CN220447638U - 多模式混合动力驱动*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了多模式混合动力驱动***,该多模式混合动力驱动***,发动机与行星轮系组件的第一传动端传动连接,发动机能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机与行星轮系组件的第二传动端固定连接,行星轮系组件的输出端能与车体的第一车轮组连接或分离,且行星轮系组件的输出端能与车体的车架连接或分离;第二电机能与车体的第二车轮组连接或分离,第一车轮组和第二车轮组沿车体的长度方向间隔分布;动力电池能选择性的与第一电机和第二电机电连接,第一电机能选择性的与第二电机电连接。能在全速域内对发动机既调速又调扭,驱动效率高,能避免第一电机和第二电机由于空转造成的磁损耗,结构简单,且降低了能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,尤其涉及多模式混合动力驱动***。
背景技术
随着近年来不可再生燃料的持续消耗、全球气候的逐渐变暖以及环境污染问题的不断加剧,混合动力汽车作为节能与新能源汽车的重要产品形态之一,得到了广泛关注和应用。随着混合动力汽车的日益推广,以及人们对车辆动力性、经济性、通过性和舒适性等综合性能的需求不断提高,使得四驱混合动力车辆越来越受到市场的青睐。其中,多模式混合动力驱动***是四驱混合动力车辆的重要组成之一。
现有技术中的多模式混合动力驱动***,通过电机和发动机配合工作,能够实现纯电驱动、发动机驱动,以及电机和发动机混合驱动等多种驱动方式。但现有技术中的多模式混合动力驱动***的结构复杂,零部件数量多,成本高,且驱动效率低,能耗高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供多模式混合动力驱动***,以解决现有技术中的多模式混合动力驱动***的结构复杂,零部件数量多,成本高,且驱动效率低,能耗高的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
多模式混合动力驱动***,其包括第一驱动机构、动力电池和第二驱动机构;
所述第一驱动机构包括发动机、第一电机和行星轮系组件,所述发动机与所述行星轮系组件的第一传动端传动连接,所述发动机能带动所述第一传动端绕自身中心轴线单向转动,所述第一电机与所述行星轮系组件的第二传动端固定连接,所述行星轮系组件的输出端能与车体的第一车轮组连接或分离,且所述行星轮系组件的输出端能与所述车体的车架连接或分离;
所述第二驱动机构包括第二电机,所述第二电机能与所述车体的第二车轮组连接或分离,所述第一车轮组和所述第二车轮组沿所述车体的长度方向间隔分布;
所述动力电池能选择性的与所述第一电机和所述第二电机电连接,且所述第一电机能选择性的与所述第二电机电连接。
作为优选,所述行星轮系组件包括行星架、固定设置于所述行星架的行星轮、与所述行星轮啮合的太阳轮,以及与所述行星轮啮合的齿圈,所述发动机与所述行星架传动连接且能带动所述行星架绕自身中心轴线单向转动,所述第一电机与所述太阳轮固定连接;
所述第一驱动机构还包括与所述齿圈啮合的传动轮系,所述传动轮系的输出端能与所述第一车轮组连接或分离,且所述传动轮系的输出端能与所述车架连接或分离。
作为优选,所述第一驱动机构还包括单向离合器,所述单向离合器的输入端与所述发动机的输出端连接,所述单向离合器的输出端与所述行星架连接。
作为优选,所述第一驱动机构还包括第一连接分离结构和第二连接分离结构,所述第一连接分离结构用于连接所述传动轮系的输出端与所述第一车轮组,所述第二连接分离结构用于连接所述传动轮系的输出端与所述车架。
作为优选,所述第一连接分离结构为离合器;所述第二连接分离结构为离合器。
作为优选,所述第二驱动机构还包括第三连接分离结构,所述第三连接分离结构用于连接所述第二电机和所述第二车轮组。
作为优选,所述第一驱动机构、所述动力电池和所述第二驱动机构沿车体的长度方向间隔分布。
作为优选,所述多模式混合动力驱动***还包括控制器,所述控制器与所述发动机、所述第一电机、所述第二电机和所述动力电池均电连接。
作为优选,所述第一电机的功率小于所述第二电机的功率。
作为优选,所述第一车轮组和所述第二车轮组中的一个为前车轮组,另一个为后车轮组。
本实用新型的有益效果:
