專(zhuān)利名稱(chēng)：城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車(chē)輛傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的車(chē)輛設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)設(shè)置更多的檔位數(shù)目來(lái)保證足夠的動(dòng)力性與良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。而對(duì)于采用混合動(dòng)力的車(chē)輛，同時(shí)采用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，通過(guò)儲(chǔ)能裝置(動(dòng)力電池組等)和控制系統(tǒng)使兩種動(dòng)力裝置協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)最佳能量分配，達(dá)到低能耗和低排放性能，特別是在交通擁擠的城市路段，節(jié)油率可以大大提聞。相比與小功率轎車(chē)混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，城市公交車(chē)輛通常需要采用更大功率的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，如何在保證城市公交車(chē)輛動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的情況下，降低發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率需求，減低成本，是混合動(dòng)力公交車(chē)輛需要解決的技術(shù)問(wèn)題。雙轉(zhuǎn)子電機(jī)將傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)集成在一個(gè)電機(jī)，分為內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)，大大降低了空間需求，提高了功率密度。采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，使車(chē)輛獲得最佳的動(dòng)力性能及燃油經(jīng)濟(jì)性能，在動(dòng)力電池組配合下，可實(shí)現(xiàn)多運(yùn)行模式，如電動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式、制動(dòng)能量回收模式、對(duì)外供電模式、電池輔助加速模式等。相對(duì)于小轎車(chē)，城市公交車(chē)輛需要更寬的傳動(dòng)比范圍，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)和高速行駛模式。發(fā)動(dòng)機(jī)加雙轉(zhuǎn)子電機(jī)直接輸出的混合動(dòng)力傳動(dòng)在一定電機(jī)功率的前提下，所能實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比調(diào)節(jié)范圍難以滿足城市公交車(chē)的要求。傳動(dòng)的解決途徑:一方面提高電機(jī)的功率等級(jí)，這會(huì)帶來(lái)大體積重量及成本；另一方面，保持電機(jī)功率等級(jí)不變，通過(guò)串聯(lián)變速箱增加擋位，擴(kuò)大傳動(dòng)比范圍，但雙轉(zhuǎn)子電機(jī)還需要傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的全部功率和轉(zhuǎn)矩，需要大功率雙轉(zhuǎn)子電機(jī)部件
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種適用于20噸級(jí)城市公交車(chē)輛用的多運(yùn)行模式的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，滿足城市公交車(chē)對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)輸出大轉(zhuǎn)矩和寬變速范圍的要求，改善公交車(chē)起步、牽引、加速性能，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，提高動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，它包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、離合器、功率分流排、功率匯流排、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、第三制動(dòng)器、輸出軸、輸入軸、儲(chǔ)能裝置和綜合控制器；發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳遞至輸入軸；功率分流排包括:雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K1、單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2、行星架A和齒圈、長(zhǎng)行星輪和短行星輪；雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl與單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2共用行星架A和齒圈；短行星輪、長(zhǎng)行星輪安裝于行星架A，短行星輪與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A嚙合，長(zhǎng)行星輪同時(shí)與短行星輪、齒圈、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A以及單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B嚙合；
功率匯流排K3包括:行星架C、齒圈C、行星輪和太陽(yáng)輪C ;行星輪安裝于行星架C上，并與齒圈C、太陽(yáng)輪C嚙合；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)為永磁同步式，可作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)使用，它包括:內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子與定子；內(nèi)轉(zhuǎn)子與定子組成內(nèi)電機(jī)，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子組成外電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A相連，外轉(zhuǎn)子與功率匯流排K3的太陽(yáng)輪C相連；內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子通過(guò)導(dǎo)線與綜合控制器相連，綜合控制器通過(guò)導(dǎo)線與儲(chǔ)能裝置相連；綜合控制器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、第三制動(dòng)器和離合器進(jìn)行控制；輸入軸連接功率分流排的齒圈，齒圈通過(guò)離合器將動(dòng)力傳遞至輸出軸，輸出軸與功率匯流排K3的行星架C相連；第一制動(dòng)器制動(dòng)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B，第二制動(dòng)器制動(dòng)雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A，第三制動(dòng)器制動(dòng)功率匯流排K3的齒圈。