專利名稱：一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，特別涉及具有內(nèi)燃機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)并能進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在節(jié)能和環(huán)保成為汽車行業(yè)發(fā)展主題的今天，混合動(dòng)力汽車已經(jīng)成為各國(guó)汽車廠商重點(diǎn)研究的對(duì)象?；旌蟿?dòng)力汽車(Hybrid Electrical Vehicle,簡(jiǎn)稱HEV)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源一熱動(dòng)力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生)與電動(dòng)力源(動(dòng)力電池與電動(dòng)機(jī))的汽車?；旌蟿?dòng)力汽車不需要外接充電，是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ吹碾妱?dòng)汽車，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)、制動(dòng)能量回收、低速純電動(dòng)行駛、行車發(fā)電、行車助力以及發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)等混合動(dòng)力功能，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況靈活調(diào)控，保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。與混合動(dòng)力汽車相比，純電動(dòng)汽車(Battery Electric vehicle,簡(jiǎn)稱BEV)完全依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，其能量源來(lái)自電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了零排放，能效高，噪音小。但是受目前動(dòng)力電池技術(shù)水平限制，其能量密度還不能滿足車用需求，整車?yán)m(xù)駛里程有限，不能滿足用戶日常使用要求。為了延長(zhǎng)純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，人們?cè)陔妱?dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)中增加了一個(gè)高效率內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)動(dòng)力電池電壓降低時(shí)，它可以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，以此達(dá)到延長(zhǎng)續(xù)駛里程的目的。這類電動(dòng)車被稱為增程式電動(dòng)汽車(Range-extended Electric Vehicle,簡(jiǎn)稱REEV)。根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目前存在的增程式電動(dòng)汽車可以分為串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車和混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車。串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車在成本增加(與傳統(tǒng)車比較)方面優(yōu)勢(shì)較大，在電量保持階段下動(dòng)力性很難滿足車輛性能要求，高速行駛?cè)加徒?jīng)濟(jì)性也較差?；炻?lián)增程式電動(dòng)汽車在電量保持階段下動(dòng)力性和油耗均優(yōu)于串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車，但動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜、成本較聞;( I)由于傳統(tǒng)車(或混合動(dòng)力汽車)的內(nèi)燃機(jī)需要工作在低速擋以滿足加速需求，其負(fù)荷率低且負(fù)荷與轉(zhuǎn)速變化快，影響整車經(jīng)濟(jì)性；(2)在現(xiàn)有的混合動(dòng)力構(gòu)型中，電機(jī)主要用來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的工作區(qū)域，從而使內(nèi)燃機(jī)盡量在最優(yōu)經(jīng)濟(jì)區(qū)間工作，驅(qū)動(dòng)車輛需要的動(dòng)力還是主要由內(nèi)燃機(jī)提供，因此內(nèi)燃機(jī)的功率很大，影響整車經(jīng)濟(jì)性和排放性；(3)在現(xiàn)有的混合動(dòng)力構(gòu)型中,第一電動(dòng)機(jī)形式一般有兩種，BSG (Belt StarterGenerator)和ISG (Integrated Starter Generator),它們通常與內(nèi)燃機(jī)直接相連，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)會(huì)一直帶動(dòng)它們轉(zhuǎn)動(dòng)，這不僅會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦損失，還會(huì)產(chǎn)生電磁損失，影響整車經(jīng)濟(jì)性；(4)雖然純電動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)零耗油量和零排放，但是由于動(dòng)力電池的體積和能量密度的限制，其續(xù)駛里程非常有限；[0010](5)串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車，在增程模式下，存在能量二次轉(zhuǎn)換損失，影響整車經(jīng)濟(jì)性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其采用一個(gè)小功率等級(jí)的內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)大功率等級(jí)的第二電動(dòng)機(jī)，在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)防止帶動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，減少了第一電動(dòng)機(jī)的摩擦損失與電磁損失；通過(guò)兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)為第二電動(dòng)機(jī)提供兩擋傳動(dòng)比，整車動(dòng)力性需求由第二電動(dòng)機(jī)滿足，降低了內(nèi)燃機(jī)的功率，提高了內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷率，改善了整車經(jīng)濟(jì)性和排放性。在動(dòng)力電池電量不足時(shí)，低速時(shí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輛，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)給動(dòng)力電池充電，維持電量平衡；高速時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輛，能量傳遞效率高，在保證整車動(dòng)力性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延長(zhǎng)了車輛的續(xù)駛里程。