[发明专利]一种电子无级变速并联式混合动力驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车中的动力传动与自动变速系统，具体是指一类无 级变速并联式混合动力驱动系统及其设计方法。

技术背景

由于能源和环境的问题所引起的人们增长的环保意识，对汽车节能、环保 要求越来越高，但是出电动汽车以及燃料电池汽车相关技术还不成熟，使得混 合动力汽车(HEV)越来越引起人们的重视，逐渐成为一种发展趋势，是当前 汽车领域课题研究的热点。

混合动力电动汽车动力合成的方法和结构形式直接关系到车辆的性能，目 前，混合动力汽车动力驱动系统的结构形式有串联式、并联式和串并混联式， 具体的结构形式有多种变化，但均存在一定的不足，不能充分发挥混合动力汽 车节能环保的优势。现在世界上各种混合驱动系统最有代表性的是日本丰田汽 车公司的THS混合动力系统、通用汽车公司的EP(电动并联)混合动力系统及 其AH2(第二代先进混合动力系统)、福特汽车公司的FHS混合动力系统。

而不论是HEV还是传统内燃机车辆，变速器作为其动力传动部件，对发动 机特性的调节、车辆的驾驶性能的好坏起着至关重要的作用。在现有的多种动 力传动系统中，液力机械式自动变速器(AT)具有不切断动力换档、起步平顺、 液力变矩器对阻力自适应的优点，但存在构造复杂、制造工艺要求高、液力变 矩器传动效率低等缺点；电控机械式自动变速器(AMT)具有传动效率高、功 率容量较大的优点，但难以获得无级自动变速的完美传动特性；由于无级变速 传动(CVT)能够连续改变速比，使得汽车在任意工况下，都可以按照驾驶员 的操作意图，实现发动机和电动机工作点的最佳匹配(最佳经济性或最佳动力 性匹配)，从而有效降低排放，提高整车的燃油经济性、动力性以及乘坐舒适性， 因此，基于无级变速传动的混合动力电动汽车已成为了首选方案。

但是，就目前存在的一些类型的机械式无级变速器(CVT)来看，也由于 它们实际上都是基于摩擦传动的，具有传递转矩和功率的能力及效率偏低、可 用的变速比范围(即系统最大速比和最小速比的比值)相当有限等缺点，因而 一般只适合于所需功率和速比范围不大的小排量轿车和摩托车，或其他只需传 递较小功率的用途或场合。

发明内容

本发明的目的在于克服目前汽车无级变速动力驱动系统的缺点，提供一种 布置较灵活、易于控制，不需采用变速器，传动效率较高，可实现多种不同工 作模式，并在各种工作模式下具有较大速比范围的自动无级变速功能的电子无 级变速并联式混合动力驱动装置。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明综合机械传动和电传动的优点，利用对转双转子电机的无级调速作 用，通过行星机构三个端口中的两个作为动力输入端，另外一个作为动力输出 端，形成动力的并联式汇入。具体是对转双转子电机的内转子两端分别与发动 机输出轴和行星机构的一个输入端联结，外转子则通过一对定轴齿轮副与行星 机构的另一输入端联结，动力最终由行星机构的输出端传递给减速器。

一种电子无级变速并联式混合动力驱动装置，包括对转双转子电机、电机 控制器、行星机构、蓄电池组、控制单元ECU和定轴齿轮副，行星机构的行星 架经输出轴与驱动桥连接，驱动桥通过两半轴与驱动轮连接；发动机的输入轴 通过由对转双转子电机和定轴齿轮副组成的动力传送机构分别与行星机构的太 阳轮与齿圈连接；一个制动器与行星机构的齿圈连接，或者是两个制动器分别 与太阳轮和齿圈连接；蓄电池组分别与电机控制器和控制单元ECU电连接，电 机控制器与对转双转子电机电连接；输入轴和输出轴上分别设有第一转速传感 器和第二转速传感器，控制单元ECU分别与第一转速传感器、第二转速传感器、 制动器和电机控制器信号连接。

所述发动机的输入轴通过由对转双转子电机和定轴齿轮副组成的动力传送 机构分别与行星机构的太阳轮与齿圈连接是指发动机通过输入轴、第一制动器 与行星机构的太阳轮连接；输入轴上还设有定轴齿轮副，定轴齿轮副与对转双 转子电机的内转子连接，双转子电机的外转子通过轴与第二制动器与行星机构 的齿圈连接。

所述发动机的输入轴上还设有自动可控离合器，自动可控离合器与控制单 元ECU信号连接。

所述第一制动器和第二制动器为干式、湿式或电磁制动器。

所述第一制动器和第二制动器为单片或多片的制动器。

所述蓄电池组为锂电池、镍氢电池或铅酸电池。

本发明的工作原理：