[实用新型]一种单电机深度混合驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种单电机深度混合驱动系统。

背景技术

具备纯电机驱动模式的混合动力驱动系统称为深度混合动力系统，简称深混驱动系统。在深混驱动系统中，电机、动力电池的功率较大，并且考虑到汽车运行成本问题，驱动系统还配备充电功能，即通过外部电网对汽车的动力电池进行充电。利用电网对动力电池组的充电可使车辆更多依靠纯电动驱动满足日常用途。这种车辆电气化、电网化是目前行业发展趋势，可实现对传统车辆节能减排，也成为各大汽车生产制造的研发方向。在如下文献中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。

在专利CN102501754A和CN103802654中分别公开了一种可实现电机和发动机转矩耦合的混合动力驱动系统。专利CN103273835A公开了一种基于双转子电机的混联式混合动力驱动系统。专利CN103963625A公开了一种基于平行轴齿轮系变速器的混合动力驱动系统。专利CN101439668A公开了一种基于行星轮系混合动力驱动系统。专利CN10333212A公开了一种基于双离合器自动变速器的混合动力驱动系统。在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术中存在如下问题：

在专利CN102501754A和CN103802654由于发动机曲轴和电机转子相连的布置，故动力耦合时二者转速一致，只能实现转矩耦合，发动机转速随车速改变，无法避开非高效区。并且CN103802654采用CVT与行星轮系组合的驱动系统，其传递扭矩受限于现有CVT扭矩容量，不易于推广应用于重载车辆上。

在专利CN103273835A中采用双转子电机来实现混联式驱动，其并联模式下要求双转子转速接近且离合器处于半联动状态，故只能处于瞬时或短时间工作(参见其说明书44段)。因此在本质上无法实现常规并联式混合动力长时间双动力驱动模式，发动机或电机的匹配功率较大，增加了成本。

在专利CN103963625A中在传统平行轴式自动变速器上增设电机动力输入端，可适应国内制造工艺水平。然而，不可避免驱动总成尺寸大、控制难等问题，并且同样无法实现发动机工作时转速与车速的解耦，从而无法避开非高效区。

在专利CN101439668A中基于双离合器的定轴轮系自动变速器来实现混合动力多模式驱动，同样存在总成尺寸大、轮齿强度要求高、无法发动机转速与车速的解耦。

在专利CN10333212A采用电机和发动机交错轴布置，因此增设了一组换向齿轮。此外，电机不经过行星轮系的单独电驱动时需增加一组定轴齿轮来减小电机的匹配扭矩。显然，该系统结构相对复杂及提高了成本。

实用新型内容

为此，需要对现有的混合动力系统进行改进，提供一种结构简单且工作效率更高的混合动力系统。

为实现上述目的，实用新型人提供了一种单电机深度混合驱动系统，包括发动机、电机、行星轮系、第一离合器和第二离合器，所述电机连接有电机控制器和动力电池组；

所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈以及齿圈制动器，所述太阳轮与行星轮啮合，行星轮与齿圈啮合；

所述发动机、行星轮系以及电机依次同轴设置，发动机的输出轴通过第一离合器与齿圈连接，所述电机的输出轴与太阳轮连接，所述行星架为驱动系统的动力输出端，行星架通过第二离合器与太阳轮连接；

通过发动机、电机、第一离合器、第二离合器以及齿圈制动器协同工作，驱动系统具有多种不同的工作模式，所述工作模式包括：怠速发电模式、单驱模式、转矩耦合模式，转速耦合模式和动能回收模式。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：通过将发动机、行星轮系和电机同轴设置，其结构简单，设置紧凑，单一传动轴的可靠性高，且制造成本低廉，发动机通过第一离合器与行星轮系的齿圈传动连接，电机通过第二离合器与行星架连接，并配合齿圈制动器，使发动机、电机和行星轮系协同工作，实现多种工作模式，扩大电机的高效区，使动力输出轴得以继承双动力源的扭矩和功率。

进一步的，所述电机为轴套结构，电机的中轴线上设置有中空通道，行星架的动力输出轴贯穿所述中空通道连接于传动装置。

进一步的，所述传动装置包括减速器、差速器和驱动桥，驱动系统的输出动力依次经过所述减速器、差速器和驱动桥传输至驱动轮。

进一步的，所述驱动系统的工作模式还包括高速行车发电模式，高速行车发电模式下第一离合器分离，第二离合器结合，齿圈制动器释放，发动机的输出动力一部分通过第二离合输出，另一部分通过电机发电后给动力电池充电。