CN105697693A - 电动无级变速器以及包括它的车辆 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

一种电动无级变速器，包括：电动马达；连接外部的第一离合器；行星齿轮组，所述行星齿轮组布置在所述电动马达和所述第一离合器之间，并且包括太阳轮、行星架和齿圈；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第一离合器和所述齿圈之间；第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一离合器和所述太阳轮之间；制动器，所述制动器固定连接到所述电动无级变速器的壳体，用于锁定或释放所述齿圈，和换档执行器，所述换档执行器固定连接到所述太阳轮，并且可断开地连接到所述电动马达以从所述电动马达输出动力或者将动力输入到电动马达。本发明还提供一种包括该电动无级变速器的车辆。

Description

电动无级变速器以及包括它的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电动无级变速器。并且，本发明还涉及一种包括该电动无级变速器的车辆。
背景技术
通常，混合动力变速器具有单个的电动马达和单个的行星齿轮组，所述混合动力变速器能够对于发动机实现连续可变速比，由此其也被称作电动无级变速器(electricContinuouslyVariableTransmission:eCVT)。所述电动无级变速器具有多种驱动模式，例如纯发动机驱动模式、纯电动马达驱动模式等。
丰田混合动力***(ToyotaHybridSystem:THS)作为混合动力***的代表是已知的并且被广泛应用在混合动力领域中。图1示出了THS的动力***的结构。
如图1所示，THS是一种高效的混合动力***，其具有一个行星齿轮组和两个电动马达，其中一个是电动机，另一个称为发电机。在该THS中，发动机连接到行星齿轮架，发电机连接到太阳轮，且电动机连接到齿圈，并且该THS将动力从齿圈输出到车轮。
图2示出了THS的分离***的工作原理。通过两个电动马达的速度调节，发动机能够总是在最高效区域中工作。
然而，THS的结构决定了在高速(车速高于100kph)行驶的情况下发动机必须起动。如果发动机不起动，则连接到太阳轮的发电机将超过设计的转速，所以THS不能实现高速纯电驱动。因此，对于插电式混合动力车辆和增程式电动车，THS不能满足高速纯电驱动的要求，如图3所示。
进一步，THS使用两个电动马达，即连接到太阳轮的发电机和连接到齿圈的电动机，两个电动马达的总功率超过100kw，而在单个电动马达情况下，能够使用仅仅20kw的电动马达就能达到电驱动下的相同车辆性能。显见，与单个电动马达相比，THS产生来自于电动马达和功率电子装置的附加成本。
进一步，通常意义上，直接机械能量路径(燃料→发动机→车轮)的能量效率总是高于另一路径(燃料→发动机→发电机→电动马达驱动装置→车轮)的能量效率。但是，在多数驱动情况下THS总是含有一定比例的后一条路径，这降低了***效率，请见图4。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的混合动力***结构，其能够在不同的运行条件下保持发动机和电动马达在高效区域中运行，并且其能够用于从全混合到插电式混合直到增程式电动车的车辆动力混合。
上述目的通过根据本发明的用于车辆的电动无级变速器和根据本发明的包括该电动无级变速器的车辆来实现。
根据本发明，提供一种电动无级变速器，其特征在于包括：电动马达；连接外部的第一离合器；行星齿轮组，所述行星齿轮组布置在所述电动马达和所述第一离合器之间，并且包括太阳轮、行星架和齿圈；第二离合器，所述第二离合器布置在所述第一离合器和所述齿圈之间；第三离合器，所述第三离合器布置在所述第一离合器和所述太阳轮之间；制动器，所述制动器固定连接到所述电动无级变速器的壳体，用于锁定或释放所述齿圈，和换档执行器，所述换档执行器固定连接到所述太阳轮，并且可断开地连接到所述电动马达以从所述电动马达输出动力或者将动力输入到电动马达。
由此，本发明中，通过电动马达和多个离合器的组合实现大于100kph的高速电驱动，从而满足插电式混合动力车辆和增程式电动车的要求。本发明中，使用行星齿轮组、离合器和制动器来实现用于发动机驱动和电动马达驱动两者的换档动力转移，由此实现了混合动力车辆的无动力中断换档。此外，通过本发明的电动无级变速器，能够在没有外部起动器的情况下利用离合器控制实现所有发动机起动。对于静止起动或驾驶期间的发动机起动，都能够容易地通过离合器起动发动机，而不需要外部起动器。此外，在变速器中，还容易实现发动机和电动马达的并联驱动以及发动机的负荷点转移。
优选地，所述电动无级变速器包括单个的电动马达。
本发明中，仅仅使用单个电动马达由此降低了***成本，通过单个电动马达实现大于100kph的高速电驱动，从而满足插电式混合动力车辆和增程式电动车的要求。此外，本发明优选使用单个的行星齿轮组，以进一步降低了***成本。
优选地，所述换档执行器是单个的两侧面卡爪离合器，所述两侧面卡爪离合器的一个侧面能够与所述电动无级变速器的壳体接合，而另一个侧面能够与所述电动马达接合。
本发明中，使用单个的两侧面卡爪离合器。由此，简化了对电动马达的控制。由于卡爪离合器可以断开电机的连接，从而使得车辆附件如空调，转向等***在任意车辆工况下，都可以通过电动马达进行驱动而不影响车辆本身的运行。
