CN109941092A - 双电机混合发动机行星排动力总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电机混合发动机行星排动力总成，至少三部驱动机单独或联合地驱动至少两排行星排，经末级行星排变速地输出动力，当针对驱动机和/或行星排选择闭合(制动)和/或释放时，实现了单独驱动和联合(混合)驱动等模式，且若驱动机采用发动机混合电机还能够实现边驱动边储电模式，甚至还实现了发动机单独驱动前提下的电机转子制动模式，该动力总成具有结构紧凑、全制动器结构、节油节电性能强、寿命长、转动惯量小、动力强劲、振动噪音小、可靠性高和成本低等优势，适用于混合动力车辆。

Description

双电机混合发动机行星排动力总成
技术领域
本发明属于车辆驱动***，具体是涉及一种行星排式的混合动力***。
背景技术
汽车排放和能源消耗已经成为了世界性问题，因此，低排放和低能源消耗的混合动力汽车成为当前汽车产业发展的主流之一，尤其是随着插电式混合动力汽车产业的不断发展，更高的节油率、节电率、更高的可靠性和更低的成本成为制约该类汽车产业的核心，因而，更简洁的动力***设计、更丰富的驱动模式、更可靠的模式切换方式和更高速轻量化电机的使用，成为解决插电式混合动力汽车用动力***的最佳方案。
轻量化、高性能化、智能化、高节能化以及低成本已经成为当下车辆发展的核心内容，如何减小混合动力总成的体积重量、成本和简化控制难度是上述内容的核心之一。同时，如何在混合动力总成里面实现高效增程器结构、提高传动***效率和降低***成本也是研究的主要热点，尤其是如何实现发动机单独驱动时可以将双电机转子制动，以此来降低发动机高速驱动车辆时引起的双电机转子跟随转动而引起的电机转子轴承寿命急剧下降、制动产热高、噪音振动以及损耗等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种驱动模式丰富、电动续航能力强、制动力扭矩小且振动噪音小、大速比的双电机混合发动机行星排动力总成。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双电机混合发动机行星排动力总成，包括至少三部驱动机，所述驱动机单独或联合地驱动至少两排行星排，经末级行星排变速地输出动力。
进一步地，所述第一驱动机驱动着具有内齿圈的第一齿圈产生转动，第一齿圈内啮合传动第一行星轮，第一行星轮啮合传动第一太阳轮；所述第二驱动机驱动着具有内齿圈的第二齿圈，第二齿圈内啮合传动第二行星轮，第二行星轮啮合传动第二太阳轮；所述第一太阳轮与第二太阳轮同轴地安装；所述第三驱动机驱动着其中一行星轮；所述其中另一行星轮输出动力。
进一步地，所述第三驱动机驱动着第一行星轮；所述第二行星轮输出动力。
进一步地，所述第一驱动机和第二驱动机均为电机，且第三驱动机为发动机。
进一步地，所述第二行星轮传动差速器齿轮，差速器齿轮传动差速器总成，差速器总成通过左半轴和右半轴输出动力。
进一步地，所述第一驱动机驱动着具有内齿圈的第一齿圈产生转动，第一齿圈内啮合传动第一行星轮，第一行星轮啮合传动第一太阳轮；所述第二驱动机驱动着具有内齿圈的第二齿圈，第二齿圈内啮合传动第二行星轮，第二行星轮啮合传动第二太阳轮；所述第一太阳轮通过转臂传动第二行星轮；所述第三驱动机驱动着其中一行星轮；所述第二太阳轮输出动力。
实施上述技术方案，由于设计多部驱动机单独或联合驱动多级行星排，当针对驱动机和/或行星排选择闭合(制动)和/或释放时，实现了单独驱动和联合(混合)驱动等模式，且若驱动机采用发动机混合电机还能够实现边驱动边储电模式，甚至还实现了发动机单独驱动前提下的电机转子制动模式，另外，利用双行星排的中心轴结构，当制动中心轴时实现了小扭矩制动力、大速比以及高效增程器驱动模式；该动力总成具有结构紧凑、全制动器结构、节油节电性能强、寿命长、转动惯量小、动力强劲、振动噪音小、可靠性高和成本低等优势，适用于混合动力车辆。
附图说明
图1为双电机混合发动机行星排动力总成的结构示意图。
