一種轉矩耦合和轉速耦合動力系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及新能源汽車領域，特別是涉及一種轉矩耦合和轉速耦合動力系統。
【背景技術】
[0002]為使車輛起步平穩、換擋平順及避免傳動系過載沖擊，現有車輛有的采用離合器的分離、半聯動滑摩和結合等不同工作狀態實現發動機向傳動系的輸出轉矩不斷變換；有的采用液力變矩器實現發動機和傳動系之間動力的“軟結合”方式進行動力傳遞。顯然，第一種方法需要駕駛員頻繁切換離合器的工作狀態以適應汽車不同工況，增加了駕駛疲勞度；第二種降低了車輛傳動系的傳動效率。為此，一套能實現發動機動力與傳動系切斷、半聯動或結合，并能提高車輛傳動系效率和動力性的系統成為研究的對象。
[0003]在已有技術中，ISG和BSG技術比較成熟，ISG(Integrated Starter andGenerator)，ISG 是汽車起動發電一體機，BSG(Belt Driven Starter Generator)BSG 是一項輕度混合動力技術。ISG和BSG的基本原理使利用一套電控電機系統來回收汽車怠速工況下發動機的能量以及汽車制動工況下的慣性能，所回收的能量再回饋到汽車的驅動當中。所不同的，結構上ISG利用一臺電機的轉子與發動機輸出軸同軸連接的方式實現車輛制動發電以及發動機快速啟停的方式來提高車輛傳動系效率；BSG采用一套皮帶傳動驅動起動電機的方式實現發動機的啟停節能和制動能回收。
[0004]ISG系統因為電機的轉子與發動機輸出軸機械連接，因此可以在車輛起步加速中電機直接提供助力，提高車輛動力性。然而，也正是這種機械連接，使發動機的工作點無法在最佳節能區域，同時當轉子轉速過低時將導致發動機停機。因此，ISG系統在堵車工況下，車速在低速和停車狀態間不斷切換，這將導致多次性地啟停發動機。這顯然對發動機零部件的磨損較大，而且每次啟動發動機的能耗較大將導致堵車工況下整車效率較低。
[0005]BSG系統的發電機是通過皮帶驅動的，由于皮帶的傳遞能力有限，發電機的功率不可能做得很大，制動時能量回收不多。此外，BSG沒有配備耦合機構，無法在車輛加速時提供助力。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型要解決的技術問題，提供一種轉矩耦合和轉速耦合動力系統，用于改善現有新能源動力系統的動力性和效率。
[0007]本實用新型是這樣實現的:
[0008]一種轉矩耦合和轉速耦合動力系統，包括發動機、定子浮動式電機、軸離合器、定子離合器、超級電容組；
[0009]所述定子浮動式電機包括電機控制器、定子和轉子，所述定子浮動式電機的定子上設置有定子制動器和集電環，集電環通過所述電機控制器與超級電容組電連接，發動機的動力輸出軸通過所述軸離合器與定子浮動式電機的轉子連接，發動機的動力輸出軸通過所述定子離合器與定子浮動式電機的定子連接，所述定子浮動式電機的轉子為動力系統的動力輸出軸。
[0010]進一步的，所述定子離合器的主動部分通過花鍵連接于發動機的動力輸出軸，定子離合器的從動部分連接于定子浮動式電機的定子。
[0011]進一步的，還包括變速器、萬向節和差速器；
[0012]所述定子浮動式電機的轉子依次通過所述變速器、萬向節、差速器連接于驅動輪。
[0013]進一步的，所述軸離合器為濕式多片離合器。
[0014]進一步的，所述軸離合器為電磁離合器。
[0015]本實用新型具有如下優點:本實用新型轉矩耦合和轉速耦合動力系統可實現發動機和電機的轉矩耦合，又能實現發動機曲軸和電機轉子之間非剛性連接的轉速耦合，與BSG動力系統對比，本實用新型不僅可以根據需要選用的電機容量來匹配整車動力需求，而且可以實現助力驅動；與ISG動力系統相比，可使發動機的工作點可以獨立于電機轉子的轉速，其工作點可調整到高效區間，同時改善整車動力性和效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施方式轉矩耦合和轉速耦合動力系統的組成及連接示意圖。
[0017]標號說明:
[0018]1、發動機；2、花鍵；3、定子離合器；4、軸離合器；
[0019]5、集電環；6、定子制動器；7、變速器；8、萬向節；
[0020]9、差速器；10、驅動輪；11、電機控制器；12、超級電容組；
[0021]13、定子浮動式電機。
【具體實施方式】
[0022]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0023]請參閱圖1，為本實用新型的實施方式一種轉矩耦合和轉速耦合動力系統，該動力系統包括發動機1、定子浮動式電機13、軸離合器4、定子離合器3、超級電容組11、變速器7、萬向節8、差速器9和驅動輪10。
[0024]定子浮動式電機13的定子可跟常規電機一樣固定不動，也可根據需要有轉動的能力，在結構上主要是通過制動器6來實現定子的制動或釋放旋轉能力。
[0025]所述定子浮動式電機13包括電機控制器11、定子和轉子，所述定子浮動式電機的定子上設置有定子制動器6和集電環5，集電環5通過所述電機控制器11與超級電容組12電連接，發動機I的動力輸出軸通過所述軸離合器4與定子浮動式電機13的轉子連接，發動機I的動力輸出軸通過所述定子離合器3與定子浮動式電機的定子連接，其中，所述定子離合器3的主動部分通過花鍵2連接于發動機I的動力輸出軸，定子離合器3的從動部分連接于定子浮動式電機13的定子。所述定子浮動式電機的轉子為動力系統的動力輸出軸，所述定子浮動式電機13的轉子依次通過所述變速器7、萬向節8、差速器9連接于驅動輪10。
[0026]在本實施方式中，所述軸離合器為濕式多片離合器。而在其他實施方式中，所述軸離合器也可以為電磁離合器。
[0027]在小型車輛上根據其安裝空