CN109203963A - 汽车混合动力耦合***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车领域,公开了一种汽车混合动力耦合***及其控制方法,该***的发电机通过第一行星排与发动机连接,该种行星排传动方式不仅结构简单而且能够实现多种布置方式,有助于高效利用空间以及提高电机功率;而且第一行星排的三个旋转元件之间的速比可调,此外,通过第一离合器、第二离合器和第三离合器之间的闭合组合方式来实现各种工作动力模式之间的切换,从而可以同时可以满足汽车的动力性和经济性要求;该控制方法通过判断电池的剩余电量值和车速的大小来控制不同动力模式的切换,由此满足了不同工况条件下的行驶要求,能够同时获得优良的动力性能和经济性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域,特别是涉及一种汽车混合动力耦合***及 其控制方法。
背景技术
进入21世纪以来,中国汽车产销量持续增长,成为世界汽车大 国。在此背景下,汽车产业内部增长动力、消费结构、生产模式与竞 争格局等均在发生深刻变化,而能源、环境、交通等产业外部因素制 约也日益严峻。节能与新能源汽车作为汽车工业未来发展的重要方向, 对中国能源、环境、科技、经济等方面将产生深远影响。发展节能与 新能源汽车(如油电混合动力汽车),遵循了中国倡导发展循环经济 与节约经济的战略方针,对于践行供给侧改革思路、促进汽车产业转 型升级、提升产业国际竞争力,以及建设环境友好型社会具有重大战 略意义。
最常见的油电混合动力汽车是有发动机和电动机,发动机消耗燃 油,牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来,用于混合动力汽车的 动力驱动***及其工作模式已成为研究热点。
由于混合动力***涉及传统发动机驱动以及电动机驱动,结构往 往比较复杂,占用空间较大,影响车辆其他部件的布置。由于受尺寸 限制,电机的功率一般不大,纯电动下动力性能较差。而且,目前混 合动力变速箱集成电机的方案中,发动机与发电机之间普遍采用一档 齿轮结构连接,无法实现多个速比可调的效果,要获得动力性和经济 性都满意往往比较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、节省空间、速比可调且能够 实现动力模式切换的汽车混合动力耦合***及其控制方法。
为了实现上述目的,本发明提供一种汽车混合动力耦合***,包 括发动机、发电机、驱动电机和差速器,其特征在于,还包括第一行 星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器和传动装置,所述传动 装置包括第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和一根传动轴, 所述第一传动装置、第二传动装置和第三传动装置通过所述一根传动 轴顺序连接;
所述第一行星排包括三个旋转元件,所述第一行星排的三个旋转 元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈,所述第一太阳轮与 所述第一齿圈之间设有至少一组第一行星轮组,所述第一行星轮组与 所述第一太阳轮外啮合传动,所述第一行星轮组与所述第一齿圈内啮 合传动,所述第一行星轮组通过轴承设于所述第一行星架的销轴上;
所述发动机、发电机、第二传动装置分别与所述第一行星排的三 个旋转元件一一对应连接;
所述发电机与所述第一传动装置之间通过所述第一离合器连接;
所述传动轴与所述第二传动装置之间通过所述第二离合器连接;
所述驱动电机与所述第三传动装置之间通过所述第三离合器连 接;
所述差速器与所述第一传动装置或者第三传动装置连接。
作为优选方案,还包括第二行星排和第四离合器,所述传动装置 还包括第四传动装置,所述第二行星排包括三个旋转元件,所述第二 行星排的三个旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈, 所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有至少一组第二行星轮组,所 述第二行星轮组与所述第二太阳轮外啮合传动,所述第二行星轮组与 所述第二齿圈内啮合传动,所述第二行星轮组通过轴承设于所述第二 行星架的销轴上;
所述第一传动装置、第二传动装置、第四传动装置和第三传动装 置顺序连接于所述传动轴;
所述驱动电机、第一行星排的三个旋转元件中与发动机连接的旋 转元件、第四传动装置分别与所述第二行星排的三个旋转元件一一对 应连接;
所述传动轴与所述第四传动装置之间通过所述第四离合器连接。
作为优选方案,所述发动机与所述第一行星架连接,所述发电机
与所述第一太阳轮连接,所述第二传动装置与所述第一齿圈连接。
