具有串并聯與輸入輸出功率分流模式的多模混合動力系統

本發明屬于混合動力驅動，具體涉及一種具有串并聯與輸入輸出功率分流模式的多模混合動力系統。

背景技術：

1、隨著全球對節能減排的日益重視，混合動力汽車技術得到了快速發展。目前，混合動力技術領域主要存在兩種動力傳動系統架構：單一模式混合動力系統和多模式混合動力系統。單一模式混合動力系統通過不同的設計結構，主要包含以下幾種基礎的混合動力系統：并聯式混合動力系統、串聯式混合動力系統、輸入功率分流混合動力系統、輸出功率分流混合動力系統。這些系統在特定的運行條件下表現出較好的能源消耗經濟性，但在其他條件下則可能效率下降。為保證混合動力系統在全運行工況下均具備較好的節能表現，對現有單模混合動力系統進行整合，進而催生出一系列多模混合動力系統。然而，現有存在多模混合動力系統結構較為復雜或混合動力驅動模式種類較少的問題，其結構形式方面仍存在優化空間。因此，需對現有的多模混合動力系統進行改進，開發一種結構簡單、易于控制的多模混合動力系統結構，從而提升混合動力系統在全工況范圍內的節能表現。

技術實現思路

1、為解決上述問題，本發明提出一種具有串并聯與輸入輸出功率分流模式的多模混合動力系統，通過一個行星齒輪機構、兩個離合器與一個同步器，實現了并聯混合動力驅動模式(單電機并聯混合驅動模式、雙電機并聯混合驅動模式)、串聯混合動力驅動模式(增程模式)、輸入功率分流混合動力驅動模式、輸出功率分流混合動力驅動模式的五種混合動力驅動模式。該系統相較于現有多模混合動力系統，其全工況范圍內系統效率高，具備結構簡單，空間布置容易，工作可靠性高等特點。

2、為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種具有串并聯與輸入輸出功率分流模式的多模混合動力系統，包括第一動力源、第二動力源、第三動力源、行星齒輪機構、固定齒輪系、第一離合器、第二離合器、同步器；

4、所述固定齒輪系包括第一傳動軸、第二傳動軸、第三傳動軸、第四傳動軸、第五傳動軸、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、第三傳動齒輪、第四傳動齒輪、第六傳動齒輪；

5、所述行星齒輪機構包括太陽輪、行星輪、齒圈、行星架，行星輪轉動設于行星架上，太陽輪通過行星輪與齒圈嚙合傳動；齒圈上設有輸出軸和第五傳動齒輪，所述第五傳動齒輪同軸設于齒圈的外圓上，所述輸出軸用于將動力輸出；

6、所述第一動力源與第一傳動軸連接，所述第一傳動齒輪固定設于第一傳動軸上；所述第二動力源與第二傳動軸連接，所述第三傳動齒輪固定設于第二傳動軸上；

7、所述第四傳動軸的一端通過第一離合器與第一傳動齒輪可分離式連接，另一端與所述行星架固定連接；所述第五傳動軸轉動套裝于第四傳動軸上，第五傳動軸的一端固定設有所述第四傳動齒輪，第四傳動齒輪與第三傳動齒輪嚙合，第五傳動軸的另一端固定連接所述太陽輪；所述行星架與第五傳動軸之間通過第二離合器可分離式連接；

8、所述第三動力源與第三傳動軸連接，所述第二傳動齒輪和第六傳動齒輪均轉動設于第三傳動軸上；所述第一傳動齒輪與第二傳動齒輪始終嚙合，所述第五傳動齒輪與第六傳動齒輪始終嚙合；所述同步器包括花鍵轂、結合套；所述花鍵轂固定設于第三傳動軸上，所述結合套滑動設于第三傳動軸上，并通過移動實現第三傳動軸與第二傳動齒輪或第六傳動齒輪的傳動或分離。

