專利名稱：雙模混合動力傳動裝置及混合動力傳動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車制造技術領域，尤其是一種雙模混合動力傳動裝置及混合動力傳動系統。
背景技術：
雙模混合動力汽車(也可以簡稱為混合動力汽車)作為一種新型的節能型環保汽車，其技術和市場處于一種蓬勃的發展階段。雙模混合動力汽車和傳統汽車及純電動汽車相比,最大的差別在于動力系統。目前的雙模混合動力汽車，一般具有兩個電機和一個發動機。在駐車情況下啟動發動機，輸出軸的轉速為零，發動機需要兩個電機同時運轉才能啟動，并且要求電機的功率和轉速都要比較大。這不僅對電機的性能要求較高，增加了汽車的生產成本，而且兩個電機 同時運轉浪費了整車的能量，也降低了整車的工作效率。公開號為101832371A的中國發明專利申請，公開了一種6AT動力傳動系的布置，其技術方案包括殼體、動力輸入軸、變速機構和換檔部件，其中變速機構包括輸入行星齒輪組、輸出行星齒輪組和反作用行星齒輪組；換檔部件包括第一離合器、第二離合器、單向離合器、第一制動器、第二制動器和第三制動器；第一離合器和第二離合器軸向并排對稱布置在變速機構的后端；單向離合器、第一制動器、第二制動器和第三制動器緊湊布置在變速機構的外側。通過將換檔部件緊湊的布置在變速機構周邊，使變速器的結構緊湊，軸向距離短；第一離合器和第二離合器對稱布置，減少零部件種類，降低設計成本，裝配時有效防止錯裝。如何降低發動機對電機的性能要求，降低生產成本，提高整車的工作效率，成為目前雙模混合動力汽車亟待解決的問題之一。
發明內容
本發明解決的問題是降低發動機對電機的性能要求，降低生產成本，提高整車的
工作效率。為解決上述問題，本發明技術方案提供了一種雙模混合動力傳動裝置，包括行星架；雙行星排，包括第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一外齒圈、第一太陽輪和分別與所述第一外齒圈和所述第一太陽輪嚙合且與所述行星架連接的第一行星輪；所述第二行星排包括第二外齒圈、第二太陽輪和分別與所述第二外齒圈和所述第二太陽輪嚙合且與所述行星架連接的第二行星輪；所述第一行星輪與所述第二行星輪嚙合并共用所述行星架；第一離合器，與所述第一外齒圈連接；第二離合器，與所述第二外齒圈連接；第二制動器，與所述第二太陽輪連接；
第一電機和第二電機，安裝在所述雙行星排的一側，所述第一電機與所述第一太陽輪連接，所述第二電機與所述第二太陽輪連接；發動機，安裝在所述雙行星排的另一側，與所述行星架連接。
可選的，所述雙模混合動力傳動裝置，還包括第一制動器，與所述行星架連接；蓄電池，與所述第一電機和第二電機相連；電磁閥和液壓系統，控制所述第一離合器的鎖止或打開，以及控制所述第二離合器的鎖止或打開；主減速器，所述電磁閥和液壓系統通過控制所述第一離合器的鎖止與打開，控制所述第一外齒圈與所述主減速器連接或分離，所述電磁閥和液壓系統通過控制所述第二離合器的鎖止與打開，控制所述第二外齒圈與所述主減速器連接或分離。可選的，在駐車時，所述電磁閥和液壓系統控制所述第一外齒圈與所述主減速器分離，所述電磁閥和液壓系統控制所述第二外齒圈與所述主減速器分離，所述第二制動器鎖止所述第二電機，通過運轉所述第一電機啟動所述發動機。 可選的，所述發動機啟動后，所述第一電機為所述蓄電池充電。可選的，所述雙模混合動力傳動裝置的工作模式包括純電動模式和混合動力模式；在所述純電動模式下，由所述第一電機供能，或者由所述第二電機供能，或者由所述第一電機和第二電機供能；在所述混合動力模式下，由所述發動機和所述第一電機供能，或者由所述發動機和所述第二電機供能，或者由所述發動機、所述第一電機和所述第二電機供倉泛。可選的，在所述純電動模式下，所述第一制動器鎖止所述行星架，使得所述發動機停止。可選的，所述雙模混合動力傳動裝置，還包括，扭轉減振器，一側與所述發動機相連接，一側與所述行星架相連接。本發明技術方案還提供了一種包括上述雙模混合動力傳動裝置的混合動力傳動系統。可選的，所述混合動力傳動系統，還包括傳輸信號的汽車主線和發動機管理系統，所述發動機管理系統一側與所述發動機連接，一側與所述汽車主線連接；電池管理系統，所述電池管理系統與所述汽車主線連接；連接器，與所述第一電機和所述第二電機連接；車輛控制單元，與所述汽車主線連接；電機控制器，一側與所述連接器連接，一側與所述汽車主線連接。