图中：1-发动机，2-弹性减震器，3-发动机轴，4-单向轴承，5-发动机齿轮，6-中心轴制动盘，7-中心轴制动器，8-第一转臂齿轮，9-中心轴，10-第一转臂，11-第一太阳轮，12-第一行星轮，13-第一齿圈，14-第一电机齿轮，15-第一电机轴，16-第二齿圈，17-第二转臂齿轮，18-第二转臂，19-第二太阳轮，20-第二行星轮，21-差速器齿轮，22-第二电机轴，23-第二电机齿轮，24-差速器总成，25-左半轴，26-右半轴，27-第一电机，28-第一制动盘，29-第一制动器，30-第二电机，31-第二制动器，32-第二制动盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，双电机混合发动机行星排动力总成主要包括发动机1、发动机齿轮副、第一电机27、第二电机30、共太阳轮式双行星排、第一电机齿轮副、第二电机齿轮副、差速器总成齿轮副以及三组制动器组成。发动机1、第一电机27、第二电机30、共太阳轮式双行星排以及差速器总成24相互间平行轴布局。
发动机1通过弹性减震器2与发动机轴3连接，单向轴承4安装在发动机轴3上，单向轴承控制发动机轴只能按一个方向旋转，另外一个方向锁止。发动机轴3与发动机齿轮5固定连接。
第一行星排由第一太阳轮11、第一行星轮12、第一转臂10和第一齿圈13组成。发动机齿轮5与第一转臂齿轮8外啮合，发动机齿轮5与第一转臂齿轮8组成发动机齿轮副，第一转臂齿轮8固定安装或直接加工在第一转臂10上。第一太阳轮11与第一行星轮12外啮合，第一行星轮12与第一齿圈13的内齿圈内啮合，第一行星轮12安装在第一转臂10上，第一齿圈的外圆周上同时加工有外齿圈。
第二行星排由第二太阳轮19、第二行星轮20、第二转臂18和第二齿圈16组成。第二齿圈16的内外圆周上同时加工有内齿圈和外齿圈，第二太阳轮19与第二行星轮20外啮合，第二行星轮20与第二齿圈16的内齿圈内啮合，第二行星轮20安装在第二转臂18上，第二转臂齿轮17固定安装或直接加工在第二转臂18上。
第一电机齿轮14与第一电机轴15固定连接，第一制动盘28固定安装在第一电机轴15的另外一端，第一制动盘28按一定间隙安装在第一制动器29的左右摩擦块之间，第一制动器29安装在第一电机27的端盖上。第一电机齿轮14与第一齿圈13的外齿圈组成第一电机齿轮副，第一电机齿轮14与第一齿圈13的外齿圈外啮合。
第二电机齿轮23与第二电机轴22固定连接，第二制动盘32固定安装在第二电机轴22的另外一端，第二制动盘32按一定间隙安装在第二制动器32的左右摩擦块之间，第二制动器32安装在第二电机30的端盖上。第二电机齿轮23与第二齿圈16的外齿圈组成第二电机齿轮副，第二电机齿轮23与第二齿圈16的外齿圈外啮合。
中心轴制动盘6、第一太阳轮11和第二太阳轮19依次固定安装在中心轴9上，中心轴制动盘6按一定间隙安装在中心轴制动器7的左右摩擦块之间。
第二转臂齿轮17与差速器齿轮21组成差速器齿轮副，第二转臂齿轮17与差速器齿轮21外啮合，差速器齿轮21固定安装在差速器总成24的壳体上，差速器总成24通过左半轴25和右半轴26输出动力。
当第一制动器和第二制动器闭合、中心轴制动器释放时，即第一制动盘和第二制动盘被锁止、中心轴制动盘处于自由转动状态，进而，第一齿圈和第二齿圈被锁止、第一太阳轮和第二太阳轮处于自由转动状态，发动机将动力通过弹性减震器经发动机轴传递给发动机齿轮，发动机齿轮将动力传递给第一转臂，第一转臂将动力经第一行星轮、第一太阳轮、第二太阳轮和第二行星轮传递给第二转臂，第二转臂将动力经第二转臂齿轮和差速器齿轮传递给差速器总成，差速器总成将动力经左半轴和右半轴输出，进而，实现发动机单独驱动模式。
当第一制动器和第二制动器释放、中心轴制动器闭合时，即第一制动盘和第二制动盘处于自由转动状态、中心轴制动盘处于锁止状态，进而，第一齿圈和第二齿圈处于自由转动状态、第一太阳轮和第二太阳轮被锁止，进而，可同时实现发动机驱动第一电机发电以及第二电机单独驱动模式；当第一制动器、第二制动器、中心轴制动器全部释放时，即第一制动盘、第二制动盘和中心轴制动盘均处于自由转动状态，进而，第一齿圈、第二齿圈、第一太阳轮和第二太阳轮均处于自由转动状态，进而，实现第一电机与第二电机联合驱动模式；当第一制动器和中心轴制动器释放、第二制动器闭合时，即第一制动盘和中心轴制动盘处于自由转动状态、第二制动盘处于锁止状态，进而，第一齿圈、第一太阳轮和第二太阳轮处于自由转动状态、第二齿圈被锁止，进而，实现第一电机单独驱动模式。