优选地，所述电动无级变速器具有两个纯电驱动档位，并且为了实现所述两个纯电驱动档位中的第一档位，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器都脱开，所述制动器接合并且所述换档执行器接合到所述电动马达，并且为了实现所述两个纯电驱动档位中的第二档位，所述第一离合器脱开，所述第二离合器和所述第三离合器接合，所述制动器脱开并且所述换档执行器接合到所述电动马达。
本发明中，仅通过电动马达实现车辆的驱动，电动马达能够向前转动或者反转，从而实现车辆的前进或后退。
优选地，所述电动无级变速器具有三个纯发动机驱动档位，并且为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第一档位，所述第一离合器接合，所述第二离合器脱开，所述第三离合器接合，所述制动器接合并且所述换档执行器处于中间位置，为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第二档位，所述第一离合器和所述第二离合器接合，所述第三离合器脱开，所述制动器脱开并且所述换档执行器接合到所述电动无级变速器的壳体，并且为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第三档位，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器接合，所述制动器脱开并且所述换档执行器位于中间位置。
本发明中，仅通过发动机和离合器元件协作实现车辆的纯发动机起步以及驱动。这在电池具有极低的荷电状态或者电池部件出现故障时尤为有利。进一步，纯发动机驱动时，电动马达能够完全与***断开，由此降低了总的惯性质量。
优选地，所述电动无级变速器具有电动无级变速模式，并且为了实现所述电动无级变速模式，所述第一离合器和所述第二离合器接合而所述第三离合器脱开，所述制动器脱开并且所述换档执行器接合到所述电动马达。
在电动无级变速模式中，发动机能够更好地进行负荷点转移，由此使得发动机在最优或最高效区域中运行。
优选地，所述电动无级变速器具有两个混合驱动档位，并且为了实现所述两个混合驱动档位中的第一档位，所述第一离合器接合，所述第二离合器脱开，所述第三离合器接合，所述制动器接合并且所述换档执行器接合到所述电动马达，并且为了实现所述两个混合驱动档位中的第二档位，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器都接合，所述制动器脱开并且所述换档执行器接合到所述电动马达。
优选地，所述电动无级变速器具有停车发电模式，并且为了实现所述停车发电模式，所述第一离合器接合，所述第二离合器脱开，所述第三离合器接合，所述制动器脱开并且所述换档执行器接合到所述电动马达。
优选地，所述电动无级变速器具有驻车模式，并且为了实现所述驻车模式，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器都脱开，所述制动器接合并且所述换档执行器接合到所述电动无级变速器的壳体。
根据本发明，还提供一种车辆，所述车辆包括主动力源和电动无级变速器，所述电动无级变速器布置在所述主动力源和车轮之间，其特征在于，所述电动无级变速器是所述的电动无级变速器。
附图说明
本发明的这些和其它目的以及优点从结合附图的以下描述将更完全地体现出来，其中所有附图中用相同的附图标记表示相同的或相似的部件，且其中：
图1是示出了现有技术的混合动力结构的图；
图2是示出图1所示的混合动力结构的分力***的工作原理的图；
图3是示出图1所示的混合动力结构在高速纯电动模式下的速度分配的图；
图4是示出图1所示的混合动力结构中的能量路径的图；
图5是示出了根据本发明的混合动力结构的示意图；
图6至6-1示出了发动机I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图7至7-1示出了发动机II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图8至8-1示出了发动机III档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图9至9-1示出了电动马达I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图10至10-1示出了电动马达II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图11至11-2示出了混合驱动I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图12至12-2示出了混合驱动II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图13至13-2示出了eCVT模式时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组的太阳轮、行星架和齿圈处的转矩和转速；
图14示出了停车发电时动力在eCVT中的流动；
图15示出了车辆处于空档时的情形；并且
图16示出了驻车时的情形。