本实用新型的目的在于提供了多模式混合动力驱动***,该多模式混合动力驱动***包括第一驱动机构、动力电池和第二驱动机构,设置第一驱动机构的发动机与行星轮系组件的第一传动端传动连接,发动机能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机与行星轮系组件的第二传动端固定连接,可以理解的是,发动机仅能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机的输出轴能够正转或反转,第二电机的输出轴能够正转或反转,其次,设置行星轮系组件的输出端能与车体的第一车轮组连接或分离,行星轮系组件的输出端能与车体的车架连接或分离,且第二电机能与车体的第二车轮组连接或分离,可以理解的是,可以依据驱动需求和发电需求调整行星轮系组件的输出端与第一车轮组的连接关系、行星轮系组件的输出端与车架的连接关系,以及第二电机与第二车轮组的连接关系,其次,设置动力电池能选择性的与第一电机和第二电机电连接,当第一电机和第二电机作为驱动时,动力电池能够为第一电机和第二电机提供电能,当第一电机和第二电机发电时,电能能够储存于动力电池,设置第一电机能选择性的与第二电机电连接,当第一电机发电,第二电机作为驱动时,第一电机的电能也能够用于向第二电机提供电能,如此设置,使得车辆可以实现停车发电、纯电前驱、纯电后驱、纯电四驱、发动机发电前驱、发动机直驱-前驱、増程发电后驱、发动机直驱发电-四驱、发动机直驱-四驱和制动发电等多种工作模式,使得能够在全速域内对发动机既调速又调扭,提升了发动机的驱动效率,增长了车辆的行驶里程;其次,相对于现有技术而言能够避免第一电机和第二电机由于空转造成的磁损耗,能够避免发动机被反托旋转造成的能耗,且结构简单,减少了零部件的数量,成本低,提升了驱动效率,降低了能耗。
附图说明
图1是本实用新型的具体实施例提供的多模式混合动力驱动***的结构示意图。
图中:
100、第一车轮组;200、第二车轮组;300、车架;
1、第一驱动机构;11、发动机;12、第一电机;13、行星轮系组件;131、行星架;132、行星轮;133、太阳轮;134、齿圈;14、传动轮系;15、单向离合器;16、第一连接分离结构;17、第二连接分离结构;
2、动力电池;
3、第二驱动机构;31、第二电机;32、第三连接分离结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”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;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。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
现有技术中的多模式混合动力驱动***,通过电机和发动机配合实现工作,能够实现纯电驱动、发动机驱动,以及电机和发动机混合驱动等多种驱动方式。但现有技术中的多模式混合动力驱动***的结构复杂,零部件数量多,成本高,且驱动效率低,能耗高。
故本实用新型提供了多模式混合动力驱动***,如图1所示,该多模式混合动力驱动***包括第一驱动机构1、动力电池2和第二驱动机构3,第一驱动机构1包括发动机11、第一电机12和行星轮系组件13,发动机11与行星轮系组件13的第一传动端传动连接,发动机11能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机12与行星轮系组件13的第二传动端固定连接,行星轮系组件13的输出端能与车体的第一车轮组100连接或分离,且行星轮系组件13的输出端能与车体的车架300连接或分离;第二驱动机构3包括第二电机31,第二电机31能与车体的第二车轮组200连接或分离,第一车轮组100和第二车轮组200沿车体的长度方向间隔分布;动力电池2能选择性的与第一电机12和第二电机31电连接,且第一电机12能选择性的与第二电机31电连接。
如图1所示,该多模式混合动力驱动***,设置第一驱动机构1的发动机11与行星轮系组件13的第一传动端传动连接,发动机11能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机12与行星轮系组件13的第二传动端固定连接,可以理解的是,发动机11仅能带动第一传动端绕自身中心轴线单向转动,第一电机12的输出轴能够正转或反转,第二电机31的输出轴能够正转或反转,其次,设置行星轮系组件13的输出端能与车体的第一车轮组100连接或分离,行星轮系组件13的输出端能与车体的车架300连接或分离,且第二电机31能与车体的第二车轮组200连接或分离,可以理解的是,可以依据驱动需求和发电需求调整行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100的连接关系、行星轮系组件13的输出端与车架300的连接关系,以及第二电机31与第二车轮组200的连接关系,其次,设置动