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，由內(nèi)燃機(jī)、第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、兩個(gè)雙離合傳動(dòng)裝置和兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)組成，其中第二雙離合傳動(dòng)裝置可以用來(lái)?yè)Q擋；其特征在于內(nèi)燃機(jī)的曲軸與第一雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第一離合器通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第二離合器與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，通過(guò)控制第二雙離合傳動(dòng)裝置兩個(gè)離合器的分離或者結(jié)合，分別控制兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)擋位。所述的第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，當(dāng)?shù)诙p離合傳動(dòng)裝置的第一離合器結(jié)合，第二離合器分離，動(dòng)力通過(guò)第一變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出，第一變速齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比等于I即二擋；當(dāng)?shù)诙p離合傳動(dòng)裝置的第一離合器分離，第二離合器結(jié)合，動(dòng)力通過(guò)第二變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出，第二變速齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比大于I即一擋。所述的第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞，第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器分離，內(nèi)燃機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間動(dòng)力傳遞斷開；第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞，第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器分離，內(nèi)燃機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞斷開。所述的內(nèi)燃機(jī)、第一雙離合傳動(dòng)裝置和第一電動(dòng)機(jī)可以取消，動(dòng)力系統(tǒng)一直在純電動(dòng)模式下工作，即為一種純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。本實(shí)用新型的積極效果在于采用兩擋變速器，為第二電動(dòng)機(jī)提供兩個(gè)傳動(dòng)比，降低車輛對(duì)第二電動(dòng)機(jī)扭矩需求，減小第二電動(dòng)機(jī)體積；第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、兩擋變速器集成化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)的輕量化；相比同級(jí)別混合動(dòng)力汽車，內(nèi)燃機(jī)功率小，提高了車輛行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷率；第一雙離合傳動(dòng)裝置的第二離合器分離時(shí)，防止內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，減少了第一電動(dòng)機(jī)的摩擦損失和電磁損失，從而提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性；取消第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，可降低整車成本。車輛低速行駛時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)可以是純電動(dòng)或串聯(lián)模式工作；車輛高速行駛時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)可以是純電動(dòng)模式工作，也可結(jié)合第一雙離合傳動(dòng)裝置的第一離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)參與車輛驅(qū)動(dòng)，此時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞效率高，在保證整車動(dòng)力性的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步延長(zhǎng)車輛的續(xù)駛里程?；诒緦?shí)用新型的動(dòng)力系統(tǒng)，可以取消內(nèi)燃機(jī)、第一雙離合傳動(dòng)裝置和第一電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)一直在純電動(dòng)模式下工作，本實(shí)用新型演變?yōu)橐环N純電 動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)增程式電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)共平臺(tái)。

圖1所示為增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為動(dòng)力系統(tǒng)的兩種工作階段，其中SOC為動(dòng)力電池的荷電狀態(tài)，SOC高，說(shuō)明動(dòng)力電池電量充足；SOC低，說(shuō)明動(dòng)力電池電量不足。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如圖1所示，一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，由內(nèi)燃機(jī)1，第一雙離合傳動(dòng)裝置殼體2，第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器3,第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器4,第二變速齒輪機(jī)構(gòu)5,第一變速齒輪機(jī)構(gòu)6，第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體7，第二雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器8，第二雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器9，第二電動(dòng)機(jī)定子10，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11，傳動(dòng)軸12，第二變速齒輪機(jī)構(gòu)13,第一變速齒輪機(jī)構(gòu)14,動(dòng)力輸出齒輪15,動(dòng)力輸出齒輪16,第一電動(dòng)機(jī)定子17,第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子18組成。其特征在于內(nèi)燃機(jī)I的曲軸與第一雙離合傳動(dòng)裝置殼體2連接。第一雙離合傳動(dòng)裝置的第一離合器3通過(guò)傳動(dòng)軸12與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體7連接。第一雙離合傳動(dòng)裝置的第二離合器9與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子18連接。第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體7連接。