本實(shí)用新型涉及一種雙同步離合器及動力系統(tǒng)，具體地，涉及一種雙同步離合器及行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車動力新能源化、電氣化已成為全球發(fā)展的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。現(xiàn)有電動汽車一般采用單電機(jī)純電驅(qū)動方案。電動機(jī)運(yùn)行點(diǎn)與車輛運(yùn)行點(diǎn)強(qiáng)耦合，電驅(qū)動效率難于優(yōu)化，使車輛一次充電續(xù)航里程縮短；由于單電機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高影響系統(tǒng)成本，為此一些車輛采用對電機(jī)大速比減速增矩的方案，但這種方案存在電機(jī)長時間高速運(yùn)行帶來的能量損失和可靠性風(fēng)險。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相對于串聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和并聯(lián)混合動力系統(tǒng)，具有極大的性能優(yōu)勢。但現(xiàn)有的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，如最具代表性的日本豐田汽車公司的THS2(第二代豐田混合動力系統(tǒng))混合動力系統(tǒng)、通用汽車公司的AHS2(第二代先進(jìn)混合動力系統(tǒng))系統(tǒng)，動力合成機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)一篇公告號為CN201021118Y、公告日為2008年02月13日、專利名稱為“混聯(lián)式混合動力汽車”的中國專利，該專利技術(shù)主要包括發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)通過一離合器與一電動機(jī)機(jī)械連接，該電動機(jī)再與一驅(qū)動橋機(jī)械連接，另，所述發(fā)動機(jī)又與一發(fā)電機(jī)機(jī)械連接，該發(fā)動機(jī)則通過發(fā)電控制器與蓄電池組電氣連接，此外，所述電動機(jī)還通過一驅(qū)動控制器與所述蓄電池組電氣連接”，其不足之處是：要求電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大，從而系統(tǒng)體積大、重量大、成本高，否則整車低速動力性(特別是，坡道起步性能)不佳，而如采用大減速比的驅(qū)動橋解決該問題，車輛最高車速又將收到限制；電動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速與車輛運(yùn)行轉(zhuǎn)速一一對應(yīng)、不可調(diào)節(jié)，電驅(qū)動效率難于優(yōu)化；在車輛行駛過程中，不能實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的調(diào)速優(yōu)化控制，系統(tǒng)效率提高的潛力有限；驅(qū)動轉(zhuǎn)矩有限而使車輛驅(qū)動能力不足，難于滿足不同地域的使用要求，使該系統(tǒng)主要適用于城市車輛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙同步離合器及行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)，其具有更好的與現(xiàn)有車輛的技術(shù)繼承性以及整車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放的特點(diǎn)，具有無級變速功能等，具有適應(yīng)全地域、多用途應(yīng)用要求的特點(diǎn)，解決現(xiàn)有同類技術(shù)驅(qū)動力不足、坡道起步能力不足、應(yīng)用局限性大、系統(tǒng)體積大和成本高、能耗尚高等問題，實(shí)現(xiàn)了高性能、低成本、適應(yīng)性強(qiáng)、易于規(guī)模產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)的有機(jī)結(jié)合。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種雙同步離合器，其特征在于，包括沿徑向內(nèi)外設(shè)置的內(nèi)同步器和外同步器，外同步器的第一花鍵轂、內(nèi)同步器的第二花鍵轂機(jī)械連接為一體化結(jié)構(gòu)的花鍵轂盤，花鍵轂盤上設(shè)置有通道，內(nèi)同步器的結(jié)合套上設(shè)置有軸向凸起并穿過花鍵轂盤上的通道與內(nèi)同步器的撥叉環(huán)槽相連接，內(nèi)同步器的操作機(jī)構(gòu)與內(nèi)同步器的撥叉環(huán)槽活動連接，外同步器的操作機(jī)構(gòu)與外同步器的結(jié)合套活動連接，內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈與第一輸入/輸出端相連接，外同步器的結(jié)合齒圈與第二輸入/輸出端相連接，花鍵轂盤與第三輸出/輸入端相連接。

優(yōu)選地，所述雙同步離合器的內(nèi)同步器和/或外同步器為常壓式同步器或慣性式同步器或增力式同步器，內(nèi)同步器的操作機(jī)構(gòu)和外同步器的操作機(jī)構(gòu)為獨(dú)立式或聯(lián)動式，該兩個操作機(jī)構(gòu)采用手動或電-液控制或氣-電控制或全電控制或液壓控制或氣壓控制。