力电池2能选择性的与第一电机12和第二电机31电连接,当第一电机12和第二电机31作为驱动时,动力电池2能够为第一电机12和第二电机31提供电能,当第一电机12和第二电机31发电时,电能能够储存于动力电池2,设置第一电机12能选择性的与第二电机31电连接,当第一电机12发电,第二电机31作为驱动时,第一电机12的电能也能够用于向第二电机31提供电能,如此设置,使得车辆可以实现停车发电、纯电前驱、纯电后驱、纯电四驱、发动机发电前驱、发动机直驱-前驱、増程发电后驱、发动机直驱发电-四驱、发动机直驱-四驱和制动发电等多种工作模式,使得能够在全速域内对发动机11既调速又调扭,提升了发动机11的驱动效率,增长了车辆的行驶里程;其次,相对于现有技术而言能够避免第一电机12和第二电机31由于空转造成的磁损耗,能够避免发动机11被反托旋转造成的能耗,且结构简单,减少了零部件的数量,成本低,提升了驱动效率,降低了能耗。
其中,如图1所示,行星轮系组件13包括行星架131、固定设置于行星架131的行星轮132、与行星轮132啮合的太阳轮133,以及与行星轮132啮合的齿圈134,发动机11与行星架131传动连接且能带动行星架131绕自身中心轴线单向转动,第一电机12与太阳轮133固定连接;第一驱动机构1还包括与齿圈134啮合的传动轮系14,传动轮系14的输出端能与第一车轮组100连接或分离,且传动轮系14的输出端能与车架300连接或分离。具体地,在本实施例中,传动轮系14包括传动齿轮,传动齿轮的轮轴的一端能与第一车轮组100连接或分离,且传动齿轮的轮轴的另一端能与车架300连接或分离。具体地,当发动机11带动行星架131绕自身中心轴线单向转动时,行星轮132与太阳轮133和齿圈134均啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,从而能驱动第一车轮组100转动;当第一电机12作为驱动时,第一电机12与发动机11均带动太阳轮133绕自身中心轴线转动。相对于现有技术而言结构简单,成本低,且有效提升了传动效率。
具体地,如图1所示,第一驱动机构1还包括单向离合器15,单向离合器15的输入端与发动机11的输出轴连接,单向离合器15的输出端与行星架131连接。如此设置,以实现发动机11仅能带动行星架131绕自身中心轴线单向转动,避免了发动机11被反托旋转造成的能耗;其次,当第一电机12作为驱动时,且第一电机12的输出轴的转动方向与发动机11的输出轴的转动方向相反时,不会带动发动机11反转,提升了发动机11的使用性能。可以理解的是,也可采用其他传动结构,能够实现发动机11的输出轴仅单向转动即可。其中,如若将发动机11的输出轴直接与行星架131连接,也能实现驱动车辆行驶。
具体地,如图1所示,第一驱动机构1还包括第一连接分离结构16和第二连接分离结构17,第一连接分离结构16用于连接传动轮系14的输出端与第一车轮组100,第二连接分离结构17用于连接传动轮系14的输出端与车架300。如此设置,以实现传动齿轮能与第一车轮组100连接或分离,且传动齿轮能与车架300连接或分离。具体地,在本实施例中,第一连接分离结构16为离合器;第二连接分离结构17为离合器。优选第一连接分离结构16和第二连接分离结构17均为电磁离合器。可以理解的是,也可采用其他结构,能够实现传动齿轮能与第一车轮组100连接或分离,且传动齿轮能与车架300连接或分离即可。其中,如若将传动齿轮沿轴向的一端与车体转动连接,另一端与第一车轮组100传动连接,将第二电机31与第二车轮组200传动连接,也能实现驱动车辆行驶。
具体地,第一连接分离结构16与第一车轮组100之间还设置有第一减速差速装置。
其中,如图1所示,第二驱动机构3还包括第三连接分离结构32,第三连接分离结构32用于连接第二电机31和第二车轮组200。如此设置,以实现第二电机31和第二车轮组200能够连接或分离。具体地,在本实施例中,第三连接分离结构32也为离合器。优选第三连接分离结构32为电磁离合器。可以理解的是,也可采用其他结构,能够实现第二电机31和第二车轮组200连接或分离即可。具体地,第三连接分离结构32和第二车轮组200之间还设置有第二减速差速装置。
优选地,如图1所示,第一驱动机构1、动力电池2和第二驱动机构3沿车体的长度方向间隔分布。能够提升空间利用率,且便于排布线路。
其中,多模式混合动力驱动***还包括控制器,控制器与发动机11、第一电机12、第二电机31和动力电池2均电连接。控制器能够控制发动机11工作,控制器能够控制动力电池2选择性的与第一电机12和/或第二电机31电连接,且能够控制第一电机12与第二电机31电连接或断开。具体地,控制器还与第一连接分离结构16、第二连接分离结构17和第三连接分离结构32均电连接。控制器能够控制第一连接分离结构16处于连接状态或分离状态,控制第二连接分离结构17处于连接状态或分离状态,以及控制第三连接分离结构32处于连接状态或分离状态。
