[实用新型]混合动力驱动系统及混合动力汽车

说明书

本实用新型属于混合动力技术领域，涉及一种混合动力驱动系统及混合动力汽车，该混合动力驱动系统包括发动机、第一离合器、输入轴、第一齿轮、单行星排、第一电机、第二齿轮、第二离合器、第三离合器、中间轴、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第四离合器、第六齿轮、第二电机、第七齿轮及差速器。本申请的混合动力驱动系统，通过发动机、第一电机、第二电机、单行星排、多个齿轮及多个操纵元件(第一离合器、第二离合器、第三离合器及第四离合器)的合理布局，可实现三种混合驱动模式及发动机直驱模式，以使得汽车在中高速工况时也具有较高的传动效率，经济性好。

技术领域

本实用新型属于混合动力技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及混合动力汽车。

背景技术

汽车的动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。发动机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩上。因此，实现发动机转速和扭矩最优(即动力最优状态)并与驱动轮动力状态较好的匹配，是变速器开发的首要任务。

目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间的驱动轮速度的调节则依靠发动机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式、液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，发动机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用发动机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。

近年来，机电混合动力技术的诞生为实现发动机与驱动轮之间的动力完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，发动机－发电机－电动机－轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机－电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器(如电池、电容等)联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

并联混合系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机－电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机－电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机－电，电－机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。例如，该系统包含两个电机，一个行星齿轮机构。通过合理的控制相关动力源，可以实现纯电动、混合驱动等工作模式。

丰田PRIUS混动系统包含两个电机及一个行星齿轮机构。通过合理的控制相关动力源，可以实现纯电、E-CVT混动及再生制动等模式，但是不能实现发动机直驱模式。

此外，丰田PRIUS混动系统的单E-CVT模式混动系统在低速和高速工况下，电气路传递功率相对机械路传递功率占比较大，因电气路传递功率需经过机械功率到电功率，电功率再到机械功率的两次转换，损失较大，此时系统效率较低。虽然低速工况可采用纯电模式，避免使用E-CVT模式，提高了系统效率，但对于高速工况，该系统只能采用唯一的E-CVT模式。可见，现有技术中的混合动力系统在汽车高速工况时的传动效率不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中的混合动力系统在汽车高速工况时的效率不高的问题，提供一种混合动力驱动系统及混合动力汽车。