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)復(fù)合傳動(dòng)功率分流的原理，通過(guò)機(jī)械功率和電機(jī)功率共同傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從而減小電機(jī)的功率等級(jí)；(I)采用行星輪系作為功率分流機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出值行星輪系的某一構(gòu)件，行星輪系將扭矩按固定比例，一部分直接輸出，另一部分分配給雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)電機(jī)，內(nèi)電機(jī)發(fā)電，外電機(jī)將輸入的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，利用功率匯流排與輸出軸轉(zhuǎn)矩疊加后輸出。通過(guò)合理的匹配設(shè)計(jì)，可以減小雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)、外電機(jī)所承受的轉(zhuǎn)矩，即有利于減小電機(jī)的尺寸；(2)利用綜合控制器對(duì)制動(dòng)器、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)控制，可以實(shí)現(xiàn)多種模式，可以充分利用電傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)利用內(nèi)電機(jī)反拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，省略了發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)；(3)在起步、中低速工況下，采用了行星輪系和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)分流傳動(dòng)，功率分成兩路傳遞，降低了雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩的需求，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)傳動(dòng)的功能，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性；相比與傳統(tǒng)液力機(jī)械有級(jí)傳動(dòng)裝置，降低了換擋次數(shù)，提高了乘車(chē)舒適性。另外通過(guò)分流傳動(dòng)，機(jī)械傳遞一部分功率，較液力機(jī)械傳動(dòng)提高了傳動(dòng)裝置的低速時(shí)傳動(dòng)效率。頻繁減速和制動(dòng)時(shí)，可利用外電機(jī)起到緩速和制動(dòng)能力回收的作用；(4)高速行駛工況采用三個(gè)固定速比，滿足高速工況高效傳動(dòng)的需求，并可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)只在換擋過(guò)程中發(fā)揮作用。倒車(chē)可以利用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)外電機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也簡(jiǎn)化了變速結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；(5)輸入軸、輸出軸、電機(jī)、離合器、制動(dòng)器及行星排都可以同軸布置，節(jié)省空間，提高功率密度。


圖1是本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的示意圖；圖2是第三制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖3是第一制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)電機(jī)反拖起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)功能的示意圖；圖4是起步或中低速運(yùn)行時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)電機(jī)發(fā)電、發(fā)動(dòng)機(jī)與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式的示意圖5是第一制動(dòng)器制動(dòng)或第二制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)固定檔1、固定檔3的純機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖6是離合器接合時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)固定檔2的純機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖7是第一制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)駐車(chē)發(fā)電模式；圖8是第三制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于減速制動(dòng)發(fā)電模式；圖9是第三制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，用于實(shí)現(xiàn)倒車(chē)模式；其中，1-發(fā)動(dòng)機(jī)、2-聯(lián)軸器、3-離合器、5-第一制動(dòng)器、6-第二制動(dòng)器、7_雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、8-齒圈C、9-行星輪、10-行星架C、11-輸出軸、12-太陽(yáng)輪C、13-第三制動(dòng)器、14-內(nèi)轉(zhuǎn)子、15-外轉(zhuǎn)子、16-定子、17-太陽(yáng)輪B、18-長(zhǎng)行星輪、19-齒圈、20-行星架A、21_短行星輪、22-太陽(yáng)輪A、23-輸入軸、24-儲(chǔ)能裝置、27-綜合控制器。