具体地,第一车轮组100和第二车轮组200中的一个为前车轮组,另一个为后车轮组。可以理解的是,第一驱动机构1可以设置于前车轮组和后车轮组中的一个,第二驱动机构3可以设置于前车轮组和后车轮组中的另一个。如此设置,能够提升该多模式混合动力驱动***的通用性和实用性。在本实施例中,示例性的以第一车轮组100为前车轮组,第一驱动机构1设置于前车轮组,第二车轮组200为后车轮组,第二驱动机构3设置于后车轮组为例。作为一种替代方案,第一车轮组100为后车轮组,第一驱动机构1设置于后车轮组,第二车轮组200为前车轮组,第二驱动机构3设置于前车轮组。
本实用新型还提供了多模式混合动力驱动***的控制方法,用于实施于上述的多模式混合动力驱动***,多模式混合动力驱动***的控制方法包括:停车发电、纯电前驱、纯电后驱、纯电四驱、发动机发电前驱、发动机直驱-前驱、増程发电后驱、发动机直驱发电-四驱、发动机直驱-四驱和制动发电。
具体地,在本实施例中,发动机11的输出轴沿第一时针方向转动,第一时针方向与行星架131的转动方向同向;第一电机12的输出轴既能沿第一时针方向转动,也能沿第二时针方向转动,第一时针方向与第二时针方向相反。
停车发电:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100分离;控制行星轮系组件13的输出端与车架300连接;发动机11驱动行星轮系组件13,使得第一电机12发电并存储于动力电池2。具体地,当车的运行模式为停车发电模式时,第一连接分离结构16处于分离状态,第二连接分离结构17处于连接状态,传动齿轮和齿圈134被固定,发动机11的输出轴沿第一时针方向转动并带动行星架131和行星轮132同步转动,行星轮132与太阳轮133和齿圈134均啮合,太阳轮133带动第一电机12沿第二时针方向转动,从而带动第一电机12发电并存储于动力电池2。在此过程中,齿圈134还与传动齿轮啮合,传动齿轮空转,如此设置,能够提升车辆停车发电模式下的安全性能。
具体地,第一电机12发电并存储于动力电池2的具体地步骤包括:
第一电机12发电;控制动力电池2与第一电机12电连接;第一电机12将电能存储于动力电池2。
具体地,当车的运行模式为停车发电模式时,可控制第三连接分离结构32处于连接状态或分离状态。均不影响第一电机12发电。
纯电前驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200分离;动力电池2向第一电机12提供电能驱动行星轮系组件13。具体地,当车的运行模式为纯电前驱模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于分离状态,动力电池2向第一电机12提供电能,第一电机12的输出轴沿第二时针方向转动并带动太阳轮133转动,太阳轮133与行星轮132啮合,行星轮132还与齿圈134啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,从而带动第一车轮组100转动,进而带动第二车轮组200转动,以实现纯电前驱。可以理解的是,在此过程中,发动机11和第二电机31不工作,其中,发动机11与行星架131通过单向离合器15连接,相对于现有技术而言能够有效避免发动机11由于被反托旋转造成的能耗。
纯电后驱;控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100分离;控制行星轮系组件13的输出端与车架300连接或分离;控制第二电机31与第二车轮组200连接;动力电池2向第二电机31提供电能驱动第二车轮组200。具体地,当车的运行模式为纯电后驱模式时,第一连接分离结构16处于分离状态,第二连接分离结构17处于连接状态或分离状态,第三连接分离结构32处于连接状态,动力电池2向第二电机31提供电能,第二电机31带动第二车轮组200转动,从而带动第一车轮组100转动,以实现纯电后驱。可以理解的是,在此过程中,发动机11和第一电机12不工作。
