RU2538502C2 - Automotive hybrid drive - Google Patents

Automotive hybrid drive Download PDF

Info

Publication number
RU2538502C2
RU2538502C2 RU2012128812/11A RU2012128812A RU2538502C2 RU 2538502 C2 RU2538502 C2 RU 2538502C2 RU 2012128812/11 A RU2012128812/11 A RU 2012128812/11A RU 2012128812 A RU2012128812 A RU 2012128812A RU 2538502 C2 RU2538502 C2 RU 2538502C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
electric machine
planetary
source
reversible
Prior art date
Application number
RU2012128812/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012128812A (en
Inventor
Олег Анатольевич Цыганов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Авис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Авис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Авис"
Priority to RU2012128812/11A priority Critical patent/RU2538502C2/en
Publication of RU2012128812A publication Critical patent/RU2012128812A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538502C2 publication Critical patent/RU2538502C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: set of invention relates to wheel drives. Proposed drive comprises mechanical energy accumulator source, at least one planetary gear, at least one reversible two-dimensional electrical machine with two spinning parts electrically connected with said electrical energy accumulator source. Each central wheel of planetary gear is engaged with one of electrical machine spinning element. Note here that four controlled clutches are incorporated therein. Any of said central wheel can be engaged with said accumulator source by first and second clutches and with the drive fixed element by third and fourth clutches. In compliance with the other version, it comprises at least two planetary gears and at least two reversible two-dimensional electrical machines.
EFFECT: decreased weight and overall dimensions.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для привода ведущих колес транспортных средств.The invention relates to the field of transport and can be used to drive the drive wheels of vehicles.

Известен привод гибридного автомобиля (US №5865263, В60К 6/365), содержащий двигатель внутреннего сгорания (ДВС), служащий в качестве источника механической энергии, две электромашины, одна из которых выполнена обратимой, аккумуляторную батарею в качестве источника-накопителя электрической энергии, планетарный механизм и центральную систему управления. Выходной вал ДВС соединен с водилом планетарного механизма. Солнечная шестерня планетарного механизма соединена с валом обратимой электромашины, а кольцевая шестерня через ряд зубчатых колес связана с валом второй электромашины и с дифференциалом ведущих колес.Known drive a hybrid car (US No. 5865263, BK 6/365), containing an internal combustion engine (ICE), serving as a source of mechanical energy, two electric machines, one of which is reversible, a battery as a source of storage of electrical energy, planetary mechanism and central control system. The output shaft of the internal combustion engine is connected to the planet carrier of the planetary gear. The sun gear of the planetary mechanism is connected to the shaft of a reversible electric machine, and the ring gear is connected through a series of gears to the shaft of the second electric machine and to the differential of the drive wheels.

Недостатком такого привода является то, что на ведущие колеса транспортного средства передается лишь часть крутящего момента ДВС, которая определяется передаточным отношением планетарного механизма.The disadvantage of such a drive is that only part of the engine's torque is transmitted to the drive wheels of the vehicle, which is determined by the gear ratio of the planetary gear.

Известен гибридный привод (DE №3338548, В60К 6/26) с ДВС и электромашиной, установленной в корпусе с возможностью вращения статора и ротора. Такие электрические машины называют двумерными или машинами двойного вращения. Выходной вал ДВС механически связан с одним из вращающихся элементов электромашины, а другой ее вращающийся элемент связан посредством механической передачи с ведущей осью транспортного средства.A known hybrid drive (DE No. 3338548, BK 6/26) with an internal combustion engine and an electric machine installed in the housing with the possibility of rotation of the stator and rotor. Such electrical machines are called two-dimensional or double rotation machines. The output shaft of the internal combustion engine is mechanically connected to one of the rotating elements of the electric machine, and its other rotating element is connected via mechanical transmission to the drive axle of the vehicle.

Недостатком этого привода являются значительные габариты электрической машины из-за передачи ею полного крутящего момента ДВС.The disadvantage of this drive is the significant dimensions of the electric machine due to the transmission of the full engine torque by it.

Известен гибридный силовой агрегат транспортного средства (RU №2264307, В60К 6/30). Привод содержит ДВС, через систему управления соединенный с несколькими обратимыми электромашинами, одна из которых установлена в корпусе агрегата с возможностью вращения статора и ротора. Ротор этой электромашины соединен с ДВС, а статор - с ведущими колесами.Known hybrid powertrain of the vehicle (RU No. 2264307, BK 6/30). The drive contains an internal combustion engine through a control system connected to several reversible electric machines, one of which is installed in the unit body with the possibility of rotation of the stator and rotor. The rotor of this electric machine is connected to the internal combustion engine, and the stator is connected to the drive wheels.

Недостаток этого привода такой же, как и у предыдущего, так как электромашина с двумя вращающимися элементами должна передавать на ведущие колеса полный крутящий момент ДВС.The disadvantage of this drive is the same as that of the previous one, since an electric machine with two rotating elements must transmit the full engine torque to the drive wheels.

