本實用新型涉及一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，具體涉及發(fā)動機(jī)和電動機(jī)混動的混合動力系統(tǒng)及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

混合動力就是指汽車使用汽油驅(qū)動和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式。優(yōu)點在于車輛啟動停止時，只靠電機(jī)帶動，不達(dá)到一定速度，發(fā)動機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動力性好，排放量很低。而且電能的來源都是發(fā)動機(jī)，只需加油即可。

隨著世界各國環(huán)境保護(hù)的措施越來越嚴(yán)格，替代燃油發(fā)動機(jī)汽車的方案也越來越多，例如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等。但目前最有實用性價值并已有商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)的模式，只有混合動力汽車。

混合動力汽車的關(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)，現(xiàn)有的混動系統(tǒng)有的比較復(fù)雜，有的燃油經(jīng)濟(jì)比不高，不能滿足現(xiàn)有市場需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：為克服上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、燃油經(jīng)濟(jì)比高的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括：

發(fā)動機(jī)，其動力輸出端與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)連接；

第一電機(jī)，其輸出端通過第一離合器連接到所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)；

第二電機(jī)，其輸出端通過第二離合器連接到第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)與所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)連接，所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力通過所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)輸出，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸出端為總輸出端，其上設(shè)置有測速器；

混合控制器，其通過控制離合器控制所述第一電機(jī)和第二電機(jī)與發(fā)動機(jī)差速雙軸輸出或共軸輸出。

優(yōu)選地，所述第一離合器和第二離合器還連接有制動器；所述第一電機(jī)和第二電機(jī)都與電能存儲裝置連接，所述電能存儲裝置還與所述混合控制器連接。

優(yōu)選地，所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架、第一齒圈；所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)包括第二太陽輪、第二行星輪、第二行星架、第二齒圈；發(fā)動機(jī)的動力輸出端與第一行星架相連接，第一電機(jī)的動力輸出端與第一太陽輪相連接，第一太陽輪還通過第一離合器與第一行星架可結(jié)合或分離的連接，第一太陽輪與第一行星輪嚙合，第一行星輪與第一齒圈嚙合；第一齒圈與第二太陽輪固定連接，第二電機(jī)動力輸出端與第二太陽輪連接，第二太陽輪還通過第二離合器與第二齒圈可結(jié)合或分離的連接，第二太陽輪與第二行星輪嚙合，第二行星輪與第二齒圈嚙合，第二齒圈還通過第一制動器與殼體可結(jié)合或分離連接；第二行星架用于將所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出。

優(yōu)選地，所述第二電機(jī)的輸出端和第二太陽輪之間還設(shè)置有第三離合器，所述第一電機(jī)的輸出端還連接有第二制動器。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)采用雙電機(jī)、雙行星架結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)可全程參與工作；可以發(fā)動機(jī)E直接驅(qū)動車輛(單軸輸入)；還可以發(fā)動機(jī)與第一電機(jī)差速輸入(雙軸輸入)，第二電機(jī)實時調(diào)節(jié)扭矩使發(fā)動機(jī)工作在更優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型發(fā)動機(jī)的萬有特性曲線圖。

圖中標(biāo)記：1-發(fā)動機(jī)，2-第一電機(jī)，3-第二電機(jī)，4-第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，5-第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，6-第一離合器，7-第二離合器，8-第一制動器，9-殼體，10-第三離合器，11-第二制動器，41-第一齒圈，42-第一行星輪，43-第一行星架，44-第一太陽輪，51-第二齒圈，52-第二行星輪，53-第二行星架，54-第二太陽輪。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示的本實用新型所述一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括：

發(fā)動機(jī)1，其動力輸出端與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4連接，所述發(fā)動機(jī)1可采用現(xiàn)有的任何型號發(fā)動機(jī)1，具體根據(jù)實際的應(yīng)用進(jìn)行選擇；

第一電機(jī)2，其輸出端通過第一離合器6連接到所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4；

第二電機(jī)3，其輸出端通過第二離合器7連接到第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5，所述第一電機(jī)2和第二電機(jī)3在本實施例中優(yōu)選的采用直流無刷電機(jī)，但不限定于此，還可根據(jù)需要進(jìn)行選擇別的電機(jī)，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5與所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4連接，所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4的動力通過所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5輸出，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5的輸出端設(shè)置有測速器，所述測速器用于測量整個混動系統(tǒng)的輸出端的轉(zhuǎn)速；

