CN204340647U - 用于混合动力车辆的动力传动***及混合动力车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于混合动力车辆的动力传动***，包括：发动机；第一电动发电机，所述第一电动发电机与所述发动机之间设置有第一离合器；行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，所述第一电动发电机与所述齿圈之间设置有第二离合器；第二电动发电机，所述第二电动发电机与所述太阳轮相连；用于锁止所述齿圈的第三离合器；用于给所述第一电动发电机和所述第二电动发电机供电的动力电池。该动力传动***采用行星齿轮机构，从而可通过速度控制方式对发动机和电动发电机进行控制，能够有效地调节发动机及电动发电机的工作转速区域，显著提高混合动力车辆的节能效果。本实用新型还公开了一种混合动力车辆。
Description
技术领域
本实用新型涉及混合动力车辆技术领域，特别涉及一种用于混合动力车辆的动力传动***以及一种具有该动力传动***的混合动力车辆。
背景技术
混合动力车辆的发展成为了一种历史必然，在目前的混合动力车辆续驶里程有限的情况下，各种混合动力车辆应运而生。
目前，大部分混合动力车辆采取的是并联式的混合动力技术方案，由于该技术方案采用扭矩控制方式来对发动机和电动机进行控制，使得混合动力车辆的高效工作区域的调节能力受到限制，从而使得混合动力车辆的节能能力受到一定的限制。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于混合动力车辆的动力传动***，采用行星齿轮机构，从而可通过速度控制方式对发动机和电动发电机进行控制，能够有效地调节发动机及电动发电机的工作转速区域，显著提高混合动力车辆的节能效果。
本实用新型的另一个目的在于提出一种混合动力车辆。
为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种用于混合动力车辆的动力传动***，包括：发动机；第一电动发电机，所述第一电动发电机与所述发动机之间设置有第一离合器；行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，所述第一电动发电机与所述齿圈之间设置有第二离合器；第二电动发电机，所述第二电动发电机与所述太阳轮相连；用于锁止所述齿圈的第三离合器；用于给所述第一电动发电机和所述第二电动发电机供电的动力电池。
根据本实用新型提出的用于混合动力车辆的动力传动***，采用行星齿轮机构，能够实现对发动机和电动发电机的速度控制，有效地调节了发动机和电动发电机的工作转速区域，从而提高了混合动力车辆的高效工作区域的调节能力，不仅能够提高***的工作效率，还能显著提高混合动力车辆的节能效果，从而可延长混合动力车辆的续驶里程。
其中，还包括连接在所述动力电池与所述第一电动发电机之间的第一电机控制器、连接在所述动力电池与所述第二电动发电机之间的第二电机控制器、电池管理器、整车控制器和发动机控制器。
并且，所述第一电机控制器、所述第二电机控制器、所述电池管理器、所述整车控制器和所述发动机控制器之间通过CAN总线进行CAN通讯。
进一步地，所述动力电池还通过充电插头与充电装置相连。
优选地，所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机同轴布置。
具体地，所述混合动力车辆的工作模式包括第一纯电动工作模式、第二纯电动工作模式、串联式工作模式和混联式工作模式。
为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种混合动力车辆，其包括上述的用于混合动力车辆的动力传动***。
根据本实用新型提出的混合动力车辆，由于动力传动***采用行星齿轮机构，能够实现对发动机和电动发电机的速度控制，有效地调节了发动机和电动发电机的工作转速区域，从而提高了混合动力车辆的高效工作区域的调节能力，不仅能够提高***的工作效率，还能显著提高混合动力车辆的节能效果，从而可延长混合动力车辆的续驶里程。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的用于混合动力车辆的动力传动***的结构框图；
图2是根据本实用新型一个实施例的混合动力车辆工作于第一纯电动工作模式时动力传动***的结构框图；
图3是根据本实用新型一个实施例的混合动力车辆工作于第二纯电动工作模式时动力传动***的结构框图；
图4是根据本实用新型一个实施例的混合动力车辆工作于串联式工作模式时动力传动***的结构框图；以及
图5是根据本实用新型一个实施例的混合动力车辆工作于混联式工作模式时动力传动***的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图来描述本实用新型实施例提出的用于混合动力车辆的动力传动***以及具有该动力传动***的混合动力车辆。
