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原文传递一种单行星排功率分流混合动力系统

专利名称：	一种单行星排功率分流混合动力系统
摘要：	本发明提供了一种单行星排功率分流混合动力系统，包括发动机动力输入轴；单向离合器；双离合器主动盘；第一离合器从动盘；第二离合器从动盘；第一离合器轴；第二离合器轴；动力输出主动齿轮；行星轮；行星架；太阳轮；第一电机EM1；内齿圈；第二电机EM2；差速器；主减从动齿轮；第二电机EM2动力输出齿轮；中间齿轮；动力输出中间轴；主减主动齿轮；本发明把双合器模块应用到行星排功率分流混动构型上，优点是：工作模式多，动力性强，更加节能。纯电动可以单电机模式，也可以双电机模式，高速时可以采用发动机与其中任一个电机的并联模式，避免了高速时仍存在的行星排特有的功率分流现象而造成的效率下降。任一个电机有故障，车辆仍可以正常行驶，增加了系统冗余度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司
发明人：	陈红涛;杨建军;张先锋;白巴特尔;聂国乐;牛亚卓;安世佳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910787332.1
公开号：	CN110466338A
代理机构：	天津滨海科纬知识产权代理有限公司
代理人：	戴文仪
分类号：	B60K6/36(2007.10);B;B60;B60K;B60K6
申请人地址：	300457 天津市滨海新区开发区第二大街62号泰达MSD-B1-1907
主权项：	1.一种单行星排功率分流混合动力系统，其特征在于：包括发动机动力输入轴；单向离合器；双离合器主动盘；第一离合器从动盘；第二离合器从动盘；第一离合器轴；第二离合器轴；动力输出主动齿轮；行星轮；行星架；太阳轮；第一电机EM1；内齿圈；第二电机EM2；差速器；主减从动齿轮；第二电机EM2动力输出齿轮；中间齿轮；动力输出中间轴；主减主动齿轮；发动机动力输入轴与双离合器主动盘连接，单向离合器布置在发动机动力输入轴上，双离合器主动盘通过摩擦副与第一离合器从动盘、第二离合器从动盘连接，第一离合器从动盘与第一离合器轴连接，第二离合器从动盘与第二离合器轴连接，其中第二离合器轴是空心轴，空套在所述第一离合器轴上；第一离合器轴与行星排的行星架连接，第二离合器轴与行星排的内齿圈连接，第二离合器轴上固定有动力输出主动齿轮，第一电机EM1转子与行星排的太阳轮连接，太阳轮与所述行星轮啮合，行星轮与所述内齿圈啮合，行星轮均布在行星架上，可以绕自己的轴线转动，同时绕行星架的轴线公转，组成一个单行星排；动力输出中间轴上固定述中间齿轮与主减主动齿轮，中间齿轮同时与动力输出主动齿轮和第二电机EM2动力输出齿轮常啮合，第二电机EM2动力输出齿轮与第二电机EM2转子连接，主减主动齿轮与主减从动齿轮常啮合，主减从动齿轮与差速器连接。 2.一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：可以实现第一电机EM1单电机纯电运行模式，第二电机EM2单电机纯电运行模式，双电机纯电运行模式，发动机直驱模式，发动机动力分流的混合动力模式，发动机与第一电机EM1组成并联运行模式、发动机与第二电机EM2组成并联运行模式，发动机与两个电机组成并联运行模式，原地驻车发电模式9种模式，其中第一电机EM1单电机纯电运行模式：发动机关闭，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴、行星架为一体，离合器主动盘与第二离合器从动盘分离，第二离合器从动盘、第二离合器轴、动力输出主动齿轮、内齿圈可以随意转动，第一电机EM1工作，旋转方向与发动机工作时的旋转方向相反，以下称反转，带动太阳轮反向转动，从而使行星架与内齿圈都要反向转动，由于单向离合器的反向制动作用，发动机动力输入轴以及行星架不会反转，保持转速为0，此时单行星排相当于一个单级减速器，第一电机EM1的动力经过太阳轮、行星轮、内齿圈、第二离合器轴、动力输出主动齿轮减速增扭后传递给中间齿轮，经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进，第二电机EM2的状态为不使能空转。 3.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：第二电机EM2单电机纯电运行模式：发动机关闭，离合器主动盘与第一离合器从动盘分离，离合器主动盘与第二离合器从动盘分离，行星排的行星架和内齿圈均可以随意空转，第一电机EM1不使能处于自由状态，第二电机EM2工作，动力经第二电机EM2动力输出齿轮、传递给中间齿轮，经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进或后退。 4.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：双电机纯电运行模式：发动机关闭，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴、行星架为一体，离合器主动盘与第二离合器从动盘分离，第二离合器从动盘、第二离合器轴、动力输出主动齿轮、内齿圈可以随意转动，第一电机EM1工作，旋转方向与发动机工作时的旋转方向相反，以下称反转，带动太阳轮反向转动，从而使行星架与内齿圈都要反向转动，由于单向离合器的反向制动作用，发动机动力输入轴以及行星架不会反转，保持转速为0，此时单行星排相当于一个单级减速器，第一电机EM1的动力经过太阳轮、行星轮、内齿圈、第二离合器轴、动力输出主动齿轮减速增扭后传递给中间齿轮，第二电机EM2工作，动力经第二电机EM2动力输出齿轮、也传递给中间齿轮，所有动力经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进。 5.