之間的動(dòng)力傳遞或者斷開。這對(duì)于電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行 駛以及電機(jī)作為發(fā)電機(jī)回收車輛動(dòng)能的情況是非常有用的。下面對(duì)這兩種情 況進(jìn)行說明。
在車輛低速行駛，或者需要頻繁啟動(dòng)和停車時(shí)，為了節(jié)約能源，優(yōu)選由
電機(jī)3驅(qū)動(dòng)車輛行駛。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)l停止工作，離合器7為分離狀態(tài)，電
機(jī)3由電源6供應(yīng)電能，并將輸出動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)裝置5以驅(qū)動(dòng)車輛行駛，
實(shí)現(xiàn)車輛的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式。
在車輛減速或者制動(dòng)時(shí)，離合器7為分離狀態(tài)，電機(jī)3作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行 工作，車輛的慣性機(jī)械能通過傳動(dòng)裝置5傳遞到電機(jī)3的轉(zhuǎn)子，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3 發(fā)電并將電能儲(chǔ)存到電源6中。
本發(fā)明可以提供電子控制單元以及電源報(bào)警裝置等，電源報(bào)警裝置用于 在電源的電量不足以驅(qū)動(dòng)電機(jī)3工作時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。電子控制單元?jiǎng)t可 以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、車速等信息對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的調(diào)節(jié)目的。
權(quán)利要求
1. 一種混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、發(fā)電機(jī)(2)、電機(jī)(3)、差速器機(jī)構(gòu)(4)、傳動(dòng)裝置(5)和電源(6)，其特征在于電源(6)連接在發(fā)電機(jī)(2)和電機(jī)(3)之間，差速器機(jī)構(gòu)(4)的行星架(43)與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的輸出軸(11)連接，差速器機(jī)構(gòu)(4)的左半軸齒輪(41)與發(fā)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子連接，差速器機(jī)構(gòu)(4)的右半軸齒輪(42)與電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)裝置(6)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括連接在差速器機(jī) 構(gòu)(4)的右半軸齒輪(42)與傳動(dòng)裝置(6)之間的離合器(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述離合器(7)為電控離合器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、差速器機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置和電源，電源連接在發(fā)電機(jī)和電機(jī)之間，差速器機(jī)構(gòu)的行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接，差速器機(jī)構(gòu)的左半軸齒輪與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接，差速器機(jī)構(gòu)的右半軸齒輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)裝置連接。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到差速器機(jī)構(gòu)的行星架，然后一部分動(dòng)力通過左半軸齒輪傳遞給發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，另一部分動(dòng)力通過右半軸齒輪傳遞到傳動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)車輛行駛。通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)B60K6/445GK101204922SQ20061016747
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者毅 任, 傅景軍, 宋佑川, 張大東, 王傳福, 羅如忠, 羅紅斌, 偉 陳, 陳的揚(yáng) 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司