多動力源的多模式耦合驅動系統的制作方法

本發明屬于混合動力汽車技術領域，涉及一種混合動力汽車用驅動總成，具體涉及一種多動力源的多模式耦合驅動系統。

背景技術：

現有以功率分流式動力耦合機構為基礎的混合動力驅動系統，在evt模式下，若只采用輸入分流模式，則僅適用低速行駛工況，高速工況效率下降，并由于電機原因，不能長期保持高速。因此，大多數混合動力驅動系統都采用輸入分流式與復合分流式兩種模式組合，使功率分流模式的同時適應高、低速工況。但是這種驅動系統的功率耦合機構需要兩到三個行星齒輪機構，并需要較多的離合器和制動器，導致驅動系統結構復雜，控制難度增加，并使傳動系布置空間增大，傳動效率和工作可靠性降低。

因此，需要對現有技術中的混合動力傳動系統功率耦合機構進行改進，找到一種較簡單結構，能實現多種工作模式，工作可靠性得到提高，并具有雙模evt模式，提升系統效率。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是提供一種多動力源的多模式耦合驅動系統，以具備純電動模式(單電機驅動、雙電機驅動)、怠速起停模式、發動機單獨驅動、evt混合驅動模式、串聯混合驅動模式、行車充電模式、駐車充電模式、再生制動模式等工作模式，并在evt混合驅動模式下可以實現輸入功率分流型和輸出功率分流型兩個模式的組合，同時，可以提升高、低速工況的能量轉換效率，且具有結構簡潔，傳動效率和工作可靠性高等特點。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供一種多動力源的多模式耦合驅動系統，包括第一動力源、第二動力源、第三動力源、行星齒輪機構、輸出軸，其中：所述行星齒輪機構由太陽輪、行星輪、齒圈、行星架組成；所述第一動力源、第二動力源、第三動力源的動力輸出端分別連接有第一傳動軸、第二傳動軸、第三傳動軸；所述行星架上固定有與其同軸設置的第四傳動軸，所述第四傳動軸背離行星架的一端上固定有與其同軸設置的第四齒輪，所述第四齒輪與輸出軸通過減速齒輪傳動配合；所述第一傳動軸上固定有與其同軸設置的第一齒輪，且第一傳動軸背離第一動力源的一端與太陽輪同軸連接，所述第一傳動軸上還設置有用于中斷第一動力源動力的離合器、用于制動第一傳動軸的第一制動器；所述第二傳動軸在遠離第二動力源的方向上依次固定有與其同軸設置的第二齒輪、第三齒輪，所述第二齒輪與第一齒輪傳動配合，所述第三齒輪與第四齒輪傳動配合，所述第二傳動軸上還設置有用于使其與第二齒輪或第三齒輪同步轉動的同步器；所述第三傳動軸背離第三動力源的一端與齒圈同軸連接，且第三傳動軸與第一傳動軸為同軸轉動，所述第三傳動軸上還設置有用于制動第三傳動軸的第二制動器。

進一步，所述第一動力源采用發動機，所述第二動力源、第三動力源均采用電機。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的多動力源的多模式耦合驅動系統僅通過單個行星齒輪機構實現了evt混合驅動下的兩種功率分流模式，當同步器和第二齒輪結合時，可實現高車速效率較高的功率輸出分流模式；當同步器和第三齒輪結合時，可實現低車速效率較高的功率輸入分流模式。相比傳統結構，本發明簡化系統的整體結構。

2、本發明在evt模式下，當行星齒輪機構特性第一軸和第四軸的轉速比在某一數值時，第二動力源轉矩為0，此時，僅通過改變同步器結合的齒輪就可實現分流模式的改變。相比離合器控制，本發明采用的同步器控制，簡化了雙模evt的模式切換的控制過程。

3、本發明多動力源的多模式耦合驅動系統，具備純電動模式(單電機驅動、雙電機驅動)、怠速起停模式、發動機單獨驅動、evt混合驅動模式、串聯混合驅動、行車充電模式、駐車充電模式、再生制動模式等工作模式，通過控制離合器、制動器和同步器即可實現各工作模式其間的切換，控制簡單。

4、本發明多動力源的多模式耦合驅動系統，傳動部件較少，系統結構簡單，集成度高，傳動效率高。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

請參閱圖1，附圖中的元件標號1-21分別表示：第二動力源1、第二傳動軸2、第二齒輪3、同步器4、第三齒輪5、第四齒輪6、行星架7、行星輪8、齒圈9、第三傳動軸10、第三動力源11、第一動力源12、第一傳動軸13、輸出軸14、第一齒輪15、離合器16、第一制動器17、第四傳動軸18、第二制動器19、太陽輪20、減速齒輪21。

