CN103770621A - 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法 - Google Patents

一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103770621A
CN103770621A CN201410033108.0A CN201410033108A CN103770621A CN 103770621 A CN103770621 A CN 103770621A CN 201410033108 A CN201410033108 A CN 201410033108A CN 103770621 A CN103770621 A CN 103770621A
Authority
CN
China
Prior art keywords
clutch
power
clutches
mode
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410033108.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103770621B (zh
Inventor
汪少华
陈龙
任皓
殷春芳
孙晓强
施德华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201410033108.0A priority Critical patent/CN103770621B/zh
Publication of CN103770621A publication Critical patent/CN103770621A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103770621B publication Critical patent/CN103770621B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法，混合动力汽车动力耦合装置包括发动机、第一离合器、前排锥齿轮、第二离合器、行星锥齿轮、齿圈、行星架、后排锥齿轮、圆柱齿轮、第三离合器、第二电机、第四离合器和第一电机。其工作方法存在7种工作模式：纯电动工作模式、停车发电工作模式、发动机启动工作模式、发动机单独工作模式、联合驱动工作模式、行车发电工作模式和再生制动工作模式。本发明通过齿轮机构实现多动力源的动力耦合，能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优。

Description

一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合装置本发明涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法。
背景技术
随着全球汽车保有量的不断增加以及石油资源的不断消耗，开发低排放低油耗的新能源汽车成为当前全球汽车产业发展的紧迫任务，混合动力汽车因其既继承了纯电动汽车的高效率和低排放，又兼具传统内燃机车的动力性和续航里程，从而成为当今世界范围内新能源汽车领域的发展趋势。
目前，混合动力汽车按电机和发动机的连接方式不同被分为三种类型，一是仅以电机驱动汽车，发动机用作对电机进行充电的“串联混合动力”汽车，二是同时采用电机和发动机作为动力驱动汽车行驶的“并联混合动力”车辆，三是使用上述两种方式的 “混联式混合动力”汽车。
混联式混合动力汽车的动力源由发动机与电机组成，来自发动机和电机的动力可以耦合共同驱动汽车。其相较串联式车型，动力性更强；相较并联式车型，由于多出一个电机，避免了并联式车型单个电机只能单独工作在电动机状态或者发电机状态的弊端。
但是现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般。如何实现混联式混合动力汽车发动机与电动机、发电机之间的动力合理分配，是发展混合动力汽车必须解决的关键问题之一。
发明内容
为了克服现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般的不足，本发明提供一种混合动力汽车动力耦合装置。能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；同时在一定范围内改变转速，满足车辆正常行驶需要；该机构结构简单可靠，效率高，易于控制。 
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机、第一离合器、前排锥齿轮、第二离合器、行星锥齿轮、齿圈、行星架、后排锥齿轮、圆柱齿轮、第三离合器、第二电机、第四离合器和第一电机；发动机的输出轴设有第一离合器和第二离合器，第一离合器与前排锥齿轮连接，第二离合器与行星架连接；第一电机通过第四离合器与后排锥齿轮连接；第二电机通过第三离合器与圆柱齿轮连接；圆柱齿轮与齿圈啮合形成圆柱齿轮副；齿圈和行星架固定连接；行星架与行星锥齿轮相连；前排锥齿轮和后排锥齿轮分别与行星锥齿轮啮合，构成锥齿轮副。
