專利名稱：雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳 動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)燃油汽車排放所造成的空氣質(zhì)量日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，開發(fā) 低排放、低油耗的新能源汽車成為當(dāng)今汽車工業(yè)界的緊迫任務(wù)。由此人們越來越關(guān)注其他 燃料的汽車，包括燃料電池汽車(Fuel Cell Vehicle，簡稱FCV)、純電動(dòng)汽車(Electric Vehicle，簡稱EV)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV)。FCV目前 存在著成本、技術(shù)和氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問題，離產(chǎn)業(yè)化還有一段時(shí)間。EV雖然也是實(shí) 現(xiàn)汽車零排放的一大途徑，但是由于目前動(dòng)力電池技術(shù)上并未取得突破性的進(jìn)展，而且電 動(dòng)汽車依然存在在續(xù)駛里程短和充電時(shí)間長等問題。HEV雖然不能實(shí)現(xiàn)零排放，但針對以 上FCV、EV所存在的問題，HEV在目前環(huán)境更具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)已成為新型 汽車開發(fā)的熱點(diǎn)。已有的混合動(dòng)力汽車，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的工作連接方式不同，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分 為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種形式。串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力源，它們之間通過串聯(lián) 的方式組成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)總成，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給蓄電池或電動(dòng) 機(jī)，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，小負(fù)荷時(shí)由蓄電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，大負(fù)荷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，再 由發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)，而是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為動(dòng)電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī) 再將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能去驅(qū)動(dòng)車輛，經(jīng)過多次能量轉(zhuǎn)換，使能量損耗大，能量的利用率低。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為由電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系 統(tǒng)，依據(jù)不同的動(dòng)力需要，既可單獨(dú)又可一起向汽車提供扭矩，當(dāng)大負(fù)荷時(shí)如爬坡發(fā)動(dòng)機(jī)與 電動(dòng)機(jī)一起驅(qū)動(dòng)，低速小負(fù)荷時(shí)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，達(dá)到巡航速度時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，維持該速 度，電動(dòng)機(jī)既可作電動(dòng)機(jī)用又可作發(fā)電機(jī)用，由于發(fā)動(dòng)機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)，接近于傳統(tǒng)的汽車驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗和普通汽車差不多?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含了串聯(lián)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和并聯(lián)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力源 包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)，根據(jù)助力方式不同，又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電動(dòng)機(jī)為主兩種方 式，該結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在中國專利申請?zhí)枮?00920076497. χ,名稱為《一種混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)單元及其驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)》的專利文獻(xiàn)中公開了一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它的發(fā)動(dòng)機(jī)與集成啟動(dòng)發(fā)電機(jī)都通 過主離合器與主軸相連，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接連接在主軸上，主軸再通過第一離合器連接減速 裝置，減速裝置通過差速器驅(qū)動(dòng)車輪的連接驅(qū)動(dòng)方式。他雖然在一定程度上提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，卻有著能量回收效率較低，動(dòng)力性一般 等不足。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種能量回收效率高、動(dòng)力性能好的、發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性好的雙 離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)能量回收效率較低、動(dòng) 力性能不足的問題。以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的一種雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng) 系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的前離合器、通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)與前離合器相 連的后離合器、與后離合器相連的變速機(jī)構(gòu)、接收變速機(jī)構(gòu)的輸出軸的動(dòng)力并傳遞給車輪 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)上連接有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過電動(dòng)機(jī)控制裝置連接蓄電池。作為優(yōu)選，在所述前離合器與所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第一鎖定器，在所述電 動(dòng)機(jī)與所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)之間設(shè)有第二鎖定器。使各動(dòng)力源與動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)更好的斷開和 傳遞相應(yīng)的動(dòng)力。作為優(yōu)選，所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)為行星輪系，所述前離合器與行星輪系的太陽輪相 連，電動(dòng)機(jī)與行星輪系的齒圈相連，后離合器與行星輪系的行星架相連。作為優(yōu)選，所述前離合器為自動(dòng)離合器。前離合器為自動(dòng)離合器，由整車ECU控 制；后離合器為主離合器，由駕駛員控制。作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括接收變速機(jī)構(gòu)的輸出軸的動(dòng)力并傳給車輪的主減速 器?？