Известен гибридный привод транспортного средства (RU №2384423, В60К 6/22). Привод содержит ДВС и обратимые электромашины, электрически связанные через систему управления с аккумуляторной батареей, а также планетарный механизм, водило которого связано с валом ДВС, а одно из центральных колес механически связано с дифференциалом ведущих колес. Одна из электромашин выполнена с двумя вращающимися элементами, которые связаны с центральными колесами планетарного механизма.Known hybrid drive vehicle (RU No. 2384423, BK 6/22). The drive contains ICE and reversible electric machines, electrically connected through a control system with a battery, as well as a planetary mechanism, the carrier of which is connected to the ICE shaft, and one of the central wheels is mechanically connected to the differential of the drive wheels. One of the electric machines is made with two rotating elements that are connected to the central wheels of the planetary mechanism.

Недостатком такого привода является необходимость наличия в трансмиссии второй обратимой электромашины или редуктора для получения на ведущих колесах большего крутящего момента, чем момент ДВС.The disadvantage of such a drive is the need for a second reversible electric machine or gearbox in the transmission to obtain more torque on the drive wheels than the internal combustion engine moment.

Известна электрически регулируемая трансмиссия с одним или двумя двигателями (US №20090082171, В60К 1/00), содержащая один или два ДВС, две обратимые электромашины, электрически связанные через систему управления с аккумуляторной батареей, а также планетарный механизм и управляемые муфты. Водило планетарного механизма является выходным звеном привода, солнечная шестерня соединена с валом первой электромашины, а наружная шестерня может быть соединена с корпусом привода или с валом второй электромашины, с которым также может быть соединен вал одного или двух ДВС.Known electrically adjustable transmission with one or two engines (US No. 20090082171, B60K 1/00), containing one or two internal combustion engines, two reversible electric machines, electrically connected through a control system with a battery, as well as a planetary mechanism and controlled clutches. The planetary gear carrier is the output link of the drive, the sun gear is connected to the shaft of the first electric machine, and the outer gear can be connected to the drive housing or the shaft of the second electric machine, which can also be connected to the shaft of one or two internal combustion engines.

Недостатком такого привода является обязательное наличие не менее двух электромашин, а также невысокий предельный крутящий момент привода, определяемый только суммарным вращающим моментом ДВС и второй электромашины, а также небольшим повышающим коэффициентом планетарной передачи (включение первой электромашины не приводит к увеличению крутящего момента).The disadvantage of such a drive is the mandatory presence of at least two electric machines, as well as a low limiting torque of the drive, determined only by the total torque of the internal combustion engine and the second electric machine, as well as a small increasing planetary gear ratio (switching on the first electric machine does not increase the torque).

Известна силовая установка (US №20110034282, F01B 21/00), содержащая ДВС и электромашину, установленную в корпусе с возможностью вращения статора и ротора. Ротор этой электромашины соединен с валом ДВС и через вариатор - с ведущими колесами транспортного средства, а статор - с солнечной шестерней планетарного механизма, кольцевая шестерня которого через редуктор соединена с ведущими колесами транспортного средства.A known power plant (US No. 201110034282, F01B 21/00) containing an internal combustion engine and an electric machine installed in the housing with the possibility of rotation of the stator and rotor. The rotor of this electric machine is connected to the ICE shaft and through the variator to the driving wheels of the vehicle, and the stator to the sun gear of the planetary gear, the ring gear of which is connected through the gearbox to the driving wheels of the vehicle.

Недостатком такой силовой установки является наличие вариатора для обеспечения возможности вращения вала ДВС с постоянной частотой при изменении скорости движения транспортного средства.The disadvantage of such a power plant is the presence of a variator to provide the possibility of rotation of the ICE shaft with a constant frequency when the vehicle speed changes.

Известен гибридный привод транспортных средств (DE №19841829, В60К 6/26; В60К 6/365; В60К 6/40), содержащий ДВС и две электромашины, одна из которых установлена в корпусе с возможностью вращения статора и ротора, а также планетарную передачу и управляемые муфты. Солнечная шестерня планетарного механизма имеет возможность соединения как с валом ДВС, так и с неподвижным элементом привода. Водило планетарного механизма соединено с ведущими колесами транспортного средства, а кольцевая шестерня, которая имеет возможность соединения с неподвижным элементом привода, соединена с ротором электромашины, статор которой неподвижен. Подвижный статор и ротор второй электромашины соединены с водилом и солнечной шестерней планетарного механизма и имеют возможность соединения между собой с помощью управляемой муфты.A well-known hybrid drive of vehicles (DE No. 198841829, B60K 6/26; B60K 6/365; B60K 6/40) containing ICE and two electric machines, one of which is installed in the housing with the possibility of rotation of the stator and rotor, as well as planetary gear and controlled couplings. The sun gear of the planetary mechanism has the ability to connect both with the ICE shaft and with the fixed drive element. The planetary gear carrier is connected to the driving wheels of the vehicle, and the ring gear, which has the ability to connect to the fixed drive element, is connected to the rotor of the electric machine, the stator of which is stationary. The movable stator and rotor of the second electric machine are connected to the carrier and the sun gear of the planetary mechanism and have the ability to be connected to each other using a controlled clutch.

