混合動力車驅動系統的製作方法

2023-06-01 16:08:41

專利名稱：混合動力車驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力車驅動系統。
背景技術：
當今世界人類面臨著能源匱乏和環境惡化兩大挑戰，傳統汽車日益受到 石油危機的嚴重困擾，節能環保逐漸成為汽車行業的發展主題。近年來，具 有兩種不同動力源、實現降低油耗和排放的混合動力汽車，得到了開發應用，
並投入商業生產推向市場。目前量產的混合動力汽車有豐田Prius、豐田 Crown、本田Insight、本田Civic等等，不一而足。已知的混合動力車驅動 系統，根據其機電耦合特徵大致可分為串聯、並聯和混聯三種結構形式。
串聯式動力由發動機、發電機和電機三部分動力總成組成，它們之間用 串聯的方式組成動力單元系統，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸 送到電池或電機，由電機通過變速機構驅動汽車。小負荷時由電池驅動電機 驅動車輪，大負荷時由發動機帶動發電機發電驅動電機。當車輛處啟動、加 速、爬坡工況時，發動機-電機組和電池組共同向電機提供電能；當電動車 處於低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電機，當電池組缺電吋則 由發動機-發電機組向電池組充電。串聯式結構適用於城市內頻繁起步和低 速運行工況，可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉，通過調整電池 和電機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工 況，從而提高了發動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量兒經 轉換，機械效率較低。
並聯式動力由發動機和電機共同驅動汽車，發動機與電機分屬兩套系 統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。當汽車加速爬坡時，電機和發動機能夠同時向傳動機構 提供動力， 一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發動機維持該速度。 電機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動一發電機組。由於沒 有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，這種裝置更接近 傳統的汽車驅動系統，機械效率損耗與普通汽車差不多。
混聯式裝置包含了串聯式和並聯式的特點。動力系統包括發動機、發電 機和電機，根據助力裝置不同，它又分為發動機為主和電機為主兩種。以發 動機為主的形式中，發動機作為主動力源，電機為輔助動力源；以電機為主 的形式中，發動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結構的優點是控制 方便，缺點是結構比較複雜。
CN 1389358 A公開了一種使用行星齒輪系統的串、並聯混合電動車驅 動系統，該系統主要包括發動機SC、電動機ME、行星齒輪機構PP以及多 個離合器和制動器，使得混合電動車既能單獨採用發動機來驅動，也可以單 獨使用電動機來驅動，或者兩者同時驅動。
如圖1所示，在該驅動系統中，發動機SC通過第一個離合器Sl和第 一個制動器Hl與行星齒輪機構PP的中心輪SL相連，電動機ME通過第二 個離合器S2和第二個制動器H2與行星齒輪機構PP的齒圈K相連。在發動 機工作時，發動機的輸出動力將通過行星齒輪機構分配成兩部分， 一部分用 來驅動車輛行駛，另一部分用來驅動電動機發電。通過控制相應的離合器和 制動器的狀態，就可以實現發動機單獨驅動、電動機單獨驅動、發動機和電 動機並聯驅動等多種驅動模式。
該驅動系統結構簡單、控制方便，能夠在一定程度上降低能耗和減少排 放。然而，在發動機工作過程中，發動機的一部分動力要用來驅動電動機發 電並將發出的電能儲存在電池單元中，然後在需要使用電動機驅動車輛時， 再通過電池單元為電動機供電，由此能量過程要經過機械能一電能一機械能的轉換，從而會在一定程度上造成能量損失，降低整車效率。

發明內容
本發明的目的是提供一種混合動力車驅動系統，該系統不需要進行複雜 的能量轉換，避免了能量轉換中的能量損失，並且結構簡單，整車重量較輕。
本發明提供一種混合動力車驅動系統，該系統包括為傳動裝置提供動力 的發動機和電動機以及為電動機供電的電源，其中，該系統還包括差速器機 構，發動機的輸出軸通過第一離合器和第一制動器連接到差速器機構的行星 架，電動機的輸出軸通過第二離合器和第二制動器連接到差速器機構的左半 軸齒輪，差速器機構的右半軸齒輪連接到傳動裝置。
通過控制相應的離合器和控制器的狀態，通過差速器機構，可以簡單地 實現車輛的兩種驅動模式(l)在電源的電力充足時，由電源為電動機供電，
由電動機直接驅動車輛行駛；(2)當電源的電力不足時，則由發動機直接驅
動車輛行駛。因此，在本發明的混合動力車驅動系統中，不存在能量轉換的 問題，因此可以避免由於能量轉換而造成的能量損失，並且結構簡單，整車
重量較輕。