所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4優(yōu)選的包括第一太陽輪44、第一行星輪42、第一行星架43、第一齒圈41；所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5包括第二太陽輪54、第二行星輪52、第二行星架53、第二齒圈51；發(fā)動機(jī)1的動力輸出端與第一行星架43相連接，第一電機(jī)2的動力輸出端與第一太陽輪44相連接，第一太陽輪44還通過第一離合器6與第一行星架43可結(jié)合或分離的連接，第一太陽輪44與第一行星輪42嚙合，第一行星輪42與第一齒圈41嚙合；第一齒圈41與第二太陽輪54固定連接，第二電機(jī)3動力輸出端與第二太陽輪54連接，第二太陽輪54還通過第二離合器7與第二齒圈51可結(jié)合或分離的連接，第二太陽輪54與第二行星輪52嚙合，第二行星輪52與第二齒圈51嚙合，第二齒圈51還通過第一制動器8與殼體9可結(jié)合或分離連接；第二行星架53用于將所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出。

混合控制器，其通過控制離合器控制所述第一電機(jī)2和第二電機(jī)3與發(fā)動機(jī)1差速雙軸輸出或共軸輸出，所述混合控制器在本實施例中優(yōu)選的包括整車控制器、發(fā)動機(jī)1管理系統(tǒng)EMS和電機(jī)控制器PCU，分別可根據(jù)所述測速器測得的輸出轉(zhuǎn)速，來控制發(fā)動機(jī)1和第一、第二電機(jī)3的輸出功率，并且控制其輸出方式，使本混動系統(tǒng)始終處于最經(jīng)濟(jì)的輸出狀態(tài)。

實施例2

如圖2所示的本實用新型所述一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)1，其動力輸出端與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4連接，所述發(fā)動機(jī)1可采用現(xiàn)有的任何型號發(fā)動機(jī)1，具體根據(jù)實際的應(yīng)用進(jìn)行選擇；

第一電機(jī)2，其輸出端通過第一離合器6連接到所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4；

第二電機(jī)3，其輸出端通過第二離合器7連接到第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5，所述第一電機(jī)2和第二電機(jī)3在本實施例中優(yōu)選的采用直流無刷電機(jī)，但不限定于此，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5與所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4連接，所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4的動力通過所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5輸出，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5的輸出端設(shè)置有測速器；

所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4包括第一太陽輪44、第一行星輪42、第一行星架43、第一齒圈41；所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5包括第二太陽輪54、第二行星輪52、第二行星架53、第二齒圈51；發(fā)動機(jī)1的動力輸出端與第一行星架43相連接，第一電機(jī)2的動力輸出端與第一太陽輪44相連接，第一太陽輪44還通過第一離合器6與第一行星架43可結(jié)合或分離的連接，第一太陽輪44與第一行星輪42嚙合，第一行星輪42與第一齒圈41嚙合；第一齒圈41與第二太陽輪54固定連接，第二電機(jī)3動力輸出端與第二太陽輪54連接，第二太陽輪54還通過第二離合器7與第二齒圈51可結(jié)合或分離的連接，第二太陽輪54與第二行星輪52嚙合，第二行星輪52與第二齒圈51嚙合，第二齒圈51還通過第一制動器8與殼體9可結(jié)合或分離連接；第二行星架53用于將所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸出；所述第二電機(jī)3的輸出端和第二太陽輪54之間還設(shè)置有第三離合器10，所述第一電機(jī)2的輸出端還連接有第二制動器11；

本實施例中，增加第三離合器10的優(yōu)點是：不會在切換傳動比的時候動力斷檔，當(dāng)大傳動比向1∶1切換時第一制動器8斷開，這時如果采用實施例1中的方案，輸入輸出動力會斷開，但新的方案可以將第三離合器10斷開，第二離合器7閉合，由第二電機(jī)3驅(qū)動齒圈，其余動力通過第二太陽輪54輸入，三個軸轉(zhuǎn)速調(diào)整到一樣過后，再將第三離合器10閉合，這樣在整個切換過程不會動力斷檔；

增加第二制動器11的優(yōu)點是：擴(kuò)大了發(fā)動機(jī)1直接驅(qū)動的工作范圍，因為發(fā)動機(jī)1在2000轉(zhuǎn)以上就會脫離經(jīng)濟(jì)工作區(qū)，所以當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速高于2000rpm，可以將第一離合器6斷開，第二制動器11閉合，這相當(dāng)于第一太陽輪44閉鎖，動力通過第一行星架43輸入，齒圈輸出，這相當(dāng)于一個增速機(jī)構(gòu)，可以擴(kuò)大發(fā)動機(jī)1的工作范圍。

混合控制器，其通過控制離合器控制所述第一電機(jī)2和第二電機(jī)3與發(fā)動機(jī)1差速雙軸輸出或共軸輸出。

所述第一電機(jī)2和第二電機(jī)3都與電能存儲裝置連接，用于存儲兩個電機(jī)發(fā)的電，所述電能存儲裝置還與所述混合控制器連接。

實施例3

一種采用以上所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，所述混合控制器根據(jù)所述測速器測得的輸出端轉(zhuǎn)速，將輸出模式分為低速啟動模式、低速加速模式、中速行使模式和高速行使模式。