纯电四驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200连接;动力电池2向第一电机12提供电能驱动行星轮系组件13;动力电池2向第二电机31提供电能驱动第二车轮组200。当车的运行模式为纯电四驱模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于连接状态,动力电池2向第一电机12和第二电机31提供电能,第一电机12的输出轴沿第二时针方向转动并带动太阳轮133转动,太阳轮133与行星轮132啮合,行星轮132还与齿圈134啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,从而带动第一车轮组100转动,第二电机31带动第二车轮组200转动,以实现纯电四驱。可以理解的是,在此过程中,发动机11不工作,其中,发动机11与行星架131通过单向离合器15连接,相对于现有技术而言能够有效避免发动机11由于被反托旋转造成的能耗。
其中,第一电机12的功率小于第二电机31的功率。当车的运行模式为纯电四驱模式时,由于第一电机12的功率小于第二电机31的功率,能够增大后车轮组的抓地力,使得第二电机31发挥加速性能。
发动机发电前驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200分离;发动机11驱动行星轮系组件13,使得驱动第一车轮组100且第一电机12发电储存于动力电池2。具体地,当车的运行模式为发动机11直驱发电模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于分离状态,发动机11的输出轴沿第一时针方向转动并带动行星架131和行星轮132同步转动,行星轮132与太阳轮133和齿圈134均啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,以带动第一车轮组100运动;其次,太阳轮133还带动第一电机12沿第二时针方向转动,从而带动第一电机12发电并存储于动力电池2。
具体地,当车的运行模式为发动机发电前驱模式时,可控制第三连接分离结构32处于连接状态或分离状态。均不影响第一电机12发电。
进一步具体地,控制第三连接分离结构32处于连接状态,在带动第二车轮组200运动的同时,第二车轮组200带动第二电机31发电,控制第二电机31与动力电池2电连接,第二电机31发电并存储于动力电池2。作为一种替代方案,控制第三连接分离结构32处于分离状态,带动第二车轮组200运动。不影响第一电机12发电。
发动机直驱-前驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200分离;发动机11驱动行星轮系组件13的第一传动端,动力电池2向第一电机12提供电能驱动行星轮系组件13的第二传动端。具体地,当车的运行模式为发动机直驱-前驱模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于分离状态,发动机11的输出轴沿第一时针方向带动行星架131转动,动力电池2向第一电机12提供电能,第一电机12的输出轴沿第二时针方向转动并带动太阳轮133转动,太阳轮133与行星轮132啮合,行星轮132还与齿圈134啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,从而带动第一车轮组100转动,进而带动第二车轮组200转动,以实现发动机直驱-前驱。可以理解的是,在此过程中,第二电机31不工作,其中,发动机11与行星架131通过单向离合器15连接,相对于现有技术而言能够有效避免发动机11由于被反托旋转造成的能耗。
増程发电后驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100分离;控制行星轮系组件13的输出端与车架300连接;控制第二电机31与第二车轮组200连接;发动机11驱动行星轮系组件13,使得第一电机12发电;第二电机31驱动第二车轮组200。具体地,当车的运行模式为増程发电后驱模式时,第一连接分离结构16处于分离状态,第二连接分离结构17处于连接状态,第三连接分离结构32处于连接状态,传动齿轮和齿圈134被固定,发动机11的输出轴沿第一时针方向带动行星架131转动,太阳轮133与行星轮132啮合,太阳轮133带动第一电机12的输出轴沿第二时针方向转动,以带动第一电机12发电;与此同时,第二电机31驱动第二车轮组200运动。
具体地,第一电机12发电和第二电机31驱动第二车轮组200之间还包括以下步骤:
控制第一电机12与第二电机31电连接,第一电机12向第二电机31供电。
可以理解的是,第一电机12发电优先输送给第二电机31,以使第二电机31作为驱动带动第二车轮组200运动。