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖1、一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，它包括:發(fā)動(dòng)機(jī)1、聯(lián)軸器2、離合器3、功率分流排、功率匯流排、第一制動(dòng)器5、第二制動(dòng)器6、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7、第三制動(dòng)器13、輸出軸11、輸入軸23、儲(chǔ)能裝置24和綜合控制器27 ；發(fā)動(dòng)機(jī)I為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)聯(lián)軸器2，將動(dòng)力傳遞至輸入軸23 ；功率分流排包括:雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K1、單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2、行星架A20和齒圈19、長(zhǎng)行星輪18和短行星輪21 ;雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl與單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2共用行星架A20和齒圈19 ;短行星輪21、長(zhǎng)行星輪18安裝于行星架A20，短行星輪21與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22嚙合，長(zhǎng)行星輪18同時(shí)與短行星輪21、齒圈19、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22以及單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B17嚙合；功率匯流排K3包括:行星架C10、齒圈C8、行星輪9和太陽(yáng)輪C12 ;行星輪9安裝于行星架ClO上，并與齒圈C8、太陽(yáng)輪C12嚙合；雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7為永磁同步式，可作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)使用，它包括:內(nèi)轉(zhuǎn)子14、夕卜轉(zhuǎn)子15與定子16 ;內(nèi)轉(zhuǎn)子14與外轉(zhuǎn)子15組成內(nèi)電機(jī),外轉(zhuǎn)子15與定子16組成外電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子14與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22相連，外轉(zhuǎn)子15與功率匯流排K3的太陽(yáng)輪C12相連；內(nèi)轉(zhuǎn)子14、定子16通過(guò)導(dǎo)線與綜合控制器27相連，綜合控制器27通過(guò)導(dǎo)線與儲(chǔ)能裝置24相連；綜合控制器27對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1、第一制動(dòng)器5、第二制動(dòng)器6、第三制動(dòng)器13和離合器3進(jìn)行控制；第一制動(dòng)器5、第二制動(dòng)器6、第三制動(dòng)器13為濕式多片制動(dòng)器，所述的離合器3為濕式多片離合器。輸入軸23連接功率分流排的齒圈19，齒圈19通過(guò)離合器3將動(dòng)力傳遞至輸出軸11，輸出軸11與功率匯流排K3的行星架ClO相連；第一制動(dòng)器5制動(dòng)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B17，第二制動(dòng)器6制動(dòng)雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22，第三制動(dòng)器13制動(dòng)功率匯流排K3的齒圈8。圖2至圖9為功率匯流排K3通過(guò)不同的控制與操作來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的工作模式和功能，以及每種工作模式下功率流的示意圖。圖2所示為 純電動(dòng)模式，當(dāng)用于起步或30km/h以下的低速行使工況時(shí)，主要考慮到在低速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較低，燃油經(jīng)濟(jì)性較低，利用外電機(jī)吸收儲(chǔ)能裝置24的電功率單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；所述綜合控制器27啟動(dòng)純電動(dòng)模式，即第三制動(dòng)器13制動(dòng)，外電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，儲(chǔ)能裝置24中的能量由外電機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，經(jīng)過(guò)功率匯流機(jī)構(gòu)K3后由輸出軸11輸出。圖3所示為內(nèi)電機(jī)起動(dòng)機(jī)模式,需要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I時(shí)，所述綜合控制器27啟動(dòng)內(nèi)電機(jī)起動(dòng)機(jī)模式，即第一制動(dòng)器5制動(dòng),通過(guò)控制內(nèi)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子14反轉(zhuǎn)來(lái)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I起動(dòng)，內(nèi)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)吸收儲(chǔ)能裝置24中的能量。圖4所示為混合驅(qū)動(dòng)模式，用于起步或0_40km/h以下的中低速行使工況時(shí)，所述綜合控制器27啟動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)模式，即第一制動(dòng)器5與第三制動(dòng)器13聯(lián)合制動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)I發(fā)出的機(jī)械功率通過(guò)分流機(jī)構(gòu)分流，一部分通過(guò)分流機(jī)構(gòu)齒圈19、長(zhǎng)行星輪18、行星架20傳遞到輸出軸11 ;另一部分通過(guò)分流機(jī)構(gòu)齒圈19、長(zhǎng)行星輪18、短行星輪21、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22傳遞到雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子14,驅(qū)動(dòng)內(nèi)電機(jī)發(fā)電，內(nèi)電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電功率由儲(chǔ)能裝置24吸收；外電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)吸收儲(chǔ)能裝置24的能量，外轉(zhuǎn)子15輸出的機(jī)械功率通過(guò)功率匯流排K3的太陽(yáng)輪C12、行星輪9、行星架10與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率匯流由輸出軸11共同輸出。該模式可滿足起步、低中速行駛工況，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)傳動(dòng)功能，該工況車(chē)速可達(dá)40km/h，不需要換擋，可提高城市公交車(chē)的舒適性，特別是站立乘客的舒適性。同時(shí)在該工況下，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7將發(fā)動(dòng)機(jī)I與輪邊負(fù)載進(jìn)行了隔離，通過(guò)控制內(nèi)、外電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作于最優(yōu)工作燃油消耗曲線上，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性。減速或制動(dòng)時(shí)，可利用外電機(jī)起到緩速和制動(dòng)能量回收的作用。