作为优选方案,所述第一太阳轮与所述第一齿圈之间设有一组所 述第一行星轮组;
所述发动机与所述第一行星架连接,所述发电机与所述第一太阳 轮连接,所述第二传动装置与所述第一齿圈连接;
所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有两组所述第二行星轮 组,两组所述第二行星轮组中的其中一组与所述第二齿圈内啮合传动, 两组所述第二行星轮组中的另一组与所述第二太阳轮外啮合传动,两 组所述第二行星轮组之间外啮合传动;
所述驱动电机与所述第二太阳轮连接,所述第一行星架与所述第 二行星架固定连接,所述第四传动装置与所述第二齿圈连接。
作为优选方案,所述第一传动装置包括第一齿轮和与所述第一齿 轮外啮合传动的第二齿轮,所述第一离合器的一端与所述发电机连接, 所述第一离合器的另一端与所述第一齿轮连接,所述第二齿轮设于所 述传动轴上。
作为优选方案,所述第二传动装置包括第三齿轮,所述第一齿圈 的内圈和外圈均设有轮齿,所述第一齿圈与所述第三齿轮外啮合传动, 所述第二离合器的一端与所述第三齿轮连接,所述第二离合器的另一 端与所述传动轴连接。
作为优选方案,所述第三传动装置包括第四齿轮和第三齿轮副, 所述第三齿轮副包括第五齿轮和与所述第五齿轮外啮合传动的第六 齿轮,所述第四齿轮与所述第五齿轮外啮合传动,所述第三离合器的 一端与所述驱动电机连接,所述第三离合器的另一端与所述第四齿轮 连接;
所述第五齿轮设于所述传动轴上,所述第六齿轮与所述差速器连 接。
作为优选方案,所述第四传动装置包括第七齿轮,所述第二齿圈 的内圈和外圈均设有轮齿,所述第二齿圈与所述第七齿轮外啮合传动, 所述第四离合器的一端与所述第七齿轮连接,所述第四离合器的另一 端与所述传动轴连接。
作为优选方案,所述汽车混合动力耦合***还包括扭转减震器, 所述扭转减震器的一端与所述发动机连接,所述扭转减震器的另一端 与所述第一行星排连接。
本发明还提供一种基于上述的汽车混合动力耦合***的控制方 法,包括以下步骤:判断电池的剩余电量值以及车速,并根据判断的 结果,切换所述汽车混合动力耦合***的工作模式:
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第三离合器闭合 且其它离合器断开,所述驱动电机工作且所述发动机和发电机均不工 作,所述驱动电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述系 统进入第一种单电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器闭合 且其它离合器断开,所述发电机工作且所述发动机和驱动电机均不工 作,所述发电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述*** 进入第二种单电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器和第 三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机和驱动电机均工作且 所述发动机不工作,所述发电机和驱动电机均经所述传动装置将动力 传递给所述差速器,所述***进入双电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时,控制 所述第二离合器和第三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机、 发动机及驱动电机均工作,所述发电机启动发动机,发动机带动所述 发电机发电且将动力经第一行星排和传动装置传动给差速器,所述驱 动电机的动力经所述传动装置传递给所述差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中低速功率分流模式。
作为优选方案,所述汽车混合动力耦合***还包括第二行星排和 第四离合器,所述传动装置还包括第四传动装置,所述第二行星排包 括三个旋转元件,所述第二行星排的三个旋转元件分别为第二太阳轮、 第二行星架和第二齿圈,所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有至 少一组第二行星轮组,所述第二行星轮组与所述第二太阳轮外啮合传 动,所述第二行星轮组与所述第二齿圈内啮合传动,所述第二行星轮 组通过轴承设于所述第二行星架的销轴上;
所述第一传动装置、第二传动装置、第四传动装置和第三传动装 置顺序连接于所述传动轴;
所述驱动电机、第一行星排的三个旋转元件中与发动机连接的旋 转元件、第四传动装置分别与所述第二行星排的三个旋转元件一一对 应连接;
所述传动轴与所述第四传动装置之间通过所述第四离合器连接;
