一種模塊化混合動力耦合裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種模塊化混合動力耦合裝置，包括發動機、發電機與行星齒輪，所述發動機與發電機通過離合器直接連接后再與行星齒輪連接；兩個行星齒輪系之間以離合器相連實現模塊化，且能根據效率優先或動力性能優先的原則靈活選擇隔離或是接合發動機、發電機子系統；通過三組離合器和兩組制動器的控制使系統在任一臺單電機驅動時都能實現兩擋運行，在雙電機共同驅動時或混合動力工況下都能實現電氣無級變速(eCVT)工作模式運行。本發明可以將發動機和發電機的最高效率設計在同一工作點上，使發電效率和驅動效率最大化；不僅可以實現模塊化，而且可以根據效率優先或動力性能優先的原則靈活選擇隔離或是接合發動機、發電機子系統；使純電動運行的效率和可靠性均得到進一步提升。
【專利說明】
一種模塊化混合動力耦合裝置
技術領域
[0001]本發明屬于車輛動力傳動系統領域，尤其涉及一種應用于以內燃機和驅動電機為動力的多動力源車輛的動力耦合傳動裝置。
【背景技術】
[0002]以內燃機為動力的汽車在發展過程中面臨著不斷減少污染物排放的挑戰，汽車動力正向著可再生、清潔能源的方向發展。混合動力技術是一種將內燃機動力和電動機動力以一定方式耦合以驅動汽車的技術，它是汽車動力走向完全擺脫對化石燃料依賴、百分之百依靠清潔能源之前的一種中間過渡技術。
[0003]與傳統的內燃機動力技術相比，混合動力技術可以顯著提高能量利用效率，降低排放。由于儲能技術尚待完善，車載清潔能源還存在著價格昂貴或者能量密度小的不足，混合動力技術在一定程度上可以彌補目前清潔能源驅動技術的短板，使整車在排放方面滿足政府不斷變得嚴苛的法規要求，而在續駛里程方面則可以滿足汽車用戶的使用要求，避免出現里程焦慮。
[0004]現有技術主要包括兩大類。一類是采用行星齒輪系作為耦合裝置的技術，通常采用I到3個行星齒輪系以不同的方式與輸入的多個動力源連接起來，其中典型的代表性專利包括美國專利1^3566717、1^6155364以及中國專利0吧00810053530.7、0吧01110185854.8。另一大類是采用平行軸(Layshaft)式齒輪系作為耦合裝置的技術，例如中國專利CN200610141069.1、CN200910199960.4(US8727939B2)等。
[0005]上述第一類行星齒輪系耦合裝置技術的缺陷主要包括:(I)在純電動工況運行時，由于發動機不參與驅動，通過行星齒輪系與其高度耦合的發動機控制電機(即發電機)無法參與驅動，限制了整個裝置的動力性能；(2)在純電動工況運行時，發動機控制電機(即發電機)和主驅動電機無法實現電氣無級變速工作方式，因此無法實現純電動工作模式下性能和效率的最大化；(3)在純電動工況下，僅以主驅動電機驅動時，只能以固定傳動比運行，無法保證電機經常在高效區運行，系統效率不高；(4)當車速較低時，在混合動力模式下，發動機參與驅動時發動機控制電機只能以發電機模式運行，發出的電供給主驅動電機使用，這一工作方式使發動機提供的一部分動力經歷了機械能到電能、再由電能到機械能的轉換，效率不高；(5)當車速較高時，在混合動力模式下，發動機參與驅動時發動機控制電機只能以電動機模式運行，而主驅動電機將以發電機模式運行，發出的電供給發動機控制電機使用，這一工作方式也使發動機提供的一部分動力經歷了機械能到電能、再由電能到機械能的轉換，效率不高；(6)發動機驅動發電機給電池充電時，發動機和發電機的工作點受到整車運行工作點的牽制，選取工作點的自由度較小，使發電效率受到影響；(7)在滑行工況下，僅主驅動電機能夠參與能量的回收，而發動機控制電機處于空轉狀態，使制動能量回饋的效果受到負面影響；(8)在制動能量回饋工況下，為了使效果最大化，發動機控制電機需要以發電機工況運行，而發動機則必須進入發動機制動工作模式，這在一定程度上浪費了本可以回收的動能，影響能量回收的效果；(9)系統各部件高度一體化，很難實現模塊化，無法在純電動和混合動力之間進行部件或子系統的通用化，對成本控制不利。