所述低速啟動模式具體為：當(dāng)啟動坡度超過20度，并且沒有速度要求，所述發(fā)動機(jī)1的動力和第一電機(jī)2的動力通過所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4耦合，輸出至第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5，再與第二電機(jī)3的動力一起通過第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5將最終驅(qū)動力輸出；

在此模式下，第一離合器6和第二離合器7分離，第一制動器8結(jié)合，發(fā)動機(jī)1的動力和第一電機(jī)2的動力通過第一行星齒輪機(jī)構(gòu)4耦合，輸出至第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5的太陽輪，再與第二電機(jī)3的動力一起通過第二行星齒輪機(jī)構(gòu)5將最終驅(qū)動力輸出以驅(qū)動車輛，可實現(xiàn)坡道啟動、加速工作或持續(xù)工作。

所述低速加速模式具體為：當(dāng)啟動坡度低于15度，且總輸出端轉(zhuǎn)速從0rpm到585rpm時，即對應(yīng)的啟動速度為從0kph加速到25kph，起步階段采用第二電機(jī)3單獨(dú)輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過117rpm時，即當(dāng)時速超過5kph時，第一電機(jī)2與發(fā)動機(jī)1差速再與第二電機(jī)3同時輸出；當(dāng)轉(zhuǎn)速超過585rpm，即當(dāng)時速超過12kph時，發(fā)動機(jī)1可以直接輸出扭矩，不需要差速。

此模式下，當(dāng)采用第二電機(jī)3單獨(dú)輸出時，第二離合器7分離，第一制動器8結(jié)合，發(fā)動機(jī)1和第一電機(jī)2不工作；

當(dāng)采用第一電機(jī)2與發(fā)動機(jī)1差速再與第二電機(jī)3同時輸出時，第一和第二離合器7分離，第一制動器8結(jié)合，發(fā)動機(jī)1、第一電機(jī)2、第二電機(jī)3同時工作；

當(dāng)發(fā)動機(jī)1直接輸出扭矩，不需要差速時，第二離合器7結(jié)合，第一電機(jī)2不工作，第二離合器7分離，第一制動器8結(jié)合，第二電機(jī)3可工作也可不工作。

所述中速行使模式具體為：當(dāng)總輸出端轉(zhuǎn)速為585rpm到1800rpm，此時利用第二電機(jī)3發(fā)電并調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)1扭矩到高效區(qū)，第一電機(jī)2調(diào)速，將發(fā)動機(jī)1拉回經(jīng)濟(jì)燃油區(qū)，第一電機(jī)2在調(diào)速的同時也可以發(fā)電；

如果負(fù)載適中則采用1∶1輸入。

所述高速行使模式具體為：當(dāng)總輸出端轉(zhuǎn)速為1800rpm到2500rpm，第二離合器7結(jié)合，第一制動器8分離，第二離合器7輸出端實現(xiàn)1∶1，如果需要提高加速性能，第二電機(jī)3可參與工作，如電量高第一電機(jī)2可調(diào)速使發(fā)動機(jī)1工作在更經(jīng)濟(jì)的油耗區(qū)；

此模式可實現(xiàn)a)可差速工作、b)可持續(xù)工作、c)發(fā)動機(jī)1可全程工作、d)1∶1工作發(fā)動機(jī)1調(diào)速、差速發(fā)動機(jī)1和第二電機(jī)3共同調(diào)速、第一電機(jī)2調(diào)節(jié)扭矩。

還包括駐車發(fā)電模式：

a)快發(fā)電模式：當(dāng)車載儲能裝置的荷電狀態(tài)SOC低于30％時，進(jìn)行快速發(fā)電模式；

b)慢發(fā)電模式：當(dāng)車載儲能裝置的荷電狀態(tài)SOC低于60％時，進(jìn)行慢速發(fā)電模式，駐車時發(fā)動機(jī)1繼續(xù)輸出能量會被浪費(fèi)，本混動系統(tǒng)在駐車的時候，通過發(fā)動機(jī)1帶動第一和第二電機(jī)3轉(zhuǎn)動，然后通過兩個電機(jī)發(fā)電，將電能存儲在車載儲能裝置中，所述車載儲能裝置優(yōu)選的為充電電池，可根據(jù)車輛行駛要求選擇其容量大小，并且可通過上述兩種快慢的充電模式進(jìn)行充電，保證電機(jī)在前進(jìn)的過程中電量充足。

以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。