具体实施方式
将在下文中参考附图详细地描述根据本发明的电动无级变速器的实施例。在附图说明中，相同或者相应的部分由相同的数字和符号表示，并且将省略重复的说明。
图5是示出了根据本发明的混合动力结构的图。如图5所示，本发明的混合动力结构包括主动力源和电动无级变速器4即eCVT。主动力源例如可以是内燃发动机3，发动机的缸数不受限制，例如可以是3缸、4缸或更多缸。该eCVT布置在发动机和车轮(未示出)之间，并且在输入侧连接到发动机3且在输出侧连接到车轮。eCVT包括单个的电动马达2、单个的行星齿轮组5、三个离合器即第一离合器C0、第二离合器C1和第三离合器C2、制动器B1和换档执行器A1例如卡爪离合器。优选的，eCVT还可以包括差速器6。行星齿轮组5包括太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5。行星架5.3固定连接到正齿轮5.7，该正齿轮5.7又与差速器6接合以将动力传递到车轮。优选地，该正齿轮5.与行星架5.3一体形成。
第一离合器C0连接到电动无级变速器的外部，例如连接到电动无级变速器外部的发动机3，并且能够将发动机3连接到行星齿轮组5的齿圈5.5。即，第一离合器C0布置在发动机3和齿圈5.5之间，第一离合器C0能够连通或者断开发动机3和齿圈5.5之间的动力连接。
电动马达2能够连接到行星齿轮组5的太阳轮5.1，由此电动马达2能够与太阳轮5.1一体旋转。制动器B1固定连接到电动无级变速器的壳体。制动器B1能够锁定或释放行星齿轮组5的齿圈5.5，从而允许齿圈5.5的锁定或转动。
第二离合器C1布置在第一离合器C0和行星齿轮组5的齿圈5.5之间，并且在一侧连接到第一离合器C0且在另一侧连接到齿圈5.5，由此能够连通或者断开第一离合器C0和齿圈5.5之间的动力连接。第三离合器C2布置在第二离合器C1和太阳轮5.1之间，并且在一侧连接到第二离合器C1且在另一侧连接到太阳轮5.1，由此其能够连通或者断开第二离合器C1和太阳轮5.1之间的动力连接。
卡爪离合器用作同步器，并且优选地设计为单个的两侧面卡爪离合器。卡爪离合器的一侧能够连接到电动无级变速器的壳体，且另一侧能够连接到电动马达2的旋转部件以促动电动马达2。两侧面的卡爪离合器还具有中间位置。
发动机3是任何类型的消耗燃料的发动机，例如内燃机、天然气发动机等。电动马达2不限于内转子类型，只要该电动马达既能作为电动机又能作为发电机即可。例如，电动马达2可以是永磁同步电机、异步电机等。
根据本发明的eCVT能够实现11种操作模式。下面的表1中示出了各种操作模式下的第一离合器C0、第二离合器C1、制动器B1和换档执行器A1的状态。
表1
模式 状态描述 C0 C1 C2 B1 A1
1 发动机I档 X X X N
2 发动机II档 X X L
3 发动机III档 X X X N
4 电动马达I档 X R
5 电动马达II档 X X R
6 混合驱动I档 X X X R
7 混合驱动II档 X X X R
8 eCVT混合驱动 X X R
9 停车发电 X X R
10 空档 N
11 驻车锁定 X L
*离合器和制动器*换档执行器
X:接合L:接合到左侧
R:接合到右侧
N:中间位置
下面将参考附图详细描述本发明的eCVT的各种工作模式及其具体操作。
图6至6-1示出了发动机I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。具体地，如图6所述，当采用发动机I档时，第一离合器C0接合，第二离合器C1脱开，第三离合器C2接合，制动器B1接合并且换档执行器A1处于中间位置。由此，发动机3输出的动力依次经过第一离合器C0、第三离合器C2、太阳轮5.1、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。电动马达2和行星齿轮组5之间没有动力传递。
如图6-1所示，仅发动机3运行时，从太阳轮5.1到行星架5.3转速降低，且由于制动器B1接合，齿圈5.5的转速为0；并且太阳轮5.1的转矩即发动机的转矩Tice导致行星架5.3的转矩Tr。
图7至7-1示出了发动机II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。具体地，如图7所述，当采用发动机II档时，第一离合器C0和第二离合器C1接合，第三离合器C2脱开，制动器B1脱开并且换档执行器A1左接合即接合到电动无级变速器的壳体。由此，发动机3输出的动力依次经过第一离合器C0和第二离合器C1、齿圈5.5、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。电动马达2和行星齿轮组5之间没有动力传递。
如图7-1所示，仅发动机3运行时，从齿圈5.5到行星架5.3转速降低，并且由于换档执行器A1接合到电动无级变速器的壳体，太阳轮5.1的转速为0；并且齿圈5.5的转矩即发动机的转矩Tice导致行星架5.3的转矩Tr。
