[发明专利]混合动力动车组动力系统

权利要求书

1.一种混合动力动车组动力系统，其特征在于，包括动力电池系统、牵引动力系统和辅助动力系统；

所述动力电池系统包括动力电池、动力电池控制系统和动力电池热管理系统；

所述牵引动力系统包括柴油机、电机、牵引逆变器、混动箱、离合器、变速箱、万向轴、车齿箱、轮对、冷却系统和电控系统；

所述辅助动力系统包括辅助逆变器、滤波器、变压器、电源、充电机和蓄电池；

所述动力电池系统、牵引动力系统和辅助动力系统通过直流母线交互联通。

2.根据权利要求1所述的混合动力动车组动力系统，其特征在于，所述混动箱包括：箱体、差动行星齿轮组、外啮合齿轮组、离合器一、离合器二、润滑系统和电控系统，

所述差动行星齿轮组包括有太阳轮(13)、多个行星轮(12)、内齿圈(11)和行星架(17)，所述多个行星轮(12)之间通过行星架(17)固定，所述行星轮(12)啮合在太阳轮(13)和内齿圈(11)之间，所述内齿圈(11)内侧壁和外侧壁均设置有轮齿，所述离合器一(9)通过第五连接轴(19)与所述行星架(17)连接，所述离合器一(9)通过第一连接轴(5)与柴油机(1)连接，所述行星架(17)与所述内齿圈(11)之间连接离合器二(10)，所述内齿圈(11)通过第二连接轴(6)连接变速器(2)，

所述外啮合齿轮组包括第一外啮合齿轮(14)、第二外啮合齿轮(16)和第三外啮合齿轮(15)，所述第一外啮合齿轮(14)与太阳轮(13)通过浮动齿轮联轴器(22)连接，所述太阳轮(13)套在所述第五连接轴(19)上，所述第二外啮合齿轮(16)与第一外啮合齿轮(14)啮合，所述第三外啮合齿轮(15)与内齿圈(11)的外侧轮齿啮合，所述第二外啮合齿轮(16)通过第三连接轴(7)连接电机一(3)，所述第三外啮合齿轮(15)通过第四连接轴(8)连接电机二(4)，所述电机一(3)由变流器一(20)控制，所述电机二(4)由变流器二(21)控制。

3.根据权利要求2所述的混合动力动车组动力系统，其特征在于，所述混合动力动车组系统包括以下工作模式：启动柴油机、纯柴油机驱动模式、混联驱动模式、纯电驱动模式、并联混动驱动模式，其中：

启动柴油机：动车组在启动时，所述离合器一和所述离合器二均处于结合状态，行星齿轮组形成一个整体，所述变流器一和所述变流器二有两种结合方式：

第一种：所述变流器一处于空载状态，所述变流器二处于电动状态，所述电机一不工作，所述电机二通过第三外啮合齿轮、内齿圈、行星轮和行星架，启动柴油机；

第二种：所述变流器一处于电动状态，所述变流器二处于空载状态，所述电机二不工作，所述电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮、太阳轮、行星轮和行星架，启动柴油机；

纯柴油机驱动模式：动车组在此模式运行时，所述离合器一和所述离合器二均处于结合状态，行星齿轮组形成一个整体，所述变流器一和所述变流器二均处于空载状态，所述电机一和所述电机二均不工作，所述柴油机通过所述离合器一和所述离合器二直接驱动变速箱；

混联驱动模式：动车组在此模式运行时，所述离合器一结合，所述离合器二断开，所述变流器一和所述变流器二有四种结合方式，均可实现柴油机与电机一之间的转速解耦和柴油机与电机二之间的扭矩解耦：

第一种：所述变流器一和所述变流器二均处于电动状态，所述柴油机通过所述离合器一驱动行星架，所述电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮驱动太阳轮，两者通过行星轮组共同由内齿圈输出，所述电机二通过第三外啮合齿轮直接驱动内齿圈，三者共同驱动变速箱；

第二种：所述变流器一处于电动状态，所述变流器二处于充电状态，所述柴油机通过所述离合器一驱动行星架，所述电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮驱动太阳轮，两者通过行星轮组共同由内齿圈输出，共同驱动变速箱，同时内齿圈通过第三外啮合齿轮驱动电机二发电；

第三种：所述变流器一处于充电状态，所述变流器二处于电动状态，所述柴油机通过所述离合器一驱动行星架，通过行星轮组由内齿圈输出，所述电机二通过第三外啮合齿轮直接驱动内齿圈，两者共同驱动变速箱，同时柴油机通过行星架、行星轮、太阳轮、第一外啮合齿轮、第二外啮合齿轮驱动电机一发电；

第四种：所述变流器一和所述变流器二均处于充电状态，所述柴油机通过所述离合器一驱动行星架，通过行星轮组由内齿圈输出驱动变速箱，同时柴油机通过行星架、行星轮、太阳轮、第一外啮合齿轮、第二外啮合齿轮驱动电机一发电，通过行星架、行星轮、内齿圈、第三外啮合齿轮驱动电机二发电；

纯电驱动模式：动车组在此模式运行时，所述离合器一断开，所述离合器二结合，行星齿轮组形成一个整体，所述变流器一和所述变流器二有三种结合方式：

第一种：所述变流器一和所述变流器二均处于电动状态，所述电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮、太阳轮、行星轮驱动内齿圈，所述电机二通过第三外啮合齿轮驱动内齿圈，两者共同驱动变速箱；

第二种：所述变流器一处于电动状态，所述变流器二处于空载状态，所述电机二不工作，所述电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮、太阳轮、行星轮、内齿圈驱动变速箱；

第三种：所述变流器一处于空载状态，所述变流器二处于电动状态，所述电机一不工作，所述电机二通过第三外啮合齿轮、内齿圈驱动变速箱；

并联混动驱动模式：动车组在此模式运行时，所述离合器一和所述离合器二均处于结合状态，行星齿轮组形成一个整体，所述变流器一和所述变流器二有两种结合方式：

第一种：所述变流器一和所述变流器二均处于电动状态，所述柴油机通过所述离合器一和所述离合器二直接驱动变速箱，所示电机一通过第二外啮合齿轮、第一外啮合齿轮，太阳轮、行星轮和内齿圈驱动变速箱，所述电机二通过第三外啮合齿轮和内齿圈驱动变速箱，实现柴油机、电机一和电机二共同驱动变速箱；

第二种：所述变流器一和所述变流器二均处于充电状态，所述柴油机通过所述离合器一和所述离合器二直接驱动变速箱，同时柴油机通过行星架、行星轮、太阳轮、第一外啮合齿轮、第二外啮合齿轮驱动电机一发电，通过行星架、行星轮、内齿圈、第三外啮合齿轮驱动电机二发电；

第三种：所述变流器一处于发电状态，所述变流器二处于空载状态，电机二不工作，所述柴油机通过所述离合器一和所述离合器二直接驱动变速箱，同时柴油机通过行星架、行星轮、太阳轮、第一外啮合齿轮、第二外啮合齿轮驱动电机一发电；

第四种：所述变流器一处于空载状态，所述变流器二处于发电状态，电机一不工作，所述柴油机通过所述离合器一和所述离合器二直接驱动变速箱，同时柴油机通过行星架、行星轮、内齿圈、第三外啮合齿轮驱动电机二发电。