與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點采用雙行星排，第一行星排和第二行星排共用一個行星架，第一離合器，與第一行星排的第一外齒圈連接；第二離合器，與第二行星排的第二外齒圈連接。由電磁閥和液壓系統通過控制所述第一離合器的鎖止與打開，控制所述第一外齒圈與所述主減速器連接或分離，以及通過控制所述第二離合器的鎖止與打開，控制所述第二外齒圈與所述主減速器連接或分離。所述第一外齒圈和第二外齒圈起到輸出軸的作用。
在駐車，電磁閥和液壓系統控制所述第一離合器打開，從而控制所述第一外齒圈與所述主減速器分離，且控制所述第二離合器打開，從而控制所述第二外齒圈與所述主減速器分離，并由所述第二制動器鎖止所述第二電機，通過運轉所述第一電機啟動所述發動機。此時所述第二電機的轉速為零，所述第一電機只要較低的轉速就可以啟動發動機。這降低了對電機性能的要求，降低了生產成本。所述發動機啟動后，所述第一電機為所述蓄電池充電。這還平衡了汽車內部的能量供給，提高了整車的工作效率。第一電機和第二電機，安裝在所述雙行星排的一側，簡化了冷卻系統的結構，降低了電機系統的集成度，減小了行星排左右兩側的傳動軸之間的長度差值，有利于汽車前艙的結構布置。
圖I是本發明提供的雙模混合動力傳動裝置的一種實施方式；圖2是本發明提供的混合動力傳動系統的一種實施方式。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。雙模混合動力傳動裝置主要應用于雙模混合動力汽車(也可以簡稱為混合動力汽車)中，雙模混合動力汽車是指同時裝備兩種動力來源一熱動力源(由傳統的發動機產生)與電動力源(電機和電瓶)的汽車。通常情況下，發動機和電機及電瓶通過齒輪系或行星排等結構混聯在一起為汽車提供動力。目前的雙模混合動力汽車，一般具有兩個電機和一個發動機。在駐車情況下啟動發動機，輸出軸的轉速為零，發動機需要兩個電機同時運轉才能啟動，并且要求電機的功率和轉速都要比較大。這不僅對電機的性能要求較高，增加了汽車的生產成本，而且兩個電機同時運轉浪費了整車的能量，也降低了整車的工作效率。為解決上述問題，本發明提供了一種雙模混合動力傳動裝置，如圖I所示，包括行星架10 ；雙行星排，包括第一行星排和第二行星排；所述第一行星排包括第一外齒圈11、第一太陽輪12和分別與所述第一外齒圈11和所述第一太陽輪12嚙合且與所述行星架10連接的第一行星輪13 ;所述第二行星排包括第二外齒圈21、第二太陽輪22和分別與所述第二外齒圈21和所述第二太陽輪22嚙合且與所述行星架10連接的第二行星輪23 ;第一行星輪13與第二行星輪23嚙合并共用行星架10 ；第一離合器31,與第一外齒圈11連接；第二離合器32，與第二外齒圈21連接；第二制動器43，與第二太陽輪22連接；第一電機I和第二電機2，安裝在所述雙行星排的一側，第一電機I與第一太陽輪12連接，第二電機2與第二太陽輪22連接；發動機5，安裝在所述雙行星排的另一側，與行星架10連接；所述雙模混合動力傳動裝置還包括第一制動器41，與行星架10連接(圖中未表示)；蓄電池(圖中未表示)，蓄電池與第一電機I和第二電機2相連；電磁閥和液壓系統(圖中未表示)，控制所述第一離合器31的鎖止或打開，以及控制所述第二離合器32的鎖止或打開；主減速器3，所述電磁閥和液壓系統通過控制第一離合器31的鎖止與打開，控制 第一外齒圈11與主減速器3連接或分離，所述電磁閥和液壓系統通過控制第二離合器32的鎖止與打開，控制第二外齒圈21與主減速器3連接或分離。雙行星排可以看成是一個傳動結構，第一行星輪13與第二行星輪23嚙合并共用行星架10，實現第一行星排和第二行星排共用一個行星架10，構成一個是主動另一個是從動的運動關系，并且第一行星排和第二行星排分別具有第一外齒圈11和第二外齒圈21。這一方面可以通過改變了從動齒輪齒數和主動齒輪齒數之間的比例關系，從而提高減速比；另一方面，改變第一外齒圈11和第二外齒圈21的直徑之間的比例關系，也可以提高減速t匕。在同等條件下，雙行星排提高減速比，必然可以降低對電機性能的要求。另外采用雙行星排可以實現無級變速，實現減速比甚至是傳動比的連續改變，從而使離合器(第一離合器和第二離合器的簡稱)、主減速器等傳動系與發動機工況的匹配達到最佳狀態，提高整車的燃油經濟性和動力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。電機(第一電機I和第二電機2的簡稱)的性能一般跟電機的制造精度，轉速、扭矩、功率以及動平衡等諸多因素相關。通過雙行星排改變減速比，同等條件下，可以降低對電機性能的要求。例如，放寬對電機轉速的選擇范圍，電機主軸的動平衡也可以適當降低要求，這在一定程度上降低了電機的成本，也降低了雙模混合動力傳動裝置的生產成本。第一電機I和第二電機2，安裝在所述雙行星排的一側，第一電機I與第一太陽輪12連接，第二電機2與第二太陽輪22連接。這簡化了冷卻系統的結構和控制，降低了電機系統的集成度，并提高了傳動裝置的效率，通過太陽輪鏈接，減小了雙行星排左右兩側的傳動軸之間的長度差值，有利于汽車前艙的結構布置。發動機5，安裝在所述雙行星排的另一側，與行星架10連接。傳統的混合動力傳動裝置，電機和發動機設置在行星排的同側，因此電機和發動機的距離較近。一般情況下，電機的最佳工作溫度在60度左右，發動機的最佳工作溫度在90度左右。由于兩者距離較近，發動機散熱后勢必會影響電機的溫度，這一方面會影響電機的工作效率，另一方面為提高電機的工作效率比，電機的冷卻系統需要一直處于工作狀態，這也會導致整個汽車系統的工作效率降低。本實施例中，將電機和發動機5分別設置在雙行星排的兩側,不僅降低了發動機5與電機之間的干擾，而且兩者的冷卻系統的工作也互不干擾。這一方面，提高了發動機5與電機工作效率，以及兩者的冷卻系統的工作效率，另一方面，也提高了整車的工作效率。第一離合器31,與第一外齒圈11連接；第二離合器32,與第二外齒圈21連接；所述電磁閥和液壓系統通過控制第一離合器31的鎖止或打開，控制第一外齒圈11與主減速器3連接或分離，所述電磁閥和液壓系統通過控制第二離合器32的鎖止或打開，控制第二外齒圈21與主減速器3連接或分離。主減速器3還與差速器6通過齒輪系統嚙合，主減速器3運轉時，差速器6也運轉；主減速器3停止后，差速器6也停止。第一離合器31與主減速器3連接，稱為鎖止第一離合器31，第一離合器31與主減速器3分離，稱為打開第一離合器31 ;同理，第二離合器32與主減速器3連接，稱為鎖止第二離合器32，第二離合器32與主減速器3分離，稱為打開第二離合器32。具體來講，第一外齒圈11通過電磁閥和液壓系統與第一離合器31相連，電磁閥和液壓系統通過控制第一離合器31的打開或鎖止，控制第一外齒圈11與主減速器3的分離或連接。電磁閥和液壓系統控制第一離合器31打開，此時第一離合器31與主減速器3分離，第一外齒圈11轉動產生的傳動無法傳遞到主減速器3 ;電磁閥和液壓系統控制第一離合器31鎖止,第一離合器31與主減速器3連接,第一外齒圈11轉動產生的傳動可以傳遞到主減速器3。同理,第二外齒圈21通過電磁閥和液壓系統與第二離合器32相連，電磁閥和液壓 系統通過控制第二離合器32的打開或鎖止，控制第二外齒圈21與主減速器3的分離或連接。具體來講，電磁閥和液壓系統控制第二離合器32打開，此時第二離合器32與主減速器3分離，第二外齒圈21轉動產生的傳動無法傳遞到主減速器3 ；電磁閥和液壓系統控制第二離合器32鎖止，第二離合器32與主減速器3連接，第二外齒圈21轉動產生的傳動可以傳遞到主減速器3。第一外齒圈11和第二外齒圈21在本發明的技術方案中起到了輸出軸(圖中未表示)的作用，第一外齒圈11和第二外齒圈21的轉動相當于輸出軸的轉動。在駐車時，所述電磁閥和液壓系統控制第一離合器31與主減速器3分離(第一離合器31為打開的狀態)，所述電磁閥和液壓系統控制第二離合器32與主減速器3分離(第二離合器32為打開的狀態)，轉動第一外齒圈11和第二外齒圈21，鎖止第二電機2，通過運轉第一電機I啟動發動機5。由于第一離合器31與主減速器3分離,第二離合器32與主減速器3分離，因此第一外齒圈11和第二外齒圈21分別與主減速器3之間也呈分離的狀態。(由于離合器呈打開狀態，因此外齒圈同主減速器呈分離狀態)當第一外齒圈11和第二外齒圈21轉動時，無法將傳動傳遞到主減速器3。