[0006]上述第二類平行軸式耦合裝置技術的缺陷主要包括:(I)在純電驅動工況下電機到車輪的動力傳動通常只能是固定傳動比，無法保證電機經常在高效區運行，系統效率不高；(2)若是采用兩臺電機配合同步器換擋，則在純電驅動工況下雖然可以實現雙動力源之間的切換或是雙電機共同驅動，但是每臺電機到車輪的動力傳動只能是固定傳動比，無法保證電機經常在高效區運行，系統效率不高；(3)當系統在混合動力模式下工作時，發動機雖然可以參與驅動，但是由于發動機到車輪的傳動比是固定的，無法根據工況對其工作點進行連續調節(即電動無級變速工作模式)，發動機驅動的性能、效率和排放指標都會很差，無法發揮出其效能；(4)對于系統僅有一臺電機的方案，在發動機驅動發電機給電池充電的工況下，發動機和發電機的工作點受到整車運行工作點的牽制，選取工作點缺乏自由度，使發動機、發電機的效率都受到影響；(5)在制動能量回饋工況下，雙電機雖然都可以同時進入發電模式回收能量，但一部分能量會消耗于拖動發動機，因而降低了能量回饋比例。
【發明內容】
[0007]為了解決現有混合動力耦合技術中的上述缺陷，本發明提出了一種結合了行星齒輪和平行軸結構優點的模塊化混合動力耦合裝置結構。
[0008]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0009]—種模塊化混合動力耦合裝置，包括發動機、發電機與行星齒輪，所述發動機與發電機通過離合器直接連接后再與行星齒輪連接;兩個行星齒輪系之間以離合器相連實現模塊化，且能根據效率優先或動力性能優先的原則靈活選擇隔離或是接合發動機、發電機子系統;通過三組離合器和兩組制動器的控制使系統在任一臺單電機驅動時都能實現兩擋運行，在雙電機共同驅動時或混合動力工況下都能實現電氣無級變速(eCVT)工作模式運行。
[0010]進一步，在發動機和第一行星齒輪系之間設置第一離合器，用于控制發動機和第一行星齒輪系的連接。
[0011 ]在第一行星齒輪系和第二行星齒輪系之間設置第二離合器，用于控制第一行星齒輪系和第二行星齒輪系的連接。
[0012]在第二行星齒輪系的太陽輪和行星架之間設置第三離合器，用于控制第二行星齒輪系的輸出傳動比。
[0013]第一行星齒輪系的齒圈與變速器箱體連接，用于鎖止該齒圈。
[0014]第二行星齒輪系的太陽輪還通過第二制動器與箱體連接，用于鎖止該太陽輪。
[0015]第二行星齒輪系的齒圈通過第一制動器與變速器箱體連接，用于鎖止該齒圈。
[0016]優選地，所述的模塊化混合動力耦合裝置包括發動機、第一離合器、第一電動/發電機、第一行星齒輪系、第二離合器、第二行星齒輪系、第一制動器、第三離合器、第二制動器、第二電動/發電機、主減速小齒輪、主減速大齒輪、差速器;所述發動機連接到第一離合器，第一離合器再連接到第一電動/發電機，第一電動/發電機連接到第一行星齒輪系的太陽輪，第一行星齒輪系的行星架連接到第二離合器，第二離合器連接第二行星齒輪系的齒圈，第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，第二行星齒輪系的行星架通過輸出軸與主減速小齒輪連接，主減速小齒輪與主減速大齒輪嚙合，主減速小齒輪與差速器連接，第二行星齒輪系的行星架與太陽輪還通過第三離合器連接。
[0017]優選地，所述的模塊化混合動力耦合裝置:其發動機的曲軸通過撓性盤連接到第一離合器的主動盤，第一離合器的從動盤再連接到第一電動/發電機的主軸，然后從第一電動/發電機的主軸連接到第一行星齒輪系的太陽輪，第一行星齒輪系的行星架連接到第二離合器的主動盤，第二離合器的從動盤則連接第二行星齒輪系的齒圈，第二行星齒輪系的齒圈通過第一制動器與變速器箱體連接，第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，第二行星齒輪系的行星架通過輸出軸與主減速小齒輪連接，主減速小齒輪與主減速大齒輪嚙合，主減速小齒輪與差速器連接。