进一步地，一种混合动力汽车动力耦合装置，其工作方法存在7种工作模式：纯电动工作模式、停车发电工作模式、发动机启动工作模式、发动机单独工作模式、联合驱动工作模式、行车发电工作模式和再生制动工作模式；
A.纯电动工作模式为：断开第一离合器、第二离合器和第四离合器，闭合第三离合器；
B.停车发电工作模式为：闭合第一离合器和第四离合器，断开第二离合器和第三离合器；
C.发动机启动工作模式为：断开第一离合器和第四离合器，闭合第二离合器和第三离合器；
D.发动机单独工作模式为：断开第一离合器、第三离合器和第四离合器，闭合第二离合器；
E.联合驱动工作模式为：闭合第一离合器、第三离合器和第四离合器，断开第二离合器；
F.行车发电工作模式为：断开第一离合器和第四离合器，闭合第二离合器和第三离合器；
G.再生制动工作模式为：断开第一离合器和第二离合器，闭合第三离合器和第四离合器。 
 
本发明具有如下优点：
（1）通过齿轮机构实现多动力源的动力耦合，能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；
（2）所设计齿轮机构结构简单且体积小，传动可靠、机械效率高，且目前齿轮机构的生产和制造工艺都已十分成熟，便于进行市场推广。
附图说明
图1是混合动力汽车动力耦合装置。
图2是齿圈结构示意图。
图3是装置工作模式示意图。
图中：1.发动机，2.第一离合器，3.前排锥齿轮，4.第二离合器，5.行星锥齿轮，6.齿圈，7.行星架，8.后排锥齿轮，9.圆柱齿轮，10.第三离合器，11.第二电机，12.第四离合器，13.第一电机，14.驱动桥，15.动力电池。   
具体实施方式
如图1和图2所示，一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机1、第一离合器2、前排锥齿轮3、第二离合器4、行星锥齿轮5、齿圈6、行星架7、后排锥齿轮8、圆柱齿轮9、第三离合器10、第二电机11、第四离合器12和第一电机13；发动机1的输出轴设有第一离合器2和第二离合器4，第一离合器2与前排锥齿轮3连接，第二离合器4与行星架7连接；第一电机13通过第四离合器12与后排锥齿轮8连接；第二电机11通过第三离合器10与圆柱齿轮9连接；圆柱齿轮9与齿圈6啮合形成圆柱齿轮副；齿圈6和行星架7固定连接；前排锥齿轮3和后排锥齿轮8分别与行星锥齿轮5啮合，构成锥齿轮副。行星架7与行星锥齿轮5同轴连接，使得行星锥齿轮5即可公转也可自传，公转即绕着发动机1输出轴转动，自传即绕行星架7转动，两者即可单独进行也可同时进行。
混合动力汽车动力输入包括四条路径：
A．第一条路径，发动机1通过第一离合器2与前排锥齿轮3连接，将动力输入到齿轮机构中；
B．第二条路径，发动机1通过第二离合器4与行星架7连接，将动力输入到齿轮机构中；
C．第三条路径，第一电机13通过第四离合器12与后排锥齿轮8连接，动力电池15向第一电机13供电将动力输入到齿轮机构中；
D．第四条路径，第二电机11通过第三离合器10与圆柱齿轮9连接，动力电池15向第一电机11供电，通过圆柱齿轮9与齿圈6的啮合将动力输入到齿轮机构中。
动力输出也包含三条路径，
A．第一条路径，通过齿圈6将动力输出至车辆驱动桥14，供驱动车辆使用；
B．第二条路径，第一电机13作为发电机，回收能量储存至动力电池15中；
C．第三条路径，第二电机11作为发电机，回收能量储存至动力电池中。
上述三种动力传输方式即可同时进行，又可独立进行。
如图3所示，在第一离合器2、第二离合器4、第三离合器10、第四离合器12不同工作方式的组合下，可产生多种工作模式。对各工作模式进行说明。
(1).纯电动模式；当车辆低速运动时，将采用该模式；此时发动机不工作，第一离合器2、第二离合器4、第四离合器12断开，第三离合器10闭合，第二电机11承担驱动车辆的工作，动力传递路线为：动力电池15向第二电机11供电，第二电机11通过第三离合器10带动圆柱齿轮9转动，进而通过圆柱齿轮副带动齿圈6转动，从而将动力传递至驱动桥14。 
(2).停车发电模式；当车辆短时停车，且动力电池15电量不足时，将采用此模式；此时齿圈6因与驱动桥14连接以保持静止，发动机1工作，第一电机13处于发电机状态，产生电能存储至动力电池15中；第一离合器2、第四离合器12闭合，第二离合器4、第三离合器10断开，动力传递路线为：发动机1转动，通过第一离合器2带动前排锥齿轮3转动，再通过锥齿轮副使得行星锥齿轮5绕行星架7自转，行星锥齿轮5通过锥齿轮副带动后排锥齿轮8转动，再通过第四离合器12带动第一电机13转动，使其产生电能并将电能储存至动力电池15中。
(3).发动机启动模式；发动机1初始起动点火时往往燃油经济性极差，因此需要将其提高至一定转速后点火，以提高燃油经济性。该模式下第二电机11起提速作用至发动机1顺利点火启动。此时第一离合器2、第四离合器12断开，第二离合器4、第三离合器10闭合，动力传递路线为：动力电池15向第二电机11供电，第二电机11通过第三离合器10带动圆柱齿轮9转动，进而通过圆柱齿轮副带动齿圈6转动并使与其固定连接的行星架7转动，进而再通过第二离合器4带动发动机1转动。
