CN213291975U - 一种引擎高利用率的混合动力*** - Google Patents
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Abstract
一种引擎高利用率的混合动力***，包括发动机和车轮，还包括联轴器、第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系、第一制动器和第二制动器。本实用新型设计的混合动力***，设计有双电机和三组行星排，变速箱和电机均为模块化，通过两个离合器与两个制动器不同的组合，可实现平稳的扭矩变化，且变化范围宽，适应性强，下坡和减速时一个电机发电回收能量，驻车时两个电机均可同时发电，引擎利用率高。
Description
技术领域
本实用新型属于混合动力***开发领域，具体涉及一种引擎高利用率的混合动力***。
背景技术
目前，汽车排放和能源消耗已经成为世界性问题，随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等；目前，最有实用性价值并已有商业化运转的模式，只有混合动力汽车。低排放和低能源消耗的混合动力汽车已经成为当前汽车产业发展的主流之一，混合动力汽车的关键是混合动力***，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。
混合动力就是指汽车使用燃油驱动和电力驱动两种驱动方式；优点在于车辆启动停止或低速时，可以只靠电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作；因此，能避免发动机处于低效的工况状态，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。
经过十多年的发展，混合动力***总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化、模块化结构发展；如果考虑采用三级行星排，扭矩变化范围宽，但结构太复杂，尺寸大，不适合低成本特殊用途车辆，而传统的二级行星排混动***，由于换挡切换动力会中断，也不适合运行工况复杂的特殊用途车辆。总之，现有的混动***有的结构太复杂，有的燃油经济比不高，有点扭矩范围覆盖小等，有的换挡动力会中断，不能完全满足特特殊市场需求。
实用新型内容
为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种引擎高利用率的混合动力***。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种引擎高利用率的混合动力***，包括发动机和车轮，还包括联轴器、第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系、第一制动器和第二制动器；所述第一周转轮系包括第一行星轮、第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈连接，所述第一行星轮与所述第一行星架连接；所述第二周转轮系包括第二行星轮、第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈连接，所述第二行星轮与所述第二行星架连接；所述第三周转轮系包括第三行星轮、第三太阳轮、第三齿圈和第三行星架，所述第三行星轮分别与所述第三太阳轮和所述第三齿圈连接，所述第三行星轮与所述第三行星架连接；
所述第一太阳轮与所述第一电机连接，所述第一行星架与所述发动机通过所述联轴器连接，所述第一齿圈与所述第三太阳轮连接，所述第一齿圈与所述第二电机通过所述第一离合器传动连接，所述第一齿圈设置有第一制动器；所述第二太阳轮与所述第二电机连接，所述第二行星架与所述第二电机通过所述第二离合器传动连接；所述第三太阳轮与所述第一齿圈连接，所述第三行星架与所述车轮连接，所述第三齿圈与所述第二行星架相连，所述第三齿圈设置有第二制动器。
优选的技术方案为：所述第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系从左往右依次设置，所述第一电机位于所述第一周转轮系的左侧，所述第二电机位于所述第二周转轮系和第三周转轮系之间，所述发动机靠近所述第一电机的一侧设置。
优选的技术方案为：所述联轴器为柔性联轴器。
优选的技术方案为：第一工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈结合设置；
第二工作状态时，所述第一离合器断开设置，所述第二离合器结合设置，所述第一制动器与所述第一齿圈结合设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置；
第三工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器结合设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置；
第四工作状态时，所述第一离合器断开设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈结合设置；
第五工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
本实用新型设计的混合动力***，设计有双电机和三组行星排，变速箱和电机均为模块化，通过两个离合器与两个制动器不同的组合，可实现平稳的扭矩变化，且变化范围宽，适应性强，下坡和减速时一个电机发电回收能量，驻车时两个电机均可同时发电，引擎利用率高。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图一。
图2为本实用新型结构示意图二。
以上附图中，发动机1，联轴器2，第一电机3，第一太阳轮4，第一行星轮5，第一齿圈6，第二电机7，第二太阳轮8，第二行星轮9，第二齿圈10，第二行星架11，第三齿圈12，第三行星轮13，第三行星架14，第二制动器15，第三太阳轮16，第二离合器17，第一离合器18，第一行星架19，第一制动器20。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1和图2。须知，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：如图1和图2所示，一种引擎高利用率的混合动力***，包括发动机1和车轮，还包括联轴器2、第一电机3、第二电机7、第一离合器18、第二离合器17、第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系、第一制动器20和第二制动器15；第一周转轮系包括第一行星轮5、第一太阳轮4、第一齿圈6和第一行星架19，第一行星轮5分别与第一太阳轮4和第一齿圈6连接，第一行星轮5与第一行星架19连接；第二周转轮系包括第二行星轮9、第二太阳轮8、第二齿圈10和第二行星架11，第二行星轮9分别与第二太阳轮8和第二齿圈 10连接，第二行星轮9与第二行星架11连接；第三周转轮系包括第三行星轮13、第三太阳轮16、第三齿圈12和第三行星架14，第三行星轮13分别与第三太阳轮16和第三齿圈12连接，第三行星轮13与第三行星架14连接；第一太阳轮4与第一电机3连接，第一行星架19 与发动机1通过联轴器2连接，第一齿圈6与第三太阳轮16连接，第一齿圈6与第二电机7 通过第一离合器18传动连接，第一齿圈6设置有第一制动器20；第二太阳轮8与第二电机7 连接，第二行星架11与第二电机7通过第二离合器17传动连接；第三太阳轮16与第一齿圈 6连接，第三行星架14与车轮连接，第三齿圈12与第二行星架11相连，第三齿圈12设置有第二制动器15。
该混合动力***有五种工作状态：第一工作状态时，第一离合器18结合设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12结合设置；