第二制動器43鎖止第二電機2，其轉速為零，而所述第一外齒圈11和第二外齒圈21的轉速不為零，相當于輸出軸的轉速不為零，第一電機I只要較低的轉速就可以啟動發動機5。這降低了發動機5對電機(第一電機和第二電機的簡稱)性能的要求，降低了生產成本。發動機5啟動后，第一電機I還可以為蓄電池充電。這平衡了汽車內部的能量供給，提高了整車的工作效率。雙模混合動力傳動裝置根據不同的供能可以分為不同的工作模式由電機供能的純電動模式和發動機5及電機共同供能的混合動力模式。具體的講,純電動模式包括如下三種情況由第一電機I和第二電機2供能，或者由第一電機I供能，或者由第二電機2供能；混合動力模式包括如下三種情況由發動機5和第一電機I及第二電機2供能，或者由發動機5和第一電機I供能，或者由發動機5和第二電機2供能。一般情況下，由于純電動模式下，電機提供的能量有限，因此純電動模式下，汽車一般處于低速運行的模式；相反的，混合動力模式提供的能量相對較大，因此混合動力模式下，汽車可以處于高速運行的模式，也可以處于低速運行的模式。在實際的應用中，第一制動器41通過行星架10關閉發動機5，僅啟動電機(可以由電機I單獨供能，或者電機2單獨供能,或者兩者共同供能)供能，雙模混合動力傳動裝置進入純電動模式；如果啟動發動機5，并且啟動電機，使得發動機5和電機共同供能，雙模混合動力傳動裝置進入混合動力模式。如圖I所示，所述雙模混合動力傳動裝置還包括，扭轉減振器50，一側與發動機5相連接，一側與行星架10相連接。扭轉減振器50可以進一步的提高整個汽車的傳動效率，增強汽車的駕車體驗。本發明還提供了一種混合動力傳動系統，圖2是本發明提供的混合動力傳動系統的一種實施方式，包括
圖I所示的雙模混合動力傳動裝置；還包括傳輸信號的汽車主線100和發動機管理系統200,發動機管理系統200—側與發動機5連接，一側與汽車主線100連接；電池管理系統300，電池管理系統300與汽車主線100連接；連接器500，與第一電機I和第二電機2連接；車輛控制單元700，與汽車主線100連接；電機控制器600，一側與連接器500連接，一側與汽車主線100連接。其中蓄電池400與電池管理系統300相連，第一電機I和第二電機2通過電池管理系統300，連接器500，電機控制器600和汽車主線100為蓄電池400充電。汽車除了主要的傳動系，功能系統，其余的電機控制器，車輛控制單元等結構構成了汽車的輔助系統，輔助系統的存在進一步的為司機控制汽車提供了幫助。其中汽車主線100是整個汽車系統中信號控制線的集成，負責整個汽車系統中信號的傳遞。發動機管理系統200 —側與發動機5連接，一側與汽車主線100連接，發動機管理系統200向發動機5發出點火信號、噴油信號等信號，發動機5將轉速的參數傳遞給發動機管理系統200，通過汽車主線100傳遞給電機控制器600。電池管理系統300負責將蓄電池400 (也稱為電瓶)的電量情況，通過汽車主線100傳遞給電機控制器600。連接器500與第一電機I和第二電機2連接，負責將第一電機I和第二電機2的運轉情況反饋至為電機控制器600。車輛控制單元700，與汽車主線100連接，負責將踏板信號、檔位信號和車速信號的信號，通過汽車主線100傳遞至電機控制器600。電機控制器600獲取上述信號或參數后，統籌處理，并反饋處理結果，整體協調調度汽車的運行。本發明的技術方案主要具有以下有益效果所述第一外齒圈和第二外齒圈起到輸出軸的作用，通過所述行星架更容易控制所述第一外齒圈和第二外齒圈的轉速。在駐車時，所述第一外齒圈控制所述第一離合器與所述主減速器分離，所述第二外齒圈控制所述第二離合器與所述主減速器分離，并鎖止所述第二電機，通過運轉所述第一電機啟動所述發動機。此時所述第二電機的轉速為零，而所述第一外齒圈和第二外齒圈的轉速不為零，相當于輸出軸的轉速不為零，所述第一電機只要較低的轉速就可以啟動發動機。這降低了發動機對電機性能的要求，降低了生產成本。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明 的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，包括 行星架； 雙行星排，包括第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一外齒圈、第一太陽輪和分別與所述第一外齒圈和所述第一太陽輪嚙合且與所述行星架連接的第一行星輪；所述第二行星排包括第二外齒圈、第二太陽輪和分別與所述第二外齒圈和所述第二太陽輪嚙合且與所述行星架連接的第二行星輪；所述第一行星輪與所述第二行星輪嚙合并共用所述行星架； 第一離合器，與所述第一外齒圈連接； 第二離合器，與所述第二外齒圈連接； 第二制動器，與所述第二太陽輪連接； 第一電機和第二電機，安裝在所述雙行星排的一側，所述第一電機與所述第一太陽輪連接，所述第二電機與所述第二太陽輪連接； 發動機，安裝在所述雙行星排的另一側，與所述行星架連接。