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：发动机直驱模式：首先离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴、行星架为一体，离合器主动盘与第二离合器从动盘分离，第二离合器从动盘、第二离合器轴、动力输出主动齿轮、内齿圈可以随意转动，第一电机EM1工作，旋转方向与发动机工作时的旋转方向相同，以下称正转，带动所述太阳轮正向转动，从而使行星架与内齿圈都要正向转动，由于与内齿圈连接的第二离合器轴上面的动力输出主动齿轮通过传动链与车轮连接，转速不会发生突变而保持相对稳定；第一电机EM1的动力经过太阳轮、行星轮、行星架、第一离合器轴、第一离合器从动盘、离合器主动盘、发动机动力输入轴，经过飞轮带动发动机正向旋转，通过控制第一电机EM1的转速，使发动机达到启动转速以上，再进行喷油点火，启动发动机以减少尾气排放，发动机启动后，第一电机EM1停止使能，保持空转，第二电机EM2也保持空转；然后离合器主动盘与第二离合器从动盘逐步结合，使双离合器的第二从动盘转速从原来状态逐步达到与第一从动盘转速一致，完成车辆起步，接下来车辆行驶的动力完全来自于发动机的动力输出。 6.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：发动机动力分流的混合动力模式：起步或车辆速度低于某一设定值时，发动机关闭，离合器主动盘与第一离合器从动盘分离，离合器主动盘与第二离合器从动盘分离，行星排的行星架和内齿圈均可以随意空转，第一电机EM1不使能处于自由状态，第二电机EM2工作，动力经第二电机EM2动力输出齿轮、传递给中间齿轮，经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进或后退；在此设定车速范围内，第二电机EM2单独工作不能满足驾驶员需求，控制模式进入双电机纯电运行模式，第一电机EM1反向转动工作，第一电机EM1的动力经过太阳轮、行星轮、内齿圈、第二离合器轴、动力输出主动齿轮减速增扭后传递给所述中间齿轮，与第二电机EM2的动力汇合后一起驱动车辆，车速超过预定值时，离合器主动盘与第一离合器从动盘逐步结合，控制第一电机EM1的转速，使发动机达到启动转速，然后喷油点火启动发动机，发动机启动后转速与扭矩控制在低油耗区域，经过行星排的动力分流作用，一定比例的扭矩经过发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴、行星架、行星轮、太阳轮用来带动第一电机EM1发电，电能储存在动力电池内或优先供给第二电机EM2使用，剩余扭矩经发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴、行星架、行星轮、内齿圈、动力输出主动齿轮，传递给中间齿轮，第二电机EM2使能工作，动力经第二电机EM2动力输出齿轮、也传递给中间齿轮，与发动机传递来的动力汇合后所有动力经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进。 7.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：发动机与第一电机EM1组成并联运行模式：车速超过某一预定值时，为了避免采用发动机动力分流的混合动力模式的能量转化导致的效率下降问题，适合采用并联模式，发动机工作，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，离合器主动盘与第二离合器从动盘结合，行星排各个零部件成为一个整体随着发动机一起旋转，第一电机EM1转速也与发动机转速一致，组成一个并联系统，当发动机的输出功率有富裕时，多余动力供给第一电机EM1发电，电能储存在动力电池内，当发动机的输出功率不足时，第一电机EM1作为电动机进行补充，所有动力经动力输出主动齿轮减速增扭后传递给中间齿轮，经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进，第二电机EM2保持不使能空转。 8.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：发动机与第二电机EM2组成并联运行模式：车速超过某一预定值时，为了避免采用发动机动力分流的混合动力模式的能量转化导致的效率下降问题，适合采用并联模式，发动机工作，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，离合器主动盘与第二离合器从动盘结合，行星排各个零部件成为一个整体随着发动机一起旋转，第一电机EM1不使能空转，发动机扭矩经发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第二离合器轴、动力输出主动齿轮传递到中间齿轮，第二电机EM2使能工作，动力经第二电机EM2动力输出齿轮、也传递给中间齿轮，与发动机传递来的动力汇合后所有动力经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进，当发动机的输出功率有富裕时，多余动力供给第二电机EM2发电，电能储存在动力电池内，但发动机的输出功率不足时，第二电机EM1作为电动机进行补充。 9.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：发动机与两个电机组成并联运行模式：车速超过某一预定值时，为了避免采用发动机动力分流的混合动力模式的能量转化导致的效率下降问题，适合采用并联模式，发动机工作，第一电机EM1、第二电机EM2也都使能工作，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，离合器主动盘与第二离合器从动盘结合，行星排各个零部件成为一个整体随着发动机一起旋转，第一电机EM1的转速也与发动机一致，发动机与第一电机EM1的动力合力经动力输出主动齿轮减速增扭后传递给中间齿轮，第二电机EM2的动力经第二电机EM2动力输出齿轮、也传递给中间齿轮，与发动机和第一电机EM1一起传递来的动力汇合后所有动力经过动力输出中间轴，传递给主减主动齿轮、主减从动齿轮、差速器，最后经左右半轴传递给车轮，驱动车辆前进，当发动机的输出功率有富裕时，多余动力供给第一电机EM1或第二电机EM2发电，电能储存在动力电池内，但发动机的输出功率不足时，第一电机EM1或第二电机EM2作为电动机进行补充，第一电机EM1或第二电机EM2可以同时发电，也可以同时做电动机出力，也可以一个做发电机，一个做电动机。 10.根据权利要求2所述的一种单行星排功率分流混合动力系统的工作方法，其特征在于：原地驻车发电模式：驻车时，车轮被强制制动，与车轮相连接的传动链上内齿圈也处于制动转态，此时行星排相当于一个大速比单级升速器，离合器主动盘与第一离合器从动盘结合，发动机扭矩经发动机动力输入轴、离合器主动盘、第一离合器从动盘、第一离合器轴，带动行星架旋转，经过行星排的升速，带动太阳轮旋转，从而驱动第一电机EM1旋转发电，产生的电能储存在车辆动力电池内或对外供电使用。
所属类别：	发明专利