砂凑招枰?，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以只設(shè)主減速器，也可以設(shè)置多級減速。作為優(yōu)選，所述電動(dòng)機(jī)為功率為45-60千瓦的電動(dòng)機(jī)?？蓾M足純電動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng) 模式下的動(dòng)力需求。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)，通過控制前離合器，可以避免車輛在純電動(dòng)模式運(yùn)行 時(shí)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少了能量損失；通過控制動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)可以取消發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速 工況，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效率區(qū)域，從而有效提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)了車輛動(dòng)力 性，并且實(shí)現(xiàn)了低速時(shí)污染物的零排放，可通過控制電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使前后離合器 主動(dòng)片與從動(dòng)片之間的轉(zhuǎn)速滑差極小，從而減少了前后離合器的磨損，延長其使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型處于電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)的示意圖。圖3為本實(shí)用新型處于發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)的示意圖。圖4為本實(shí)用新型處于發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的示意圖。圖5為本實(shí)用新型處于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且蓄電池充電狀態(tài)時(shí)的示意圖。圖6為本實(shí)用新型處于減速制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的示意圖。圖7為本實(shí)用新型處于停車充電狀態(tài)時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。參見圖1，一種雙離合式重 度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、前離合器2、蓄電池7、電動(dòng)機(jī)控制裝置8、電動(dòng)機(jī) 9、動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3、后離合器4、變速機(jī)構(gòu)5和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6，發(fā)動(dòng)機(jī)1為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)然用柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)也不影響本實(shí)用新型傳動(dòng)系統(tǒng)的效果，發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸連接在前離合器2的輸入盤上，前離合器2為自動(dòng)離合器，由整車E⑶控制，動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3為行星輪系，前離合器 2的輸出盤與行星輪系的太陽輪相連，行星輪系的齒圈與電動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)軸相連，電動(dòng)機(jī)的功 率為50千瓦，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)只需用功率為45-60千瓦的中功率電動(dòng)機(jī)即可，而不需 大功率的也能有效的驅(qū)動(dòng)車輛，行星輪系的行星架連接后離合器4的輸入盤，后離合器4為 本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主離合器，由駕駛員控制，電動(dòng)機(jī)9與蓄電池7通過電動(dòng)機(jī)控制裝置8進(jìn)行電 連接，電動(dòng)機(jī)控制裝置8是用來控制是由蓄電池7傳動(dòng)電能給發(fā)動(dòng)機(jī)9，還是由發(fā)動(dòng)機(jī)9對 蓄電池進(jìn)行充電的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換用的，此種裝置為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不詳細(xì)復(fù) 述，在前離合器2與行星輪系的太陽輪之間連接有第一鎖定器11，發(fā)動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)軸與行星輪 系的齒圈之間還連接有第二鎖定器12，后離合器4的輸出盤連接變速機(jī)構(gòu)5的輸入軸，本實(shí) 施例中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6為主減速器，變速機(jī)構(gòu)5的輸出軸連接主減速器，主減速器驅(qū)動(dòng)車輪10， 使車輛實(shí)現(xiàn)行駛功能。本實(shí)用新型的具體驅(qū)動(dòng)工作方式如下參見圖2，當(dāng)處于由電動(dòng)機(jī)9單獨(dú)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通常在汽車起步或低負(fù)荷時(shí)，利用 電動(dòng)機(jī)的低速大扭矩的特性使車輛起步，可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低效率和高排放的工作范 圍，發(fā)動(dòng)機(jī)1不工作，前離合器2斷開并且第一鎖定器11鎖止、第二鎖定器12開，后離合器 4合上，蓄電池7輸出電能，經(jīng)電動(dòng)機(jī)控制裝置8輸送到電動(dòng)機(jī)9，電動(dòng)機(jī)9工作，并將電能 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出至動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3 ；由動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3即行星輪系的行星架輸出機(jī)械能 給后離合器4 ；后離合器4傳遞機(jī)械能至變速機(jī)構(gòu)5和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6即主減速器，從而驅(qū)動(dòng)車 輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車行駛。參見圖3，當(dāng)處于發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通常在汽車高速穩(wěn)定行駛的工況下，或 者汽車行駛在郊外等對排放狀況要求不高的地區(qū)時(shí)會(huì)處于此狀態(tài)，開始時(shí)前離合器2結(jié) 合，后離合器4結(jié)合，第一鎖定器鎖止，第二鎖定器開，蓄電池7輸出電能，經(jīng)電動(dòng)機(jī)控制裝 置8輸送到電動(dòng)機(jī)9，發(fā)動(dòng)機(jī)9在將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出至動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3、由動(dòng)力耦合 機(jī)構(gòu)3即行星輪系的行星架輸出機(jī)械能給后離合器4、后離合器4傳遞機(jī)械能至變速機(jī)構(gòu)5 和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6即主減速器、從而驅(qū)動(dòng)車輪10轉(zhuǎn)動(dòng)、使汽車行駛的同時(shí)，還通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu) 3帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)，待發(fā)動(dòng)機(jī)1處于高效低排放工作區(qū)域時(shí)，電動(dòng)機(jī)9關(guān)閉，第二鎖定器 12鎖止，發(fā)動(dòng)機(jī)1的機(jī)械能由動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3即行星輪系的行星架輸出至后離合器4，后離 合器4傳遞機(jī)械能至變速機(jī)構(gòu)5和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6即主減速器，從而驅(qū)動(dòng)車輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車 行駛。