一種混合動力汽車的動力系統的製作方法
2023-07-15 09:25:21
專利名稱：一種混合動力汽車的動力系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車動力系統，特別涉及一種混合動力汽車的動力系統。
背景技術：
混合動力汽車具有節油與低排放的優點，但仍然依靠燃油提供動力。純電動汽車則無需燃油，但在目前電池技術條件下，一次充電裡程有限。增程式混合動力汽車可以綜合電動汽車與傳統汽車的優點，在一定設計裡程內，它可以純電動行駛，實現零油耗與零排放。如果需要長距離行駛，則可在增程模式下運行。目前在汽車工業界所採用的混合動力系統(包括增程設計)一般是串聯混合系統或者是並聯混合系統，結構複雜，製造成本昂貴， 且運行模式有限。
發明內容本實用新型的目的是一種混合動力汽車的動力系統，以實現低能耗，低排放或零排放。本實用新型的系統具備純電動，串聯混合動力與並聯混合動力三種模式。裝備此系統的汽車在一定裡程內可以完全純電動。如果需要長距離開車，則可以用串聯混合動力模式或並聯混合動力模式運行。本實用新型提供一種混合動力汽車的動力系統，它包括以下主要部件兩個電機，一個發動機，一個行星輪系，兩個電磁離合器，電池與逆變器，發動機與行星輪系的環內齒輪相連，第一電機通過套軸與行星輪系的太陽輪相連，行星輪系的行星架可以由第二電磁離合器固定於箱體，也可以由第一電磁離合器與第二電機輸出軸相連， 第二電機輸出軸與主變速齒輪相連；本專利汽車動力系統具有三個運行模式純電動，串聯混合動力，並聯混合動力；純電動運行模式汽車在此模式運行時，第一電磁離合器與第二電磁離合器都處於開放工況，發動機與第一電機都關閉，汽車由電機第二電機驅動，所有驅動力由電池提供；串聯混合動力模式汽車在此模式運行時，第二電磁離合器閉合，第一電磁離合器開放，因為第二電磁離合器閉合，行星輪系的行星架固定於箱體上，在進入此模式時，發動機首先由第一電機啟動，然後經過行星輪系提供動力給第一電機發電，在此模式下，汽車仍然由第二電機驅動，此模式實際上是串聯運行模式，也就是說，發動機驅動第一電機發電， 所發出的電能提供給第二電機驅動汽車，多餘電能還可以通過逆變器給電池充電，此模式適合中低功率工況時以增程模式運行；並聯混合動力模式汽車在此模式運行時，第二電磁離合器開放，第一電磁離合器閉合，此模式適合汽車高功率需求工況，此模式實際上是一種電動CVT模式，主要作為增程式模式運行。優選地，發動機與行星輪系的環內齒輪相連，第一電機與行星輪系的太陽輪相連， 行星輪系的行星架可以通過第二電磁離合器與箱體固連，也可以通過第一電磁離合器與第二電機輸出軸相連。優選地，它具有三個運行模式，即純電動模式，串聯混合動力模式與並聯混合動力模式，因為具有此三個模式，裝備此系統的車輛可以在一定裡程內由純電動運行，需要長距離運行時，可用增程模式(串聯混合動力或並聯混合動力模式)運行。優選地，它具有第一電磁離合器和第二電磁離合器，第二電磁離合器閉合時將行星輪系的行星架固定於箱體上，第一電磁離合器閉合時將行星輪系的行星架與第二電機輸出軸相連。本實用新型提出的綜合型汽車混合動力系統採用行星輪設計，結構簡單，具備純電動，串聯混合動力，並聯混合動力三種運行模式，是一種全能型的增程式混合動力。系統本實用新型解決了目前存在的混合動力汽車和純電動汽車成本高，裡程短與結構複雜等技術問題。
附圖1是本實用新型的結構示意圖。附圖2是本實用新型的純電動模式的工作原理示意圖。附圖3是本實用新型的串聯混合模式動力的工作原理示意圖。附圖4是本實用新型的並聯混合動力模式的工作原理示意圖。附圖中1、第一電機；2、第二電機；3、行星架；4、太陽輪；5、環內齒輪；6、發動機； 7、電池；8、第一電磁離合器；9、第二電磁離合器；10、逆變器；11、套軸；12、第二電機輸出軸；13、主變速齒輪。
具體實施方式
以下結合附圖1-4對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域的技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍作出更為清楚明確的界定。本實用新型所提出的混合動力汽車的動力系統結構如附圖1所示。此系統包括一個發動機6，第一電機1和第二電機2，一個行星輪系，第一電磁離合器8和第二電磁離合器 9，一組電池7與動力電子系統(即逆變器10)。發動機6與行星輪系的環內齒輪5相連接， 第一電機1通過套軸11與行星輪系的太陽輪4相連接，行星輪系的行星架3可以通過第二電磁離合器9與箱體固連，也可以通過第一電磁離合器8與第二電機輸出軸12相連。