圖5、圖6所示為純機(jī)械模式，當(dāng)用于大于40km/h的高速工況時(shí)，所述綜合控制器27啟動(dòng)純機(jī)械模式，即第一制動(dòng)器5制動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械檔A，其傳動(dòng)比為1.5 ;離合器3接合時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械檔B，其傳動(dòng)比為I ;第二制動(dòng)器6制動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械檔C，其傳動(dòng)比為0.75。圖7是駐車(chē)發(fā)電模式，駐車(chē)時(shí)，所述綜合控制器27啟動(dòng)發(fā)電模式，即第一制動(dòng)器5制動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)I發(fā)出的功率分流排的齒圈19、長(zhǎng)行星輪18、短行星輪21、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A22傳遞到 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7的內(nèi)轉(zhuǎn)子14,驅(qū)動(dòng)內(nèi)電機(jī)發(fā)電，內(nèi)電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電功率由儲(chǔ)能裝置24吸收。圖8是減速制動(dòng)發(fā)電模式，當(dāng)公交車(chē)減速時(shí)，考慮到公交車(chē)輛需要頻繁的減速制動(dòng)，因此在公交車(chē)減速時(shí)，本傳動(dòng)裝置全程可利用外電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下進(jìn)行發(fā)電，起到緩速器的功能，回收制動(dòng)能量。所述綜合控制器27啟動(dòng)減速制動(dòng)發(fā)電模式，即第三制動(dòng)器13制動(dòng)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7的外轉(zhuǎn)子16驅(qū)動(dòng)外電機(jī)發(fā)電，外電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置24。圖9是純電動(dòng)倒車(chē)模式，當(dāng)公交車(chē)倒車(chē)時(shí)，所述綜合控制器27啟動(dòng)倒車(chē)模式，即將雙轉(zhuǎn)子電機(jī)7的外轉(zhuǎn)子16反轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，它包括:發(fā)動(dòng)機(jī)(I)、聯(lián)軸器(2)、離合器(3)、功率分流排、功率匯流排、第一制動(dòng)器(5)、第二制動(dòng)器(6)、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(7)、第三制動(dòng)器(13)、輸出軸(11)、輸入軸(23)、儲(chǔ)能裝置(24)和綜合控制器(27)； 發(fā)動(dòng)機(jī)(I)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)聯(lián)軸器(2)，將動(dòng)力傳遞至輸入軸(23); 功率分流排包括:雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K1、單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2、行星架A (20)和齒圈(19)、長(zhǎng)行星輪(18)和短行星輪(21);雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl與單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2共用行星架A (20)和齒圈(19);短行星輪(21)、長(zhǎng)行星輪(18)安裝于行星架A (20)，短行星輪(21)與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)嚙合，長(zhǎng)行星輪(18)同時(shí)與短行星輪(21)、齒圈(19)、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)以及單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B(17)嚙合； 功率匯流排K3包括:行星架C (10)、齒圈C (8)、行星輪(9)和太陽(yáng)輪C (12);行星輪(9)安裝于行星架C (10)上，并與齒圈C (8)、太陽(yáng)輪C (12)嚙合； 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(7)為永磁同步式，可作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)使用，它包括:內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)、夕卜轉(zhuǎn)子(15)與定子(16);內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)與外轉(zhuǎn)子(15)組成內(nèi)電機(jī)，外轉(zhuǎn)子(15)與定子(16)組成外電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)與雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)相連，外轉(zhuǎn)子(15)與功率匯流排K3的太陽(yáng)輪C (12)相連；內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)、定子(16)通過(guò)導(dǎo)線與綜合控制器(27)相連，綜合控制器(27)通過(guò)導(dǎo)線與儲(chǔ)能裝置(24)相連； 綜合控制器(27)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(I)、第一制動(dòng)器(5)、第二制動(dòng)器(6)、第三制動(dòng)器(13)和離合器(3)進(jìn)行控制； 輸入軸(23)連接功率分流排的齒圈`(19)，齒圈(19)通過(guò)離合器(3)將動(dòng)力傳遞至輸出軸(11)，輸出軸(11)與功率匯流排K3的行星架C (10)相連； 第一制動(dòng)器(5)制動(dòng)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)K2的太陽(yáng)輪B (17)，第二制動(dòng)器(6)制動(dòng)雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)，第三制動(dòng)器(13)制動(dòng)功率匯流排K3的齒圈(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)用于起步或30km/h以下的低速行使工況時(shí)，所述綜合控制器(27)啟動(dòng)純電動(dòng)模式，即第三制動(dòng)器(13)制動(dòng)，外電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，儲(chǔ)能裝置(24)中的能量由外電機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，經(jīng)過(guò)功率匯流機(jī)構(gòu)K3后由輸出軸(11)輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，需要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(I)時(shí)，所述綜合控制器(27 )啟動(dòng)內(nèi)電機(jī)起動(dòng)機(jī)模式，即第一制動(dòng)器(5 )制動(dòng)，通過(guò)控制內(nèi)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)反轉(zhuǎn)來(lái)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(I)起動(dòng)，內(nèi)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)吸收儲(chǔ)能裝置(24)中的能量。