參見圖4，當(dāng)處于發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通常在汽車在加速和爬坡時(shí)會(huì) 處于此狀態(tài)，前離合器2與后離合器4均處于結(jié)合狀態(tài)，第一鎖定器11與第二鎖定器12都 開，發(fā)動(dòng)機(jī)1工作，蓄電池7輸出電能，經(jīng)電動(dòng)機(jī)控制裝置8輸送到電動(dòng)機(jī)9，使電動(dòng)機(jī)9也 工作，發(fā)動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)9輸出的機(jī)械能一起通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3即行星輪系耦合后，經(jīng)行 星輪系的行星架輸出給后離合器4，后離合器4傳動(dòng)機(jī)械能給變速機(jī)構(gòu)5，經(jīng)變速機(jī)構(gòu)5變 速后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6即主減速器去驅(qū)動(dòng)車輪10，使汽車行駛。參見圖5，當(dāng)處于發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)且對蓄電池7充電狀態(tài)時(shí)，當(dāng)蓄電池7的荷電狀態(tài) SOC值較低或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1輸出功率大于車輛需求功率時(shí)會(huì)處于此狀態(tài)，第一鎖定器11和第 二鎖定器12都開，前離合器2和后離合器4都合上，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3經(jīng)變速 機(jī)構(gòu)5和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)車輪10時(shí)汽車行駛的同時(shí)、還通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)9，此時(shí)電動(dòng)機(jī)9處于發(fā)電工作狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)9通過電動(dòng)機(jī)控制裝置8對蓄電池7進(jìn)行充電。參見圖6，當(dāng)處于減速制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)車輛減速和制動(dòng)時(shí)會(huì)處于此狀態(tài)，第一鎖定 器11鎖止，第二鎖定器12開，前離合器2開，后離合器4合，車輪10產(chǎn)生的機(jī)械能經(jīng)由傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)6即主減速器6和變速機(jī)構(gòu)5傳輸?shù)絼?dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3即行星輪系的行星架，行星架 對齒圈進(jìn)行反拖，一方面可以實(shí)現(xiàn)使車輛減速，同時(shí)齒圈帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)9以發(fā)電狀態(tài)工作，通 過電動(dòng)機(jī)控制裝置8對蓄電池7進(jìn)行充電，以回收部分制動(dòng)能量，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。參見圖7，當(dāng)處于停車充電狀態(tài)時(shí)，第一鎖定器11和第二鎖定器12都開，前離合器 2結(jié)合，后離合器4分離，發(fā)動(dòng)機(jī)1工作，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)9 以發(fā)電狀態(tài)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)通過電動(dòng)機(jī)控制裝置8對蓄電池7進(jìn)行充電。
權(quán)利要求1.一種雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī) (1)、與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)相連的前離合器(2)、通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)與前離合器(2)相連的后離 合器(4)、與后離合器(4)相連的變速機(jī)構(gòu)(5)、接收變速機(jī)構(gòu)(5)的輸出軸的動(dòng)力并傳遞給 車輪(10)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)上連接有電動(dòng)機(jī)(9)，電動(dòng)機(jī)(9)通過電 動(dòng)機(jī)控制裝置(8 )連接蓄電池(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所 述前離合器(2)與所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)之間設(shè)有第一鎖定器(11)，在所述電動(dòng)機(jī)(9)與 所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)之間設(shè)有第二鎖定器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng) 力耦合機(jī)構(gòu)(3)為行星輪系，所述前離合器(2)與行星輪系的太陽輪相連，電動(dòng)機(jī)(9)與行 星輪系的齒圈相連，后離合器(4)與行星輪系的行星架相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述前 尚合器為自動(dòng)尚合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)包括接收變速機(jī)構(gòu)(5)的輸出軸的動(dòng)力并傳給車輪的主減速器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 前離合器為自動(dòng)離合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)包括接收變速機(jī)構(gòu)(5)的輸出軸的動(dòng)力并傳給車輪的主減速器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)包括接收變速機(jī)構(gòu)(5)的輸出軸的動(dòng)力并傳給車輪的主減速器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 電動(dòng)機(jī)(9)為功率為45-60千瓦的電動(dòng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)。一種雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)相連的前離合器(2)、通過動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)與前離合器(2)相連的后離合器(4)、與后離合器(4)相連的變速機(jī)構(gòu)(5)、接收變速機(jī)構(gòu)(5)的輸出軸的動(dòng)力并傳遞給車輪(10)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，所述動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)(3)上連接有電動(dòng)機(jī)(9)，電動(dòng)機(jī)(9)通過電動(dòng)機(jī)控制裝置(8)連接蓄電池(7)。本實(shí)用新型提供了一種能量回收效率高、動(dòng)力性能好的、發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性好的雙離合式重度混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60K6/36GK201895565SQ201020589739
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者俞學(xué)良, 李書福, 楊健, 王亞輝 申請人:成都高原汽車工業(yè)有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司