第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器4結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)I與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子18之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞。第二離合器4分離，內(nèi)燃機(jī)I與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子18之間動(dòng)力傳遞斷開。第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器3結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)I與第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞。第一離合器3分離，內(nèi)燃機(jī)I與第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11之間動(dòng)力傳遞斷開。第二雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器8結(jié)合，第二離合器9分離，動(dòng)力通過(guò)第一變速齒輪機(jī)構(gòu)6輸出，為第二電動(dòng)機(jī)提供等于I的傳動(dòng)比即二擋。第二雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器9結(jié)合，第一離合器8分離，動(dòng)力通過(guò)第二變速齒輪機(jī)構(gòu)5輸出，為第二電動(dòng)機(jī)提供大于I的傳動(dòng)比即一擋。如圖2所示,根據(jù)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)(S0C),動(dòng)力系統(tǒng)有兩個(gè)工作階段電量消耗(CD)階段和電量維持(CS)階段。當(dāng)動(dòng)力電池電量充足時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)工作在CD階段，當(dāng)動(dòng)力電池電量降低到一定程度時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)入到CS階段。在CD階段下動(dòng)力系統(tǒng)有以下幾種工作模式低速純電動(dòng)模式、高速純電動(dòng)模式、高速內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式和高速聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式。在CS階段下動(dòng)力系統(tǒng)有以下幾種工作模式低速串聯(lián)模式、高速行車發(fā)電模式、高速內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式和高速聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式。如下表所示
權(quán)利要求1.一種米用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，由內(nèi)燃機(jī)、第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、兩個(gè)雙離合傳動(dòng)裝置和兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)組成，其中第二雙離合傳動(dòng)裝置可以用來(lái)?yè)Q擋；其特征在于內(nèi)燃機(jī)的曲軸與第一雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第一離合器通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第二離合器與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，通過(guò)控制第二雙離合傳動(dòng)裝置兩個(gè)離合器的分離或者結(jié)合，分別控制兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)擋位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，當(dāng)?shù)诙p離合傳動(dòng)裝置的第一離合器結(jié)合，第二離合器分離，動(dòng)力通過(guò)第一變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出，第一變速齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比等于I即二擋；當(dāng)?shù)诙p離合傳動(dòng)裝置的第一離合器分離，第二離合器結(jié)合，動(dòng)力通過(guò)第二變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出，第二變速齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比大于I即一擋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞，第一雙離合傳動(dòng)裝置第一離合器分離，內(nèi)燃機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間動(dòng)力傳遞斷開；第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器結(jié)合，內(nèi)燃機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞，第一雙離合傳動(dòng)裝置第二離合器分離，內(nèi)燃機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力傳遞斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)燃機(jī)、第一雙離合傳動(dòng)裝置和第一電動(dòng)機(jī)可以取消，動(dòng)力系統(tǒng)一直在純電動(dòng)模式下工作，即為一種純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用雙離合兩擋變速器的增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)燃機(jī)的曲軸與第一雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第一離合器通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，第一雙離合傳動(dòng)裝置的第二離合器與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)傳動(dòng)軸與第二雙離合傳動(dòng)裝置殼體連接，通過(guò)控制第二雙離合傳動(dòng)裝置兩個(gè)離合器的分離或者結(jié)合，分別控制兩套變速齒輪機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)擋位。低速行駛時(shí)主要由第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，避免發(fā)動(dòng)機(jī)低速、低負(fù)荷工作，改善了整車經(jīng)濟(jì)性和排放性；高速行駛時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)工作驅(qū)動(dòng)車輛，能量傳遞效率高，在保證整車動(dòng)力性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延長(zhǎng)了車輛的續(xù)駛里程。
文檔編號(hào)B60K6/38GK202896270SQ20122047566
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者李駿, 劉明輝, 楊興旺, 趙子亮, 李元, 劉建康, 韋昌宏 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車股份有限公司