本實(shí)用新型還提供一種行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)，其特征在于，所述行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)包括第一電機(jī)、第一行星齒輪系、第二電機(jī)、第二行星齒輪系、雙同步離合器、儲能裝置和電機(jī)控制裝置，第一行星齒輪系包括第一內(nèi)齒圈、第一行星架、第一太陽輪，第二行星齒輪系包括第二內(nèi)齒圈、第二行星架、第二太陽輪，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子與第一行星齒輪系的第一內(nèi)齒圈相連接，第二電機(jī)的轉(zhuǎn)子分別與第一行星齒輪系的第一太陽輪、第二行星齒輪系的第二太陽輪相連接，第二行星齒輪系的第二內(nèi)齒圈與殼體相連接而保持固定不動，雙同步離合器的內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈與第一行星齒輪系的行星架相連接，雙同步離合器的外同步器的結(jié)合齒圈與第二行星齒輪系的第二行星架相連接并實(shí)現(xiàn)第一行星齒輪系的第一行星架、第二行星齒輪系的第二行星架到雙同步離合器的第三輸出/輸入端的動力傳遞控制，電機(jī)控制裝置的輸入端與儲能裝置相連接并進(jìn)行電能傳遞，電機(jī)控制裝置的輸出端分別與第一電機(jī)、第二電機(jī)相連接并輸出控制指令。

優(yōu)選地，所述行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)還包括發(fā)動機(jī)和離合器，發(fā)動機(jī)的曲軸輸出端與離合器的輸入端相連接，第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子還與離合器的輸出端連接。

優(yōu)選地，所述行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)還包括制動鎖止裝置，制動鎖止裝置的一端與第一行星齒輪系的太陽輪相連接，制動鎖止裝置的另一端與殼體相連接。

優(yōu)選地，所述發(fā)動機(jī)的曲軸輸出端設(shè)有起動馬達(dá)，該起動馬達(dá)通過與曲軸輸出端連接的啟動齒圈和發(fā)動機(jī)的曲軸輸出端相連接并實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)故障、低溫特定條件下起動發(fā)動機(jī)。

優(yōu)選地，所述行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)設(shè)有混合動力系統(tǒng)電控單元，用于對所述發(fā)動機(jī)、所述電機(jī)控制裝置、所述儲能裝置、所述離合器、所述雙同步離合器、所述制動鎖止裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測；該混合動力系統(tǒng)電控單元獨(dú)立設(shè)置或?qū)⑵涔δ芗傻剿鱿到y(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

優(yōu)選地，所述行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)設(shè)有純電驅(qū)動電控單元，用于對所述電機(jī)控制裝置、所述儲能裝置、所述雙同步離合器、所述制動鎖止裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測；該純電驅(qū)動電控單元獨(dú)立設(shè)置或?qū)⑵涔δ芗傻剿鱿到y(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

優(yōu)選地，所述第一行星齒輪系、第二行星齒輪系都為具有三個動力傳遞端的單排行星齒輪系、多排耦合行星齒輪系或包含行星齒輪系和傳動鏈的行星齒輪傳動復(fù)合裝置；或者，所述電機(jī)控制裝置包含第一電機(jī)驅(qū)動控制功能和第二電機(jī)驅(qū)動控制功能，且為一體化結(jié)構(gòu)或分體式獨(dú)立結(jié)構(gòu)；或者，所述儲能裝置為動力蓄電池、超級電容、飛輪電池、動力蓄電池與超級電容的復(fù)合電源或設(shè)有外接充電裝置的儲能電源裝置。

優(yōu)選地，所述儲能裝置為動力蓄電池、超級電容、飛輪電池、動力蓄電池與超級電容的復(fù)合電源或設(shè)有外接充電裝置的儲能電源裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果：

(1)本實(shí)用新型取消了變速器，實(shí)現(xiàn)了無級變速、結(jié)構(gòu)緊奏、易于模塊化設(shè)計(jì)、改善了其整車搭載性、提高了駕駛的舒適性和降低了駕駛員勞動強(qiáng)度。

(2)在任何車速下，控制雙同步離合器實(shí)現(xiàn)第二電機(jī)轉(zhuǎn)子與第一行星齒輪系的行星架的動力傳遞，通過對第二電機(jī)的調(diào)速控制，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)工作在最佳系統(tǒng)效率的轉(zhuǎn)速點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)或第一電機(jī)的無級變速控制，將顯著提高系統(tǒng)混合驅(qū)動、純電驅(qū)動時的效率。

(3)適應(yīng)范圍廣。本實(shí)用新型巧妙地通過第二行星齒輪系對第二電機(jī)的減速增矩、雙電機(jī)無級變速純電驅(qū)動模式、第二行星齒輪系的行星架和第一行星齒輪系的行星架與減速差速裝置的動力傳遞控制、第一行星齒輪裝置的太陽輪的制動鎖止連接控制，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)小型高速化、總成小型化、無級變速，還可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動模式以實(shí)現(xiàn)跛行回家等功能，降低了對電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩要求，使系統(tǒng)重量、尺寸、成本大幅度減小，電機(jī)效率、功率密度、容錯能力顯著提高。在達(dá)到了燃油車輛相當(dāng)?shù)膭恿π缘耐瑫r，對電機(jī)轉(zhuǎn)矩要求卻可減小50％以上，并可滿足車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)矩要求，從而基于本實(shí)用新型系統(tǒng)的車輛對不同地理環(huán)境和道路條件(如，城市道路、城際公路車輛、高速公路)均適用。

