[实用新型]一种模块化混合动力耦合装置

说明书

本实用新型涉及一种模块化混合动力耦合装置，包括发动机、第一电动/发电机、第二电动/发电机、第一离合器和第一行星齿轮系和第二行星齿轮系，发动机的输出端与第一离合器的一端连接，第一离合器的另一端与第一电动/发电机主轴的一端连接，第一电动/发电机主轴的另一端通过两个行星齿轮系连接至第二电动/发电机。与现有技术相比，本实用新型可以在混合动力工况下实现电气无级变速工作模式运行。

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力技术，尤其是涉及一种模块化混合动力耦合装置。

背景技术

以内燃机为动力的汽车在发展过程中面临着不断减少污染物排放的挑战，汽车动力正向着可再生、清洁能源的方向发展。混合动力技术是一种将内燃机动力和电动机动力以一定方式耦合以驱动汽车的技术，它是汽车动力走向完全摆脱对化石燃料依赖、百分之百依靠清洁能源之前的一种中间过渡技术。

与传统的内燃机动力技术相比，混合动力技术可以显著提高能量利用效率，降低排放。由于储能技术尚待完善，车载清洁能源还存在着价格昂贵或者能量密度小的不足，混合动力技术在一定程度上可以弥补目前清洁能源驱动技术的短板，使整车在排放方面满足政府不断变得严苛的法规要求，而在续驶里程方面则可以满足汽车用户的使用要求，避免出现里程焦虑。

现有技术主要包括两大类。一类是采用行星齿轮系作为耦合装置的技术，通常采用1到3个行星齿轮系以不同的方式与输入的多个动力源连接起来，其中典型的代表性专利包括美国专利US3566717、US6155364以及中国专利CN200810053530.7、CN201110185854.8。另一大类是采用平行轴(Layshaft)式齿轮系作为耦合装置的技术，例如中国专利CN200610141069.1、CN200910199960.4(US8727939B2)等。

上述第一类行星齿轮系耦合装置技术的缺陷主要包括：(1)在纯电动工况运行时，由于发动机不参与驱动，通过行星齿轮系与其高度耦合的发动机控制电机(即发电机)无法参与驱动，限制了整个装置的动力性能；(2)在纯电动工况运行时，发电机和主驱动电机无法实现电气无级变速工作方式，因此无法实现纯电动工作模式下性能和效率的最大化；(3)在纯电动工况下，仅以主驱动电机驱动时，只能以固定传动比运行，无法保证电机经常在高效区运行，系统效率不高；(4)当车速较低时，在混合动力模式下，发动机参与驱动时发电机只能以发电模式运行，发出的电供给主驱动电机使用，这一工作方式使这部分能量经历了机械能到电能、再由电能到机械能的转换，效率不高；(5)当车速较高时，在混合动力模式下，发动机参与驱动时发电机只能以电动模式运行，而主驱动电机将以发电模式运行，发出的电供给发电机使用，这一工作方式也使发动机提供的一部分动力经历了机械能到电能、再由电能到机械能的转换，效率不高；(6)发动机驱动发电机给电池充电时，发动机和发电机的工作点受到整车运行工作点的牵制，选取工作点的自由度较小，使发电效率受到影响；(7)在滑行工况下，仅主驱动电机能够参与能量的回收，而发动机控制电机处于空转状态，使制动能量回馈的效果受到负面影响；(8)在制动能量回馈工况下，为了使效果最大化，发电机需要以发电工况运行，而发动机则必须进入发动机制动工作模式，这在一定程度上浪费了本可以回收的动能，影响能量回收的效果。