当第一制动器闭合、第二制动器和中心轴制动器释放时，即第一制动盘被锁止、第二制动盘和中心轴制动盘处于自由转动状态，进而，第一齿圈被锁止，第二齿圈、第一太阳轮和第二太阳轮处于自由转动状态，实现发动机与第二电机联合驱动模式；当第二制动器闭合、第一制动器和中心轴制动器释放时，即第二制动盘被锁止、第一制动盘和中心轴制动盘处于自由转动状态，进而，第二齿圈被锁止，第一齿圈、第一太阳轮和第二太阳轮处于自由转动状态，实现发动机与第一电机联合驱动模式；当第一制动器、第二制动器和中心轴制动器都释放时，即第一齿圈、第二齿圈、第一太阳轮和第二太阳轮都处于自由转动状态，实现发动机、第一电机、第二电机联合驱动模式。
双电机混合发动机行星排动力总成具有多种驱动模式。
1、发动机单独驱动模式。当第一制动器29和第二制动器31闭合、中心轴制动器7释放时，即第一制动盘28和第二制动盘32被锁止、中心轴制动盘6处于自由转动状态，进而，第一齿圈13和第二齿圈16被锁止、第一太阳轮11和第二太阳轮19处于自由转动状态，发动机1将动力通过弹性减震器2经发动机轴3传递给发动机齿轮5，发动机齿轮5将动力经第一转臂齿轮8传递给第一转臂10，第一转臂10将动力经第一行星轮12、第一太阳轮11、第二太阳轮19和第二行星轮20传递给第二转臂18，第二转臂18将动力经第二转臂齿轮17和差速器齿轮21传递给差速器总成24，差速器总成24将动力经左半轴25和右半轴26输出，进而，实现发动机1单独驱动模式。
2、第一电机单独驱动模式。当第一制动器29和中心轴制动器7释放、第二制动器31闭合时，即第一制动盘28和中心轴制动盘6处于自由转动状态、第二制动盘32被锁止，进而，第一齿圈13和第一太阳轮11、第二太阳轮19处于自由转动状态，第二齿圈16处于锁止状态，且发动机1和第二电机30处于关闭状态；第一电机27从车载电源处获得电能并转换成动力后第一电机轴15传递给第一电机齿轮14，第一电机齿轮14将动力经第一齿圈13传递给第一行星轮12，第一行星轮12将动力传递给第一太阳轮11，此时，由于单向轴承4锁止发动机轴3，进而，单向轴承4锁止了发动机齿轮5，进而，通过第一转臂齿轮8锁止了第一转臂10。来自第一电机27的动力由第一太阳轮11经中心轴9传递给第二太阳轮19，由于第二齿圈16处于锁止状态，第二太阳轮19将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18，第二转臂18将动力经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现第一电机27单独驱动模式。
3、第二电机单独驱动模式。当第一制动器29和第二制动器31释放、中心轴制动器7闭合时，即第一制动盘28和第二制动盘32处于自由转动状态、中心轴制动盘6被锁止，进而，第一齿圈13和第二齿圈16处于自由转动状态，第一太阳轮11和第二太阳轮19处于锁止状态，且发动机1和第一电机27处于关闭状态；第二电机30从车载电源处获得电能并转换成动力由第二电机轴22传递给第二电机齿轮23，第二电机齿轮23将动力传递给第二齿圈16，第二齿圈16将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18，第二转臂18将动力经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现第二电机30单独驱动模式。