发动机直驱发电-四驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200连接;发动机11驱动行星轮系组件13,使得驱动第一车轮组100且第一电机12发电;第二电机31驱动第二车轮组200。具体地,当车的运行模式为发动机直驱发电-四驱模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于连接状态,发动机11的输出轴沿第一时针方向带动行星架131转动,太阳轮133与行星轮132啮合,行星轮132还与齿圈134啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,从而带动第一车轮组100转动;与此同时,太阳轮133带动第一电机12的输出轴沿第二时针方向转动,以带动第一电机12发电;与此同时,第二电机31驱动第二车轮组200运动。
具体地,第一电机12发电和第二电机31驱动第二车轮组200之间还包括以下步骤:
控制第一电机12与第二电机31电连接,第一电机12向第二电机31供电。
可以理解的是,第一电机12发电优先输送给第二电机31,以使第二电机31作为驱动带动第二车轮组200运动。
发动机直驱-四驱:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200连接;发动机11驱动行星轮系组件13的第一传动端,动力电池2向第一电机12提供电能驱动行星轮系组件13的第二传动端;动力电池2同时还向第二电机31提供电能驱动第二车轮组200。具体地,当车的运行模式为发动机11直驱-前驱-后驱模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于连接状态,发动机11与行星架131连接,动力电池2向第一电机12和第二电机31提供电能,第一电机12与太阳轮133连接,发动机11的输出轴沿第一时针方向带动行星架131转动,太阳轮133与行星轮132啮合,行星轮132还与齿圈134啮合,齿圈134还与传动齿轮啮合,第一电机12也沿第二时针方向带动太阳轮133转动,从而带动第一车轮组100转动;与此同时,第二电机31驱动第二车轮组200运动。
制动发电:控制行星轮系组件13的输出端与第一车轮组100连接;控制行星轮系组件13的输出端与车架300分离;控制第二电机31与第二车轮组200连接;车辆运动惯性带动行星轮系组件13运动,驱动第一电机12发电存储于动力电池2,并同时驱动第二电机31发电存储于动力电池2。具体地,当车的运行模式为制动发电模式时,第一连接分离结构16处于连接状态,第二连接分离结构17处于分离状态,第三连接分离结构32处于连接状态,车辆在行驶过程中的惯性力带动第一车轮组100和第二车轮组200转动运行;与此同时,第一车轮组100带动传动齿轮与齿圈134啮合,齿圈134还与行星轮132啮合,行星轮132还与太阳轮133啮合,太阳轮133转动并带动第一电机12发电,控制第一电机12与动力电池2电连接,第一电机12发电存储于动力电池2;与此同时,第二车轮组200带动第二电机31发电,控制第二电机31与动力电池2电连接,第二电机31发电存储于动力电池2。从而,当车辆在惯性力下行驶时,能够通过第一电机12和第二电机31对动力电池2充电。
从而,通过上述的多模式混合动力驱动***的控制方法操纵上述的多模式混合动力驱动***具有以下优势:
一、第一电机12和/或第二电机31驱动车辆行驶时,在发动机11和行星架131之间设置单向离合器15,能够有效避免发动机11被反托旋转造成的能耗。
二、第一电机12的功率小于第二电机31的功率。当车的运行模式为纯电四驱模式时,能够增大后车轮组的抓地力,使得第二电机31发挥加速性能。
三、车辆在纯电行驶时,可根据实际工况及需求功率,驱动第一电机12和/或第二电机31,从而保证第一电机12和第二电机31均能工作在高效率区间,并且能够降低对第一电机12和第二电机31的输出功率的要求,尤其地,在本实施例中,第二车轮组200为后车轮组,第二电机31即为后驱动电机,可以减小第二电机31的结构尺寸,进一步降低成本。
其次,车辆在纯电行驶时,第一电机12和第二电机31配合使用,能够覆盖在全速域,如若动力电池2选用大容量高倍率电池,则能够使得车辆长距离纯电行驶,如若动力电池2支持快慢充功能和大功率外放电功能,则能够进一步拓宽纯电行驶里程和应用场景。
其次,可根据实际工况实时切换前第一电机12和第二电机31的工作状态,避免单个电机长时间工作导致的发热量过大的问题。
四、车辆在高速行驶时,可以采用纯电后驱模式、纯电四驱模式、增程发电后驱模式、发动机直驱-四驱模式等。能够在节省发动机11的燃料的基础上不影响车辆的行驶动力。
当发动机11、第一电机12和第二电机31三者共同驱动时,即车的运行模式为发动机直驱-四驱模式时,多模式混合动力驱动***能够输出最大功率。
五、在任一种工作模式下,均能够避免第一电机12和第二电机31由于空转造成的磁损耗,且结构简单,零部件数量少,***综合效率高。