所述汽车混合动力耦合***的控制方法包括:
当车速高于第二阈值时,控制所述第一离合器和第四离合器均闭 合且其它离合器断开,且所述发电机、发动机及驱动电机均工作,所 述发电机启动发动机,发动机将动力依次经第一行星排、第二行星排 和传动装置传动给差速器,所述发电机的动力经所述传动装置传递给 差速器,所述驱动电机的动力均依次经第二行星排、所述传动装置传 递给所述差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中高速功率分流模 式。
作为优选方案,所述汽车混合动力耦合***的控制方法还包括:
在刹车制动时,控制所述驱动电机产生制动力矩并且在所述驱动 电机的线圈绕组中产生感应电流以向电池充电。
综上,本发明提供一种汽车混合动力耦合***及其控制方法,该 汽车混合动力耦合***的发电机通过第一行星排与发动机连接,发 电机可以用于起动发动机,发动机的动力能够通过第一行星排传递 到发电机上,从而实现发电和给电池充电,该种行星排传动方式不 仅结构简单而且能够实现多种布置方式,有助于高效利用空间以及 提高电机功率;第一离合器可以用于控制发电机是否直接通过传动 装置驱动差速器转动,从而实现电动模式与其他模式的切换,第二 离合器可以用于控制发动机传递到第一行星排上的动力是否能够输 出,以实现混动模式与其他模式的切换,第三离合器可以用于控制 驱动电机是否能够通过传动装置驱动差速器转动,以实现另一种电 动模式与其他模式的切换;而且第一行星排的三个旋转元件之间的 速比可调,从而可以同时可以满足汽车的动力性和经济性要求;该 控制方法通过判断电池的剩余电量值和车速的大小来控制不同动力 模式的切换,由此满足了不同工况条件下的行驶要求,能够同时获 得优良的动力性能和经济性能。
附图说明
图1是本发明实施例的汽车混合动力耦合***结构图;
图2是本发明实施例的汽车混合动力耦合***在第一种单电机纯 电动模式下动力传递的示意图;
图3是本发明实施例的汽车混合动力耦合***在第二种单电机纯 电动模式下动力传递的示意图;
图4是本发明实施例的汽车混合动力耦合***在双电机纯电动模 式下动力传递的示意图;
图5是本发明实施例的汽车混合动力耦合***在中低速功率分流 模式下动力传动的示意图;
图6是本发明实施例的汽车混合动力耦合***在中高速功率分流 模式下动力传递的示意图;
图7是本发明实施例的汽车混合动力耦合***的控制方法的流程 图;
其中,1、发动机;11、扭转减震器;2、发电机;3、驱动电机; 4、差速器;21、第一行星排;22、第二行星排;5、第一太阳轮;6、 第一行星架;7、第一齿圈;8、第一行星轮组;9、第二行星架;10、 第二太阳轮;12、第二齿圈;13、第二内行星轮组;14、第二外行星 轮组;31、第一离合器;32、第二离合器;33、第三离合器;34、第 四离合器;41、第一传动装置;42、第二传动装置;43、第三传动装 置;44、第四传动装置;51、第一齿轮;52、第二齿轮;53、第三齿 轮;54、第四齿轮;55、第五齿轮;56、第六齿轮;57、第七齿轮、 60、传动轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1所示,本发明实施例的一种汽车混合动力耦合***,包括: 发动机1、发电机2、驱动电机3和差速器4,该汽车混合动力耦合 ***还包括第一行星排21、第一离合器31、第二离合器32、第三离 合器33和传动装置,该传动装置包括第一传动装置41、第二传动装置42、第三传动装置43和一根传动轴60,该第一传动装置41、第 二传动装置42和第三传动装置43通过该根传动轴60顺序连接;
其中,第一行星排21包括三个旋转元件,该第一行星排21的三 个旋转元件分别为第一太阳轮5、第一行星架6和第一齿圈7,第一 太阳轮5和第一齿圈7之间至少设有一组第一行星轮组,该第一行星 轮组与第一太阳轮5外啮合传动,该第一行星轮组与第一齿圈7内啮 合传动,该第一行星轮组通过轴承设于第一行星架6的销轴上;
发动机1、发电机2、第二传动装置42分别与第一行星排21的 三个旋转元件一一对应连接,即发动机1、发电机2、第二传动装置 42分别与第一行星排21的其中一个旋转元件连接,且发动机1、发 电机2和第二传动装置42三者中的任意两个不与第一行星排21的同一个旋转元件连接;
发电机2与第一传动装置41之间通过第一离合器31连接,传动 轴60与第二传动装置42之间通过第二离合器42连接,驱动电机3 与第三传动装置43之间通过第三离合器43连接,差速器4与第一传 动装置41或第三传动装置43连接。