(4).发动机单独驱动模式；该模式下只有发动机1工作，此时第二离合器4闭合，第一离合器2、第三离合器10、第四离合器12断开，动力传递路线为：发动机1转动，通过第二离合器4带动行星架7转动并使与其固定连接的齿圈6转动，最终将动力传递至驱动桥14。
(5).联合驱动模式；该模式下，发动机1、第一电机13、第二电机11均参与工作，第一离合器2、第三离合器10、第四离合器12闭合，第二离合器4断开，其中第二电机11与发动机1共同通过其与行星锥齿轮5的配合完成对行星架7转速的控制，实现一定范围内的变速，并将转矩传递至齿圈6，同时第一电机13可以在齿圈6上施加附加转矩，通过这一过程完成多动力源的动力耦合。动力传递路线有3条，分别为：A. 发动机1转动，通过第一离合器2带动前排锥齿轮3转动，再使得行星锥齿轮5绕发动机输出轴公转，行星锥齿轮5经过行星架7带动齿圈6转动，从而将动力传递至驱动桥； B. 动力电池15向第一电机13供电，第一电机13通过第四离合器12带动后排锥齿轮8转动，再使得行星锥齿轮5绕发动机输出轴公转，带动行星架7与其固定连接的齿圈6转动，最终将动力传递至驱动桥14；C. 动力电池15向第二电机11供电，第二电机11通过第三离合器10带动圆柱齿轮9转动进而通过圆柱齿轮副带动齿圈6转动，从而将动力传递至驱动桥14。
(6).行车发电模式；该模式下，发动机1工作，第二电机11处于发电机状态，第一离合器2、第四离合器12断开，第二离合器4、第三离合器10闭合，动力传递路线有2条，A.用于驱动汽车，为：发动机1转动，通过第二离合器4带动行星架7转动并使与其固定连接的齿圈6转动，最终将动力传递至驱动桥14；B.用于充电，为：发动机1转动，通过第二离合器4带动行星架7转动并使与其固定连接的齿圈6转动，进而通过圆柱齿轮副带动圆柱齿轮9转动，在通过第三离合器10带动第二电机11转动产生电能，最终将电能储存至动力电池15中。
(7).再生制动模式；该模式可以实现车辆制动时的能量回收，第一电机13和第二电机11均处于发电机状态，发动机1不工作，此时第一离合器2、第二离合器4断开，第三离合器10、第四离合器12闭合，动力传递路线由2条，分别为：A.驱动桥14将动能传递至齿圈6使齿圈6转动，齿圈6通过圆柱齿轮副带动圆柱齿轮9转动，进而通过第三离合器10带动第二电机11转动产生电能，最终将电能储存至动力电池15中；B. 驱动桥14将动能传递至齿圈6使齿圈6转动再使与其固定连接的行星架7转动，进而使得行星锥齿轮5绕发动机输出轴公转，从而带动后排锥齿轮8转动，再通过第四离合器12带动第一电机13转动，使其产生电能并将电能储存至动力电池15中。

Claims (2)

1.一种混合动力汽车动力耦合装置，其特征在于，包括发动机（1）、第一离合器（2）、前排锥齿轮（3）、第二离合器（4）、行星锥齿轮（5）、齿圈（6）、行星架（7）、后排锥齿轮（8）、圆柱齿轮（9）、第三离合器（10）、第二电机（11）、第四离合器（12）和第一电机（13）；所述发动机（1）的输出轴设有所述第一离合器（2）和所述第二离合器（4），所述第一离合器（2）与所述前排锥齿轮（3）连接，所述第二离合器（4）与所述行星架（7）连接；所述第一电机（13）通过所述第四离合器（12）与所述后排锥齿轮（8）连接；所述第二电机（11）通过所述第三离合器（10）与所述圆柱齿轮（9）连接；所述圆柱齿轮（9）与所述齿圈（6）啮合形成圆柱齿轮副；所述齿圈（6）和所述行星架（7）固定连接；所述行星架（7）与所述行星锥齿轮（5）同轴连接；所述前排锥齿轮（3）和所述后排锥齿轮（8）分别与所述行星锥齿轮（5）啮合，构成锥齿轮副。
2.一种如权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合装置，其工作方法存在7种工作模式：纯电动工作模式、停车发电工作模式、发动机启动工作模式、发动机单独工作模式、联合驱动工作模式、行车发电工作模式和再生制动工作模式；
A.纯电动工作模式为：断开所述第一离合器（2）、第二离合器（4）和第四离合器（12），闭合所述第三离合器（10）；
B.停车发电工作模式为：闭合所述第一离合器（2）和第四离合器（12），断开所述第二离合器（4）和第三离合器（10）；
C.发动机启动工作模式为：断开第一离合器（2）和第四离合器（12），闭合所述第二离合器（4）和第三离合器（10）；
D.发动机单独工作模式为：断开所述第一离合器（2）、第三离合器（10）和第四离合器（12），闭合所述第二离合器（4）；
E.联合驱动工作模式为：闭合所述第一离合器（2）、第三离合器（10）和第四离合器（12），断开所述第二离合器（4）；
F.行车发电工作模式为：断开所述第一离合器（2）和第四离合器（12），闭合所述第二离合器（4）和第三离合器（10）；
G.再生制动工作模式为：断开所述第一离合器（2）和第二离合器（4），闭合所述第三离合器（10）和第四离合器（12）。
