一种混联式动力系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车载动力系统技术领域，具体地，涉及一种混联式动力系统及车辆。


背景技术：

2.目前，单行星排功率分流型混动架构，发动机与行星架相连接，第一电动机与太阳轮连接，第二电动机与齿圈、输出动力的主减速齿轮连接，混动系统结构简单，但是高速工况下效率较低；其次是双行星排混动方案，采用双行星排实现功率分流混动，但是结构过于复杂，成本较高。


技术实现要素：

3.为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种混联式动力系统，包括：发动机；发动机输入轴，所述发动机输入轴与所述发动机传动连接；行星排，所述行星排的行星架与所述发动机输入轴固定连接；第一电机，所述第一电机的转子与所述行星排的齿圈固定连接；制动器，所述制动器与所述行星排的齿圈连接，使所述制动器调节所述行星排的齿圈转速；第二电机，所述第二电机的转子与所述行星排的太阳轮传动连接；差速器，所述差速器与所述行星排的太阳轮传动连接。
4.优选地，还包括减震器，所述发动机输入轴通过所述减震器与所述发动机传动连接。
5.优选地，还包括第二电机输出轴，所述第二电机输出轴的一端与所述第二电机的转子固定连接，所述第二电机输出轴的另一端与所述行星排的太阳轮固定连接，所述差速器与所述第二电机输出轴传动连接。
6.优选地，所述第二电机输出轴与第一齿轮的固定连接，使所述第一齿轮与所述第二电机输出轴同步转动，所述第一齿轮与所述差速器传动连接。
7.优选地，还包括中间轴和第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第二齿轮和所述第三齿轮共轴设置，且分别与所述中间轴固定连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮通过所述差速器与车轮传动轴连接。
8.另一方面，提供一种车辆，包括如前任一所述混联式动力系统。
9.本实用新型的混联式动力系统及车辆具有以下有益效果：与现有的功率分流混动相比，该方案结构上发动机通过发送机输入轴与行星排行星架传动连接，第一电机转子与行星排齿圈固定连接，行星排太阳轮通过传动机构分别与第二电机转子和差速器传动连接，同时在行星排齿圈增加制动器，使车辆在中高速工况下，制动器结合时，行星排为固定速比，从而发动机可以固定速比直接驱动车辆行驶，避免了中高速工况下功率分流导致的效率降低，从而提升系统综合效率，降低车辆油耗。
附图说明
10.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
11.图1示出了根据本实用新型实施例的混联式动力系统的结构框图。
12.附图标记：
13.1、发动机；2、扭转减振器；3、发动机输入轴；4、第一电机转子；5、第一电机定子；6、制动器；7、行星排行星架；8、行星排齿圈；9、行星排太阳轮；10、第二电机输出轴；11、第一齿轮；12、第二电机转子；13、第二电机定子；14：中间轴；15：第二齿轮；16、第三齿轮3；17、第四齿轮；18、差速器；19、传动轴。
具体实施方式
14.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
15.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
16.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了供一种混联式动力系统，包括：发动机、发动机输入轴、行星排、第一电机、制动器、第二电机和差速器，发动机输入轴与发动机传动连接；行星排的行星架7与发动机输入轴3固定连接；第一电机的转子与行星排的齿圈固定连接；制动器与行星排的齿圈连接，使制动器调节行星排的齿圈转速；第二电机的转子与行星排的太阳轮传动连接；差速器与行星排的太阳轮传动连接。
17.具体地，发动机1和发动机输入轴3传动连接，行星排包括行星排行星架7、行星排齿圈8和行星排太阳轮9，第一电机包括第一电机转子4和第一电机定子5，第二电机包括第二电机转子12和第二电机定子13，第一电子转子4和行星排齿圈8固定连接，制动器6和行星排齿圈8连接，以实现制动器6对行星排齿圈8的制动。第二电机转子12与行星排太阳轮9的中心轴固定连接，使第二电机转子12和行星排太阳轮9同步转动，差速器18通过传动机构与行星排太阳轮9传动连接，以实现发动机1以固定速比驱动车辆，第二电机转子12通过传动机构与差速器18传动连接，差速器18与车辆传动轴19连接。在行星排齿圈8处增加制动器6，该制动器6可以是多片式制动器，也可以是同步器式制动器，或者其它结构或者制动功能的制动器。在制动器结合时，可以固定行星排齿圈8以及第一电机转子4，从而实现行星排固定速比，发动机1在中高速工况时可以直接驱动车辆行驶。
18.纯电驱动模式：发动机1处于停机状态，动力由第二电机提供。第二电机转子12输
出动力，经传动机构将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，以实现纯电驱动。
19.发动机启动模式：在车辆静止或者行驶过程中，可以通过第一电机来启动发动机1，此时第一电机转子4输出动力，动力输出至与其固定连接的行星排齿圈8，行星排齿圈8将动力传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力传递至与其固定连接的发动机输入轴3，发动机输入轴3将动力传递至发动机1，从而带动发动机1进行启动。
20.功率分流模式：由发动机1输出动力，动力通过与其连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7，行星排行星架7动力一部分传递至行星排齿圈8，传递至行星排齿圈8的动力传递至与其固定连接的第一电机转子4，第一电机利用这部分动力进行发电，第一电机发电功率可以传递至第二电机，也可以传递至电池进行能量储存；同时行星排行星架7动力一部分传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9动力通过传动机构将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮。
21.发动机直驱模式：在车速较高时，改混合动力构型可以实现发动机直接驱动车辆行驶，该模式下制动器6将行星排齿圈8制动，即行星排齿圈8无法转动，转速为0。此时，发动机1输出动力传递至发动机输入轴3，发动机输入轴3将动力传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力完全传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9通过传动机构将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，从而实现发动机1直接驱动车辆行驶。
22.在一些实施例中，还包括减震器，发动机输入轴通过减震器与发动机传动连接。