基于上述技术方案,发电机2通过第一行星排21与发动机1连 接,发电机2可以用于起动发动机1,发动机1的动力能够通过第一 行星排21传递到发电机2上,从而实现发电和给电池充电,该种行 星排传动方式不仅结构简单而且能够实现多种布置方式,有助于高效 利用空间以及提高电机功率;第一离合器31可以用于控制发电机2 是否直接通过传动装置驱动差速器4转动,从而实现电动模式与其他 模式的切换,第二离合器32可以用于控制发动机1传递到第一行星 排21上的动力是否能够输出,以实现混动模式与其他模式的切换, 第三离合器33可以用于控制驱动电机3是否能够通过传动装置驱动 差速器4转动,以实现另一种电动模式与其他模式的切换;而且第一 行星排21的三个旋转元件之间的速比可调,从而可以同时可以满足 汽车的动力性和经济性要求。
具体地,如图1所示,本发明实施例提供的一种汽车混合动力耦 合***中,发动机1与第一行星架6连接,发电机2与第一太阳轮5 连接,第二传动装置与第一齿圈7连接。
优选地,如图1所示,本发明实施例提供的一种汽车混合动力耦 合***,还包括第二行星排22和第四离合器34,传动装置还包括第 四传动装置44,第二行星排22包括三个旋转元件,该第二行星排22 的三个旋转元件分别为第二太阳轮10、第二行星架9和第二齿圈12, 第二太阳轮10和第二齿圈12之间设有至少一组第二行星轮组,该第 二行星轮组与第二太阳轮10外啮合传动,该第二行星轮组与第二齿 圈12内啮合传动,该第二行星轮组通过轴承设于第二行星架9的销 轴上;第一传动装置41、第二传动装置42、第四传动装置44和第三 传动装置43通过上述的一根传动轴60顺序连接;驱动电机3、第一 行星排21的三个旋转元件中与发动机1连接的旋转元件、第四传动 装置44分别与所述第二行星排22的三个旋转元件一一对应连接,即 驱动电机3、第一行星排21的三个旋转元件中与发动机1连接的旋转元件、第四传动装置44分别与第二行星排22的其中一个旋转元件 连接,且驱动电机3、第一行星排21的三个旋转元件中与发动机1 连接的旋转元件、第四传动装置44三者中的两个不与第二行星排22 的同一个旋转元件连接;传动轴60与第四传动装置44之间通过第四 离合器34连接,该第四离合器34用于控制发动机1或驱动电机3传 递到第二行星排22上的动力是否能够输出。
具体地,如图1所示,第一太阳轮5与第一齿圈7之间设有一组 所述第一行星轮组8,该第一行星轮组8与第一太阳轮5外啮合传动, 该第一行星轮组8与第一齿圈7内啮合传动,该第一行星轮组8通过 轴承设于第一行星架6的销轴上;第二太阳轮10与第二齿圈12之间 设有两组所述第二行星轮组,两组所述第二行星轮组分别为第二内行 星轮组13和第二外行星轮组14,其中,第二外行星轮组14与第二 齿圈12内啮合传动,第二内行星轮组13与第二太阳轮10外啮合传 动,第二内行星轮组13和第二外行星轮组14之间外啮合传动;驱动电机3与第二太阳轮10连接,第一行星架6与第二行星架9固定连 接,第四传动装置44与第二齿圈12连接。
优选地,如图1所示,第一传动装置41包括第一齿轮51和与所 述第一齿轮51外啮合传动的第二齿轮52,第一离合器31的一端与 发电机2的输出轴连接,第一离合器31的另一端与第一齿轮51连接, 第二齿轮52固设于传动轴60上,该第一离合器31闭合时,发电机2的动力可以直接传递至第一传动装置41,并依次经传动轴60、第 三传动装置43将动力传递至差速器4上,以实现电动模式,第一离 合器31断开时,发电机2则不法将动力传动至第一传动装置41。
优选地,如图1所示,第二传动装置42包括第三齿轮53,第一 齿圈7的内圈和外圈均设有轮齿,第一齿圈7与第三齿轮53外啮合 传动,第二离合器32的一端与第三齿轮53连接,第二离合器32的 另一端与传动轴60固定连接,该第二离合器32闭合时,相当于第三 齿轮53固设于传动轴60上,可以二者之间的实现动力传递,该第二 离合器32断开时,第三齿轮53与传动轴60之间断开连接,则动力 断开。
优选地,如图1所示,第三传动装置43包括第四齿轮54和第三 齿轮副,所述第三齿轮副包括第五齿轮55和与所述第五齿轮55外啮 合传动的第六齿轮56,第四齿轮54与第五齿轮55外啮合传动,第 三离合器33的一端与驱动电机3的输出轴固定连接,第三离合器33的另一端与第四齿轮54连接,第五齿轮55固设于传动轴60上,第 六齿轮56与差速器4连接,该第三离合器33闭合时,驱动电机3可 以直接将动力传递给第三传动装置43,并再传递给差速器4上,以 实现另一种电动模式,当第三离合器33断开时,驱动电机3则不法 将动力直接传递至第三传动装置43,上述***的动力模式将进行切 换。
进一步优选地,如图1所示,第四传动装置44包括第七齿轮57, 第二齿圈12的内圈和外圈均设有轮齿,第二齿圈12与第七齿轮57 外啮合传动,第四离合器34的一端与第七齿轮57连接,第四离合器 34的另一端与传动轴60固定连接,当第四离合器34闭合时,相当 于第七齿轮57固设于传动轴60上,从而实现第二行星排22与第四 传动装置44之间的动力传递,当第四离合器34断开时,发动机1或 驱动电机3传递至第二行星排22上的动力将无法从第二行星排22的 旋转元件上输出。