CN201410033108.0A 2014-01-24 2014-01-24 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法 Active CN103770621B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410033108.0A CN103770621B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410033108.0A CN103770621B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103770621A true CN103770621A (zh) 2014-05-07
CN103770621B CN103770621B (zh) 2016-06-15

Family

ID=50563567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410033108.0A Active CN103770621B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103770621B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105172568A (zh) * 2015-10-15 2015-12-23 王永德 制动自发电油电混合动力节能汽车
CN107757338A (zh) * 2017-11-06 2018-03-06 苏州亚太金属有限公司 一种靠差速器控制的混合动力***
CN109774452A (zh) * 2019-03-04 2019-05-21 吉林大学 锥齿轮式油电混联混合动力***
CN109835167A (zh) * 2019-03-13 2019-06-04 合肥工业大学 一种p3结构的两档差速耦合混合动力传动***
CN109968962A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 苏州唐锟辰新能源科技有限公司 一种带有法兰轴的混合动力耦合***
CN112092603A (zh) * 2020-09-24 2020-12-18 河南科技大学 一种混合动力车辆驱动***的控制方法
CN112829575A (zh) * 2021-02-04 2021-05-25 东风汽车集团股份有限公司 双电机双星齿轮机构混合电驱动***
CN115402088A (zh) * 2022-09-28 2022-11-29 哈尔滨宏泰智宇科技有限公司 一种同轴心布置差动齿轮传动系的ecvt混合动力装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102009589A (zh) * 2010-11-26 2011-04-13 江苏大学 一种混合动力汽车的动力耦合传动装置及其工作模式
DE102010004228A1 (de) * 2010-01-09 2011-07-14 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, 10587 Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges
US20110259657A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Vehicle having electric drive
CN102371882A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 F.波尔希名誉工学博士公司 驱动***以及具有这种驱动***的机动车辆
CN202174931U (zh) * 2011-08-06 2012-03-28 王林 三轮四轮通用混合动力装置
CN202441834U (zh) * 2012-02-26 2012-09-19 吉林大学 混合动力汽车动力分配器及整体式动力分配***
CN203739619U (zh) * 2014-01-24 2014-07-30 江苏大学 一种混合动力汽车动力耦合装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004228A1 (de) * 2010-01-09 2011-07-14 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, 10587 Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges
US20110259657A1 (en) * 2010-04-23 2011-10-27 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft Vehicle having electric drive
CN102371882A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 F.波尔希名誉工学博士公司 驱动***以及具有这种驱动***的机动车辆