23.具体地，如图1所示，发动机1通过减震器2与发动机输入轴3连接。发动机启动模式下，发动机1输出的动力传递至扭转减震器2，减震器2将动力传递至发动机1；功率分流模式下，由发动机1输出动力，发动机1输出的动力传递至扭转减震器2，减震器2动力通过与其连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7；发动机直驱模式下，发动机1输出动力传递至扭转减震器2，减震器将动力通过与其固定连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7。
24.在一些实施例中，还包括第二电机输出轴，第二电机输出轴的一端与第二电机的转子固定连接，第二电机输出轴的另一端与行星排的太阳轮固定连接，差速器与第二电机输出轴传动连接。
25.具体地，如图1所示，纯电驱动模式下，发动机1处于停机状态，动力由第二电机提供。第二电机转子12输出动力，动力通过第二电机输出轴10由传动机构输出至差速器18；功率分流模式下，发动机1输出的动力传递至扭转减震器2，减震器2通过与其连接的发动机输入轴3传递动力至行星排行星架7，行星排行星架7将一部分动力传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9通过第二电机输出轴10连接的传动机构输出动力至差速器18；发动机直驱模式下，发动机1输出动力至扭转减震器2，减震器将动力通过与其固定连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力完全传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9通过与其固定连接的第二输出轴10经传动机构输出至差速器18。
26.在一些实施例中，第二电机输出轴与第一齿轮的固定连接，使第一齿轮与第二电机输出轴同步转动，第一齿轮与差速器传动连接。
27.具体地，如图1所示，第一齿轮11和行星排太阳轮9共轴，且第一齿轮11与第二电机输出轴10固定连接。第一齿轮11通过传动机构与差速器18传动连接。纯电驱动模式下，发动机1处于停机状态，动力由第二电机提供。第二电机转子12输出动力，动力通过第二电机输
出轴10传递至轴上固定的第一齿轮11，第一齿轮11将动力通过传动机构传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，以实现纯电驱动；功率分流模式下由发动机1输出动力，发动机1输出的动力传递至扭转减震器2，减震器2动力通过与其连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7，行星排行星架7动力一部分传递至行星排齿圈8，传递至行星排齿圈8的动力传递至与其固定连接的第一电机转子4，第一电机利用这部分动力进行发电，第一电机发电功率可以传递至第二电机，也可以传递至电池进行能量储存；同时行星排行星架7动力一部分传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9动力通过第二电机输出轴10传递至第一齿轮11，第一齿轮11将动力通过传动机构传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮；发动机直驱模式下，在车速较高时，改混合动力构型可以实现发动机直接驱动车辆行驶，该模式下制动器6将行星排齿圈8制动，即行星排齿圈8无法转动，转速为0。此时，发动机1输出动力传递至扭转减震器2，减震器将动力通过与其固定连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力完全传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9通过与其固定连接的第二输出轴10传递至第一齿轮11，第一齿轮11通过传动机构将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，从而实现发动机1直接驱动车辆行驶。
28.在一些实施例中，如图1所示，还包括中间轴14和第二齿轮15、第三齿轮16和第四齿轮17，第二齿轮15和第三齿轮16共轴设置，且分别与中间轴14固定连接，第二齿轮15与第一齿轮11啮合，第三齿轮16与第四齿轮17啮合，第四齿轮17通过差速器18与车轮传动轴19连接。
29.纯电驱动模式：此模式下发动机1处于停机状态，动力由第二电机提供。第二电机转子12输出动力，动力通过第二电机输出轴10传递至轴上固定的第一齿轮11，第一齿轮11将动力传递第二齿轮15，第二齿轮15与中间轴14固定连接，通过中间轴14将动力传递至第三齿轮16，第三齿轮16将动力传递至与其啮合的第四齿轮17，第四齿轮17将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，以实现纯电驱动。
30.发动机启动模式：在车辆静止或者行驶过程中，可以通过第一电机来启动发动机1，此时第一电机转子4输出动力，动力输出至与其固定连接的行星排齿圈8，行星排齿圈8将动力传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力传递至与其固定连接的发动机输入轴3，发动机输入轴3将动力传递至扭转减震器2，减震器2将动力传递至发动机1，从而带动发动机1进行启动。
31.功率分流模式：功率分流模式下由发动机1输出动力，发动机1输出的动力传递至扭转减震器2，减震器2通过与其连接的发动机输入轴3传递动力至行星排行星架7，行星排行星架7传递一部分动力至行星排齿圈8，传递至行星排齿圈8的动力传递至与其固定连接的第一电机转子4，第一电机利用这部分动力进行发电，第一电机发电功率可以传递至第二电机，也可以传递至电池进行能量储存；同时行星排行星架7动力一部分传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9动力通过第二电机输出轴10传递至第一齿轮11，第一齿轮11将动力传递至第二齿轮15，第二齿轮15与中间轴14固定连接，通过中间轴14将动力传递至第三齿轮16，第三齿轮16将动力传递至与其啮合的第四齿轮17，第四齿轮17将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮。
32.发动机直驱模式：在车速较高时，改混合动力构型可以实现发动机直接驱动车辆行驶，该模式下制动器6将行星排齿圈8制动，即行星排齿圈8无法转动，转速为0。此时，发动
机1输出动力传递至扭转减震器2，减震器将动力通过与其固定连接的发动机输入轴3传递至行星排行星架7，行星排行星架7将动力完全传递至行星排太阳轮9，行星排太阳轮9通过与其固定连接的第二输出轴10传递至第一齿轮11，第一齿轮11将动力传递至第二齿轮15，第二齿轮15与中间轴14固定连接，通过中间轴将动力传递至第三齿轮16，第三齿轮16将动力传递至与其啮合的第四齿轮17，第四齿轮17将动力传递至差速器18，然后通过传动轴19传递至车轮，从而实现发动机1直接驱动车辆行驶。
33.另一方面，提供一种车辆，包括如前任一混联式动力系统。
34.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。

