[发明专利]一种带锁止功能的行星轮系动力耦合装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于动力传动领域，尤其涉及一种带锁止功能的行星轮系动力耦合装置及其工 作方法。

背景技术

随着全球能源消耗和环境问题日益凸显，节能与环保已然成为现代汽车行业需要解决 的首要问题。混合动力汽车能兼顾传统汽车和纯电动汽车优点，燃油经济性好、排放低， 被认为是现阶段传统汽车向纯电动汽车过渡的主流车型之一。

混合动力汽车按照其结构分类可以被分为三类：串联式、并联式和混联式。混联式混 合动力汽车借助行星耦合机构，可以实现车辆以串联式工作也可以实现以并联式工作。中 国专利(CN103770627A)公开了一种单行星排混合动力驱动装置，主要存在以下不足：1、 发动机与太阳轮连接，行星架作为输出，系统不具备功率分流特性；2、当齿圈与太阳轮通 过拨叉连成一体时，发动机转速转矩与车轮不解耦，不能实现发动机单独工作在高效率区 间，减低了系统性能；3、纯电动工作时，太阳轮锁死；由基本运动学方程 ω_S+K·ω_R＝(1+K)·ω_C可知，齿圈与行星架的传动比关系为K/(K+1)，小于本系统中的K， 导致电机选型时，电机转速较低，在功率相同情况下，其尺寸将更大，不利于布置。

发明内容

针对现阶段行星轮系动力耦合装置结构均较为复杂的不足，本发明基于单排行星轮系， 通过在结构中增设一个制动器，在保证车辆运行模式多样化的前提下，有效地提高了系统 的实用性与可行性。

本发明的实现技术方案是：

一种带锁止功能的行星轮系动力耦合装置，包括发动机、第一电机、第二电机、制动 器、行星轮系、动力总成输出端、控制器；

所述第一电机包括第一电机转子、第一电机定子，所述第二电机包括第二电机转子、 第二电机定子；所述第一电机定子和所述第二电机定子固定在动力耦合装置壳体上；

所述行星轮系由太阳轮、行星架、行星轮和齿圈组成，所述太阳轮与所述行星架为斜 齿轮外啮合，所述行星架与所述齿圈为斜齿轮内啮合；

所述发动机、第一电机、制动器、行星轮系及第二电机沿轴向依次排列；所述第一电 机转子一端与所述发动机同轴连接，另一端与所述行星架相连；所述第二电机转子与所述 太阳轮同轴相连；所述制动器一端连接动力耦合装置壳体，另一端与所述行星架相连；所 述齿圈与所述动力总成输出端同轴相连；

所述控制器的输出端分别与所述发动机、第一电机、第二电机、制动器相连接；所述 控制器发出控制指令，实现对所述发动机、第一电机、第二电机及制动器工作状态的控制。

进一步，所述行星轮有3个，其结构相同，均分布在距所述行星架中心轴线等距离的 圆周上，且通过轴承套在所述行星架上。

本发明的一种带锁止功能的行星轮系动力耦合装置的工作方法，包括纯电动模式、发 动机启动模式、行车发电模式、复合驱动模式、再生制动模式和停车发电模式6种工作模 式；

所述纯电动模式包含两种工作模式：第一种是制动器闭合，行星架锁止，发动机、第 一电机关闭，第二电机单独工作；第二种是制动器打开，第一电机、第二电机联合驱动， 发动机关闭；

所述发动机启动模式包含两种工作模式：第一种是停车启动：制动器打开，第一电机 直接带动发动机转动，直至怠速，第二电机空转；第二种是行车启动：制动器打开，第一 电机直接带动发动机转动，直至怠速，与停车启动不同，第二电机参与驱动，维持车速；

所述行车发电模式中制动器打开，发动机进行功率分流，一部分用于驱动车辆行驶， 另一部分用于第二电机发电，第一电机不工作；

所述复合驱动模式中制动器打开，发动机、第一电机、第二电机均处于驱动状态，三 者的力矩经由行星架和太阳轮最终汇流到齿圈输出；

所述再生制动模式包含两种工作模式：第一种是制动器关闭，行星架被锁止，第一电 机、发动机不工作，第二电机单独回收能量；第二种是制动器打开，发动机关闭，控制器 协调第一电机、第二电机之间的功率分配；

所述停车发电模式包含两种工作模式：第一种是制动器打开，发动机带动第一电机工 作，第二电机空转；第二种是制动器打开，发动机带动第一电机、第二电机，控制器协调 第一电机、第二电机之间的功率分配。