更进一步优选地,如图1所示,上述的动力耦合***还包括扭转 减震器11,该扭转减震器11的一端与发动机1的输出轴连接,该扭 转减震器11的另一端与第一行星排21连接,由此能够缓和非稳定工 况下扭转冲击载荷,改善闭合与传动的平顺性。
此外,本发明实施例还提供一种基于上述的汽车混合动力耦合系 统的控制方法,包括以下步骤:
判断电池的剩余电量值以及车速,并根据判断的结果,切换所述 汽车混合动力耦合***的工作模式;具体地,如图7所示:
步骤S1,判断电池SOC值与第一阈值的大小关系,或者同时判 断电池SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关 系;
步骤S2,根据判断结果,切换所述动力耦合***的工作模式;
下面对上述的各种工作模式进行一一说明:
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第三离合器闭合 且其它离合器断开,所述驱动电机工作且所述发动机和发电机均不工 作,所述驱动电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述系 统进入第一种单电机纯电动模式,该种模式下的动力传递路线如图2 所示:
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器闭合 且其它离合器断开,所述发电机工作且所述发动机和驱动电机均不工 作,所述发电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述*** 进入第二种单电机纯电动模式,该种模式下的动力传递路线如图3所 示:
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器和第 三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机和驱动电机均工作且 所述发动机不工作,所述发电机和驱动电机均经所述传动装置将动力 传递给所述差速器,所述***进入双电机纯电动模式,该种模式下的动力传递路线如图4所示,第一条路线: 第二条路线:
当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时,控制 所述第二离合器和第三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机、 发动机及驱动电机均工作,所述发电机启动发动机,发动机带动所述 发电机发电且将动力经第一行星排和传动装置传动给差速器,所述驱 动电机的动力经所述传动装置传递给所述差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中低速功率分流模式,该种模式下的动力传递路线如图 5所示,第一条路线: 第二条路线:
优选地,上述的汽车混合动力耦合***的控制方法还包括:当车 速高于第二阈值时,控制所述第一离合器和第四离合器均闭合且其它 离合器断开,且所述发电机、发动机及驱动电机均工作,所述发电机 启动发动机,发动机将动力依次经第一行星排、第二行星排和传动装 置传动给差速器,所述发电机的动力经所述传动装置传递给差速器, 所述驱动电机的动力均依次经第二行星排、所述传动装置传递给所述 差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中高速功率分流模式,该种 模式下的动力传递路线如图6所示,第一条路线: 第二条路线: 第三条路线:
进一步优选地,上述的汽车混合动力耦合***的控制方法还包括 如图7所示的步骤S3:在刹车制动时,控制所述驱动电机产生制动 力矩并且在所述驱动电机的线圈绕组中产生感应电流以向电池充电, 实现制动能量的回收。
以上五种模式以表格体现如下:(以下表格中的“◎”表示离合器闭合)
上述的第一阈值用于判断电池的剩余电量值的高低,第二阈值用 于判断车速的高低,本实施例中不对第一阈值和第二阈值的取值范围 进行限定,通常可以根据具体的控制策略自由设定,不同控制策略下, 第一阈值和第二阈值的取值不尽相同,设定好第一阈值和第二阈值后, 则自动判断并根据判断结果进行模式的自由切换。