图8至8-1示出了发动机III档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。具体地，如图8所述，当采用发动机III档时，第一离合器C0、第二离合器C1和第三离合器C2接合，制动器B1脱开并且换档执行器A1位于中间位置。由此，发动机3输出的动力一方面依次经过第一离合器C0和第二离合器C1、齿圈5.5、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮，并且另一方面，依次经过第一离合器C0和第三离合器C2、太阳轮5.1、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。即，发动机3输出的动力在经过第一离合器C0后出现分支。上述两条能量路径中的动力在行星架5.3处汇合后，经由正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。电动马达2和行星齿轮组5之间没有动力传递。
如图8-1所示，仅发动机3输出动力时，太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5转速相同；并且仅发动机3的转矩Tice导致了行星架5.3的转矩Tr。
图9至9-1示出了电动马达I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。具体地，如图9所述，当采用电动马达I档时，第一离合器C0、第二离合器C1和第三离合器C2都脱开，制动器B1接合并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。由此，电动马达2输出的动力依次经过换档执行器A1、太阳轮5.1、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。发动机3和行星齿轮组5之间没有动力传递。此外，车辆再生制动时，动力从车轮以颠倒的顺序到达电动马达2。
如图9-1所示，仅电动马达2输出动力时，从太阳轮5.1到行星架5.3转速降低，且由于制动器B1接合，齿圈5.5的转速为0；并且太阳轮5.1的转矩即电动马达2的转矩Tem导致了行星架5.3的转矩Tr。
图10至10-1示出了电动马达II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。具体地，如图10所述，当采用电动马达II档时，第一离合器C0脱开，第二离合器C1和第三离合器C2接合，制动器B1脱开并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。由此，电动马达2输出的动力一方面依次经过换档执行器A1、太阳轮5.1、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮，且另一方面依次经过换档执行器A1、太阳轮5.1、第三离合器C2、第二离合器C1、齿圈5.5、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。即，电动马达2输出的动力在经过太阳轮5.1后出现分支。上述两条能量路径中的动力在行星架5.3汇合后，经由正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。发动机3和行星齿轮组5之间没有动力传递。此外，车辆再生制动时，动力从车轮以颠倒的顺序到达电动马达2。
如图10-1所示，仅电动马达2输出动力；太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5转速相同；并且电动马达2的转矩Tem导致了行星架5.3的转矩Tr。
图11至11-2示出了混合驱动I档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。混合驱动I档可以采用两者具体模式，即并联驱动模式和发电模式。具体地，如图11所示，当采用混合驱动I档时，第一离合器C0接合，第二离合器C1脱开，第三离合器C2接合，制动器B1接合并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。其中，当采用并联驱动模式时，发动机3和电动马达2都输出动力，且发动机3输出的动力和电动马达2输出的动力在行星齿轮组5处耦合，之后经过正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮，并且其中，当采用发电模式时，发动机3输出动力而电动马达2被驱动。
如图11-1所示，当采用并联驱动模式时，从太阳轮5.1到行星架5.3转速降低，且由于制动器B1接合，齿圈5.5的转速为0；并且太阳轮5.1的转矩即电动马达2的转矩Tem和发动机转矩即齿圈5.5的转矩Tice共同导致了行星架5.3的转矩Tr。
当采用发电模式时，发动机3输出的动力中的一部分动力经过第一离合器C0和第三离合器C2、太阳轮5.1、行星架5.3、正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮，而另一部分动力经过第一离合器C0和第三离合器C2、太阳轮5.1、换档执行器A1最终到电动马达2。如图11-2所示，从太阳轮5.1到行星架5.3转速降低，且由于制动器B1接合，齿圈5.5的转速为0；并且发动机转矩即太阳轮5.1的转矩Tice导致了电动马达2的发电转矩Tem-gen和行星架5.3的转矩Tr两者。
