集成式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及集成式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)合了純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)優(yōu)勢(shì)的混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵是動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)。目前混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用兩種類(lèi)型動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu):(I)基于行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪式機(jī)械動(dòng)力親合機(jī)構(gòu)，是一種接觸式動(dòng)力親合機(jī)構(gòu)，最典型的例子是豐田Prius轎車(chē)的混合動(dòng)力系統(tǒng)(THS)，但采用多電機(jī)結(jié)構(gòu)，使得混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)論在制造上還是控制上都較為復(fù)雜，且保養(yǎng)費(fèi)用高，成本過(guò)高；(2)串聯(lián)式機(jī)電集成動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸直接串聯(lián)相連，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)采用同軸轉(zhuǎn)矩疊加方式進(jìn)行動(dòng)力耦合，最典型的例子是基于ISG的輕度、中度混合動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但節(jié)油不明顯，不能滿足人們對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求。
[0003]目前電動(dòng)汽車(chē)或者采用燃油汽車(chē)多擋自動(dòng)變速器，使得傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整車(chē)質(zhì)量增加，降低了能量利用效率，或者采用單一固定速比的減速器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)常常工作在低效率區(qū)，很難兼顧整車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力傳遞效率高、動(dòng)力傳遞平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊和控制靈活，本發(fā)明提供一種集成式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0005]集成式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、雙離合兩擋變速器、差速器7、動(dòng)力電池30、逆變控制器29和動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，其中動(dòng)力電池30和逆變控制器29電連接。
[0006]所述動(dòng)力親合機(jī)構(gòu)包括親合電機(jī)和親合離合器4;
所述耦合電機(jī)為永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括定子28、外轉(zhuǎn)子27和內(nèi)轉(zhuǎn)子26;所述內(nèi)轉(zhuǎn)子26和外轉(zhuǎn)子27構(gòu)成內(nèi)電機(jī)，所述外轉(zhuǎn)子27和定子28構(gòu)成外電機(jī)；內(nèi)轉(zhuǎn)子26固定設(shè)于動(dòng)力親合輸入軸3上，動(dòng)力耦合輸入軸3的輸入端連接著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2;外轉(zhuǎn)子27的軸向一端連接著動(dòng)力親合輸出軸6的輸入端，動(dòng)力親合輸出軸6的輸出端連接著所述雙離合兩擋變速器的殼體25，并通過(guò)雙離合兩擋變速器，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛低速擋、高速擋的快速平順換擋；
所述定子28的定子繞組與逆變控制器29電連接；
所述耦合離合器4為多片濕式摩擦離合器，耦合離合器4的主動(dòng)片設(shè)于動(dòng)力耦合輸入軸3上，并與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸2相連，耦合離合器4的從動(dòng)片通過(guò)外轉(zhuǎn)子的左端蓋32連接著外轉(zhuǎn)子27。
[0007]通過(guò)耦合離合器4實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與耦合電機(jī)之間不同動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式的快速平順切換；
起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式時(shí)，所述耦合離合器4處于結(jié)合狀態(tài)，雙離合兩擋變速器中的第一離合器24、第二離合器23均處于分離狀態(tài)，所述動(dòng)力電池30處于放電狀態(tài)，所述外電機(jī)進(jìn)入電驅(qū)動(dòng)模式，外轉(zhuǎn)子27經(jīng)耦合離合器4帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2至某一轉(zhuǎn)速，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I;