[0018]本發明技術方案與行星齒輪耦合方案的區別包括:(I)本方案的發動機與第一電動/發電機串聯后再連接到第一行星齒輪系上，而不是行星齒輪耦合方案中通常采用的分別與行星齒輪的三個部件中的兩個直接相連；(2)第一電動/發電機與第一行星齒輪系的太陽輪連接，而不是與第一行星齒輪系的行星架或齒圈連接；(3)第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，而不是與第二行星齒輪系的行星架或齒圈連接；(4)第二行星齒輪系的行星架與太陽輪可以通過第三離合器的分離或接合進行控制；(5)本方案采用第二離合器將兩個行星齒輪系相互隔離或連接，而行星齒輪耦合方案通常不采用這樣的結構。
[0019]本發明技術方案與平行軸式耦合方案的區別包括:(I)本方案的發動機與第一電動/發電機串聯后再連接到第一行星齒輪系上，而平行軸式耦合方案不采用行星齒輪；(2)本方案的第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，而平行軸式耦合方案不采用行星齒輪；(3)本方案的發動機與第一電動/發電機之間采用第一離合器控制其分離或連接，而平行軸式耦合方案通常不采用這種結構。
[0020]由于采用上述技術方案，本發明具有以下幾個方面的有益效果:
[0021]1、在純電動工況下，既可以兩臺電機之中的任意一臺驅動，也可采用雙電機同時驅動，并且這兩種工作狀態之間切換時動力沒有中斷；
[0022]2、在純電動工況下，采用主驅動電機進行驅動時可以提供兩個傳動比，從而提高加速、爬坡性能，并且更經常地使主驅動電機在其高效區工作，因此提高整車的續駛里程；
[0023]3、在純電動工況下，雙電機同時驅動時，依靠第二行星齒輪系可以實現雙電機的電氣無級變速(eCVT)工作模式，在保證動力性能的前提下使系統效率最大化；
[0024]4、在混合動力工況下，發動機和兩臺電機配合，依靠第二行星齒輪系可以實現電氣無級變速(eCVT)工作模式，優化發動機以及電機的工作點，在保證動力性能的前提下使系統效率最大化。另外，第一電動/發電機可以選擇空轉、驅動、發電等不同工作模式運行。
[0025]5、在發動機發電工況下，第一離合器接合，第二離合器分離，發動機和第一電動/發電機配合發電，其工作點的選取完全不受整車運行的工況影響，為使系統發電效率最大化提供了可能。
[0026]6、在制動能量回饋工況下，既可以兩臺電機之中的任意一臺發電，也可以采用雙電機同時發電，有助于提高控制的靈活性和能量回收的比例。
[0027]7、第一離合器接合時，發動機可以實現啟停功能，避免停車時維持怠速所產生的油耗，節省燃料消耗。
[0028]8、第二行星齒輪系與第二電動/發電機、第三離合器、第一制動器、主減速小齒輪、主減速大齒輪、差速器可以獨立構成一臺兩速的純電動自動變速器，可以將其設計成為一個單獨的模塊使用，這種模塊化設計可以使應用于純電動和混合動力車型的變速器共用這一模塊，有助于利用規模效應降低成本，提高產品的競爭力。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明模塊化混合動力耦合裝置的原理圖。
[0030]圖2是本發明一種模塊化混合動力耦合裝置結構實施例示意圖。
[0031]圖3是本發明另一種模塊化混合動力耦合裝置結構實施例示意圖。
[0032]其中的附圖標記:
[0033]1.發動機;2.第一離合器;3.第一電動/發電機;4S.第一行星齒輪系太陽輪；
[0034]4C.第一行星齒輪系行星架;4A.第一行星齒輪系齒圈；5.第二離合器;6S.第二行星齒輪系太陽輪;6C.第二行星齒輪系行星架;6A.第二行星齒輪系齒圈；7.第一制動器；
[0035]8.第三離合器;9.第二制動器；10.第二電動/發電機；11.主減速小齒輪；12.主減速大齒輪;13.差速器。
【具體實施方式】
[0036]以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。