第二電機輸出軸12與主變速齒輪13的輸入軸相連。如附圖1所示的結構適合前輪驅動，後輪驅動與四輪驅動。不同驅動系統只是附圖1所示輸出端後續部分不同。所實用新型的混合動力汽車的動力系統工作原理如下所述。純電動模式在此模式下，發動機6與第一電機1關閉。第一電磁離合器8與第二電磁離合器9 均處於開放狀態。此模式適應汽車起步，倒車，低速運行與巡航工況。適合速度範圍約為-30 公裡/小時至50公裡/小時，功率需求範圍0至30千瓦。此模式動力全部由電池7提供， 其動力傳遞路線如附圖2所示。[0024]如第二電機輸出軸12後的主傳動比為^ ,則驅動輪和第二電機2之間力矩和轉速之間的關係為
λτ. = ^MGd u^w 一 is
ιπττ『 rwy
iW =￡& JMG2j此處，0臓和Tms為第二電機2的轉速與力矩，和7；為驅動輪的轉速與力矩。串聯混合動力模式在此模式下，第二電磁離合器9閉合，第一電磁離合器8開放。因為第二電磁離合器9閉合，行星輪系的行星架3被固定於箱體上。當汽車進入此運行模式時，發動機6首先由第一電機1啟動。然後發動機6通過行星輪系驅動第一電機1發電。所發出的電力可以直接驅動第二電機2開車或給電池充電。此模式適合速度範圍大約為(Γ50公裡/小時，功率範圍為大約為3(T50Kw。此模式的動力傳遞路線如附圖3所示。此模式下第一電機1，第二電機2，發動機6，驅動輪之間存在以下轉速與力矩關係
V
ω€ = ωγ = ΦΜ< 1/βτ / 『『
1MGl - ,Ζβ此處分別為發動機6與環內齒輪5轉速,!Tjfffl,ζ分別為第一電機1和發動
機6的扭矩為行星輪參數，其等於環內齒輪5齒數除以太陽輪4齒數。並聯混合混合模式在此模式下，第二電磁離合器9開放，第一電磁離合器8閉合。此模式適合高功率需求工況，所適合速度範圍大於50公裡/小時，功率需求範圍為50千瓦以上。此模式下動力傳遞路線如附圖4所示。在此模式下，發動機6，第一電機1和第二電機2，驅動輪之間存在以下轉速與扭矩關係
權利要求1.一種混合動力汽車的動力系統，其特徵在於它包括以下主要部件兩個電機，一個發動機，一個行星輪系，兩個電磁離合器，電池與逆變器，發動機與行星輪系的環內齒輪相連，第一電機通過套軸與行星輪系的太陽輪相連，行星輪系的行星架可以由第二電磁離合器固定於箱體，也可以由第一電磁離合器與第二電機輸出軸相連，第二電機輸出軸與主變速齒輪相連；本動力系統具有三個運行模式純電動，串聯混合動力，並聯混合動力； 純電動運行模式汽車在此模式運行時，第一電磁離合器與第二電磁離合器都處於開放工況，發動機與第一電機都關閉，汽車由電機第二電機驅動，所有驅動力由電池提供；串聯混合動力模式汽車在此模式運行時，第二電磁離合器閉合，第一電磁離合器開放，因為第二電磁離合器閉合，行星輪系的行星架固定於箱體上，在進入此模式時，發動機首先由第一電機啟動，然後經過行星輪系提供動力給第一電機發電，在此模式下，汽車仍然由第二電機驅動，此模式實際上是串聯運行模式，也就是說，發動機驅動第一電機發電，所發出的電能提供給第二電機驅動汽車，多餘電能還可以通過逆變器給電池充電，此模式適合中低功率需求工況時以增程模式運行；並聯混合動力模式汽車在此模式運行時，第二電磁離合器開放，第一電磁離合器閉合，此模式適合汽車高功率需求工況，此模式實際上是一種電動CVT模式，主要作為增程式模式運行。
2.根據權利要求1所述的混合動力汽車的動力系統，其特徵在於第二電磁離合器閉合時將行星輪系的行星架固定於箱體上，第一電磁離合器閉合時將行星輪系的行星架與第二電機輸出軸相連。
專利摘要本實用新型提供了一種混合動力汽車的動力系統，其特徵在於它包括以下主要部件兩個電機，一個發動機，一個行星輪系，兩個電磁離合器，電池與逆變器，發動機與行星輪系的環內齒輪相連，第一電機通過套軸與行星輪系的太陽輪相連，行星輪系的行星架可以由第二電磁離合器固定於箱體，也可以由第一電磁離合器與第二電機輸出軸相連，第二電機輸出軸與主變速齒輪相連；本專利汽車動力系統具有三個運行模式純電動，串聯混合動力，並聯混合動力。本實用新型可以保證在大多數情形下純電動運行，必要時增程式運行，從而最大程度上實現便捷性，低能耗，零排放(或最低排放)。
文檔編號B60K6/44GK202174928SQ20112019458
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者張毅, 米春亭, 郭進端 申請人:蘇州安遠新能源動力有限公司