CN102009589A (zh) * 2010-11-26 2011-04-13 江苏大学 一种混合动力汽车的动力耦合传动装置及其工作模式
CN202174931U (zh) * 2011-08-06 2012-03-28 王林 三轮四轮通用混合动力装置
CN202441834U (zh) * 2012-02-26 2012-09-19 吉林大学 混合动力汽车动力分配器及整体式动力分配***
CN203739619U (zh) * 2014-01-24 2014-07-30 江苏大学 一种混合动力汽车动力耦合装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105172568A (zh) * 2015-10-15 2015-12-23 王永德 制动自发电油电混合动力节能汽车
CN105172568B (zh) * 2015-10-15 2017-05-31 王永德 制动自发电油电混合动力节能汽车
CN107757338A (zh) * 2017-11-06 2018-03-06 苏州亚太金属有限公司 一种靠差速器控制的混合动力***
CN109968962A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 苏州唐锟辰新能源科技有限公司 一种带有法兰轴的混合动力耦合***
CN109774452A (zh) * 2019-03-04 2019-05-21 吉林大学 锥齿轮式油电混联混合动力***
CN109774452B (zh) * 2019-03-04 2024-04-12 吉林大学 锥齿轮式油电混联混合动力***
CN109835167A (zh) * 2019-03-13 2019-06-04 合肥工业大学 一种p3结构的两档差速耦合混合动力传动***
CN112092603A (zh) * 2020-09-24 2020-12-18 河南科技大学 一种混合动力车辆驱动***的控制方法
CN112829575A (zh) * 2021-02-04 2021-05-25 东风汽车集团股份有限公司 双电机双星齿轮机构混合电驱动***
CN115402088A (zh) * 2022-09-28 2022-11-29 哈尔滨宏泰智宇科技有限公司 一种同轴心布置差动齿轮传动系的ecvt混合动力装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103770621B (zh) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103770621A (zh) 一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法
CN102310755B (zh) 动力耦合装置及其控制装置、混合动力***
CN103373214B (zh) 混合动力车的变速器以及控制混合动力车的启动的方法
CN105501043B (zh) 用于混合动力电动车辆的动力传输装置
CN101850714B (zh) 用于混合动力车的传动系
CN105128647B (zh) 一种多模混合动力传动驱动装置
CN105109326B (zh) 一种混合动力传动驱动装置
CN104648113B (zh) 混合电动车辆的动力传输***
CN102862469B (zh) 混合动力驱动装置、驱动方法及混合动力汽车
CN103786564A (zh) 一种混合动力汽车驱动装置
KR101646114B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
CN104712717A (zh) 混合动力电动车的传动***
KR101509699B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101550629B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
CN103832265A (zh) 混合动力电动车的动力传动***
CN108790776A (zh) 一种混合动力汽车传动装置
KR20200067530A (ko) 하이브리드 차량용 동력전달장치
CN110949111B (zh) 双转子电机与拉维娜式行星轮系串联式汽车混合动力***
CN203739619U (zh) 一种混合动力汽车动力耦合装置
CN102951007B (zh) 混合动力汽车的动力分配装置
CN212353596U (zh) 一种两挡动力耦合传动装置、混合动力车辆
KR20230099044A (ko) 하이브리드 차량용 동력전달장치
CN212796517U (zh) 一种动力耦合传动装置、混合动力车辆
CN212796516U (zh) 一种动力耦合传动装置、混合动力车辆
CN212827868U (zh) 一种动力耦合传动装置、混合动力车辆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant