[发明专利]一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构及其动态协调控制方法

权利要求书

1.一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构，其特征在于，包括发动机(7)、行星齿轮机构、第一电机(1)、第二电机(6)、离合器A(8)、离合器B(11)、制动器A(3)、制动器B(13)、齿轮A(5)、齿轮B(10)；

所述发动机(7)的输出轴依次通过离合器A(8)、第一传动轴(9)和离合器B(11)与行星架的齿圈相连；所述行星齿轮机构包括太阳轮(2)、行星架(12)、齿圈(4)和行星轮；三个结构相同的行星轮均匀分布在到行星架(12)中心轴线距离相等的圆周上，且空套在行星架(12)上；所述行星齿轮机构中的太阳轮(2)通过制动器B(13)与动力耦合机构的壳体连接；所述行星齿轮机构中的齿圈(4)通过制动器A(3)与动力耦合机构的壳体连接；所述第一电机(1)包括电机转子A、电机定子A；所述第二电机(6)包括电机转子B、电机定子B；所述电机转子A与太阳轮(2)同轴固定连接；所述电机转子B与齿轮A(5)同轴固定连接；所述制动器A(3)与齿圈(4)相连；所述制动器B(13)与行星架太阳轮(2)相连；所述齿轮A(5)与齿轮B(10)相啮合，且齿轮A(5)的半径小于齿轮B(10)的半径；齿轮A(5)与第二电机(6)的电机转子B同轴连接；所述齿轮B(10)固定在离合器A(8)与离合器B(11)之间的第一传动轴(9)上，第二传动轴(14)与行星架相连，并将动力传递到减速器或者减速机构上。

2.根据权利要求1所述的一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构，其特征在于，所述离合器A(8)和离合器B(11)是湿式离合器，所述制动器A(3)和制动器B(13)是干式或者湿式制动器，通过电控液压系统控制离合器与制动器的结合与断开。

3.根据权利要求1所述的一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构，其特征在于，所述离合器A(8)和离合器B(11)集成在第一传动轴(9)上。

4.根据权利要求1所述的一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构，其特征在于，所述齿轮B(10)与第一传动轴(9)为一体式结构。

5.根据权利要求1所述的一种单行星排式混合动力汽车动力耦合机构，其特征在于，所述电机定子A和电机定子B固定在动力耦合机构的壳体上；所述制动器A(3)固定端与装置壳体连接，所述制动器B(13)固定端与装置壳体连接。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的单行星排式混合动力汽车动力耦合机构的动态协调控制方法，其特征在于，该方法包括：

1)纯电动模式1切换到混合动力模式：离合器A(8)结合、第二电机(6)快速启动并带动发动机到怠速转速、发动机(7)点火启动、制动器A(3)分离，离合器B(11)进入滑摩状态、离合器B(11)两端转速差小于一定数值时离合器结合、在此过程中第二电机(6)补偿发动机转矩并调整第一传动轴(9)的转速，发动机工作状态稳定后根据能量管理策略决定第一电机(1)和第二电机(6)是否还需要工作，不需要第二电机(6)工作就将其关闭，不需要第一电机(1)工作需要关闭第一电机(1)的同时结合制动器B(13)；

2)纯电动模式2切换到混合动力模式：离合器A(8)通过滑摩将发动机(7)带动到怠速转速、发动机(7)点火启动、离合器A(8)两端转速差小于一定数值时，结合离合器A(8)、第二电机(6)补偿发动机转矩并调整第一传动轴(9)的转速，发动机(7)状态稳定后根据能量管理策略决定第一电机(1)和第二电机(6)是否还需要工作，不需要第二电机(6)工作就将其关闭，不需要第一电机(1)工作需要关闭第一电机(1)的同时结合制动器B(13)；

3)纯电动模式1切换到发动机驱动模式：离合器A(8)结合、第二电机(6)快速启动并带动发动机(7)到怠速转速、发动机(7)点火启动、制动器A(3)分离且离合器B(11)进入滑摩状态、离合器B(11)两端转速差小于一定数值时结合、第二电机(6)补偿发动机转矩并调节第一传动轴(9)的转速、发动机7工作状态稳定后关闭第一电机(1)和第二电机(6)，并结合制动器B(13)；

4)由纯电动模式2切换到发动机驱动模式：通过离合器A(8)滑摩，利用第二电机(6)输出动力带动发动机转速迅速达到怠速转速并点火启动，在发动机(7)达到怠速转速后，结合离合器A(8)，发动机(7)工作状态稳定后，第一电机(1)和第二电机(6)停止工作，制动器B(13)锁止；

5)纯电动模式1切换到行车充电模式：该过程先直接结合离合器A(8)，利用第二电机(6)提供动力使发动机(7)快速启动，在发动机转速被带动到怠速转速并点火启动时，断开制动器A(3)，并使离合器B(11)进入滑摩阶段，当离合器B(11)主从动盘转速小于一个较小数值时，结合离合器B(11)，在发动机(7)工作状态稳定后，进一步地由发动机(7)提供转矩使得第二电机(6)反转，实现发电。