[发明专利]电动车辆的多模式功率分流动力系

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于增程电动车的功率分流动力系。

背景技术

混合动力电动车（HEV）的动力系包括发动机、电动机/发电机以及牵引用蓄电池，其中发动机和电动机可以单独驱动车轮，通过作为发电机运转的电机，发动机可以为牵引用蓄电池充电，同时，使用车轮制动器驱动发电机和给电池再充电，车辆的动能可以被回收和再生。

增程电动车（EREV）完全由电力运转，然而电池电量消耗严重。

在插电式混合动力车（PHEV）的动力系中，牵引用蓄电池的容量显著增加，以便于能够利用来自于电网的电能驱动车辆。因此，期望更多地使用电力驱动。当发动机关闭时，发电机与轮转速的直接连接导致发电机轴在车辆移动时旋转。这导致了若干严重的问题，包括(i)当车辆提速时，发动机转速变得过高，导致了对于轴承、行星齿轮组和发电机的耐久性的担心；(ii)启动发动机所需的有效扭矩降低；(iii)由于没有使用发电机，它产生了不必要的旋转损耗；以及(iv)处于倒车档同时发动机在运转状态时，电动机必须做出反应，从而减少提供给车轮的扭矩。

发明内容

一种动力系，包括中间轴、齿轮组、连接到太阳齿轮并且可连接到中间轴上的电机、以及可驱动地连接到中间轴上的第二电机，所述齿轮组包括太阳齿轮、连接到发动机的托架、可连接到中间轴并且可释放地保持不旋转的齿圈、以及支承在托架上并且与太阳齿轮和齿圈相啮合的小齿轮。

通过这种策略，电动机和电池的尺寸不按电量消耗模式下完全以电能驱动的情况来设置。相反，发动机在高车轮扭矩踏板需求的状态下运行，以保持较小的零件尺寸和较低的成本，同时提供更高的价值。

在电量保持模式下，发动机在串联模式或功率分流模式下运行。

本动力系从牵引电动机给车轮提供最大扭矩，优于单模式功率分流动力系。

本动力系为功率分流动力系的高燃料经济性和驾驶性能提供了更好的牵引和车辆启动性能。

优选实施方式的适用范围会在随后的具体实施方式、权利要求书和附图中显示。应当理解的是，尽管描述和具体的示例指出了本发明的优选实施方式，但其仅出于说明性的目的给出。对于本领域的技术人员来说，对所述实施方式和示例的各种变化及修改是显而易见的。

附图说明

本发明参考下面附图及其说明将更容易理解，其中：

图1是HEV动力系的原理图；

图2是图1所示动力系的行星齿轮组的杠杆图；

图3是齿轮组在发动机关闭状态下的杠杆图；

图4是PHEV动力系的原理图；并且

图5是图4所示动力系在不同的运行模式下离合器和制动器的啮合及解离状态的图表。

具体实施方式

现在参考附图，图1表示具有通常称为功率分流的功率流结构的HEV动力系10。动力系10包括发动机12；行星齿轮组14；通过副轴齿轮18可驱动地连接到车轮的电机16；差速器20；以及电机22。电机16和电机22都是电动发电机，尽管通常电机16被称为电动机或牵引电动机，而电机22被称为发电机。

行星齿轮组14将发动机动力导向电力驱动路径或者机械驱动路径。行星齿轮组14的太阳齿轮24连接到发电机22。行星齿轮组14的托架25通过扭振阻尼器26和轴27连接到发动机12。齿圈28连接到中间轴34和副轴齿轮副36-37。发动机16的转子30通过副轴齿轮副32-33连接到中间轴34。

发动机16通过逆变器42和高压直流/直流转换器44电连接到牵引用蓄电池40。类似地，发电机22通过逆变器46和转换器44电连接到电池40。

中间轴34通过差速器20的小齿轮50及齿圈52进行连接，差速器通过半轴或驱动轴54、56将动力传输给车轮。

油泵58通过小齿轮60及齿轮62可驱动地连接到托架25和发动机输出。

图2表示直观化的行星齿轮组14在功率分流模式下运行的杠杆图，其中，r代表连接到牵引电动机16的齿圈28，e代表连接到发动机12的行星齿轮架，g代表连接到发电机22的太阳齿轮24，ω代表角速度，以及τ代表扭矩。