(4)易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型第二電機(jī)的大功率大轉(zhuǎn)矩要求大幅度降低，基于現(xiàn)有車輛的換檔機(jī)構(gòu)、離合器、傳動齒輪等成熟零部件及其工作模式，從而降低了開發(fā)難度、易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)。

(5)高可靠性、低成本。采用可控自動離合裝置，減小了離合器結(jié)合與分離的頻次，并實(shí)現(xiàn)了離合器小滑差或無滑差結(jié)合，最大程度地避免了離合器的磨損損壞，降低維護(hù)成本。另外，可實(shí)現(xiàn)的串聯(lián)混合運(yùn)行模式，降低了對儲能裝置的大功率運(yùn)行要求，由于儲能裝置在混合動力系統(tǒng)和純電驅(qū)動系統(tǒng)中是故障率和成本比例都較高的部件，因此進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本和維護(hù)成本。采用離合器，還避免了傳動系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)軸系的扭轉(zhuǎn)振動的不利影響，也避免了發(fā)動機(jī)散熱對第一電機(jī)的不利影響。通過設(shè)置起動馬達(dá)，可以在低溫和電驅(qū)動系統(tǒng)故障情況為發(fā)動機(jī)提供一個備用的起動途徑，可避免儲能裝置的低溫使用損壞。通過無級變速，可降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，優(yōu)化電機(jī)效率的同時提高電機(jī)的可靠性、延長其壽命。

(6)混合動力與純電驅(qū)動共平臺。本實(shí)用新型電驅(qū)動系統(tǒng)可作為純電驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用，集成發(fā)動機(jī)和離合器后即為混合動力系統(tǒng)。該混合動力系統(tǒng)還可方便變型為新型的串聯(lián)、并聯(lián)無級變速混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，以及plug-in多模無級變速混聯(lián)、plug-in串聯(lián)、plug-in雙模無級變速并聯(lián)等混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。作為純電動動力系統(tǒng)，其無級變速功能可顯著提高純電驅(qū)動效率、顯著提高純電驅(qū)動的車輛動力性。

(7)與國際上著名同類產(chǎn)品相比，節(jié)能率更高、性能價格比更高，更具有市場競爭優(yōu)勢、更易于產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有單電機(jī)無級變速純電驅(qū)動、雙電機(jī)無級變速純電驅(qū)動、串聯(lián)混合驅(qū)動和混聯(lián)無級變速混合驅(qū)動等四種驅(qū)動模式，通過對第一電機(jī)和第二電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的控制和轉(zhuǎn)矩的分配，提高了系統(tǒng)的驅(qū)動效率、制動能量再生效率，實(shí)現(xiàn)了混合動力系統(tǒng)的全部運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)了多模無級變速純電驅(qū)動模式，可適用于各種路況、不同地域，模式控制比現(xiàn)有的技術(shù)更加靈活，使應(yīng)用本實(shí)用新型的混合動力車輛、純電驅(qū)動車輛的動力性、能量經(jīng)濟(jì)性和有害排放達(dá)到了綜合最佳，顯著優(yōu)于串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和現(xiàn)有的混聯(lián)系統(tǒng)以及現(xiàn)有的單電機(jī)或雙電機(jī)直驅(qū)純電驅(qū)動系統(tǒng)。

(8)應(yīng)用本實(shí)用新型的混合動力車輛的節(jié)油率可達(dá)45％以上，相對于串聯(lián)和并聯(lián)混合動力系統(tǒng)，節(jié)油率分別可提高25％和20％，相對于基于日本豐田和美國通用汽車公司的行星齒輪機(jī)構(gòu)混合動力系統(tǒng)構(gòu)型，節(jié)油率可提高約3～5％，動力性和駕駛平順性優(yōu)于現(xiàn)有燃油車輛、駕駛員勞動強(qiáng)度顯著降低，性能價格比高于現(xiàn)有技術(shù)30％。由于本實(shí)用新型系統(tǒng)的無級變速特點(diǎn)，本實(shí)用新型的混合動力系統(tǒng)可用于不同地域的城市車輛，對長途運(yùn)輸車輛也將具有20％以上的節(jié)油率。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本實(shí)用新型雙同步離合器(實(shí)施例一，雙同步離合器)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)(實(shí)施例二，四模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的混合動力系統(tǒng)電控單元的外部電氣連接示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的混合動力系統(tǒng)電控單元的方框圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的混合動力系統(tǒng)控制流程圖。