[0037]請參閱圖1，本發明一種模塊化混合動力驅動裝置:發動機I的輸出端與第一離合器2的一端相連，第一離合器2的另一端連接到第一電動/發電機3主軸的一端。第一電動/發電機3的主軸具有兩端均可輸入或輸出的特點。第一電動/發電機3主軸的另一端與第一行星齒輪系的太陽輪4S相連，第一行星齒輪系的齒圈4A與箱體固定在一起，第一行星齒輪系的行星架4C連接到第二離合器5的一端。第二離合器5的另一端連接到第二行星齒輪系的齒圈6A，第二行星齒輪系的太陽輪6S連接到第二電動/發電機10，第二行星齒輪系的行星架6C通過輸出軸連接到主減速小齒輪11，主減速小齒輪11與主減速大齒輪12嚙合，主減速大齒輪12與差速器13相連。第二行星齒輪系的齒圈6A通過第一制動器7與箱體連接，第二行星齒輪系的行星架6C還通過第三離合器8與第二行星齒輪系的太陽輪6S連接，第二行星齒輪系的太陽輪6S通過第二制動器9與箱體連接。
[0038]本發明技術方案的核心包括:
[0039]I)發動機與發電機直接連接后再與行星齒輪連接，而不是發動機、發電機分別與行星齒輪連接，這樣做的好處是不僅可以將發動機和發電機的最高效率設計在同一工作點上，使發電效率最大化，而且可以共同通過行星齒輪與主驅動電機構成電氣無級變速(eCVT)工作模式，使驅動效率最大化；
[0040]2)兩個行星齒輪系之間以離合器相連，不僅可以實現模塊化(離合器右側的行星齒輪系與主驅動電機構成純電驅動模塊，離合器左側的行星齒輪系與發動機、發電機構成混合動力附加模塊)，而且可以根據效率優先或動力性能優先的原則靈活選擇隔離或是接合發動機、發電機子系統；
[0041 ] 3)通過三組離合器的控制使系統在任一臺單電機驅動時都可以實現兩擋運行，在雙電機共同驅動時可以實現電氣無級變速(eCVT)工作模式運行，使純電動運行的效率和可靠性均得到進一步提升。
[0042]如圖2所示，本發明應用于汽車的一種模塊化混合動力耦合裝置，包括發動機1、第一離合器2、第一電動/發電機3、第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)、第二離合器5、第二行星齒輪系(太陽輪6S、行星架6C、齒圈6A)、第一制動器7、第三離合器8、第二制動器9、第二電動/發電機10、主減速小齒輪11以及主減速大齒輪和差速器(簡明起見未畫出)。
[0043]發動機I的曲軸通過飛輪和撓性盤組件連接到第一離合器2的主動盤，第一離合器2的從動盤再連接到第一電動/發電機3主軸的一端。第一電動/發電機3的主軸具有兩端伸出的特點。第一電動/發電機3主軸的另一端連接到第一行星齒輪系的太陽輪4S，第一行星齒輪系的行星架4C連接到第二離合器5的主動盤，第一行星齒輪系的齒圈4A固定到變速器的箱體上。第二離合器5的從動盤則連接第二行星齒輪系的齒圈6A，第二行星齒輪系的太陽輪6S與第二電動/發電機10連接，第二行星齒輪系的行星架6C通過輸出軸與主減速小齒輪11連接，主減速小齒輪11與主減速大齒輪(簡明起見未畫出)嚙合，主減速大齒輪與差速器(簡明起見未畫出)連接。另外，第二行星齒輪系的齒圈6A通過第一制動器7與變速器箱體連接，第二行星齒輪系的行星架6C與太陽輪6S還通過第三離合器8連接，第二行星齒輪系的太陽輪6S則通過第二制動器9與箱體連接。
[0044]在上述實施例結構的基礎上可以進行以下調整得到不同的實施例:
[0045]I)去掉第一離合器2，發動機I直接與第一電動/發電機3相連；
[0046]2)將第一離合器2移到第一電動/發電機3和行星齒輪系4之間；
[0047]3)將第一行星齒輪系的齒圈4A與變速器箱體連接改為第一行星齒輪系的行星架4C與變速器箱體連接，而將第一行星齒輪系的行星架4C與第二離合器5相連改為將第一行星齒輪系的齒圈4A與第二離合器5相連。第一行星齒輪系的減速比會發生改變，從原來的K1+ 1變為KKK1S第一行星齒輪系齒圈4A的齒數與太陽輪4S的齒數之比)，第二行星齒輪系的齒圈6A轉速變得更高；
[0048]4)去掉第二離合器5，第一行星齒輪系的行星架4C直接與第二行星齒輪系的齒圈6A相連;