4、高效增程驱动模式。当中心轴制动器7闭合、第一制动器29和第二制动器32释放时，即中心轴制动盘6被锁止，第一制动盘28和第二制动盘32处于自由转动状态，进而，第一太阳轮11和第二太阳轮19处于锁止状态，第一齿圈13和第二齿圈16处于自由转动状态；发动机1将动力经弹性减震器2传递给发动机轴3，发动机轴3将动力传递给发动机齿轮5，发动机齿轮5将动力传递给第一转臂齿轮8，第一转臂齿轮8将动力传递给第一转臂10，第一转臂10将动力经第一行星轮12传递给第一齿圈13，第一齿圈13将动力经第一电机齿轮14由第一电机轴15传递给第一电机27，第一电机27经动力转换成电能存储到车载电源中。第二电机30从车载电源处获得电能并转换成动力由第二电机轴22传递给第二电机齿轮23，第二电机齿轮23将动力传递给第二齿圈16，第二齿圈16将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18，第二转臂18将动力经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现高效增程驱动模式。
5、第一电机与第二电机联合驱动模式。当第一制动器29、第二制动器31和中心轴制动器7全部释放时，即第一制动盘28、第二制动盘32和中心轴制动盘6都处于自由转动状态，进而，第一齿圈13、第二齿圈16、第一太阳轮11和第二太阳轮19处于自由转动状态，发动机1处于关闭状态；第一电机27从车载电源处获得电能并转换成动力后第一电机轴15传递给第一电机齿轮14，第一电机齿轮14将动力经第一齿圈13传递给第一行星轮12，第一行星轮12将动力传递给第一太阳轮11，此时，由于单向轴承4锁止发动机轴3，进而，单向轴承4锁止了发动机齿轮5，进而，通过第一转臂齿轮8锁止了第一转臂10。来自第一电机27的动力由第一太阳轮11经中心轴9传递给第二太阳轮19，第二太阳轮19将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18；第二电机30从车载电源处获得电能并转换成动力由第二电机轴22传递给第二电机齿轮23，第二电机齿轮23将动力传递给第二齿圈16，第二齿圈16将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18；第二转臂18将来自第一电机27和第二电机30的动力叠加后由第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力传递给差速器总成24，差速器总成24将动力经左半轴25和右半轴26输出，进而，实现第一电机27和第二电机30联合驱动模式。
6、发动机与第一电机联合驱动模式。当中心轴制动器7和第一制动器29释放、第二制动器31闭合时，即中心轴制动盘6和第一制动盘28处于自由转动状态，第二制动盘32处于锁止状态，进而，第一齿圈13、第一太阳轮11和第二太阳轮19处于自由转动状态，第二齿圈16被锁止，第二电机30处于关闭状态；发动机1将动力通过弹性减震器2经发动机轴3传递给发动机齿轮5，发动机齿轮5将动力经第一转臂齿轮8传递给第一转臂10，第一转臂10将动力经第一行星轮12；第一电机27从车载电源处获得电能并转换成动力后第一电机轴15传递给第一电机齿轮14，第一电机齿轮14将动力经第一齿圈13传递给第一行星轮12；第一行星轮12将来自发动机1和第一电机27的动力叠加后传递给第一太阳轮11，第一太阳轮11将动力由中心轴9传递给第二太阳轮19，第二太阳轮19将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18，第二转臂18将动力经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现发动机1与第一电机27联合驱动模式。