图12至12-2示出了混合驱动II档时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。混合驱动II档模式可以采用并联驱动模式和发电模式。具体地，如图12所示，当采用混合驱动II档时，第一离合器C0、第二离合器C1和第三离合器C2都接合，制动器B1脱开并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。其中，当采用并联驱动模式时，发动机3输出的动力和电动马达2输出的动力在行星齿轮组5处耦合，之后经过正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮，并且其中，当采用发电模式时，发动机3输出动力而电动马达2被驱动。
如图12-1所示，当采用并联驱动时，由于制动器B1脱开，太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5转速相同；并且发动机的转矩Tice和电动马达2的转矩Tem共同导致了行星架5.3的转矩Tr。
当发电模式时，发动机3输出的动力中的一部分动力经过第一离合器C0和第三离合器C2到达太阳轮5.1，由此一方面直接驱动行星架5.3且另一方面经过换档执行器A1驱动电动马达2。发动机3输出的动力中的另一部分动力经过第一离合器C0和第二离合器C1到达齿圈5.5从而也驱动行星架5.3。在行星架5.3处耦合后的动力经过正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。如图12-2所示，由于制动器B1脱开，太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5转速相同；并且发动机的转矩Tice导致了电动马达2的发电转矩Tem-gen和行星架5.3的转矩Tr两者。
图13至13-2示出了混合驱动eCVT模式时动力在eCVT中的流动以及行星齿轮组5的太阳轮5.1、行星架5.3和齿圈5.5处的转矩和转速。混合驱动eCVT模式可以采用并联驱动模式和负载点转移模式。具体地，如图13所示，当采用混合驱动eCVT模式时，第一离合器C0和第二离合器C1接合而第三离合器C2脱开，制动器B1脱开并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。其中，当采用并联驱动模式时，发动机3输出的动力和电动马达2输出的动力在行星齿轮组5处耦合，之后经过正齿轮5.7以及差速器6最终到达车轮。
如图13-1所示，当采用并联驱动时，由于制动器B1脱开，从太阳轮5.1、齿圈5.5到行星架5.3转速降低；并且太阳轮5.1的转矩即电动马达2的转矩Tem和发动机转矩即齿圈5.5的转矩Tice共同导致了行星架5.3的转矩Tr。
如图13-2所示，当采用负载点转移模式时，通过调节电动马达2的转矩Tem，能够实现对发动机的转矩Tice的调节，从而使得发动机在最优工况或者最高效区域运行，即实现了发动机的负载点转移。具体地，发动机3和电动马达2都输出动力；从齿圈5.5到行星架5.3转速降低；并且太阳轮5.1的转矩即电动马达2的转矩Tem和发动机转矩即齿圈5.5的转矩Tice共同导致了行星架5.3的转矩Tr。
图14示出了停车发电时动力在eCVT中的流动。具体地，如图14所示，当采用停车发电时，第一离合器C0接合，第二离合器C1脱开，第三离合器C2接合，制动器B1脱开并且换档执行器A1右接合即接合到电动马达2。由此，发动机3输出的动力依次经过第一离合器C0、第三离合器C2、太阳轮5.1、换档执行器A1最终到达电动马达2用于发电。
在停车发电模式中，仅发动机转矩的转矩Tice导致了电动马达2的发电转矩Tem-gen。
图15示出了车辆处于空档时的情形。具体地，如图15所示，当车辆处于空档时，第一离合器C0至第三离合器C2都脱开，制动器B1并且换档执行器A1处于中间位置。由此，没有任何动力传递到差速器6或车轮，从而车辆处于空档。
图16示出了驻车时的情形。具体地，如图16所示，当驻车锁定时，第一离合器C0至第三离合器C2都脱开，制动器B1接合并且换档执行器A1左接合即接合到电动无级变速器的壳体，由此，齿圈5.5和太阳轮5.1都被锁定。没有任何动力传递到差速器6，由此车辆被驻车锁定。
此外，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的电动无级变速器。由此，所述车辆能够降低***成本并且实现大于100kph的高速电驱动。
根据本发明，能够实现如下优点：
1)能够实现纯发动机驱动和纯电动驱动，纯发动机驱动可以具有3个档位，而纯电动驱动可以具有2个档位；
2)能够实现高于100kph的高速电驱动，从而能够满足插电式混合动力车辆和增程式电动车的高速纯电驱动的要求。
3)对于发动机驱动和电动驱动两种驱动，通过操纵行星齿轮、离合器和制动器能够实现换档动力转移，即无动力中断的换档。
4)仅仅使用单个的电动马达以及单个的行星齿轮组，由此降低了***成本。
5)能够实现混合动力模式下的连续无级变速，并且对于发动机能够实现负荷点转移。由此，发动机能够保持在高效率区域中运行。
6)在没有外部起动器的情况下能够，利用离合器控制能够实现发动机起动。对于静止起动和行驶期间的发动机起动，都是容易实现的。
7)在纯发动机驱动中，电动马达能够与变速器完全断开，从而降低***的总惯性。并且，在***中，能够将任何附件连接到电动马达，而不影响发动机的运行。
能够理解的是，本发明的eCVT不限于在车辆上使用，而且可以应用到例如在空气中飞行的飞机以及在水中航行的船舶等交通工具。