[0049]5)以花鍵連接代替第二離合器5，也即第一行星齒輪系的行星架4C與第二行星齒輪系的齒圈6A以花鍵相連；
[0050]6)第二離合器5、主驅動電機10與第二行星齒輪系6的連接關系可以改變。例如，第二離合器5連接到第二行星齒輪系的太陽輪6S，主驅動電機10連接到第二行星齒輪系的齒圈6A，這種結構也能實現動力的親合；
[0051]7)去掉第一制動器7，由雙電機同時工作；
[0052]8)去掉第三離合器8，任何一臺單電機工作時都無法實現兩個擋位，僅能以固定傳動比運行；
[0053]9)去掉第二制動器9，這種結構無法使用第一電動/發電機3單獨工作；
[0054]10)去掉主驅動電機10，在混合動力工作模式下發動機I的工作點無法實現電氣無級變速(eCVT)工作模式，相當于發動機與兩擋變速器配合工作；
[0055]11)去掉第一電動/發電機3，主驅動電機在發電模式下工作時其工作點受到整車工況的影響，不能自由選擇工作點。
[0056]各種不同工作模式的情況如下:
[0057]1、僅采用主驅動電機驅動的純電動運行模式。第二離合器5分離，第一制動器7接合，第二電動/發電機10(即主驅動電機)配合第二行星齒輪系(太陽輪6S、行星架6C、齒圈6A)以及第三離合器8可以輸出兩個擋位的動力。其中當第三離合器8分離時，從主驅動電機主軸到輸出軸(主減速小齒輪上游)的傳動比為1(2+1(1(2為第二行星齒輪系齒圈6A的齒數與太陽輪6S的齒數之比)，這個較大的傳動比可以為整車的起步加速提供較大的車輪扭矩。當第三離合器8接合時，從主驅動電機10的主軸到輸出軸(主減速小齒輪上游)的傳動比為I，這一較小的傳動比可以為整車在較高的車速下提供較小的車輪扭矩并且避免主驅動電機10的主軸的轉速過高。與單一的傳動比相比，本運行模式下的兩個傳動比可以使主驅動電機10更經常地在其高效區工作，從而提高整車的續駛里程。
[0058]2、僅采用發動機控制電機驅動的純電動運行模式。第一離合器2分離、第二離合器5接合、第一制動器7分離、第二制動器9接合時，第一電動/發電機3 (發動機控制電機)、第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)配合第二行星齒輪系(太陽輪6S、行星架6C、齒圈6A)可以輸出兩個擋位的動力。其中當第三離合器8分離時，從發動機控制電機3到輸出軸(主減速小齒輪11上游)的傳動比為(Kdl)x(Kdl)ZK2,這個較大的傳動比可以為整車的起步加速提供較大的車輪扭矩。當第三離合器8接合時，從發動機控制電機3到輸出軸(主減速小齒輪11上游)的傳動比為Kdl，這一較小的傳動比可以為整車在較高的車速下提供較小的車輪扭矩并且避免發動機控制電機3的轉速過高。與單一的傳動比相比，本運行模式下的兩個傳動比可以使發動機控制電機3更經常地在其高效區工作，從而提高整車的續駛里程。這一運行模式在以下兩種情況下有現實意義和應用價值:(I)當兩臺電機的驅動性能都能滿足整車的扭矩需求而主驅動電機10在當前工作點的效率相對于發動機控制電機3在當前工作點的效率較低時；(2)主驅動電機10發生故障時。若是這一運行模式被認為是不必要的，則第二制動器9可以省略，裝置可以進一步簡化;可以得到本發明的另一個實施例，如圖3所示。
[0059]3、采用雙電機驅動的純電動運行模式。第一離合器2分離、第二離合器5接合時，第一電動/發電機3、第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)配合第二行星齒輪系(太陽輪6S、行星架6C、齒圈6A)以及第二電動/發電機10(即主驅動電機)可以實現雙電機的電氣無級變速(eCVT)模式運行，通過對兩臺電機合成的系統效率進行優化可以在滿足扭矩需求的前提下實現實時的系統效率最優化，進一步提高整車的續駛里程。