Недостатком такого привода является обязательное наличие двух электромашин, а также большие габариты и масса электромашины, статор и ротор которой соединены с водилом и солнечной шестерней планетарного механизма из-за большого крутящего момента, передаваемого этой электромашиной.The disadvantage of such a drive is the obligatory presence of two electric machines, as well as the large dimensions and mass of the electric machine, the stator and rotor of which are connected to the carrier and the sun gear of the planetary gear due to the large torque transmitted by this electric machine.

Известна автоматическая бесступенчатая коробка передач гибридного автомобиля (CN №201240251, В60К 6/442), выбранная нами за прототип. Коробка передач содержит как минимум два планетарных механизма, водило и кольцевая шестерня первого планетарного механизма связаны с солнечной шестерней и водилом второго планетарного механизма, соответственно, а также электромашину, установленную в корпусе с возможностью вращения статора и ротора. Ротор этой электромашины соединен с солнечной шестерней первого планетарного механизма, а статор - с входным звеном коробки передач, а также имеет возможность соединения с корпусом и водилом второго планетарного механизма.A well-known automatic continuously variable transmission of a hybrid vehicle (CN No.201240251, B60K 6/442), which we have chosen for the prototype. The gearbox contains at least two planetary gears, the carrier and the ring gear of the first planetary gear are connected with the sun gear and the carrier of the second planetary gear, respectively, as well as an electric machine installed in the housing with the possibility of rotation of the stator and rotor. The rotor of this electric machine is connected to the sun gear of the first planetary gear, and the stator to the input link of the gearbox, and also has the ability to connect to the body and carrier of the second planetary gear.

Недостатком такой коробки передач являются значительные габариты электрической машины из-за передачи ею полного крутящего момента от своего входного звена к планетарным механизмам.The disadvantage of such a gearbox is the significant dimensions of the electric machine due to the transmission of full torque from its input link to planetary gears.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение размеров и массы электромашины.The task of the invention is to reduce the size and weight of the electric machine.

Технический результат достигается тем, что привод, как и прототип, содержит ДВС, планетарный механизм и электромашину, установленную в корпусе с возможностью вращения статора и ротора и электрически связанную через систему управления с источником-накопителем электрической энергии. Такие электромашины называют двумерными или машинами двойного вращения. В отличие от прототипа, каждая из центральных шестерен планетарного механизма связана с одним из вращающихся элементов электромашины, а его водило является выходным звеном привода и может быть соединено с коробкой перемены передач или ведущими колесами транспортного средства.The technical result is achieved in that the drive, like the prototype, contains an internal combustion engine, a planetary mechanism and an electric machine installed in the housing with the possibility of rotation of the stator and rotor and electrically connected through the control system to a source of electrical energy storage. Such electric machines are called two-dimensional or double rotation machines. Unlike the prototype, each of the central gears of the planetary mechanism is associated with one of the rotating elements of the electric machine, and its carrier is the output link of the drive and can be connected to the gearbox or drive wheels of the vehicle.

В привод дополнительно введены четыре управляемые муфты для возможности соединения любой центральной шестерни (колеса) планетарного механизма с источником-накопителем механической энергии и с неподвижным элементом привода. Часть крутящего момента ДВС передается на выходное звено привода напрямую, через одну из центральных шестерен планетарного механизма, поэтому через электромашину и вторую центральную шестерню на выходное звено привода передается лишь оставшаяся часть крутящего момента ДВС. Это позволяет снизить размеры и массу этой электромашины. Соединение с помощью управляемых муфт одной из центральных шестерен планетарного механизма с неподвижной частью привода позволяет использовать этот планетарный механизм как редуктор, многократно увеличивая крутящий момент на выходном звене привода.Four controllable couplings are additionally introduced into the drive for the possibility of connecting any central gear (wheel) of the planetary mechanism with a source of storage of mechanical energy and with a fixed drive element. A part of the internal combustion engine torque is transmitted directly to the output link of the drive through one of the central gears of the planetary gear, therefore, only the remaining part of the internal combustion engine torque is transmitted to the output link of the drive through an electric machine and the second central gear. This reduces the size and weight of this electric machine. Connection using controlled clutches of one of the central gears of the planetary mechanism with the fixed part of the drive allows you to use this planetary mechanism as a gearbox, repeatedly increasing the torque on the output link of the drive.