駐車(chē)充電模式時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述耦合離合器4處于結(jié)合狀態(tài)，雙離合兩擋變速器中的第一離合器24、第二離合器23均處于分離狀態(tài)，所述動(dòng)力電池30處于充電狀態(tài)，所述耦合電機(jī)的外電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式，發(fā)動(dòng)機(jī)I輸出的動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力耦合輸入軸3、耦合離合器4帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子27轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)逆變控制器29給動(dòng)力電池30充電；
純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I處于關(guān)閉狀態(tài)，所述耦合離合器4處于分離狀態(tài)，所述動(dòng)力電池30處于放電狀態(tài)，所述親合電機(jī)的外電機(jī)進(jìn)入電驅(qū)動(dòng)模式，外轉(zhuǎn)子27經(jīng)動(dòng)力親合輸出軸6、雙離合兩擋變速器和差速器7將動(dòng)力傳遞給車(chē)輪15，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛低速擋、高速擋的快速平順換擋驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；
發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述耦合離合器4處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)I經(jīng)動(dòng)力親合輸入軸3帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子26轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)子26、外轉(zhuǎn)子27之間的電磁親合，外轉(zhuǎn)子27經(jīng)動(dòng)力耦合輸出軸6、雙離合兩擋變速器和差速器7將動(dòng)力傳遞給車(chē)輪14，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛低速擋、高速擋的快速平順換擋驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；
混合驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，所述耦合離合器4處于分離狀態(tài)，所述動(dòng)力電池30處于放電狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)I經(jīng)動(dòng)力耦合輸入軸3帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子26轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)子26、夕卜轉(zhuǎn)子27之間的電磁耦合提供動(dòng)力，同時(shí)動(dòng)力電池30經(jīng)逆變控制器29給耦合電機(jī)供電提供動(dòng)力，兩者經(jīng)動(dòng)力耦合輸出軸6、雙離合兩擋變速器和差速器7傳遞給車(chē)輪14，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛低速擋、高速擋的快速平順換擋驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；
再生制動(dòng)模式時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)I處于關(guān)閉狀態(tài)，所述耦合離合器4處于分離狀態(tài)，雙離合兩擋變速器中的第一離合器24處于結(jié)合狀態(tài)、第二離合器23處于分離狀態(tài)，所述動(dòng)力電池30處于充電狀態(tài)，所述耦合電機(jī)的內(nèi)電機(jī)的電磁力解除，所述耦合電機(jī)的內(nèi)外電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式，車(chē)輪14的制動(dòng)力通過(guò)所述差速器7、雙離合兩擋變速器和動(dòng)力耦合輸出軸6，帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子27反轉(zhuǎn)，回收制動(dòng)能量，并經(jīng)逆變控制器29給動(dòng)力電池30充電。
[0008]進(jìn)一步限定的具體結(jié)構(gòu)如下:
所述外轉(zhuǎn)子27為環(huán)狀，同軸套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)子26上；外轉(zhuǎn)子27的軸向一端通過(guò)右端蓋35固定連接著動(dòng)力耦合輸出軸6的輸入端，外轉(zhuǎn)子27的軸向另一端設(shè)有左端蓋32，耦合離合器4的從動(dòng)片設(shè)于外轉(zhuǎn)子的左端蓋32內(nèi)。
[0009]所述外轉(zhuǎn)子27包括環(huán)狀的外轉(zhuǎn)子架33和外轉(zhuǎn)子線圈;所述外轉(zhuǎn)子線圈包括外線圈和內(nèi)線圈；所述外線圈套設(shè)在外轉(zhuǎn)子架33的外圓周上，夕卜線圈對(duì)應(yīng)著定子28的內(nèi)圓周;所述內(nèi)線圈設(shè)于外轉(zhuǎn)子架33的內(nèi)圓周上，內(nèi)線圈對(duì)應(yīng)著內(nèi)轉(zhuǎn)子26的外圓周。
[0010]外轉(zhuǎn)子架33的軸向一端設(shè)有外凸的凸環(huán)，通過(guò)凸環(huán)連接著右端蓋35;外轉(zhuǎn)子架33的軸向另一端連接著左端蓋32。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