[0060]4、采用發動機和主驅動電機驅動的混合動力運行模式。第一離合器2接合，第二離合器5接合，第一電動/發電機3處于空轉狀態時，發動機I的動力經過第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)的減速后，輸入到第二行星齒輪系的齒圈6A上，與第二行星齒輪系的太陽輪6S上來自第二電動/發電機10(即主驅動電機)動力合成后，再通過第二行星齒輪系的行星架6C輸出到主減速小齒輪11。通過第二電動/發電機10(即主驅動電機)的工作點的調節可以實時控制發動機I的工作點，從而實現電氣無級變速器(eCVT)工作模式。這一工作模式可以有效地提高發動機以及整個系統的效率，同時降低發動機I的排放指標。
[0061]5、采用發動機和發動機控制電機驅動的混合動力運行模式。第一離合器2接合，第二離合器5接合，第二制動器9接合，發動機I和第一電動/發電機3都輸出正向扭矩，而第二電動/發電機10 (即主驅動電機)則處于空轉狀態時，這時發動機I和第一電動/發電機3的合成動力經過第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)的減速后，輸入到第二行星齒輪系的齒圈6A上，由于第二制動器9接合將第二行星齒輪系的太陽輪6S鎖止，上述合成動力通過第二行星齒輪系的行星架6C輸出到主減速小齒輪11。發動機I和第一電動/發電機3形成同軸并聯式混合動力工作模式。這在第二電動/發電機10(即主驅動電機)發生故障時有應用價值。
[0062]6、采用發動機和雙電機驅動的混合動力運行模式。第一離合器2接合，第二離合器5接合，第一電動/發電機3可以處于驅動或發電狀態(第一電動/發電機3處于發電狀態的情況與以下第八點相同)，發動機I和第一電動/發電機3的合成動力(取決于第一電動/發電機3的工作模式，這個合成扭矩可以大于或者小于發動機I的扭矩)經過第一行星齒輪系(太陽輪4S、行星架4C、齒圈4A)的減速后，輸入到第二行星齒輪系的齒圈6A上，與第二行星齒輪系的太陽輪6S上來自第二電動/發電機10(即主驅動電機)動力合成后，再通過第二行星齒輪系的行星架6C輸出到主減速小齒輪11。通過第一電動/發電機3、第二電動/發電機10(即主驅動電機)的工作點的調節可以實時控制發動機I的工作點，從而實現電氣無級變速器(eCVT)工作模式。這一工作模式可以有效地提高發動機以及整個系統的效率，同時降低發動機I的排放指標。
[0063]7、與整車運行的工作點隔離的發動機發電工作模式。第一離合器2接合，第二離合器5分離，第一電動/發電機3處于發電狀態，發動機I輸出功率，第一電動/發電機3則輸入功率，發動機I與第一電動/發電機3構成串聯式混合動力工作模式。此時發動機I的工作點可以根據其最高效率區進行調整，其工作點完全不受整車運行工況的影響。
[0064]8、與整車運行的工作點關聯的發動機發電工作模式。第一離合器2接合，第二離合器5接合，第一電動/發電機3處于發電狀態，發動機I輸出功率，此時發動機I的工作點受到整車運行工況的影響，因為發動機I的輸出扭矩在克服第一電動/發電機發電負載扭矩后的凈轉矩輸入到第二行星齒輪系的齒圈6A，與從第二電動/發電機10(即主驅動電機)傳遞到第二行星齒輪系的太陽輪6S的扭矩合成，再從第二行星齒輪系的行星架6C輸出到主減速小齒輪11上。需要注意的是此時第二電動/發電機10(即主驅動電機)既可以在驅動模式下工作，又可以在發電模式下工作。若是第二電動/發電機10(即主驅動電機)處于發電模式下工作，則發動機I的輸出功率除了要滿足第一電動/發電機3和第二電動/發電機10(即主驅動電機)的發電功率之外還要滿足整車驅動所需功率的要求。若是第二電動/發電機10(即主驅動電機)處于驅動模式下工作，則發動機I與第二電動/發電機10(即主驅動電機)的輸出功率之和除了要滿足第一電動/發電機3的發電功率之外還要滿足整車驅動所需功率的要求。在以上這兩種情況下，整車的工況和發動機I的工況之間會相互影響。
[0065]9、制動能量回饋工作模式。僅采用主驅動電機發電的制動能量回饋、僅采用發動機控制電機發電的制動能量回饋以及采用雙電機發電的制動能量回饋。各離合器、制動器的狀態參考上述一、二、三點中純電動驅動時的狀態，只是相應的電機從驅動工作模式變為發電工作模式。