9、進一步，所述第一動力源采用發動機，第二動力源采用電動機，第三動力源采用電動機。

10、進一步，通過控制所述第一動力源、第二動力源、第三動力源、同步器、第一離合器、第二離合器的工作狀態實現不同工作模式；所述工作模式包括單電機并聯混合驅動模式、雙電機并聯混合驅動模式、串聯混合動力驅動模式、輸入功率分流混合驅動模式、輸出功率分流混合驅動模式、純發動機驅動模式、單電機純電驅動模式、雙電機純電驅動模式、再生制動模式、駐車充電模式。

11、進一步，所述單電機并聯混合驅動模式為：控制第一動力源工作、第二動力源工作、第三動力源關閉，且第一離合器與第二離合器均閉合，同步器的結合套處于中間位置。

12、進一步，所述雙電機并聯混合驅動模式為：控制第一動力源、第二動力源、第三動力源均工作，且第一離合器與第二離合器均閉合，同步器的結合套與第二傳動齒或第六傳動齒輪結合。

13、進一步，所述串聯混合動力驅動模式：控制第一動力源、第二動力源、第三動力源均工作，且第一離合器分離，第二離合器結合，同步器的結合套與第二傳動齒輪結合。

14、進一步，所述輸入功率分流混合驅動模式為：控制第一動力源、第二動力源、第三動力源均工作，且第一離合器結合，第二離合器分離，同步器的結合套與第六傳動齒輪結合。

15、進一步，所述輸出功率分流混合驅動模式為：控制第一動力源、第二動力源、第三動力源均工作，且第一離合器結合，第二離合器分離，同步器的結合套與第二傳動齒輪結合。

16、進一步，所述純發動機驅動模式為：控制第一動力源工作、第二動力源關閉、第三動力源關閉，且第一離合器、第二離合器均結合，同步器的結合套處于中間位置；

17、所述單電機純電驅動模式為：控制第一動力源關閉、第二動力源工作、第三動力源關閉，且第一離合器分離，第二離合器結合，同步器的結合套處于中間位置；

18、所述雙電機純電驅動模式為：控制第一動力源關閉、第二動力源工作、第三動力源工作，且第一離合器分離，第二離合器結合，同步器的結合套與第六傳動齒輪結合。

19、進一步，所述再生制動模式為：在單電機并聯混合驅動模式、雙電機并聯混合驅動模式、串聯混合動力驅動模式、輸入功率分流混合驅動模式、輸出功率分流混合驅動模式、純發動機驅動模式、單電機純電驅動模式、雙電機純電驅動模式的任一工作模式下，當減速制動時，通過控制第二動力源與第三動力源進行制動能量回收，從而實現再生制動；

20、所述駐車充電模式為：駐車時，控制第一動力源工作、第二動力源工作、第三動力源關閉，且第一離合器、第二離合器均分離，同步器的結合套處于中間位置，將第二動力源作為發電機為蓄電池充電；或駐車時，第一動力源、第二動力源、第三動力源均工作，且第一離合器、第二離合器均結合，同步器的結合套與第二傳動齒輪或第六傳動齒輪結合，將第二動力源和/或第三動力源作為發電機為蓄電池充電。

21、本發明的有益效果在于：

22、1、本發明具備并聯混合動力驅動模式(單電機并聯混合驅動模式、雙電機并聯混合驅動模式)、串聯混合動力驅動模式(增程模式)、輸入功率分流混合動力驅動模式、輸出功率分流混合動力驅動模式，系統只需要通過一個行星齒輪機構、兩個離合器與一個同步器即可實現五種混合驅動模式，其結構形式簡單，易于實現。

23、2、本發明實現了并聯混合動力驅動模式(單電機并聯混合驅動模式、雙電機并聯混合驅動模式)、串聯混合動力驅動模式(增程模式)、輸入功率分流混合動力驅動模式、輸出功率分流混合動力驅動模式、純發動機驅動模式、純電驅動模式(單電機純電驅動模式、雙電機純電驅動模式)、再生制動模式、駐車充電模式、駐車待機模式等工作模式，有利于提升車輛在全工況域內的能耗經濟性表現。

24、3、本發明的多模混合動力系統涉及的傳動部件少，集成度高，系統傳動效率較高，且本發明結構簡單，考慮了其布置的合理性，易于空間布置。

25、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。