Если необходим еще больший крутящий момент, привод может дополнительно содержать вторую обратимую электромашину. В этом случае с помощью четырех управляемых муфт центральные шестерни планетарного механизма имеют возможность соединения с неподвижной частью привода и с валом второй обратимой электромашины, а с помощью пятой управляемой муфты вал источника-накопителя механической энергии имеет возможность соединения с валом второй обратимой электромашины.If even greater torque is required, the drive may further comprise a second reversible electric machine. In this case, with the help of four controlled clutches, the central gears of the planetary mechanism can be connected to the fixed part of the drive and to the shaft of the second reversible electric machine, and with the help of the fifth controlled clutch, the shaft of the source of storage of mechanical energy has the ability to connect to the shaft of the second reversible electric machine.

Также привод может дополнительно содержать второй планетарный механизм, одна из центральных шестерен которого связана с источником-накопителем механической энергии, и вторую обратимую двумерную электромашину с двумя имеющими возможность вращения частями, связанными с центральными шестернями второго планетарного механизма. При этом любое из центральных колес первого планетарного механизма имеет возможность соединения с помощью четырех управляемых муфт с неподвижным элементом привода и с водилом второго планетарного механизма, а с помощью пятой управляемой муфты вал источника-накопителя механической энергии имеет возможность соединения с неподвижным элементом привода.Also, the drive may further comprise a second planetary mechanism, one of the central gears of which is connected to a source of storage of mechanical energy, and a second reversible two-dimensional electric machine with two rotatable parts connected to the central gears of the second planetary mechanism. At the same time, any of the central wheels of the first planetary mechanism has the ability to connect using four controlled clutches with a fixed drive element and the carrier of the second planetary mechanism, and with the help of a fifth controlled coupling, the shaft of the source of storage of mechanical energy has the ability to connect to the fixed drive element.

На фиг.1 изображена принципиальная схема одного из возможных вариантов предлагаемого привода. Вращающиеся части обратимой двумерной электромашины связаны с центральными шестернями планетарного механизма, имеющими возможность соединения с неподвижной частью привода и с валом ДВС с помощью четырех управляемых муфт. Водило планетарного механизма является выходным звеном привода.Figure 1 shows a schematic diagram of one of the possible options for the proposed drive. The rotating parts of a reversible two-dimensional electric machine are connected to the central gears of the planetary mechanism, which can be connected to the fixed part of the drive and to the ICE shaft using four controlled couplings. The planetary gear carrier is the output link of the drive.

На фиг.2 в отличие от фиг.1 привод дополнительно имеет вторую обратимую электромашину, центральные шестерни планетарного механизма имеют возможность соединения с неподвижной частью привода и с валом второй обратимой электромашины с помощью четырех управляемых муфт, а с помощью пятой муфты вал второй обратимой электромашины имеет возможность соединения с валом ДВС.In Fig. 2, in contrast to Fig. 1, the drive additionally has a second reversible electric machine, the central gears of the planetary mechanism can be connected to the fixed part of the drive and to the shaft of the second reversible electric machine using four controllable couplings, and with the help of the fifth coupling, the shaft of the second reversible electric machine has the ability to connect to the ICE shaft.

На фиг.3 в отличие от фиг.2 привод дополнительно имеет второй планетарный механизм, а вторая обратимая электромашина выполнена двумерной, ее вращающиеся части связаны с центральными шестернями второго планетарного механизма, одна из центральных шестерен которого (у варианта на фиг.3 - кольцевая шестерня) связана с валом ДВС, а водило с помощью четырех управляемых муфт может быть соединено с любой из центральных шестерен первого планетарного механизма. При этом вал ДВС может быть соединен с неподвижной частью привода с помощью пятой управляемой муфты.In Fig. 3, in contrast to Fig. 2, the drive additionally has a second planetary mechanism, and the second reversible electric machine is two-dimensional, its rotating parts are connected with the central gears of the second planetary mechanism, one of the central gears of which (the variant of Fig. 3 has a ring gear ) is connected to the ICE shaft, and the carrier using four controlled clutches can be connected to any of the central gears of the first planetary gear. In this case, the ICE shaft can be connected to the fixed part of the drive using the fifth controlled clutch.