圖1是一種現有的混合動力車驅動系統的結構示意圖。
圖2是根據本發明的一種典型實施方式的混合動力車驅動系統的結構示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。
圖2是根據本發明的一種典型實施方式的混合動力車驅動系統的結構示
5意圖。
如圖2所示，本發明的一種典型的混合動力車驅動系統包括為傳動裝置
5提供動力的發動機1和電動機2以及為電動機2供電的電源3，其中，該 系統還包括差速器機構4，發動機1的輸出軸7通過第一離合器11和第一制 動器12連接到差速器機構4的行星架43，電動機2的輸出軸8通過第二離 合器21和第二制動器22連接到差速器機構4的左半軸齒輪41 ，差速器機構 4的右半軸齒輪42連接到傳動裝置5。
差速器機構在現有技術中通常用在汽車的傳動系統上，在車輛轉向時允 許左右車輪以不同速度旋轉。差速器機構通常包括左半軸齒輪、右半軸齒輪 和行星架。來自傳動軸的動力通過行星架輸入，並通過左右半軸齒輪分別傳 遞到左右半軸以及左右驅動輪。
在本發明中，巧妙地使用了差速器機構4來將發動機1或者電動機2的 動力傳遞給傳動裝置，以驅動車輛行駛。因此，本發明結構簡單，製造方便， 且成本低廉。
在本發明中，以電動機2驅動為主，發動機l驅動為輔，因此特別適合 於行車速度不高且經常需要停車和啟動的城市交通。也就是說，在電源3的 電力充足的情況下，利用電動機2驅動車輛行駛。只有在電源3的電力不足 而需要充電時，才利用發動機1驅動車輛行駛。
具體而言，在利用電動機2驅動車輛行駛時，通過控制機構控制第一離 合器11分離，第一制動器12接合(即制動)，第二離合器21接合，第二制 動器22分離(即解除制動)。然後，電源3向電動機2供電，電動機2的動 力通過電動機的輸出軸(8)傳遞到左半軸齒輪41。此時，由於行星架43 由第-一制動器12制動，所以左半軸齒輪41的動力傳遞到右半軸齒輪42，並 通過傳動裝置5最終傳遞到車輪6，驅動車輛行駛。
當電源3的電力不足時，需要啟動發動機1來驅動車輛行駛。首先，通過控制機構控制第一離合器11接合，第一制動器12分離，第二離合器21 分離，第二制動器22接合。發動機1的動力通過第一離合器11傳遞到行星 架43。此時，由於左半軸齒輪41被第二制動器22制動，所以行星架43的 動力傳遞給右半軸齒輪42，並通過傳動裝置5最終傳遞到車輪6，驅動車輛 行駛。
由於只有在電源3的電力不足時才使用發動機驅動模式，因此可以大大 降低發動機l的油耗，節約燃料，降低排放，有利於環境保護。
電源3可以是通過外部電源進行充電的動力電池組。也就是說，在電源 3的電力不足時，可以使用220V的普通電網給電源充電。由於普通用電成 本低廉，因此還可以有效降低用車成本，使用車更加經濟且環保。
傳動裝置5通常包括車輛的傳動軸、減速器、差速器、半軸以及驅動車 輪等。根據需要，還可以在傳動裝置5中設置變速器，如在CN 1413855 A 中所公開的，以便在車輛行駛時，尤其是在發動機驅動模式下通過變速器實 現車輛的變速行駛。
為了方便控制，第一離合器11和第二離合器21優選為電控離合器，第 一制動器12和第二制動器22優選為電控制動器。另夕卜，本發明還可以包括 報警裝置，用於在電源3的電力不足時發出報警信號。
權利要求
1. 一種混合動力車驅動系統，該系統包括為傳動裝置(5)提供動力的發動機(1)和電動機(2)以及為電動機(2)供電的電源(3)，其特徵在於，該系統還包括差速器機構(4)，發動機(1)的輸出軸(7)通過第一離合器(11)和第一制動器(12)連接到差速器機構(4)的行星架(43)，電動機(2)的輸出軸(8)通過第二離合器(21)和第二制動器(22)連接到差速器機構(4)的左半軸齒輪(41)，差速器機構(4)的右半軸齒輪(42)連接到傳動裝置(5)。
2、 根據權利要求1所述的驅動系統，其中，所述電源(3)是通過外部 電源進行充電的動力電池組。
3、 根據權利要求1所述的驅動系統，其中，在所述傳動裝置(5)上具 有變速器。
4、 根據權利要求1所述的驅動系統，其中，所述第一離合器(11)和 第二離合器(21)為電控離合器，所述第一制動器(12)和第二制動器(22) 是電控制動器。
5、 根據權利要求1所述的驅動系統，其中，該系統還包括報警裝置， 當電源(3)的電力不足時用於發出報警信號。
全文摘要
本發明提供一種混合動力車驅動系統，包括為傳動裝置提供動力的發動機和電動機以及為電動機供電的電源，該系統還包括差速器機構，發動機的輸出軸通過第一離合器和第一制動器連接到差速器機構的行星架，電動機的輸出軸通過第二離合器和第二制動器連接到差速器機構的左半軸齒輪，差速器機構的右半軸齒輪連接到傳動裝置。通過離合器、控制器和差速器機構，可以簡單地實現車輛的兩種驅動模式(1)在電源電力充足時，由電源為電動機供電，由電動機直接驅動車輛行駛；(2)當電源電力不足時，由發動機直接驅動車輛行駛。因此，本發明不存在能量轉換的問題，因此可以避免由於能量轉換而造成的能量損失，並且結構簡單，整車重量較輕。
文檔編號B60K6/36GK101204919SQ200610162300
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月19日 優先權日2006年12月19日
發明者傅景軍, 軍 楊, 王傳福, 羅紅斌, 偉 陳 申請人:比亞迪股份有限公司