[0066]10、發動機啟停工作模式。在上述的混合動力模式下，當整車短時間停車時，發動機I可自動停機，以節省怠速造成的燃料消耗。這時第一離合器2進入接合狀態，當駕駛員踩下油門踏板起步時，以第一電動/發電機3啟動發動機I，使之可以為行駛提供部分動力。
[0067]上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:包括發動機、發電機與行星齒輪，所述發動機與發電機通過離合器直接連接后再與行星齒輪連接;兩個行星齒輪系之間以離合器相連實現模塊化，且能根據效率優先或動力性能優先的原則靈活選擇隔離或是接合發動機、發電機子系統;通過三組離合器和兩組制動器的控制使系統在任一臺單電機驅動時都能實現兩擋運行，在雙電機共同驅動時或混合動力工況下都能實現電氣無級變速工作模式運行。2.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:在發動機和第一行星齒輪系之間設置第一離合器，用于控制發動機和第一行星齒輪系的連接。3.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:在第一行星齒輪系和第二行星齒輪系之間設置第二離合器，用于控制第一行星齒輪系和第二行星齒輪系的連接。4.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:在第二行星齒輪系的太陽輪和行星架之間設置第三離合器，用于控制第二行星齒輪系的輸出傳動比。5.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:第一行星齒輪系的齒圈與變速器箱體連接，用于鎖止該齒圈。6.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:第二行星齒輪系的太陽輪還通過第二制動器與箱體連接，用于鎖止該太陽輪。7.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:第二行星齒輪系的齒圈通過第一制動器與變速器箱體連接，用于鎖止該齒圈。8.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:包括發動機、第一離合器、第一電動/發電機、第一行星齒輪系、第二離合器、第二行星齒輪系、第一制動器、第三離合器、第二制動器、第二電動/發電機、主減速小齒輪、主減速大齒輪、差速器;所述發動機連接到第一離合器，第一離合器再連接到第一電動/發電機，第一電動/發電機連接到第一行星齒輪系的太陽輪，第一行星齒輪系的行星架連接到第二離合器，第二離合器連接第二行星齒輪系的齒圈，第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，第二行星齒輪系的行星架通過輸出軸與主減速小齒輪連接，主減速小齒輪與主減速大齒輪嚙合，主減速小齒輪與差速器連接，第二行星齒輪系的行星架與太陽輪還通過第三離合器連接。9.根據權利要求1所述的模塊化混合動力耦合裝置，其特征在于:所述發動機的曲軸通過撓性盤連接到第一離合器的主動盤，第一離合器的從動盤再連接到第一電動/發電機的主軸，然后從第一電動/發電機的主軸連接到第一行星齒輪系的太陽輪，第一行星齒輪系的行星架連接到第二離合器的主動盤，第二離合器的從動盤則連接第二行星齒輪系的齒圈，第二行星齒輪系的齒圈通過第一制動器與變速器箱體連接，第二電動/發電機與第二行星齒輪系的太陽輪連接，第二行星齒輪系的行星架通過輸出軸與主減速小齒輪連接，主減速小齒輪與主減速大齒輪嚙合，主減速小齒輪與差速器連接。
【文檔編號】B60L7/10GK106004409SQ201610519060
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】袁卿, 袁一卿, 陶偉
【申請人】袁卿, 袁一卿, 陶偉