Двигатель внутреннего сгорания 1 закреплен на корпусе транспортного средства (на фиг.1, 2, 3 не показан), его вал 2 с помощью управляемых муфт 3 и 4 может быть соединен с каждой из центральных шестерен 5 и 6 планетарного механизма 7, с которыми соединены вращающиеся части 8 и 9 двумерной электромашины 10, как показано на фиг.1. Водило 11 планетарного механизма 7 является выходным звеном привода и может быть соединено с иными элементами трансмиссии транспортного средства и его ведущими колесами (на фиг.1, 2, 3 не показаны). Кольцевая шестерня 5 планетарного механизма 7 может быть соединена с каким-либо неподвижным элементом корпуса привода с помощью управляемой муфты 12, а солнечная шестерня 6 - с помощью управляемой муфты 13. Вторая обратимая электромашина 14 может быть выполнена с одним валом, имеющим возможность соединения с валом 2 ДВС 1 с помощью управляемой муфты 15, как это показано на фиг.2, а также может быть двумерной, как показано на фиг.3, с вращающимися частями 16 и 17, соединенными, соответственно, с кольцевой 18 и солнечной 19 шестернями планетарного механизма 20. При этом вал 2 ДВС 1 соединен с кольцевой шестерней 18 планетарного механизма 20, водило 21 которого с помощью управляемых муфт 3 и 4 может быть соединено с каждой из центральных шестерен 5 и 6 планетарного механизма 7. Кольцевая шестерня 18 планетарного механизма 20 может быть соединена с каким-либо неподвижным элементом корпуса привода с помощью управляемой муфты 22.The internal combustion engine 1 is mounted on the vehicle body (not shown in FIGS. 1, 2, 3), its shaft 2 can be connected to each of the central gears 5 and 6 of the planetary mechanism 7, with which are connected the rotating parts 8 and 9 of the two-dimensional electric machine 10, as shown in Fig.1. The carrier 11 of the planetary gear 7 is the output link of the drive and can be connected to other transmission elements of the vehicle and its drive wheels (not shown in FIGS. 1, 2, 3). The ring gear 5 of the planetary mechanism 7 can be connected to some fixed element of the drive housing using a controlled clutch 12, and the sun gear 6 - using a controlled clutch 13. The second reversible electric machine 14 can be made with one shaft having the ability to connect to the shaft 2 ICE 1 using a controlled clutch 15, as shown in figure 2, and can also be two-dimensional, as shown in figure 3, with rotating parts 16 and 17 connected, respectively, to the ring gear 18 and the sun gear 19 planetary gear a 20. In this case, the shaft 2 of the internal combustion engine 1 is connected to the ring gear 18 of the planetary gear 20, the carrier 21 of which using controlled clutches 3 and 4 can be connected to each of the central gears 5 and 6 of the planetary gear 7. The ring gear 18 of the planetary gear 20 can be connected to any fixed element of the drive housing using a controlled coupling 22.

Обращаемые электромашины 10 и 14 отдают электроэнергию или получают ее от аккумуляторной батареи 23 (или иного источника - накопителя электроэнергии, например, конденсатора) и отдают ее обратно с помощью системы управления 24. Тип и конструктивное исполнение каждой из двумерных электромашин 10 и 14 могут быть любыми (постоянного или переменного тока, асинхронными, синхронными, коллекторными, индукторными). Подвод и отвод электрического тока к их якорным обмоткам может осуществляться как с помощью щеток и контактных колец (или коллекторов), так и бесконтактным способом - в этом случае электрическая машина имеет неподвижные якорные обмотки, закрепленные на ее корпусе. Вращающиеся части 8, 9 и 16, 17 этих электромашин могут иметь цилиндрическую или дисковую форму. В качестве каждого из планетарных механизмов 7 и 20 может быть применена любая планетарная передача - фрикционная или зубчатая, с цилиндрическими колесами, как на приведенных фигурах, или с коническими. Вместо двигателя внутреннего сгорания 1 может быть использован любой источник-накопитель механической энергии, например турбина или маховик, а вместо аккумуляторной батареи 22 (или совместно с ней) - конденсатор. Муфты 3, 4, 12, 13, 15 и 21 могут иметь различное конструктивное исполнение - кулачковые, фрикционные, электромагнитные и вязкостные (вискомуфты), в том числе и с использованием магнитных жидкостей, а также гидротрансформаторы. Вместо муфт могут применяться любые механизмы свободного хода, например обгонные.Circulating electric machines 10 and 14 give off electric energy or receive it from a storage battery 23 (or another source — an electric energy storage device, for example, a capacitor) and give it back using a control system 24. The type and design of each of the two-dimensional electric machines 10 and 14 can be any (direct or alternating current, asynchronous, synchronous, collector, inductor). The supply and removal of electric current to their anchor windings can be carried out using brushes and slip rings (or collectors), or in a non-contact way - in this case, the electric machine has fixed anchor windings mounted on its body. The rotating parts 8, 9 and 16, 17 of these electric machines may have a cylindrical or disk shape. As each of the planetary mechanisms 7 and 20, any planetary gear can be used - friction or gear, with cylindrical wheels, as in the figures shown, or with bevels. Instead of an internal combustion engine 1, any source of storage of mechanical energy, for example, a turbine or a flywheel, can be used, and instead of a storage battery 22 (or together with it), a capacitor. Clutches 3, 4, 12, 13, 15 and 21 can have various designs - cam, friction, electromagnetic and viscous (viscous couplings), including those using magnetic fluids, as well as torque converters. Instead of couplings, any freewheeling mechanisms, for example overtaking, can be used.

Работа привода показана на примере варианта, изображенного на фиг.3.The operation of the drive is shown in the example of the variant depicted in figure 3.

