[实用新型]电子无级变速混合动力系统

说明书

技术领域

本实用新型属于混合动力汽车底盘与传动系统领域，具体涉及一种电子无级变速混合动力系统。

背景技术

混合动力系统是新能源汽车采用的一种形式，一般指电能和燃油作为能源的系统，即由电机和发动机共同作为动力输出单元驱动车辆，从而获得更好的燃油经济性和动力性。

无级变速指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。由于变速比的连续调节，可以使发动机工作在期望的最佳工况。常见的无级变速系统有金属带式无级变速器CVT，但是受金属带的限制，不能传递大扭矩。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种电子无级变速混合动力系统，不仅实现了电机和发动机动力的耦合，同时实现了针对发动机的无级变速。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种电子无级变速混合动力系统，发动机和行星架固结，电机与太阳轮固结，输出轴与齿圈固结，动力由发动机和电机分别通过行星架和太阳轮输入，由输出轴输出，最终驱动车轮，通过调整电机的转速，实现无级变速。

通过对所述行星齿轮的转速分析，可以得出输出轴、发动机和电机的转速关系：

       （1）

式中，——发动机1转速

——电机2转速

——输出轴4转速

——太阳轮301齿数

——齿圈303齿数

通常发动机在某一节气门开度下，均有一条与之相对应的特性曲线。由该特性曲线可以得到在相应节气门开度下，该发动机燃油消耗最少和功率最大时分别对应的转速和。在测得输出轴当前转速后，根据公式（1）对电机的转速进行调整，即可使发动机的转速达到或，从而满足所需燃油经济性或动力性的要求。也就是说当车速为任意值时，该系统均可通过对电机的转速调整来实现无级变速，使发动机在满足燃油经济性或动力性要求的工况下工作。

所述发动机对行星轮的作用力方向必须与电机对行星轮的作用力和输出轴对行星轮反作用力方向相反，即电机扭矩方向根据发动机扭矩方向唯一确定，否则行星齿轮将无法平衡并不断加速旋转，使得功率消耗在行星齿轮的加速上，而不是作用在整车上。

所述电机可能在两个工况下工作——发电工况产生电能及驱动工况消耗电能。电机发电工况下的负载扭矩和驱动工况下的驱动扭矩方向相同，而转速在不同工况下可能方向不同。当电机处于驱动工况，输出轴的输出功率等于发动机和电机功率之和，即；当电机处于发电工况，输出轴的输出功率等于发动机功率减去电机功率，即。

在所述发动机对行星轮的作用力方向与电机对行星轮的作用力和输出轴对行星轮反作用力方向相反的前提下，当汽车处于匀速工况，行星轮上所受合力必须平衡，即，且，故。因此如果发动机工作在某一工况下（扭矩、转速恒定），在不同输出转速下，输出轴始终输出恒定扭矩，即此无级变速系统有输出恒扭矩的特性，与传统无级变速器的输出恒功率特性不同。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过行星齿轮机构实现无级变速，相对于金属带式无级变速器CVT采用的金属带结构更加简单，效率更高，同时由于不受金属带的限制，可传递大扭矩；

（2）相对通过液压控制活动带轮的轴向移动从而实现无级变速的方式，通过电机调速实现无级变速的响应速度更快；

（3）通过实时调整电机转速，可在实现无级变速，使发动机在满足燃油经济性或动力性要求的工况下工作。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型行星轮的受力图；

图中标号说明

1—发动机；                         2—电机；

3—行星齿轮；                       4—输出轴；

301—太阳轮；                       302—行星轮；

303—齿圈；                         304—行星架；

—发动机对行星轮的作用力；

—电机对行星轮的作用力；

—齿圈对行星轮反作用力。

具体实施方式

下面结合附图所示，对本实用新型的具体实施例作进一步的说明。

本实用新型提供一种电子无级变速混合动力系统，该系统可以通过电机和行星齿轮实现针对发动机的无级变速。