图1是根据本实用新型一个实施例的用于混合动力车辆的动力传动***的结构框图。如图1所示，该用于混合动力车辆的动力传动***包括：第一电动发电机10、第二电动发电机20、发动机30、行星齿轮机构、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、动力电池40。
其中，第一电动发电机10与发动机30之间设置有第一离合器C1，行星齿轮机构包括太阳轮601、行星架602和齿圈603，第一电动发电机10与齿圈603之间设置有第二离合器C2，第二电动发电机20与太阳轮601相连，第三离合器C3用于锁止齿圈603，动力电池40用于给第一电动发电机10和第二电动发电机20供电。
并且，如图1所示，上述的用于混合动力车辆的动力传动***还包括：检测模块(图中未示出)和控制模块50，检测模块用于检测动力电池40的SOC(State of Charge，荷电状态)和混合动力车辆的车速，控制模块50用于根据动力电池40的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入相应的工作模式，其中，混合动力车辆的工作模式包括第一纯电动工作模式、第二纯电动工作模式、串联式工作模式和混联式工作模式。
根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，控制模块50包括连接在动力电池40与第一电动发电机10之间的第一电机控制器MCU1、连接在动力电池40与第二电动发电机20之间的第二电机控制器MCU2、电池管理器BMS(Battery Management System)、整车控制器VMS(Vehicle Management System)和发动机控制器EMS(Engine Management System)，并且，第一电机控制器MCU1、第二电机控制器MCU2、电池管理器BMS、整车控制器VMS和发动机控制器EMS之间通过CAN总线进行CAN通讯。
并且，动力电池40还通过充电插头70与充电装置相连，因此，本实用新型实施例的用于混合动力车辆的动力传动***具有对动力电池进行外界充电的功能。
在本实用新型的实施例中，发动机30、第一电动发电机10和第二电动发电机20同轴布置，整车的动力是通过行星架输出的。
根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，当动力电池40的SOC大于第一预设值且混合动力车辆的车速小于第一车速阈值时，控制模块50通过控制第一离合器C1分离、第二离合器C2分离和第三离合器C3锁止以使第二电动发电机20输出动力单独驱动混合动力车辆，以控制混合动力车辆进入第一纯电动工作模式。在第一纯电动工作模式下，混合动力车辆具有零排放、非常环保以及噪音低的特点。
根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，当动力电池40的SOC大于第一预设值且混合动力车辆的车速大于等于第一车速阈值时，控制模块50通过控制第一离合器C1分离、第二离合器C2锁止和第三离合器C3分离以使第一电动发电机10和第二电动发电机20共同输出动力驱动混合动力车辆，以控制混合动力车辆进入第二纯电动工作模式。
其中，第一电动发电机10和第二电动发电机20均作为电动机共同输出动力驱动混合动力车辆，并且，通过第一电机控制器MCU1对第一电动发电机10的转速控制来调节第一电动发电机10的工作区域，使第一电动发电机10工作于高效工作区域，并且，在第二纯电动工作模式下，能够充分发挥行星齿轮机构的调速功能，从而提高了动力传动***的性能。
根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，当动力电池40的SOC小于等于第一预设值且混合动力车辆的车速小于第一车速阈值时，控制模块50通过控制第一离合器C1锁止、第二离合器C2分离和第三离合器C3锁止以使发动机30带动第一电动发电机10进行发电、第二电动发电机20单独输出动力驱动混合动力车辆，以控制混合动力车辆进入串联式工作模式。
其中，由于发动机30与行星齿轮机构无机械连接，因此，可以控制发动机30工作于高效工作区域，降低了动力传动***的能量消耗。
根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，当动力电池40的SOC小于等于第一预设值且混合动力车辆的车速大于等于第一车速阈值时，控制模块50通过控制第一离合器C1锁止、第二离合器C2锁止和第三离合器C3分离以使发动机30带动第一电动发电机10输出动力和第二电动发电机20输出动力共同驱动混合动力车辆，以控制混合动力车辆进入混联式工作模式。
其中，第一电机控制器MCU1对第一电动发电机10实行转速控制，以改善发动机30的工作转速区域，同时还改善了发动机30的工作效率，并且，第二电机控制器MCU2对第二电动发电机20进行控制，使其工作于高效工作区域，从而大大提高了动力传动***的工作效率。
根据本实用新型的一个实施例，第一预设值和第一车速阈值可以根据实际情况进行标定。