Для получения максимального крутящего момента привода при минимальной частоте вращения его выходного звена ДВС 1 выключается, муфты 3 и 13 размыкаются, муфты 4, 12 и 22 замыкаются, электроэнергия от аккумуляторной батареи 23 подается на электромашины 10 и 14, переводя их с помощью системы управления 24 в режим электродвигателя. При этом планетарный механизм 20 с неподвижной кольцевой шестерней 18 работает в режиме редуктора с максимальным коэффициентом передачи и полный крутящий момент электромашины 14, передаваемый на солнечную шестерню 19, создает на водиле 21 максимально возможный крутящий момент. Этот момент, суммируясь с полным крутящим моментом электромашины 10, передается на солнечную шестерню 6 планетарного механизма 7, также работающего с неподвижной кольцевой шестерней 5 в режиме редуктора с максимальным коэффициентом передачи. Водило 11 планетарного механизма 7 (выходное звено привода) вращается с максимальным крутящим моментом и минимальной частотой.To obtain the maximum torque of the drive at the minimum speed of its output link, the engine 1 is turned off, the couplings 3 and 13 open, the couplings 4, 12 and 22 are closed, the electricity from the battery 23 is supplied to the electric machines 10 and 14, transferring them using the control system 24 to electric motor mode. In this case, the planetary mechanism 20 with a fixed ring gear 18 operates in the gearbox mode with a maximum gear ratio and the full torque of the electric machine 14 transmitted to the sun gear 19 creates the maximum possible torque on the carrier 21. This moment, summing up with the full torque of the electric machine 10, is transmitted to the sun gear 6 of the planetary gear 7, which also works with the stationary ring gear 5 in the gearbox mode with a maximum gear ratio. The carrier 11 of the planetary gear 7 (output link of the drive) rotates with maximum torque and minimum frequency.

После того как частота вращения внутренней подвижней части 17 электромашины 14 достигнет максимальной величины, муфты 3, 13 и 22 размыкаются, муфты 4 и 12 замыкаются, ДВС 1 включен, электромашина 14 с помощью системы управления 24 переводится в режим генератора, а электромашина 10 - в режим двигателя. Полный крутящий момент ДВС 1, суммируясь с полным крутящим моментом электромашины 10, передается на солнечную шестерню 6 планетарного механизма 7, работающего с неподвижной кольцевой шестерней 5 в режиме редуктора с максимальным коэффициентом передачи. В этом режиме водило 11 планетарного механизма 7 (выходное звено привода) также вращается с максимальным крутящим моментом, но достигает большей частоты вращения.After the rotational speed of the inner movable part 17 of the electric machine 14 reaches its maximum value, the couplings 3, 13 and 22 open, the couplings 4 and 12 are closed, the engine 1 is turned on, the electric machine 14 is transferred to the generator mode using the control system 24, and the electric machine 10 to engine mode. The full torque of the internal combustion engine 1, summing up with the full torque of the electric machine 10, is transmitted to the sun gear 6 of the planetary gear 7, which works with the stationary ring gear 5 in the gearbox mode with the maximum gear ratio. In this mode, the carrier 11 of the planetary gear 7 (the output link of the drive) also rotates with maximum torque, but reaches a higher speed.

После того как частота вращения вала 2 ДВС 1 достигнет номинальной величины, электромашины 10 и 14 с помощью системы управления 24 переводятся в режим двигателя. При этом частота вращения водила 21 планетарного механизма 20 становится больше частоты вращения вала 2 ДВС 1. В этом режиме водило 11 планетарного механизма 7 (выходное звено привода) вращается с максимальной частотой вращения, при которой возможен максимальный крутящий момент привода.After the rotational speed of the shaft 2 of the internal combustion engine 1 reaches the nominal value, the electric machines 10 and 14 are transferred to the engine mode using the control system 24. In this case, the rotation frequency of the carrier 21 of the planetary mechanism 20 becomes greater than the rotation frequency of the shaft 2 of the engine 1. In this mode, the carrier 11 of the planetary mechanism 7 (output link of the drive) rotates with a maximum speed at which the maximum torque of the drive is possible.

Для дальнейшего увеличения частоты вращения выходного звена муфты 4, 12, и 22 размыкаются, муфты 3 и 13 замыкаются, ДВС 1 включен, электромашина 14 переводится в режим генератора, электромашина 10 - в режим двигателя. Полный крутящий момент ДВС 1, суммируясь с полным крутящим моментом электромашины 10, прикладывается к кольцевой шестерне 5 планетарного механизма 7, который работает с неподвижной солнечной шестерней в режиме редуктора с меньшим коэффициентом передачи. Частота вращения выходного звена привода увеличивается, но крутящий момент уменьшается.To further increase the speed of the output link, the couplings 4, 12, and 22 open, the couplings 3 and 13 are closed, the internal combustion engine 1 is turned on, the electric machine 14 is switched to generator mode, the electric machine 10 to engine mode. The full torque of the internal combustion engine 1, summing up with the full torque of the electric machine 10, is applied to the ring gear 5 of the planetary gear 7, which works with the stationary sun gear in the gearbox mode with a lower gear ratio. The speed of the output link of the drive increases, but the torque decreases.