圖6為本實(shí)用新型行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)(實(shí)施例三，五模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實(shí)用新型行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)(實(shí)施例四，雙模行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本實(shí)用新型行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)(實(shí)施例五，三模行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5中，SOC為儲能裝置荷電狀態(tài)，SOCeL為純電驅(qū)動的SOC下限，TbatL為儲能系統(tǒng)要求的工作溫度下限，TorqH為單電機(jī)純電驅(qū)動模式的車輛需求扭矩下限，Vm1H為單電機(jī)純電驅(qū)動模式的車速上限，SOCLL為儲能系統(tǒng)SOC極低的限值，Time_i為當(dāng)前運(yùn)行模式的持續(xù)時間，Time_min為模式切換的最小時間間隔，EFFe1、EFFe2、EFFs、EFFf分別為系統(tǒng)如按單電機(jī)純電驅(qū)動模式、雙電機(jī)純電驅(qū)動模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、混聯(lián)驅(qū)動模式估計(jì)的系統(tǒng)效率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

如圖1所示，本實(shí)用新型一種雙同步離合器7(實(shí)施例一)包括沿徑向內(nèi)外設(shè)置的二套同步器(內(nèi)同步器和外同步器)，外同步器的第一花鍵轂74、內(nèi)同步器的第二花鍵轂77機(jī)械連接為一體化結(jié)構(gòu)的花鍵轂盤79，花鍵轂盤79上設(shè)置有通道75，內(nèi)同步器的結(jié)合套71上設(shè)置有軸向凸起并穿過花鍵轂盤79上的通道75與內(nèi)同步器的撥叉環(huán)槽76相連接，內(nèi)同步器的操作機(jī)構(gòu)714與內(nèi)同步器的撥叉環(huán)槽76活動連接，外同步器的操作機(jī)構(gòu)713與外同步器的結(jié)合套73活動連接，內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710與第一輸入/輸出端712相連接，外同步器的結(jié)合齒圈72與第二輸入/輸出端711相連接，花鍵轂盤79與第三輸出/輸入端78相連接。

其中，所述雙同步離合器7的內(nèi)同步器和外同步器都常壓式同步器或慣性式同步器或增力式同步器，內(nèi)同步器的操作機(jī)構(gòu)和外同步器的操作機(jī)構(gòu)為獨(dú)立式，該兩個操作機(jī)構(gòu)采用手動或電-液控制或氣-電控制或全電控制或液壓控制或氣壓控制。

本實(shí)施例一的雙同步離合器7的工作原理如下：

通過外同步器操作機(jī)構(gòu)將外同步器的結(jié)合套73向外同步器的結(jié)合齒圈72的方向移動，使外同步器的結(jié)合齒圈72與花鍵轂盤79相結(jié)合并能進(jìn)行雙向的動力傳遞，此時，外同步器處于在檔狀態(tài)；

通過外同步器操作機(jī)構(gòu)將外同步器的結(jié)合套73向花鍵轂盤79的方向移動，使外同步器的結(jié)合齒圈72與花鍵轂盤79相分離并不能進(jìn)行任何方向的動力傳遞，此時，外同步器處于空檔狀態(tài)；

通過內(nèi)同步器操作機(jī)構(gòu)將內(nèi)同步器的撥叉環(huán)槽76向內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710的方向移動，使內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710與花鍵轂盤79相結(jié)合并能進(jìn)行雙向的動力傳遞，此時，內(nèi)同步器處于在檔狀態(tài)；

通過內(nèi)同步器操作機(jī)構(gòu)將內(nèi)同步器撥叉環(huán)槽76向花鍵轂盤79的方向移動，使內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710與花鍵轂盤79相分離并不能進(jìn)行任何方向的動力傳遞，此時，內(nèi)同步器處于空擋狀態(tài)；

由于內(nèi)同步器的結(jié)合套71與其第二花鍵轂77通過花鍵連接、外同步器的結(jié)合套73與其第一花鍵轂74通過花鍵連接，因此：內(nèi)同步器的結(jié)合套71、外同步器的結(jié)合套73與花鍵轂盤79的轉(zhuǎn)速相同，內(nèi)同步器撥叉環(huán)槽76、外同步器的結(jié)合套73的操作控制互不干涉、可隨時按需進(jìn)行；在內(nèi)同步器、外同步器均處于在檔狀態(tài)時，花鍵轂盤79、內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710、外同步器的結(jié)合齒圈72被結(jié)合為一整體；在內(nèi)同步器、外同步器均處于空檔狀態(tài)時，花鍵轂盤79、內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710、外同步器的結(jié)合齒圈72均可自由運(yùn)轉(zhuǎn)；在內(nèi)同步器、外同步器中僅有一個處于在檔狀態(tài)時，花鍵轂盤79僅與處于在檔狀態(tài)的內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710相結(jié)合。