具体地，在本实用新型的实施例中，第一纯电动工作模式用于纯电动工作模式下的混合动力车辆的低速运行状态，第二纯电动工作模式用于纯电动工作模式下的混合动力车辆的高速运行状态，并且，在混合动力车辆低速运行时，如图2所示，由第二电动发电机10输出动力驱动混合动力车辆；而在混合动力车辆高速运行时，如图3所示，由第一电动发电机10和第二电动发电机20共同输出动力驱动混合动力车辆。但是，当动力电池40的SOC比较低时，混合动力车辆无法工作在第一纯电动工作模式和第二纯电动工作模式下，因此，需要启动发动机30来提供动力，而在发动机30工作时，为了提高整个动力传动***的性能，又分为低速运行状态和高速运行状态，当混合动力车辆低速运行时，如图4所示，混合动力车辆工作于串联式工作模式，由发动机30带动第一电动发电机10进行发电、第二电动发电机20单独输出动力驱动混合动力车辆；当混合动力车辆高速运行时，如图5所示，混合动力车辆工作于混联式工作模式，发动机30带动第一电动发电机10输出动力和第二电动发电机20输出动力共同驱动混合动力车辆。
综上所述，根据本实用新型实施例的用于混合动力车辆的动力传动***，控制模块根据检测模块检测的动力电池的SOC和混合动力车辆的车速控制混合动力车辆进入相应的工作模式，例如第一纯电动工作模式、第二纯电动工作模式、串联式工作模式和混联式工作模式，提高了动力传动***的工作效率。同时，该动力传动***采用行星齿轮机构，能够实现对发动机和电动发电机的速度控制，有效地调节了发动机和电动发电机的工作转速区域，从而提高了混合动力车辆的高效工作区域的调节能力，并且，根据动力电池的SOC和混合动力车辆的车速自动控制混合动力车辆工作于不同的工作模式，显著提高混合动力车辆的节能效果，从而可延长混合动力车辆的续驶里程。
此外，本实用新型的实施例还提出了一种混合动力车辆，其包括上述的用于混合动力车辆的动力传动***。
根据本实用新型实施例提出的混合动力车辆，由于动力传动***采用行星齿轮机构，能够实现对发动机和电动发电机的速度控制，有效地调节了发动机和电动发电机的工作转速区域，从而提高了混合动力车辆的高效工作区域的调节能力，不仅能够提高***的工作效率，还能显著提高混合动力车辆的节能效果，从而可延长混合动力车辆的续驶里程。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，包括：
发动机；
第一电动发电机，所述第一电动发电机与所述发动机之间设置有第一离合器；
行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，所述第一电动发电机与所述齿圈之间设置有第二离合器；
第二电动发电机，所述第二电动发电机与所述太阳轮相连；
用于锁止所述齿圈的第三离合器；
用于给所述第一电动发电机和所述第二电动发电机供电的动力电池。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，还包括连接在所述动力电池与所述第一电动发电机之间的第一电机控制器、连接在所述动力电池与所述第二电动发电机之间的第二电机控制器、电池管理器、整车控制器和发动机控制器。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，所述第一电机控制器、所述第二电机控制器、所述电池管理器、所述整车控制器和所述发动机控制器之间通过CAN总线进行CAN通讯。
4.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，所述动力电池还通过充电插头与充电装置相连。
5.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机同轴布置。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的动力传动***，其特征在于，所述混合动力车辆的工作模式包括第一纯电动工作模式、第二纯电动工作模式、串联式工作模式和混联式工作模式。
7.一种混合动力车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的用于混合动力车辆的动力传动***。
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|---|---|---|---|---|
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| CN107160994A (zh) * | 2016-03-07 | 2017-09-15 | 北京汽车动力总成有限公司 | 一种混合动力电子无级驱动***及汽车 |
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| CN107160994B (zh) * | 2016-03-07 | 2020-03-31 | 北京汽车动力总成有限公司 | 一种混合动力电子无级驱动***及汽车 |
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