Для дальнейшего увеличения частоты вращения выходного звена привода муфты 3 и 4 замыкаются, все остальные муфты размыкаются, электромашина 14 с помощью системы управления 24 переводится в режим генератора, электромашина 10 выключается. Частота вращения выходного звена привода достигает номинальной частоты вращения вала 2 ДВС 1, а крутящий момент равен моменту ДВС.To further increase the speed of the output link of the drive, the couplings 3 and 4 are closed, all other couplings are opened, the electric machine 14 is transferred to the generator mode using the control system 24, the electric machine 10 is turned off. The frequency of rotation of the output link of the drive reaches the nominal frequency of rotation of the shaft 2 ICE 1, and the torque is equal to the moment of the ICE.

Для достижения предельной частоты вращения выходного звена привода муфта 3 замыкается, все остальные муфты размыкаются, а электромашины 10 и 14 переводятся с помощью системы управления 24 в режим двигателя. В этом режиме выходное звено привода вращается с максимальной частотой, крутящий момент привода равен моменту ДВС 1.To achieve the maximum speed of the output link of the drive, the coupling 3 closes, all other couplings open, and the electric machines 10 and 14 are transferred using the control system 24 to the motor mode. In this mode, the output link of the drive rotates with maximum frequency, the torque of the drive is equal to the moment of ICE 1.

Для свободного вращения выходного звена привода (например, для обеспечения максимального выбега транспортного средства) все муфты размыкают, после чего выключают электромашины 10 и 14 и ДВС 1, что практически исключает потери энергии в приводе.To freely rotate the output link of the drive (for example, to ensure maximum run-out of the vehicle), all couplings are opened, and then the electric machines 10 and 14 and the internal combustion engine 1 are turned off, which practically eliminates the energy loss in the drive.

Для торможения выходного звена привода ДВС 1 выключают, муфты 4 и 22 замыкают, остальные муфты размыкают, а электрические машины 10 и 14 переводят в режим генератора, преобразуя механическую энергию вращения выходного звена привода в электрическую энергию, которая с помощью системы управления 24 запасается в аккумуляторной батарее 23.To brake the output link of the engine, the engine 1 is turned off, the couplings 4 and 22 are closed, the remaining couplings are opened, and the electric machines 10 and 14 are switched to generator mode, converting the mechanical energy of rotation of the output link of the drive into electrical energy, which is stored in the battery using the control system 24 battery 23.

Передача части крутящего момента ДВС напрямую на выходное звено привода позволяет уменьшить размеры и массу электромашины, передающей на выходное звено привода лишь оставшуюся часть крутящего момента ДВС.Transferring part of the internal combustion engine torque directly to the output link of the drive makes it possible to reduce the size and weight of the electric machine transmitting only the remainder of the internal combustion engine torque to the output link of the drive.

Claims (3)