實(shí)施例二

如圖2所示，并參看圖1，本實(shí)用新型四模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(實(shí)施例二)包括：發(fā)動機(jī)1、離合器2、第一電機(jī)3、第一行星齒輪系4、第二電機(jī)5、第二行星齒輪系6、實(shí)施例一所述的雙同步離合器7、減速差速器8、儲能裝置11和電機(jī)控制裝置12，其中，第一行星齒輪系包括第一內(nèi)齒圈、第一行星架、第一太陽輪，第二行星齒輪系包括第二內(nèi)齒圈、第二行星架、第二太陽輪，發(fā)動機(jī)1的曲軸輸出端與離合器2的輸入端相連接，第一電機(jī)3的第一轉(zhuǎn)子31分別與離合器2的輸出端和第一行星齒輪系4的第一內(nèi)齒圈41相連接，第二電機(jī)5的第二轉(zhuǎn)子51分別與第一行星齒輪系4的第一太陽輪43、第二行星齒輪系6的第二太陽輪63相連接，第二行星齒輪系6的第二內(nèi)齒圈61與殼體相連接而保持固定不動，雙同步離合器7的內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710與第一行星齒輪系4的第一行星架42相連接，外同步器的結(jié)合齒圈72與第二行星齒輪系6的第二行星架62相連接并實(shí)現(xiàn)第一行星齒輪系4的第一行星架42、第二行星齒輪系6的第二行星架62到雙同步離合器7的花鍵轂盤79的動力傳遞控制，雙同步離合器7的花鍵轂盤79與減速差速器8的輸入端相連接，減速差速器8的輸出端與二個車輪10通過二個半軸9相連接，電機(jī)控制裝置12的輸入端與儲能裝置11相連接并進(jìn)行電能傳遞，電機(jī)控制裝置12的輸出端分別與第一電機(jī)3、第二電機(jī)5相連接并輸出控制指令。

其中，所述離合器2為電控干式離合器。所述第一行星齒輪系4、第二行星齒輪系6都為具有三個動力傳遞端的單排行星齒輪系、多排耦合行星齒輪系或包含行星齒輪系和傳動鏈的行星齒輪傳動復(fù)合裝置。所述儲能裝置11為動力蓄電池、超級電容、飛輪電池、動力蓄電池與超級電容的復(fù)合電源或設(shè)有外接充電裝置的儲能電源裝置。所述發(fā)動機(jī)1的曲軸輸出端設(shè)有起動馬達(dá)13，該起動馬達(dá)通過與曲軸輸出端連接的啟動齒圈和發(fā)動機(jī)1的曲軸輸出端相連接并實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)故障、低溫等特定條件下起動發(fā)動機(jī)1。所述電機(jī)控制裝置12包含第一電機(jī)驅(qū)動控制功能和第二電機(jī)驅(qū)動控制功能，且為一體化結(jié)構(gòu)或分體式獨(dú)立結(jié)構(gòu)，還可包含如DC/DC、電動轉(zhuǎn)向、電控空調(diào)等其它控制功能。所述四模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中設(shè)有混合動力系統(tǒng)電控單元。參照圖3，該混合動力系統(tǒng)電控單元與點(diǎn)火鑰匙開關(guān)、12V/24V輔助電源、加速踏板、制動踏板、變速手柄、車速傳感器、所述發(fā)動機(jī)1、所述電機(jī)控制裝置12、所述儲能裝置11、所述離合器2、所述雙同步離合器7以及車輛配置的附件系統(tǒng)如DC/DC、充電器、電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動空調(diào)系統(tǒng)、ABS制動系統(tǒng)、電機(jī)熱管理系統(tǒng)等電氣連接，該混合動力系統(tǒng)電控單元用于對所述發(fā)動機(jī)、所述電機(jī)控制裝置、所述儲能裝置、所述離合器、所述雙同步離合器、所述制動鎖止裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測。參照圖4，該混合動力系統(tǒng)電控單元包括電源處理、信號輸入處理、診斷保護(hù)、通訊接口、輸出信號處理放大、運(yùn)算與存儲等電路，和用于對所述發(fā)動機(jī)1、所述電機(jī)控制裝置12、所述儲能裝置11、所述離合器2、所述雙同步離合器7進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測等的軟件，該混合動力系統(tǒng)電控單元獨(dú)立設(shè)置，或?qū)⑵涔δ芗傻剿鱿到y(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

