[发明专利]混合动力输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力输出装置，更具体地，本发明涉及一种用来把动力输出到驱动轴的混合动力输出装置。

背景技术

混合动力车辆同时采用两种不同的动力源，根据动力系统的连接方式不同，主要可以分为三种结构形式，即串联、并联和混联。

串联结构的特征是以电力形式进行复合，发动机直接驱动发电机对储能装置和电动机供电，电动机用来驱动车轮；并联结构的特征是以机械形式进行复合，发动机与驱动轴相连，电机可同时用作电动机和发电机以平衡发动机所受的载荷。

实践中出现的混联式模式有一种是通过行星齿轮机构来实现各动力单元的动力分配，在这种结构中，发动机与行星架相连，发动机的一部分功率通过第一电机转换为电能对第二电机供电或对储能装置进行充电，另一部分机械能直接作用于齿圈上，同时第二电机与齿圈相连，提供部分功率和转矩。在这种模式中，发动机输出动力中总有一部分能量供第一电机发电给蓄电池充电或供第二电机电动使用。

实践中还有通过离合器来实现各动力单元的动力分配的混联模式，如专利CN1200824C公开了一用于驱动车辆的混合驱动系统，该系统公开了使用双离合器、双电机以及电池的驱动系统，其第一电机、第二电机与内燃机之间分别布置第一离合器及第二离合器，并且其第二电机与一可变速比的变速器永久连接，其第一电机、第二电机与电池电连接。在该专利公开的技术方案中，由于第二电机与变速器永久连接，即第二电机与车轮之间永久通过变速器连接在一起，这就存在一个问题：当第二电机由于某些原因，如电池电量不足无法工作或出现故障无法工作或通过控制禁止其正常工作时，而需要发动机单独驱动车轮的时候，由于第二电机无法与车轮驱动轴断开，此时内燃机在驱动车辆的同时也将带动第二电机转动，此时第二电机就成为整个驱动系统的负载而耗费能量，使得驱动效率降低。

另一方面，根据其说明书的公开可知该驱动系统的第一电机具有如下三种功能：一、内燃机的启动电机；二、输出电功率的发电机；三、驱动变速器液压泵以及其他辅助设备如转向机构等驱动装置。由此可知：该第一电机相当于将传统汽车中的发动机的启动电机(功率较小)与电池电连接，通过控制，使其具有以上除内燃机启动电机之外的功能，还可以作为电动机，此时仅能驱动一些辅助设备，不能作为电动机单独驱动车轮使用，也不存在其单独与第二电机共同驱动车轮的驱动状态。这将使得整个驱动系统可实现的驱动模式及功能单，对于实现最佳的功率输出不利。而该专利公开的第二电机虽然可以实现纯电动的驱动车轮，但当其单独作为电动机进行全工况驱动车轮时，不可能使电机一直工作在高效区，从而使得能源的综合利用率不高。如果要想拥有较高的能源综合利用率，其在电机设计上要求很高，且较难实现。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种混合动力输出装置，该装置有效地减小了车辆输出功率的耗损，增强了动力性能，同时，可以实现多种驱动模式以提高效率降低油耗。

本发明进一步解决的技术问题是，提供的混合动力输出装置能充分发挥电机的最佳性能，提供能源的综合利用率。

为实现本发明主要解决的技术问题，本发明提供一种混合动力输出装置，包括：带有输出轴的发动机；用于储备和输出电能的电池；设置于发动机输出轴与车轮驱动轴之间的与电池电连接的第一电动发电机及第二电动发电机；设置于发动机的输出轴与第一电动发电机之间的第一离合器、设置于第一电动发电机与车轮驱动轴之间的第二离合器；在所述第二电动发电机和驱动轴之间设置有第三离合器，用于断开第二电动发电机与驱动轴的连接。

依照上述的混合动力输出装置，当进行发动机单独驱动模式时，断开与第二电动发电机相连的第三离合器，即断开第二电动发电机与输出轴的连接，此时进行驱动时，可以将能量全部传递到车轮上，而不用将一部分能量浪费在第二电动发电机的空转上，提高了能源的利用率。

进一步地，所述的发动机、第一离合器、第一电动发电机、第二离合器、第三离合器、第二电动发电机依次顺序连接，且同轴设置。

通过这种设置，发动机的输出轴与第一电动发电机、第二电动发电机同轴设置，由第一离合器、第二离合器及第三离合器对其进行机械连接，由此，可使本发明动力输出装置的各动力单元在车辆上的布置紧凑，较容易实现一体化。进一步地，由于各动力单元的转轴同轴，不需要为机械能的传递提供专门的结构单元(如不同轴转轴间的齿轮传动结构)，并且可使能量在传递过程中损失较小，进而为整个动力输出装置的高效率做出贡献。