2.如權利要求I所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，還包括 第一制動器，與所述行星架連接； 蓄電池，與所述第一電機和第二電機相連； 電磁閥和液壓系統，控制所述第一離合器的鎖止或打開，以及控制所述第二離合器的鎖止或打開； 主減速器，所述電磁閥和液壓系統通過控制所述第一離合器的鎖止與打開，控制所述第一外齒圈與所述主減速器連接或分離，所述電磁閥和液壓系統通過控制所述第二離合器的鎖止與打開，控制所述第二外齒圈與所述主減速器連接或分離。
3.如權利要求2所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，在駐車時，所述電磁閥和液壓系統控制所述第一外齒圈與所述主減速器分離，所述電磁閥和液壓系統控制所述第二外齒圈與所述主減速器分離，所述第二制動器鎖止所述第二電機，通過運轉所述第一電機啟動所述發動機。
4.如權利要求3所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，所述發動機啟動后，所述第一電機為所述蓄電池充電。
5.如權利要求2所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，所述雙模混合動力傳動裝置的工作模式包括純電動模式和混合動力模式；在所述純電動模式下，由所述第一電機供能，或者由所述第二電機供能，或者由所述第一電機和第二電機供能；在所述混合動力模式下，由所述發動機和所述第一電機供能，或者由所述發動機和所述第二電機供能，或者由所述發動機、所述第一電機和所述第二電機供能。
6.如權利要求5所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，在所述純電動模式下，所述第一制動器鎖止所述行星架，使得所述發動機停止。
7.如權利要求I或2所述的雙模混合動力傳動裝置，其特征在于，還包括，扭轉減振器，一側與所述發動機相連接，一側與所述行星架相連接。
8.—種包括權利要求1-7任一項所述的雙模混合動力傳動裝置的混合動力傳動系統。
9.如權利要求8所述的混合動力傳動系統，其特征在于，還包括 傳輸信號的汽車主線和發動機管理系統，所述發動機管理系統一側與所述發動機連接，一側與所述汽車主線連接； 電池管理系統，所述電池管理系統與所述汽車主線連接； 連接器，與所述第一電機和所述第二電機連接； 車輛控制單元，與所述汽車主線連接； 電機控制器，一側與所述連接器連接，一側與所述汽車主線連接。
全文摘要
一種雙模混合動力傳動裝置，包括行星架；雙行星排，所述雙行星排包括第一行星排和第二行星排，所述第一行星排，包括第一外齒圈、第一太陽輪和第一行星輪；所述第二行星排，包括第二外齒圈、第二太陽輪和第二行星輪；所述第一行星輪與第二行星輪共用所述行星架；第一離合器，與所述第一外齒圈連接；第二離合器，與所述第二外齒圈連接；第二制動器，與所述第二太陽輪連接；第一電機和第二電機，安裝在所述雙行星排的一側；發動機，安裝在所述雙行星排的另一側，與所述行星架連接。本發明的技術方案還提供了一種混合動力傳動系統，本發明技術方案降低了發動機對電機的性能要求，降低了生產成本，提高了整車的工作效率。
文檔編號B60K6/38GK102887056SQ201110204080
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者張彤, 馬智濤, 于海生, 儲愛華, 汪東坪 申請人:上海華普汽車有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司