本實(shí)施例的工作過程和工作原理為：

(1)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：發(fā)動機(jī)1的功率、第一電機(jī)3的功率≥車輛運(yùn)行工況所需的平均功率。第二電機(jī)5的功率≥車輛運(yùn)行工況所需的功率。第一電機(jī)3的峰值轉(zhuǎn)矩≥起動發(fā)動機(jī)1要求的轉(zhuǎn)矩，第二電機(jī)5的峰值轉(zhuǎn)矩×(1+第二行星齒輪系6的內(nèi)齒圈61的齒數(shù)/其太陽輪63的齒數(shù))≥車輛動力性指標(biāo)要求的最大轉(zhuǎn)矩。儲能裝置11的功率≥第一電機(jī)3的最大功率+第二電機(jī)5的最大功率。

(2)無級調(diào)速原理：根據(jù)第一行星齒輪系4的內(nèi)齒圈41、太陽輪43和行星架42之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系式，在任意的車速(對應(yīng)任意的減速差速器8的輸入端的轉(zhuǎn)速)下，通過控制第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)速，即可將第一行星齒輪系4的內(nèi)齒圈41的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在任意期望的轉(zhuǎn)速。當(dāng)離合器2處于接通狀態(tài)時，第一行星齒輪系4的內(nèi)齒圈41的轉(zhuǎn)速也就是發(fā)動機(jī)1的轉(zhuǎn)速。所以，在任意車速下，通過控制第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)速即可對發(fā)動機(jī)1實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，使其在最佳轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)1的節(jié)油減排的最優(yōu)化。

(3)行星齒輪耦合無級變速四模運(yùn)行原理：

(31)單電機(jī)純電動模式如下：控制發(fā)動機(jī)1處于停機(jī)狀態(tài)，控制離合器2處于分離狀態(tài)，控制雙同步離合器7的外同步器的結(jié)合套73、內(nèi)同步器撥叉環(huán)槽76，使雙同步離合器7的外同步器處于在檔狀態(tài)、內(nèi)同步器處于空擋狀態(tài)后，第一行星齒輪系4的行星架42處于自由空轉(zhuǎn)狀態(tài)，第二電機(jī)5通過第二行星齒輪系6與減速差速器8的輸入端之間進(jìn)行動力傳遞。

(32)雙電機(jī)純電動模式如下：控制發(fā)動機(jī)1處于停機(jī)狀態(tài)，控制離合器2處于分離狀態(tài)，控制離合器2處于斷開狀態(tài)，控制雙同步離合器7的外同步器的結(jié)合套73、內(nèi)同步器撥叉環(huán)槽76，使雙同步離合器7的外同步器處于空檔狀態(tài)、內(nèi)同步器處于在擋狀態(tài)后，第二行星齒輪系6的行星架62自由空轉(zhuǎn)，由于第一行星齒輪系4的行星架42與雙同步離合器7的內(nèi)同步器的結(jié)合齒圈710相連接，因此第一電機(jī)3與第一行星齒輪系4的齒圈41進(jìn)行動力傳遞，第二電機(jī)5與第一行星齒輪系4的太陽輪43進(jìn)行動力傳遞，經(jīng)第一行星齒輪系4耦合到行星齒輪系4的行星架42，進(jìn)而經(jīng)雙同步離合器7的內(nèi)同步器與減速差速器8的輸入端進(jìn)行動力傳遞。

(33)串聯(lián)混合驅(qū)動模式如下：控制發(fā)動機(jī)1處于運(yùn)行狀態(tài)，控制離合器2處于結(jié)合狀態(tài)，控制雙同步離合器7到上述單電機(jī)純電動模式時的狀態(tài)，并對第二電機(jī)5進(jìn)行電動/發(fā)電模式控制，第一電機(jī)3通過離合器2與發(fā)動機(jī)1的曲軸輸出端間進(jìn)行動力傳遞并按發(fā)電模式運(yùn)行。該模式下，發(fā)動機(jī)與車輪間沒有機(jī)械傳動。

(34)混聯(lián)混合驅(qū)動模式如下：控制發(fā)動機(jī)1處于運(yùn)行狀態(tài)，控制離合器2處于結(jié)合狀態(tài)，控制雙同步離合器7到雙電機(jī)純電動模式時的狀態(tài)，發(fā)動機(jī)1、第一電機(jī)3與第一行星齒輪系4的齒圈41進(jìn)行動力傳遞，第二電機(jī)5與第一行星齒輪系4的太陽輪43進(jìn)行動力傳遞并對發(fā)動機(jī)1進(jìn)行無級調(diào)速，使發(fā)動機(jī)1、第一電機(jī)3和第二電機(jī)5在系統(tǒng)能耗排放最佳點(diǎn)運(yùn)行。根據(jù)第一電機(jī)3和第二電機(jī)5的運(yùn)行狀態(tài)，還可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)單電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動模式、雙電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動模式、一個電機(jī)發(fā)電另一電機(jī)電動的混聯(lián)驅(qū)動模式等子模式。該模式下，發(fā)動機(jī)與車輪間可以進(jìn)行機(jī)械傳動。