1.本發(fā)明采用由多片濕式摩擦離合器和永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)構(gòu)成的電磁式動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)輪間無(wú)直接機(jī)械連接，能夠分別實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式、駐車(chē)充電模式、純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式和再生制動(dòng)模式，與基于行星齒輪機(jī)構(gòu)的混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，具有動(dòng)力傳遞效率高，動(dòng)力傳遞平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。
[0012]2.本發(fā)明采用雙離合兩擋變速機(jī)構(gòu)，與一檔固定速比的變速機(jī)構(gòu)相比，能夠改善整車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和舒適性，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率、驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率，延長(zhǎng)了動(dòng)力電池壽命和整車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
[0013]3.本發(fā)明的集多片濕式摩擦離合器與雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、雙離合兩擋變速機(jī)構(gòu)與差速器為一體，與動(dòng)力部件分置的混合動(dòng)力汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，具有集成度高，傳動(dòng)路線短的優(yōu)點(diǎn)，且有利于整車(chē)的設(shè)計(jì)布置。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖2為動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]上圖中序號(hào):發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、動(dòng)力耦合輸入軸3、耦合離合器4、左半軸5、動(dòng)力耦合輸出軸6、差速器7、左半軸齒輪8、差速器行星輪軸9、差速器行星輪10、右半軸齒輪11、從動(dòng)減速齒輪12、右半軸13、車(chē)輪14、第一擋從動(dòng)齒輪15、中間軸16、主動(dòng)減速齒輪17、第二擋從動(dòng)齒輪18、第一離合器傳動(dòng)軸19、第一擋主動(dòng)齒輪20、第二擋主動(dòng)齒輪21、第二離合器傳動(dòng)軸22、第二離合器23、第一離合器24、殼體25、內(nèi)轉(zhuǎn)子26、外轉(zhuǎn)子27、定子28、逆變控制器29、動(dòng)力電池30、電機(jī)殼體左端蓋31、左端蓋32、外轉(zhuǎn)子架33、電機(jī)殼體34、右端蓋35、電機(jī)殼體右端蓋36。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0018]參見(jiàn)圖1，集成式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的兩擋混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、雙離合兩擋變速器、差速器7、動(dòng)力電池30、逆變控制器29和動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu);其中動(dòng)力電池30采用三元聚合物鋰電池或磷酸鐵鋰電池，動(dòng)力電池30和逆變控制器29電連接。
[0019]動(dòng)力親合機(jī)構(gòu)包括親合電機(jī)和親合離合器4。
[0020]參見(jiàn)圖2，耦合電機(jī)為永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括定子28、外轉(zhuǎn)子27和內(nèi)轉(zhuǎn)子26;其中內(nèi)轉(zhuǎn)子26和外轉(zhuǎn)子27構(gòu)成內(nèi)電機(jī)，外轉(zhuǎn)子27和定子28構(gòu)成外電機(jī)。內(nèi)轉(zhuǎn)子26固定安裝于動(dòng)力耦合輸入軸3上，動(dòng)力耦合輸入軸3的輸入端連接著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2。外轉(zhuǎn)子27同軸套裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子26上;外轉(zhuǎn)子27包括環(huán)狀的外轉(zhuǎn)子架33和外轉(zhuǎn)子線圈；外轉(zhuǎn)子線圈包括外線圈和內(nèi)線圈；外線圈套裝在外轉(zhuǎn)子架33的外圓周上，外線圈對(duì)應(yīng)著定子28的內(nèi)圓周；內(nèi)線圈安裝于外轉(zhuǎn)子架33的內(nèi)圓周上，內(nèi)線圈對(duì)應(yīng)著內(nèi)轉(zhuǎn)子26的外圓周。外轉(zhuǎn)子架33的軸向一端設(shè)有外凸的凸環(huán)，通過(guò)凸環(huán)連接著右端蓋35，右端蓋35固定連接著動(dòng)力耦合輸出軸6的輸入端，動(dòng)力耦合輸出軸6的輸出端連接著雙離合兩擋變速器的殼體25;外轉(zhuǎn)子架33的軸向另一端連接著左端蓋32，耦合離合器4的從動(dòng)片安裝于左端蓋32內(nèi)。定子28的定子繞組與逆變控制器29電連接。
[0021]耦合離合器4為多片濕式摩擦離合器，耦合離合器4的主動(dòng)片安裝于動(dòng)力耦合輸入軸3上，耦合離合器4的從動(dòng)片通過(guò)外轉(zhuǎn)子的左端蓋32連接著外轉(zhuǎn)子27。
[0022]參見(jiàn)圖1，雙離合兩擋變速器包括雙離合器殼體25、第一離合器24、第二離合器23、第一離合器輸出軸19、第二離合器輸出軸22、第一擋主動(dòng)齒輪20、第一擋從動(dòng)齒輪15、第二擋主動(dòng)齒輪21、第二擋從動(dòng)齒輪18、中間軸16、主動(dòng)減速齒輪17和從動(dòng)減速齒輪12。雙離合器殼體25與動(dòng)力親合機(jī)