上面已经参照附图详细描述本发明的具体实施例。然而，可以预期的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种变形和修改。

Claims (10)

1.一种电动无级变速器，其特征在于包括：
电动马达(2)；
连接到所述电动无级变速器的外部的第一离合器(C0)；
行星齿轮组(5)，所述行星齿轮组布置在所述电动马达(2)和所述第一离合器(C0)之间，并且包括太阳轮(5.1)、行星架(5.3)和齿圈(5.5)；
第二离合器(C1)，所述第二离合器(C1)布置在所述第一离合器(C0)和所述齿圈(5.5)之间；
第三离合器(C2)，所述第三离合器(C2)布置在所述第一离合器(C0)和所述太阳轮(5.1)之间；
制动器(B1)，所述制动器(B1)固定连接到所述电动无级变速器的壳体，用于锁定或释放所述齿圈(5.5)，和
换档执行器(A1)，所述换档执行器(A1)固定连接到所述太阳轮(5.1)，并且可断开地连接到所述电动马达(2)以从所述电动马达(2)输出动力或者将动力输入到电动马达(2)。
2.根据权利要求1所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器包括单个的电动马达(2)。
3.根据权利要求1所述的电动无级变速器，其中
所述换档执行器(A1)是单个的两侧面卡爪离合器，所述两侧面卡爪离合器的一个侧面能够与所述电动无级变速器的壳体接合，而另一个侧面能够与所述电动马达(2)接合。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有两个纯电驱动档位，并且
为了实现所述两个纯电驱动档位中的第一档位，所述第一离合器(C0)、所述第二离合器(C1)和所述第三离合器(C2)都脱开，所述制动器(B1)接合并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)，并且
为了实现所述两个纯电驱动档位中的第二档位，所述第一离合器(C0)脱开，所述第二离合器(C1)和所述第三离合器(C2)接合，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有三个纯发动机驱动档位，并且
为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第一档位，所述第一离合器(C0)接合，所述第二离合器(C1)脱开，所述第三离合器(C2)接合，所述制动器(B1)接合并且所述换档执行器(A1)处于中间位置，
为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第二档位，所述第一离合器(C0)和所述第二离合器(C1)接合，所述第三离合器(C2)脱开，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动无级变速器的壳体，并且
为了实现所述三个纯发动机驱动档位中的第三档位，所述第一离合器(C0)、所述第二离合器(C1)和所述第三离合器(C2)接合，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)位于中间位置。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有电动无级变速模式，并且
为了实现所述电动无级变速模式，所述第一离合器(C0)和所述第二离合器(C1)接合而所述第三离合器(C2)脱开，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有两个混合驱动档位，并且
为了实现所述两个混合驱动档位中的第一档位，所述第一离合器(C0)接合，所述第二离合器(C1)脱开，所述第三离合器(C2)接合，所述制动器(B1)接合并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)，并且
为了实现所述两个混合驱动档位中的第二档位，所述第一离合器(C0)、所述第二离合器(C1)和所述第三离合器(C2)都接合，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有停车发电模式，并且
为了实现所述停车发电模式，所述第一离合器(C0)接合，所述第二离合器(C1)脱开，所述第三离合器(C2)接合，所述制动器(B1)脱开并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动马达(2)。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动无级变速器，其中
所述电动无级变速器具有驻车模式，并且
为了实现所述驻车模式，所述第一离合器(C0)、所述第二离合器(C1)和所述第三离合器(C2)都脱开，所述制动器(B1)接合并且所述换档执行器(A1)接合到所述电动无级变速器的壳体。
10.一种车辆，所述车辆包括主动力源和电动无级变速器，所述电动无级变速器布置在所述主动力源和车轮之间，其特征在于，所述电动无级变速器是前述权利要求中的任一项所述的电动无级变速器。
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