(4)第一電機(jī)3、第二電機(jī)5分別通過電路與電機(jī)控制裝置12、儲能裝置11進(jìn)行電能傳遞。第一電機(jī)3按電動方式運(yùn)行時需要的電能由儲能裝置11提供，按發(fā)電方式運(yùn)行時發(fā)出的電能由儲能裝置11或/和第二電機(jī)5接收。第二電機(jī)5按電動方式運(yùn)行時需要的電能由儲能裝置11或/和第一電機(jī)3提供，按發(fā)電方式運(yùn)行時發(fā)出的電能亦由儲能裝置11或/和第二電機(jī)3接收。

(5)在發(fā)動機(jī)1、第一電機(jī)3、第二電機(jī)5等全部動力部件與車輪10之間的動力傳遞鏈中，取消現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車的變速器和緩速器，可實(shí)現(xiàn)真正的無級調(diào)速。即，不僅在純電動模式和串聯(lián)驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)了無級變速，而且在混聯(lián)驅(qū)動模式下也實(shí)現(xiàn)了對發(fā)動機(jī)1的無級變速。

(6)發(fā)動機(jī)1可按停機(jī)、運(yùn)行等兩種方式工作，第一電機(jī)3可按停機(jī)/空轉(zhuǎn)、發(fā)電、電動等三種方式工作，第二電機(jī)5也可按停機(jī)/空轉(zhuǎn)、發(fā)電、電動等三種方式工作，離合器2可按結(jié)合、分離等兩種方式工作，雙同步離合器7具有三種位置狀態(tài)以選擇第二行星齒輪系6的行星架62或第一行星齒輪系4的行星架42與減速差速器8進(jìn)行動力傳遞或均不與減速差速器8進(jìn)行動力傳遞。參照圖5，為本實(shí)施例二的控制流程?？蓪?shí)現(xiàn)全部混合動力系統(tǒng)的運(yùn)行模式：發(fā)動機(jī)怠速停機(jī)/快速起動、無級變速單電機(jī)純電驅(qū)動、無級變速雙電機(jī)純電驅(qū)動、無級變速串聯(lián)驅(qū)動、無級變速并聯(lián)驅(qū)動、無級變速行車充電混合驅(qū)動、再生制動能量回饋、停車充電等全部混合動力系統(tǒng)的運(yùn)行模式。

實(shí)施例三

如圖6所示，本實(shí)施例三的五模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)與實(shí)施例二基本相同，其不同之處在于：本實(shí)施例三的五模行星齒輪耦合無級變速混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)1直接驅(qū)動模式，還包括制動鎖止裝置14，制動鎖止裝置14用于對第一行星齒輪系4的太陽輪43進(jìn)行制動鎖止、制動鎖止解除的控制，制動鎖止裝置14的一端與行星齒輪系4的太陽輪43相連接，另一端與殼體相連接。本實(shí)施例三中設(shè)置的混合動力系統(tǒng)電控單元，在實(shí)施例二所述混合動力系統(tǒng)電控單元的基礎(chǔ)上，增加對所述制動鎖止裝置14的硬件電路、協(xié)調(diào)控制、故障診斷等功能，該混合動力系統(tǒng)電控單元獨(dú)立設(shè)置，或?qū)⑵涔δ芗傻剿鱿到y(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

發(fā)動機(jī)1直接驅(qū)動模式的實(shí)現(xiàn)原理：當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)3或/和第二電機(jī)5或/和電機(jī)控制裝置12或/和儲能裝置11發(fā)生故障或/和發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動效率最高時，設(shè)置于系統(tǒng)中的電控單元控制制動鎖止裝置14處于制動鎖止位置，使第一行星齒輪系4的第一太陽輪43被鎖止固定?？刂齐p同步離合器7的內(nèi)同步器處于在檔狀態(tài)、外同步器處于空擋狀態(tài)，根據(jù)行星齒輪系的工作原理，可實(shí)現(xiàn)如下動力傳遞路徑：(1)當(dāng)離合器2被控制在結(jié)合位置時的動力傳遞路徑為發(fā)動機(jī)1←-→離合器2←-→第一電機(jī)3←-→第一行星齒輪系4的第一內(nèi)齒圈41和第一行星架42←-→雙同步離合器7的內(nèi)同步器←-→減速差速器8←-→車輪，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)1直接驅(qū)動模式；(2)當(dāng)離合器2被控制在分離位置時的動力傳遞路徑為第一電機(jī)3←-→第一行星齒輪系4的第一內(nèi)齒圈41和第一行星架42←-→雙同步離合器7的內(nèi)同步器←-→減速差速器8←-→車輪10，從而實(shí)現(xiàn)第一電機(jī)3單獨(dú)驅(qū)動模式。