實施例基本如附圖所示：本實施例提供一種多動力源的多模式耦合驅動系統，包括第一動力源12、第二動力源1、第三動力源11、行星齒輪機構、輸出軸14，其中：所述行星齒輪機構由太陽輪20、行星輪8、齒圈9、行星架7組成；所述第一動力源12、第二動力源1、第三動力源11的動力輸出端分別連接有第一傳動軸13、第二傳動軸2、第三傳動軸10；所述行星架7上固定有與其同軸設置的第四傳動軸18，所述第四傳動軸18背離行星架7的一端上固定有與其同軸設置的第四齒輪6，所述第四齒輪6與輸出軸14通過減速齒輪21傳動配合；所述第一傳動軸13上固定有與其同軸設置的第一齒輪15，且第一傳動軸13背離第一動力源12的一端與太陽輪20同軸連接，所述第一傳動軸13上還設置有用于中斷第一動力源12動力的離合器16、用于制動第一傳動軸13的第一制動器17；所述第二傳動軸2在遠離第二動力源1的方向上依次固定有與其同軸設置的第二齒輪3、第三齒輪5，所述第二齒輪3與第一齒輪15傳動配合，所述第三齒輪5與第四齒輪6傳動配合，所述第二傳動軸2上還設置有用于使其與第二齒輪3或第三齒輪5同步轉動的同步器4；所述第三傳動軸10背離第三動力源11的一端與齒圈9同軸連接，且第三傳動軸10與第一傳動軸13為同軸轉動，所述第三傳動軸10上還設置有用于制動第三傳動軸10的第二制動器19。

通過采用上述方案，其一，本發明僅通過單個行星齒輪機構實現了evt混合驅動下的兩種功率分流模式，即當同步器和第二齒輪結合時，可實現高車速效率較高的功率輸出分流模式；當同步器和第三齒輪結合時，可實現低車速效率較高的功率輸入分流模式。其二，本發明在evt模式下，當行星齒輪機構特性第一軸和第四軸的轉速比在某一數值時，第二動力源轉矩為0，此時，僅通過改變同步器結合的齒輪就可實現分流模式的改變。其三，本發明具備純電動模式(單電機驅動、雙電機驅動)、怠速起停模式、發動機單獨驅動、evt混合驅動模式、串聯混合驅動、行車充電模式、駐車充電模式、再生制動模式等工作模式，通過控制離合器、制動器和同步器即可實現各工作模式其間的切換，控制簡單。

本實施例中第一動力源12采用發動機，第二動力源1、第三動力源11均采用電機。

本發明的工作模式具備純電動模式(單電機驅動、雙電機驅動)、怠速起停模式、發動機單獨驅動、evt混合驅動模式、串聯混合驅動、行車充電模式、駐車充電模式、再生制動模式等工作模式。現具體闡述下各工作模式的實現方式：

各工作模式實現方式：

1、純電動模式：當同步器4與第三齒輪5結合，離合器16斷開，第一制動器17和第二制動器19打開時，為雙電機驅動模式；當第一制動器17鎖止，第二制動器19打開時，為單電機驅動模式。

2、怠速起停模式：當同步器4與第二齒輪3結合，第二動力源1可以作為起動電機，通過控制離合器16實現怠速起停功能。

3、發動機單獨驅動模式：當同步器4與第二齒輪3結合，離合器16接合，第一制動器17打開，第二制動器19鎖止時，為發動機單獨驅動模式。

4、evt混合驅動模式：當同步器4與第二齒輪3結合，離合器16接合，第一制動器17和第二制動器19打開時，為功率輸出分流模式；當同步器4與第三齒輪5結合，離合器16接合，第一制動器17和第二制動器19打開時，為功率輸入分流模式。

5、串聯混合驅動模式：當同步器4與第二齒輪3結合，離合器16斷開，第一制動器17鎖止，第二制動器19打開時，第二動力源1作為發電機，第三動力源11作為驅動電機，為串聯混合驅動模式。

6、行車充電模式：當同步器4與第二齒輪3結合，離合器16接合，第一制動器17和第二制動器19打開時，第二動力源1可作為發電機為蓄電池充電；當同步器4與第三齒輪4結合，離合器16接合，第一制動器17和第二制動器19打開時，第三動力源11可作為發電機為蓄電池充電。

7、駐車充電模式：駐車時，將同步器4與第二齒輪3結合，離合器16斷開，第二動力源1可以作為發電機為蓄電池充電；

8、再生制動模式：在以上1-6工作模式下，都可以在減速制動時，通過控制第二動力源1或第三動力源11，將制動能量回收，實現再生制動；

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。