4.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)用于起步或0-40km/h以下的中低速行使工況時(shí)，所述綜合控制器(27)啟動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)模式，即第一制動(dòng)器(5 )與第三制動(dòng)器(13 )聯(lián)合制動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)發(fā)出的機(jī)械功率通過(guò)分流機(jī)構(gòu)分流，一部分通過(guò)分流機(jī)構(gòu)齒圈(19)、長(zhǎng)行星輪(18)、行星架(20)傳遞到輸出軸(11);另一部分通過(guò)分流機(jī)構(gòu)齒圈(19)、長(zhǎng)行星輪(18)、短行星輪(21)、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)傳遞到雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子(14),驅(qū)動(dòng)內(nèi)電機(jī)發(fā)電，內(nèi)電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài),發(fā)出的電功率由儲(chǔ)能裝置(24)吸收；外電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)吸收儲(chǔ)能裝置(24)的能量，外轉(zhuǎn)子(15)輸出的機(jī)械功率通過(guò)功率匯流排K3的太陽(yáng)輪C (12)、行星輪(9)、行星架(10)與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率匯流由輸出軸(11)共同輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)用于大于40km/h的高速工況時(shí)，所述綜合控制器(27)啟動(dòng)純機(jī)械模式，實(shí)現(xiàn)三個(gè)機(jī)械檔位，三個(gè)機(jī)械檔位的傳動(dòng)比分別為:1.5、1和0.75 ;分別通過(guò)第一制動(dòng)器(5)制動(dòng)、離合器(3)接合、第二制動(dòng)器(6)制動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)駐車(chē)時(shí)，所述綜合控制器(27)啟動(dòng)發(fā)電模式，即第一制動(dòng)器(5)制動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)發(fā)出的功率經(jīng)過(guò)功率分流排的齒圈(19)、長(zhǎng)行星輪(18)、短行星輪(21)、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)Kl的太陽(yáng)輪A (22)傳遞到雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(7)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(14)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)電機(jī)發(fā)電，內(nèi)電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電功率由儲(chǔ)能裝置(24)吸收。
7.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)公交車(chē)減速時(shí)，所述綜合控制器(27)啟動(dòng)減速制動(dòng)發(fā)電模式，即第三制動(dòng)器(13)制動(dòng)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)(7)的外轉(zhuǎn)子(16)驅(qū)動(dòng)外電機(jī)發(fā)電,外電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置(24)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，當(dāng)公交車(chē)倒車(chē)時(shí)，所述綜合控制 器(27)啟動(dòng)倒車(chē)模式，即將轉(zhuǎn)子電機(jī)(7)的外轉(zhuǎn)子(16)反轉(zhuǎn)，第三制動(dòng)器(13)制動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其特征是，第一制動(dòng)器(5)、第二制動(dòng)器(6)、第三制動(dòng)器(13)為濕式多片制動(dòng)器，所述的離合器(3)為濕式多片離合器。
全文摘要
本發(fā)明屬于車(chē)輛傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置。一種城市公交車(chē)用混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其技術(shù)方案是，它包括發(fā)動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、離合器、功率分流排、功率匯流排、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、雙電子電機(jī)、第三制動(dòng)器、輸出軸、輸入軸、儲(chǔ)能裝置和綜合控制器；本發(fā)明采用行星輪系作為功率分流機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出至行星輪系的某一構(gòu)件，行星輪系將扭矩按固定比例，一部分通過(guò)功率分流排直接輸出，另一部分分配給雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)電機(jī)發(fā)電，外電機(jī)將輸入的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，利用功率匯流排與輸出軸轉(zhuǎn)矩疊加后輸出，有利于減小電機(jī)的尺寸；利用綜合控制器可以實(shí)現(xiàn)多種模式，可以充分利用電傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60K6/26GK103241123SQ201310176218
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者胡紀(jì)濱, 陳星 , 苑士華, 彭增雄, 荊崇波, 李雪原 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)