[发明专利]混合驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的驱动系统。

背景技术

在市场上的电动车辆的特征在于，所述电动车辆通过电池电量仅能形成小的续航里程。因此越来越多地提供具有增程器(REX)的系统。这通常是驱动发电机的传统的往复活塞式内燃机。产生的电能或者直接地或者通过在电化学电池中暂存而间接地提供给驱动系统。在此，增程器用于产生电能，而不是用于直接驱动车辆。另外有所谓的插电式混合动力车辆(PHEV)。这些插电式混合动力车辆同样具有电动机和往复活塞式内燃机。但是在此这两个总成通常通过耗费的变速器耦联，并且因此能够直接驱动车辆。具有增程器的电动车辆是所谓的串联式混合动力车辆。在此，内燃机不是直接用于牵引，而是通过发电机给蓄能器充电。在此产生能量转换损耗，因为内燃机的机械功率通过发电机才转换成电功率，并且紧接着电功率又通过牵引电动机转换成机械功率。如果产生的电能被暂存，那么在此还必须考虑蓄能器的效率。

在插电式混合动力车辆中，内燃机虽然能直接驱动车辆，但是为此大部分情况下需要非常复杂的变速器，以便使内燃机的特性适配于行驶目的。这些变速器大部分情况下是沉重的并且需要很多结构空间。

由DE10012221A1已知一种具有一个内燃机和两个电机的混合动力车辆，该内燃机用于驱动第一车轴，并且所述电机用于驱动第一车轴和另一个车轴。

发明内容

由现有技术出发，本发明的目的是，提供一种改进的用于机动车的驱动系统。

该目的通过一种按独立权利要求1的用于机动车的驱动系统以及通过针对方法的独立权利要求13解决。具有按本发明驱动系统的车辆在权利要求12中提出。其他有利的结构在从属权利要求中给出。

按一个方面，按本发明的用于机动车的驱动系统具有：内燃机驱动的和电动机驱动的第一轮对；电动机驱动的第二轮对；与第一轮对耦联的内燃机；能作为电动机运行的发电机，该发电机与内燃机和第一轮对耦联；以及电动机，该电动机与第二轮对耦联并且设置成用于将由发电机产生的能量转换成机械能。另外设有行星齿轮传动装置，内燃机通过该行星齿轮传动装置与发电机和第一轮对耦联。

电动机和发电机优选构成为异步电机(ASM)或持久激励的同步电机(PSM)。因此这两者不仅可以作为用于产生能量的发电机运行而且可以用于产生转矩地运行。

内燃机通过行星齿轮传动装置与发电机和输出装置耦联。通过这种布置可以将变化的机械功率传递到输出装置上。在此，内燃机和发电机的转速可变化。这种自由度允许由发电机提供的电功率尤其灵活地适配于车载电网需求。

改良尤其也在于各单个部件的设置。优选设置在后车轴即第二轮对上的电动机可以类似于在单纯的电动车辆中那样构成。因此，在此可以采用廉价的标准解决方案。通过优选添加例如在前车轴上的第一轮对的基于内燃机的驱动，实现如下可能性，即不仅在少的燃料消耗中延长车辆的续航里程，而且提供附加的驱动功率。通过在第一轮对上添加驱动，与传统的电动驱动相比，不仅可改善消耗而且可以改善行驶功率。如果放弃在第一轮对上的驱动，那么还总是提供完全有功能性的驱动，这鉴于模块性具有优点。

第一轮对的驱动优选如下设计，即能够无问题地以恒定速度直至最大速度行驶并且也能以较小加速度行驶。从而这种驱动也适用于在较长行程上运动的电动车辆。因此，非常小的内燃机功率和发电机功率就已经足够了(满足驱动基本负荷)。于是在高的行驶动力学中优选使用在第二轮对上的较强的电动机。另外，驱动系统提供如下优点：优选基于单纯后置驱动的车辆可实现全轮驱动车辆。

按本发明驱动系统的有利结构，第一轮对配设于前驱动车轴并且第二轮对配设于后驱动车轴。这提供如下优点：配设于内燃机的总成即发电机可以安置在车辆前面的发动机室中，而仅较紧凑的电动机安置在车尾中。因此能实现空间优点。

按本发明驱动系统的另一有利的结构，用于存储和输出能量的电池设置成连接到发电机和电动机上。因此可以实现通过发电机产生能量和通过电动机提供驱动力矩的较好解耦。例如基于转换过程可以补偿通过发电机产生的暂时较小的能量，使得电动机能连续地得到能量。

按本发明驱动系统的另一有利的结构，设置第一制动器用于制动尤其是固定行星齿轮传动装置的齿圈。因此，内燃机可以尤其简单地由发电机起动。第一制动器例如构成为爪式离合器，这在闭合状态中允许无打滑性并且另外在打开状态中允许小的摩擦损耗。