其它的部件連接、工作過程、系統(tǒng)運(yùn)行模式和基本控制策略同實(shí)施例二，在此不再贅述。

實(shí)施例四

如圖7所示，本實(shí)施例四的雙模行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)是通過取消實(shí)例二中的發(fā)動機(jī)1、離合器2及離合器2與第一電機(jī)3之間的連接來實(shí)現(xiàn)的。具有實(shí)施例二中的單電機(jī)純電驅(qū)動模式和雙電機(jī)純電驅(qū)動模式，其有益效果是：(1)避免第二電機(jī)5長時間高速運(yùn)行，可提高系統(tǒng)的可靠性；(2)通過第一行星齒輪系4的耦合和無級變速，可實(shí)現(xiàn)第一電機(jī)3和第二電機(jī)5的運(yùn)行總效率最優(yōu)化；(3)由于雙同步離合器7的不同狀態(tài)的自動切換，第一電機(jī)1、第二電機(jī)5采用較小的轉(zhuǎn)矩，亦可實(shí)現(xiàn)與常規(guī)車相當(dāng)?shù)膭恿π?。本?shí)施例四設(shè)置有純電驅(qū)動電控單元，與實(shí)施例二所述混合動力系統(tǒng)電控單元相比較，取消了與發(fā)動機(jī)1和離合器2相關(guān)的電氣連接、硬件電路和軟件功能，用于對所述電機(jī)控制裝置12、所述儲能裝置11、所述雙同步離合器7進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測等，該純電驅(qū)動電控單元可獨(dú)立設(shè)置，亦可將其功能集成到所述系統(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

其它的部件連接、工作過程、系統(tǒng)運(yùn)行模式和基本控制策略同實(shí)施例二，在此不再贅述。

實(shí)施例五

如圖8所示，本實(shí)施例五的三模行星齒輪耦合雙電機(jī)動力系統(tǒng)是通過取消實(shí)例三中的發(fā)動機(jī)1和離合器2及離合器2與第一電機(jī)3之間的連接來實(shí)現(xiàn)的。具有實(shí)施例二中的單電機(jī)純電驅(qū)動模式和雙電機(jī)純電驅(qū)動模式，還具有實(shí)施例三中的第一電機(jī)3單獨(dú)驅(qū)動模式，其有益效果是：在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，通過實(shí)現(xiàn)第一電機(jī)3單獨(dú)驅(qū)動模式，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的容錯能力，即在第二電機(jī)5故障情況下，車輛仍可由第一電機(jī)3單獨(dú)驅(qū)動。本實(shí)施例四設(shè)置有純電驅(qū)動電控單元，與實(shí)施例三所述混合動力系統(tǒng)電控單元相比較，取消了與發(fā)動機(jī)1和離合器2相關(guān)的電氣連接、硬件電路和軟件功能，用于對所述電機(jī)控制裝置12、所述儲能裝置11、所述雙同步離合器7、所述制動鎖止裝置14進(jìn)行協(xié)調(diào)控制以及整車控制、能量管理、再生制動或滑行、充電管理、故障診斷、容錯控制、數(shù)據(jù)管理通訊、標(biāo)定監(jiān)測等的軟件，該純電驅(qū)動電控單元可獨(dú)立設(shè)置，亦可將其功能集成到所述系統(tǒng)或車輛的其它控制裝置中。

其它的部件連接、工作過程、系統(tǒng)運(yùn)行模式和基本控制策略同實(shí)施例三，在此不再贅述。

本實(shí)用新型應(yīng)用于車輛，具有更好的與現(xiàn)有車輛的技術(shù)繼承性以及整車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放的特點(diǎn)，具有無級變速功能、混聯(lián)系統(tǒng)功能等，具有適應(yīng)全地域、多用途應(yīng)用要求的特點(diǎn)，解決現(xiàn)有同類技術(shù)驅(qū)動力不足、坡道起步能力不足、應(yīng)用局限性大、系統(tǒng)體積大和成本高、無法實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)無級調(diào)速以及因機(jī)電部件制造困難而難于批量產(chǎn)業(yè)化的問題，實(shí)現(xiàn)了高性能、低開發(fā)成本、低系統(tǒng)成本、適應(yīng)性強(qiáng)、易于規(guī)模產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)的有機(jī)結(jié)合。應(yīng)用本實(shí)用新型的純電動車輛，相對于單電機(jī)或雙電機(jī)直驅(qū)純電驅(qū)動車輛，電能消耗可降低10％以上。應(yīng)用本實(shí)用新型的混合動力車輛，燃油消耗可降低45％以上。

以上對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。