7、发动机与第二电机联合驱动模式。当中心轴制动器7和第二制动器31释放、第一制动器29闭合时，即中心轴制动盘6和第二制动盘32处于自由转动状态，第一制动盘28被锁止，进而，第一太阳轮11、第二太阳轮19和第二齿圈16处于自由转动状态，第一齿圈13处于锁止状态，第一电机27处于关闭状态；发动机1将动力通过弹性减震器2经发动机轴3传递给发动机齿轮5，发动机齿轮5将动力经第一转臂齿轮8传递给第一转臂10，第一转臂10将动力经第一行星轮12、第一太阳轮11、第二太阳轮19和第二行星轮20传递给第二转臂18；第二电机30从车载电源处获得电能并转换成动力由第二电机轴22传递给第二电机齿轮23，第二电机齿轮23将动力传递给第二齿圈16，第二齿圈16将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18；第二转臂18将来自发动机1和第二电机30的动力叠加后经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现发动机1与第二电机30联合驱动模式。
8、发动机、第一电机和第二电机联合驱动模式。当中心轴制动器7、第一制动器29和第二制动器31全部释放时，即中心轴制动盘6、第一制动盘28和第二制动盘32都处于自由转动状态，进而，第一太阳轮11、第二太阳轮19、第一齿圈13和第二齿圈16都处于自由转动状态；发动机1将动力通过弹性减震器2经发动机轴3传递给发动机齿轮5，发动机齿轮5将动力经第一转臂齿轮8传递给第一转臂10，第一转臂10将动力经第一行星轮12；第一电机27从车载电源处获得电能并转换成动力后第一电机轴15传递给第一电机齿轮14，第一电机齿轮14将动力经第一齿圈13传递给第一行星轮12；第一行星轮12将来自发动机1和第一电机27的动力叠加后传递给第一太阳轮11，第一太阳轮11将动力由中心轴9传递给第二太阳轮19，第二太阳轮19将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18；第二电机30从车载电源处获得电能并转换成动力由第二电机轴22传递给第二电机齿轮23，第二电机齿轮23将动力传递给第二齿圈16，第二齿圈16将动力经第二行星轮20传递给第二转臂18；第二转臂18将来自发动机1、第一电机27和第二电机30的动力叠加后经第二转臂齿轮17传递给差速器齿轮21，差速器齿轮21将动力经差速器总成24传递给左半轴25和右半轴26，实现发动机1、第一电机27与第二电机30联合驱动模式。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于：包括至少三部驱动机，所述驱动机单独或联合地驱动至少两排行星排，经末级行星排变速地输出动力。
2.根据权利要求1所述的双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于，所述第一驱动机驱动着具有内齿圈的第一齿圈产生转动，第一齿圈内啮合传动第一行星轮，第一行星轮啮合传动第一太阳轮；
所述第二驱动机驱动着具有内齿圈的第二齿圈，第二齿圈内啮合传动第二行星轮，第二行星轮啮合传动第二太阳轮；
所述第一太阳轮与第二太阳轮同轴地安装；
所述第三驱动机驱动着其中一行星轮；
所述其中另一行星轮输出动力。
3.根据权利要求2所述的双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于，所述第三驱动机驱动着第一行星轮；所述第二行星轮输出动力。
4.根据权利要求2所述的双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于，所述第一驱动机和第二驱动机均为电机，且第三驱动机为发动机。
5.根据权利要求2所述的双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于，所述第二行星轮传动差速器齿轮，差速器齿轮传动差速器总成，差速器总成通过左半轴和右半轴输出动力。
6.根据权利要求1所述的双电机混合发动机行星排动力总成，其特征在于，所述第一驱动机驱动着具有内齿圈的第一齿圈产生转动，第一齿圈内啮合传动第一行星轮，第一行星轮啮合传动第一太阳轮；
所述第二驱动机驱动着具有内齿圈的第二齿圈，第二齿圈内啮合传动第二行星轮，第二行星轮啮合传动第二太阳轮；
所述第一太阳轮通过转臂传动第二行星轮；
所述第三驱动机驱动着其中一行星轮；
所述第二太阳轮输出动力。
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