综上,本发明实施例提供一种汽车混合动力耦合***及其控制方 法,发电机通过第一行星排与发动机连接,发电机可以用于起动发动 机,发动机的动力能够通过第一行星排传递到发电机上,从而实现发 电和给电池充电,该种行星排传动方式不仅结构简单而且能够实现多 种布置方式,有助于高效利用空间以及提高电机功率;第一离合器可 以用于控制发电机是否直接通过传动装置驱动差速器转动,从而实现 电动模式与其他模式的切换,第二离合器可以用于控制发动机传递到 第一行星排上的动力是否能够输出,以实现混动模式与其他模式的切 换,第三离合器可以用于控制驱动电机是否能够通过传动装置驱动差 速器转动,以实现另一种电动模式与其他模式的切换;而且第一行星 排的三个旋转元件之间的速比可调,从而可以同时可以满足汽车的动 力性和经济性要求;该控制方法通过判断电池的剩余电量值和车速的 大小来控制不同动力模式的切换,由此满足了不同工况条件下的行驶 要求,能够同时获得优良的动力性能和经济性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领 域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以 做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种汽车混合动力耦合***,其包括发动机、发电机、驱动电机和差速器,其特征在于,还包括第一行星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器和传动装置,所述传动装置包括第一传动装置、第二传动装置、第三传动装置和传动轴,所述第一传动装置、第二传动装置和第三传动装置顺序连接于所述传动轴;
所述第一行星排包括三个旋转元件,所述第一行星排的三个旋转元件分别为第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈,所述第一太阳轮与所述第一齿圈之间设有至少一组第一行星轮组,所述第一行星轮组与所述第一太阳轮外啮合传动,所述第一行星轮组与所述第一齿圈内啮合传动,所述第一行星轮组通过轴承设于所述第一行星架的销轴上;
所述发动机、发电机、第二传动装置分别与所述第一行星排的三个旋转元件一一对应连接;
所述发电机与所述第一传动装置之间通过所述第一离合器连接;
所述传动轴与所述第二传动装置之间通过所述第二离合器连接;
所述驱动电机与所述第三传动装置之间通过所述第三离合器连接;
所述差速器与所述第一传动装置或者第三传动装置连接。
2.如权利要求1所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述发动机与所述第一行星架连接,所述发电机与所述第一太阳轮连接,所述第二传动装置与所述第一齿圈连接。
3.如权利要求1所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,还包括第二行星排和第四离合器,所述传动装置还包括第四传动装置,所述第二行星排包括三个旋转元件,所述第二行星排的三个旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈,所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有至少一组第二行星轮组,所述第二行星轮组与所述第二太阳轮外啮合传动,所述第二行星轮组与所述第二齿圈内啮合传动,所述第二行星轮组通过轴承设于所述第二行星架的销轴上;
所述第四传动装置连接在所述传动轴上且位于所述第二传动装置和第三传动装置之间;
所述驱动电机、第一行星排的三个旋转元件中与发动机连接的旋转元件、第四传动装置分别与所述第二行星排的三个旋转元件一一对应连接;
所述传动轴与所述第四传动装置之间通过所述第四离合器连接。
4.如权利要求3所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述第一太阳轮与所述第一齿圈之间设有一组所述第一行星轮组;
所述发动机与所述第一行星架连接,所述发电机与所述第一太阳轮连接,所述第二传动装置与所述第一齿圈连接;
所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有两组所述第二行星轮组,两组所述第二行星轮组中的其中一组与所述第二齿圈内啮合传动,两组所述第二行星轮组中的另一组与所述第二太阳轮外啮合传动,两组所述第二行星轮组之间外啮合传动;
所述驱动电机与所述第二太阳轮连接,所述第一行星架与所述第二行星架固定连接,所述第四传动装置与所述第二齿圈连接。
5.如权利要求4所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述第四传动装置包括第七齿轮,所述第二齿圈与所述第七齿轮外啮合传动,所述第四离合器的一端与所述第七齿轮连接,所述第四离合器的另一端与所述传动轴连接。
6.如权利要求2或4所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述第二传动装置包括第三齿轮,所述第一齿圈与所述第三齿轮外啮合传动,所述第二离合器的一端与所述第三齿轮连接,所述第二离合器的另一端与所述传动轴连接。
