[发明专利]一种高效节能安全的混合动力CVT无级变速系统

说明书

本发明实施例公开了一种高效节能安全的混合动力CVT无级变速系统，包括CVT无级变速箱的后从动带轮输入轴同轴相接安装的离心离合驱动电机、燃油发动机的发动机曲轴相接的启动发电机、主控制器ECU，所述CVT无级变速箱通过齿轮差速箱的输出驱动轴传动驱动轮行驶，所述主控制器ECU控制所述燃油发动机与离心离合驱动电机的结合。采用本发明，解决燃油发动机与电机工作时的互相连动的分离结构，解除分离两者之间互相产生的连动阻力、消除能耗因阻力浪费，在能源损耗上高效回收能源储存循环使用，高效回收能源储存循环使用、达到节能减排高效回收能源的目标。

技术领域

本发明涉及一种车辆动力系统，尤其涉及一种高效节能安全的混合动力CVT无级变速系统。

背景技术

随着全球能源紧张及机动车日益的增长、车辆尾气排放污染造成空气质量低落的重要因素之一、为降低车辆尾气排放、达到节能减排的目的，成为从事车辆制造企业积极研发具有高效率、低车排放的动力驱动系统，达到节能减排发展方向。而随着国内外政府对燃油车的排放管理越来越严格，车辆尾气排放首要是解决动力系统的问题，因此混合动力开始有串联式混动、并联式混动和混联式混动。省油环保的混合动力车辆和新能源车辆开始被更多的消费者青睐和接受，混合动力车辆在节能减排的方向也得到国内外政府的鼓励和支持。

1、丰田汽车在20世纪未推出混联式混合动力汽车，克服了发动机在初始起动条件下的排放控制与动力要求的困难，其混合动力系统设计是采用双电机动力分流和行星齿轮耦合方案，车辆在制动动能及逆循环过程回收储能电量回充电池组、有效的回收能源循环利用，其设计仍存在如下缺点：

(1.1)丰田THS结构设计包括发动机、1号电机、2号电机、行星齿轮、控制1号电机调整行星齿相对应发动机转速、达到无级变速，其变速结构设计控制复杂，并非CVT无级变速，不具备CVT无级变速箱的优越起步动力和加速顺畅性能，发动机工作时与电机的行星齿轮始终无法分离解耦，在发动工作时增加电机连带连动阻力，能耗在多次转换过程中被阻力消耗和浪费，电机能量回收只能在制动状态下小发功率发电回充，回充电量有限，其系统不具备直插式充电功能，导致车载电能储能有限，电驱动续航能力不足，车辆行驶基本以燃油发动机动力为主、电驱动为副助，而且发动机启停过于频繁、在系统和排放方面控制难度极大，能源回收无法达到高效利用。

2、绕开丰田汽车的行星齿轮耦合技术混合动力系统，其它的混合动力无级变速多模式直接驱动系统其设计直接去除传动变速箱，由发动机、发电机、驱动电机、离合器、差速器、电池组、控制电路组成。燃油发动机用于高速行驶工作，而载重、爬坡、大扭矩输出时燃油发动机协同工作，而且多个电机组合，存在如下缺点：

(2.1)当车辆在载重或连续爬坡大扭矩输出时、驱动电机工做功效率损耗最大、电能损耗快速，连续工作会导致电池组过度放电，当电池处于低电压时输出电流也倍增加大、会导致电池、电机、控制元件老化易损，倍增大电流会瞬间击穿电机或控制元件的损坏或短路，燃油发动机在去除变速箱将无从改变输出动力传动比，失去低转速大扭矩的动力输出性能优势，此时燃油发动机工作效率极低、输出扭矩极小，只会增加油耗和排放，系统采用的牙嵌电磁离合器在差速箱之间分离/接合时会出现延时抖动，发动机/电机在中高转速工作之间频繁分离/接合其瞬间的分离接合冲击力会导致离合器过度老化和易损，而且系统多个电机设计组合、结构复杂，制造成本偏高，在控制和行驶使用中难免有控制廷时或不协同同步问题。存在很大技术解决难点。

3、目前的CVT无级变速箱结构设计简单、性能优越，采用前后V型带锥轮和V型传动带形成、改变前后V型带锥轮的深槽及直径、从而连续改变传动比，相比齿轮变速箱结构简单、性能优越、变速加速顺畅，但CVT无级变速箱设计存在如下缺点：

(3.1)急加速或大扭矩工作时V形带与前后V形从动锥轮摩擦瞬间会打滑失速的技术缺陷，即燃油动力及电机动力均通过CVT的输入端经变速后再由输出轴输出，存在着cvt负荷重，动力变动大，V形带在连续变速工作过程中的老化或磨损、断裂、会致使车辆在行驶过程中突然间失去传动动力、无从加速，导致危险的交通安全隐患。