技术特征：
1.一种混联式动力系统，其特征在于，包括：发动机；发动机输入轴，所述发动机输入轴与所述发动机传动连接；行星排，所述行星排的行星架与所述发动机输入轴固定连接；第一电机，所述第一电机的转子与所述行星排的齿圈固定连接；制动器，所述制动器与所述行星排的齿圈连接，使所述制动器调节所述行星排的齿圈转速；第二电机，所述第二电机的转子与所述行星排的太阳轮传动连接；差速器，所述差速器与所述行星排的太阳轮传动连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括减震器，所述发动机输入轴通过所述减震器与所述发动机传动连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括第二电机输出轴，所述第二电机输出轴的一端与所述第二电机的转子固定连接，所述第二电机输出轴的另一端与所述行星排的太阳轮固定连接，所述差速器与所述第二电机输出轴传动连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二电机输出轴与第一齿轮的固定连接，使所述第一齿轮与所述第二电机输出轴同步转动，所述第一齿轮与所述差速器传动连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括中间轴和第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第二齿轮和所述第三齿轮共轴设置，且分别与所述中间轴固定连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮通过所述差速器与车轮传动轴连接。6.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述混联式动力系统。

技术总结
本实用新型公开一种混联式动力系统及车辆，包括：发动机；发动机输入轴，所述发动机输入轴与所述发动机传动连接；行星排，所述行星排的行星架与所述发动机输入轴固定连接；第一电机，所述第一电机的转子与所述行星排的齿圈固定连接；制动器，所述制动器与所述行星排的齿圈可连接，使所述制动器调节所述行星排的齿圈转速；第二电机，所述第二电机的转子与所述行星排的太阳轮传动连接；差速器，所述差速器与所述行星排的太阳轮传动连接。与所述行星排的太阳轮传动连接。与所述行星排的太阳轮传动连接。


技术研发人员：张喜州 刘永明 雷强 苗芮
受保护的技术使用者：一汽-大众汽车有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/6/28