7.如权利要求1-4任一项所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述第一传动装置包括第一齿轮和与所述第一齿轮外啮合传动的第二齿轮,所述第一离合器的一端与所述发电机连接,所述第一离合器的另一端与所述第一齿轮连接,所述第二齿轮设于所述传动轴上。
8.如权利要求1-4任一项所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述第三传动装置包括第四齿轮和第三齿轮副,所述第三齿轮副包括第五齿轮和与所述第五齿轮外啮合传动的第六齿轮,所述第四齿轮与所述第五齿轮外啮合传动,所述第三离合器的一端与所述驱动电机连接,所述第三离合器的另一端与所述第四齿轮连接;
所述第五齿轮设于所述传动轴上,所述第六齿轮与所述差速器连接。
9.如权利要求1-4任一项所述的汽车混合动力耦合***,其特征在于,所述汽车混合动力耦合***还包括扭转减震器,所述扭转减震器的一端与所述发动机连接,所述扭转减震器的另一端与所述第一行星排连接。
10.一种基于权利要求1所述的汽车混合动力耦合***的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
判断电池的剩余电量值以及车速,并根据判断的结果,切换所述汽车混合动力耦合***的工作模式:
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第三离合器闭合且其它离合器断开,所述驱动电机工作且所述发动机和发电机均不工作,所述驱动电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述***进入第一种单电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器闭合且其它离合器断开,所述发电机工作且所述发动机和驱动电机均不工作,所述发电机经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述***进入第二种单电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值高于第一阈值时,控制所述第一离合器和第三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机和驱动电机均工作且所述发动机不工作,所述发电机和驱动电机均经所述传动装置将动力传递给所述差速器,所述***进入双电机纯电动模式;
当电池的剩余电量值低于第一阈值且车速低于第二阈值时,控制所述第二离合器和第三离合器均闭合且其它离合器断开,所述发电机、发动机及驱动电机均工作,所述发电机启动发动机,发动机带动所述发电机发电且将动力经第一行星排和传动装置传动给差速器,所述驱动电机的动力经所述传动装置传递给所述差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中低速功率分流模式。
11.如权利要求10所述的汽车混合动力耦合***的控制方法,其特征在于,所述汽车混合动力耦合***还包括第二行星排和第四离合器,所述传动装置还包括第四传动装置,所述第二行星排包括三个旋转元件,所述第二行星排的三个旋转元件分别为第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈,所述第二太阳轮与所述第二齿圈之间设有至少一组第二行星轮组,所述第二行星轮组与所述第二太阳轮外啮合传动,所述第二行星轮组与所述第二齿圈内啮合传动,所述第二行星轮组通过轴承设于所述第二行星架的销轴上;
所述第一传动装置、第二传动装置、第四传动装置和第三传动装置顺序连接于所述传动轴;
所述驱动电机、第一行星排的三个旋转元件中与发动机连接的旋转元件、第四传动装置分别与所述第二行星排的三个旋转元件一一对应连接;
所述传动轴与所述第四传动装置之间通过所述第四离合器连接;
所述汽车混合动力耦合***的控制方法包括:
当车速高于第二阈值时,控制所述第一离合器和第四离合器均闭合且其它离合器断开,且所述发电机、发动机及驱动电机均工作,所述发电机启动发动机,发动机将动力依次经第一行星排、第二行星排和传动装置传动给差速器,所述发电机的动力经所述传动装置传递给差速器,所述驱动电机的动力均依次经第二行星排、所述传动装置传递给所述差速器,所述汽车混合动力耦合***进入中高速功率分流模式。
12.如权利要求10或11所述的汽车混合动力耦合***的控制方法,其特征在于,所述汽车混合动力耦合***的控制方法还包括:
在刹车制动时,控制所述驱动电机产生制动力矩并且在所述驱动电机的线圈绕组中产生感应电流以向电池充电。
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