第二工作状态时，第一离合器18断开设置，第二离合器17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6结合设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置；
第三工作状态时，第一离合器18结合设置，第二离合器17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置；
第四工作状态时，第一离合器18断开设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12结合设置；
第五工作状态时，第一离合器18结合设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置。
在汽车起步及低速大负荷工况时，有三种起步方式。
一、纯电起步：引擎关闭或怠速，第一离合器18结合设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12结合设置，此时处于第一工作状态，第二电机7大减速比驱动车辆起步。
二、当车速逐渐增加后，第一离合器18断开设置，第二离合器17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6结合设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置，此时处于第二工作状态，第二电机7小减速比驱动车辆运行；当车速进一步增加后，第一离合器18结合设置，第二离合器17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈 12分离设置，此时处于第三工作状态，第二电机1:1直接驱动车辆运行；引擎直接起步：第一离合器18断开设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12结合设置，此时处于第四工作状态，引擎驱动第一发电并输出动力，车辆平稳起步。
三、混动起步：第一离合器18结合设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12结合设置，此时处于第一工作状态；引擎驱动第一电机3发电并输出动力，第二电机7同步驱动车辆共同起步，此时，输出扭矩很大，车辆爬坡性能强，起步后的工况可依据电池容量，车辆负荷等决定其运行模态。
中高速工况：当速度增加时，采用第三工作状态，第一离合器18结合设置，第二离合器 17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置，输出传动比为1:1，车辆中高速运行，第二电机7可依据电池容量，车辆负荷等决定其驱动或发电模态。
下坡缓行：当车辆下坡时，采用第二工作状态，第一离合器18断开设置，第二离合器 17结合设置，第一制动器20与第一齿圈6结合设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置，车辆惯性驱动第二电机7发电回收能量，第一电机3可依据电池电量决定是否需要发电。
减速制动：引擎怠速，第二电机7发电回收能量。
驻车发电：采用第五工作状态，第一离合器18结合设置，第二离合器17断开设置，第一制动器20与第一齿圈6分离设置，第二制动器15与第三齿圈12分离设置，引擎怠速或正常工作，第一电机3和第二电机7同时发电，发电效率高。
优选的实施方式为：如图2所示，第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系从左往右依次设置，第一电机3位于第一周转轮系的左侧，第二电机7位于第二周转轮系和第三周转轮系之间，发动机1靠近第一电机3的一侧设置。第一电机3与第二电机7位置分设在第一周转轮系的左右两侧，便于散热与整体结构的布局，合理利用空间，适用于不同的功率分配方式。
优选的实施方式为：如图2所示，联轴器2为柔性联轴器2。一体成型，零回转间隙，可同步运转，具有补偿径向、角向和轴向偏差的作用，而且顺时针和逆时针回转特性完全相同。
本实用新型设计的混合动力***，设计有双电机和三组行星排，变速箱和电机均为模块化，通过两个离合器与两个制动器不同的组合，可实现平稳的扭矩变化，且变化范围宽，适应性强，下坡和减速时一个电机发电回收能量，驻车时两个电机均可同时发电，引擎利用率高。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种引擎高利用率的混合动力***，包括发动机和车轮，其特征在于：还包括联轴器、第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系、第一制动器和第二制动器；所述第一周转轮系包括第一行星轮、第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈连接，所述第一行星轮与所述第一行星架连接；所述第二周转轮系包括第二行星轮、第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈连接，所述第二行星轮与所述第二行星架连接；所述第三周转轮系包括第三行星轮、第三太阳轮、第三齿圈和第三行星架，所述第三行星轮分别与所述第三太阳轮和所述第三齿圈连接，所述第三行星轮与所述第三行星架连接；
所述第一太阳轮与所述第一电机连接，所述第一行星架与所述发动机通过所述联轴器连接，所述第一齿圈与所述第三太阳轮连接，所述第一齿圈与所述第二电机通过所述第一离合器传动连接，所述第一齿圈设置有第一制动器；所述第二太阳轮与所述第二电机连接，所述第二行星架与所述第二电机通过所述第二离合器传动连接；所述第三太阳轮与所述第一齿圈连接，所述第三行星架与所述车轮连接，所述第三齿圈与所述第二行星架相连，所述第三齿圈设置有第二制动器。
2.根据权利要求1所述的一种引擎高利用率的混合动力***，其特征在于：所述第一周转轮系、第二周转轮系、第三周转轮系从左往右依次设置，所述第一电机位于所述第一周转轮系的左侧，所述第二电机位于所述第二周转轮系和第三周转轮系之间，所述发动机靠近所述第一电机的一侧设置。
3.根据权利要求2所述的一种引擎高利用率的混合动力***，其特征在于：所述联轴器为柔性联轴器。
4.根据权利要求3所述的一种引擎高利用率的混合动力***，其特征在于：
第一工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈结合设置；
第二工作状态时，所述第一离合器断开设置，所述第二离合器结合设置，所述第一制动器与所述第一齿圈结合设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置；
第三工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器结合设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置；
第四工作状态时，所述第一离合器断开设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈结合设置；
第五工作状态时，所述第一离合器结合设置，所述第二离合器断开设置，所述第一制动器与所述第一齿圈分离设置，所述第二制动器与所述第三齿圈分离设置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111619330A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-04 | 苏州亚太金属有限公司 | 一种引擎高利用率的混合动力***及其驱动方法 |
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