1. Гибридный привод транспортного средства, содержащий источник-накопитель механической энергии, как минимум, один планетарный механизм, водило которого является выходным звеном привода и передает крутящий момент на ведущие колеса транспортного средства, а также, как минимум, одну обратимую двумерную электромашину с двумя имеющими возможность вращения частями и электрически связанную через систему управления с источником-накопителем электрической энергии, отличающийся тем, что каждое из центральных колес указанного планетарного механизма связано с одним из вращающихся элементов указанной электромашины и дополнительно введены четыре управляемые муфты, при этом любое из центральных колес указанного планетарного механизма имеет возможность соединения с источником-накопителем механической энергии с помощью первой и второй муфт, а с неподвижным элементом привода - с помощью третьей и четвертой муфт.1. A hybrid drive of a vehicle containing a source of storage of mechanical energy, at least one planetary mechanism, the carrier of which is the output link of the drive and transmits torque to the drive wheels of the vehicle, as well as at least one reversible two-dimensional electric machine with two the possibility of rotation in parts and electrically connected through a control system with an electric energy storage source, characterized in that each of the central wheels of said planetary gear The drive is connected to one of the rotating elements of the indicated electric machine and four controlled clutches are additionally introduced, while any of the central wheels of the indicated planetary mechanism has the ability to connect to the source of storage of mechanical energy using the first and second couplings, and with a fixed drive element - using the third and the fourth clutch. 2. Гибридный привод по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит пятую управляемую муфту и вторую электрически связанную через систему управления с источником-накопителем электрической энергии обратимую электромашину, при этом любое из центральных колес указанного планетарного механизма имеет возможность соединения с валом второй обратимой электромашины с помощью первой и второй управляемых муфт, а источник-накопитель механической энергии имеет возможность соединения только с валом второй обратимой электромашины с помощью пятой управляемой муфты.2. The hybrid drive according to claim 1, characterized in that it further comprises a fifth controlled clutch and a second reversible electric machine electrically connected through a control system with an electric energy storage source, while any of the central wheels of said planetary mechanism has the possibility of connecting a second reversible shaft to the shaft electric machines using the first and second controlled couplings, and the source of storage of mechanical energy has the ability to connect only with the shaft of the second reversible electric machine using of the controlled clutch. 3. Гибридный привод транспортного средства, содержащий источник-накопитель механической энергии, как минимум, два планетарных механизма, водило первого из которых является выходным звеном привода и передает крутящий момент на ведущие колеса транспортного средства, а также, как минимум, две обратимые двумерные электромашины, состоящие из двух имеющих возможность вращения частей каждая и электрически связанные через систему управления с источником-накопителем электрической энергии, отличающийся тем, что источник-накопитель механической энергии связан с одним из центральных колес второго планетарного механизма, каждое из центральных колес первого планетарного механизма связано с одним из вращающихся элементов первой электромашины, каждый из вращающихся элементов второй электромашины связан с одним из центральных колес второго планетарного механизма и дополнительно введены пять управляемых муфт, при этом любое центральное колесо первого планетарного механизма имеет возможность соединения с водилом второго планетарного механизма с помощью первой и второй муфт, с неподвижным элементом привода - с помощью третьей и четвертой муфт, а с помощью пятой муфты источник-накопитель механической энергии имеет возможность соединения с неподвижным элементом привода. 3. A hybrid drive of a vehicle containing a source of storage of mechanical energy, at least two planetary mechanisms, the first of which is the output link of the drive and transmits torque to the drive wheels of the vehicle, as well as at least two reversible two-dimensional electric machines, consisting of two rotatable parts each and electrically connected through a control system to an electric energy storage source, characterized in that the mechanical storage source energy is connected to one of the central wheels of the second planetary mechanism, each of the central wheels of the first planetary mechanism is connected to one of the rotating elements of the first electric machine, each of the rotating elements of the second electric machine is connected to one of the central wheels of the second planetary mechanism and five additional clutches are introduced, however, any central wheel of the first planetary gear has the ability to connect with the carrier of the second planetary gear using the first and second couplings, with n with a stationary drive element - with the help of the third and fourth couplings, and with the help of the fifth coupling the mechanical energy storage source is able to be connected to the fixed drive element.
RU2012128812/11A 2012-07-09 2012-07-09 Automotive hybrid drive RU2538502C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128812/11A RU2538502C2 (en) 2012-07-09 2012-07-09 Automotive hybrid drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128812/11A RU2538502C2 (en) 2012-07-09 2012-07-09 Automotive hybrid drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012128812A RU2012128812A (en) 2014-01-20
RU2538502C2 true RU2538502C2 (en) 2015-01-10

Family

ID=49944790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012128812/11A RU2538502C2 (en) 2012-07-09 2012-07-09 Automotive hybrid drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538502C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2384423C2 (en) * 2008-03-11 2010-03-20 Олег Анатольевич Цыганов Vehicle hybrid drive
EP2189318A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-26 Honda Motor Co., Ltd Dual clutch hybrid transmission

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2384423C2 (en) * 2008-03-11 2010-03-20 Олег Анатольевич Цыганов Vehicle hybrid drive
EP2189318A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-26 Honda Motor Co., Ltd Dual clutch hybrid transmission

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012128812A (en) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106696676B (en) Powertrain comprising a modular transmission unit
RU2384423C2 (en) Vehicle hybrid drive
RU2628618C2 (en) Hybrid drive, vehicle with such hybrid drive, management method of this hybrid drive
US8196724B2 (en) Method and apparatus for controlling a selectable one-way clutch in an electro-mechanical transmission
US9909651B2 (en) Planetary gear system for a hybrid drive of a motor vehicle
US8262524B2 (en) Hybrid powertrain
US20160046180A1 (en) Power transmission system of hybrid electric vehicle
US8317648B2 (en) Single mode compound power-split hybrid transmission
RU2655233C2 (en) Method of management of a hybrid power transmission, vehicle and electronic device for hybrid power transmission control
CN103847497A (en) Power transmission system for hybrid electric vehicle
KR101794897B1 (en) Propulsion system for a vehicle
KR101558679B1 (en) Hybrid power train for vehicle
US9212734B1 (en) Transmission system of hybrid electric vehicle
EP3057818A1 (en) Electrically variable transmission
GB2078016A (en) Hybrid machines, and vehicles powered thereby
KR101794898B1 (en) Propulsion system for a vehicle
WO2020125507A1 (en) A transmission for a vehicle
CN102673368A (en) Variable ratio power-split hybrid transmission
US20220194206A1 (en) Hybrid powertrain for a vehicle
CN113056627A (en) Transmission device for vehicle
RU2538502C2 (en) Automotive hybrid drive
US8532858B1 (en) Multi-speed hybrid powertrain with series and parallel operating modes
RU2669086C2 (en) Method of starting internal combustion engine in hybrid powertrain
RU2483940C1 (en) Hybride powertrain (versions)
JP2012016988A (en) Driving device for hybrid vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150710

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180710