六、发动机发电前驱模式下,发动机11驱动第一车轮组100转动运动,能够使第一电机12和第二电机31同时发电,提升了动能回收功率,且减小了现有技术中因机械制动导致的能量损失的同时,提高了对附着力差的路面的电制动安全性。
七、能够在全速域内对发动机11既调速又调扭。提升了发动机11的驱动效率,从而提升了多模式混合动力驱动***的驱动效率。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.多模式混合动力驱动***,其特征在于,包括第一驱动机构(1)、动力电池(2)和第二驱动机构(3);
所述第一驱动机构(1)包括发动机(11)、第一电机(12)和行星轮系组件(13),所述发动机(11)与所述行星轮系组件(13)的第一传动端传动连接,所述发动机(11)能带动所述第一传动端绕自身中心轴线单向转动,所述第一电机(12)与所述行星轮系组件(13)的第二传动端固定连接,所述行星轮系组件(13)的输出端能与车体的第一车轮组(100)连接或分离,且所述行星轮系组件(13)的输出端能与所述车体的车架(300)连接或分离;
所述第二驱动机构(3)包括第二电机(31),所述第二电机(31)能与所述车体的第二车轮组(200)连接或分离,所述第一车轮组(100)和所述第二车轮组(200)沿所述车体的长度方向间隔分布;
所述动力电池(2)能选择性的与所述第一电机(12)和所述第二电机(31)电连接,且所述第一电机(12)能选择性的与所述第二电机(31)电连接。
2.根据权利要求1所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述行星轮系组件(13)包括行星架(131)、固定设置于所述行星架(131)的行星轮(132)、与所述行星轮(132)啮合的太阳轮(133),以及与所述行星轮(132)啮合的齿圈(134),所述发动机(11)与所述行星架(131)传动连接且能带动所述行星架(131)绕自身中心轴线单向转动,所述第一电机(12)与所述太阳轮(133)固定连接;
所述第一驱动机构(1)还包括与所述齿圈(134)啮合的传动轮系(14),所述传动轮系(14)的输出端能与所述第一车轮组(100)连接或分离,且所述传动轮系(14)的输出端能与所述车架(300)连接或分离。
3.根据权利要求2所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一驱动机构(1)还包括单向离合器(15),所述单向离合器(15)的输入端与所述发动机(11)的输出端连接,所述单向离合器(15)的输出端与所述行星架(131)连接。
4.根据权利要求2所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一驱动机构(1)还包括第一连接分离结构(16)和第二连接分离结构(17),所述第一连接分离结构(16)用于连接所述传动轮系(14)的输出端与所述第一车轮组(100),所述第二连接分离结构(17)用于连接所述传动轮系(14)的输出端与所述车架(300)。
5.根据权利要求4所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一连接分离结构(16)为离合器;所述第二连接分离结构(17)为离合器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第二驱动机构(3)还包括第三连接分离结构(32),所述第三连接分离结构(32)用于连接所述第二电机(31)和所述第二车轮组(200)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一驱动机构(1)、所述动力电池(2)和所述第二驱动机构(3)沿车体的长度方向间隔分布。
8.根据权利要求1-5任一项所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述多模式混合动力驱动***还包括控制器,所述控制器与所述发动机(11)、所述第一电机(12)、所述第二电机(31)和所述动力电池(2)均电连接。
9.根据权利要求1-5任一项所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一电机(12)的功率小于所述第二电机(31)的功率。
10.根据权利要求1-5任一项所述的多模式混合动力驱动***,其特征在于,所述第一车轮组(100)和所述第二车轮组(200)中的一个为前车轮组,另一个为后车轮组。
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