[发明专利]单电机混合动力驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种单电机混合动力驱动系统，属于新能源汽车驱动领域。

背景技术

混合动力汽车等新能源汽车一般是将发动机和电动机两种动力混合起来，按照一定的控制策略进行转速和转矩耦合，再最终输出给车轮，其利用了电机的动力特性弥补了发动机动力特性的不足，使发动机工作在更好的效率区间，同时可以回收制动能量，故而节能减排。

现有混合动力驱动系统多使用发动机与两个电机的组合，两个电机中有一个起到发动机的启动电机兼发电机的作用，另一个起到驱动电动机的作用，两电机都与一储能装置相连接，车辆启动或低速时一般由电动机从储能装置获取电能，用以驱动车辆；当行驶到一定的速度，由启动电机拖动发动机参与工作，此时该启动电机会视情况调速或发电，用以平衡发动机的能量输出，提高能量利用率。现有混合动力系统架构已经发展相当成熟，基本能够达到混合动力车正常驱动车辆和节省能源的目的。但是人们在对混合动力驱动系统不断的改进中提出更高的要求，上述架构中两电机只有在极少数的时间里是同时工作，大多数时间两电机中有一个电机闲置，这样造成了资源的闲置浪费，另外电机的制造成本、对系统稳定性的影响以及系统噪声等都会降低混合动力系统的经济性和舒适度。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的缺点，提供一种离合器与行星齿轮配合，将发动机与电动机工作联合起来的单电机混合动力驱动装置，能够在提高发动机效率的同时，简化系统，节约制造成本，减小系统体积，预示着混合动力系统的发展方向。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是： 

一种单电机混合动力驱动系统，包括发动机，其具有一输出轴；电动机，具有转子和定子；行星齿轮构件以及储能装置；所述行星齿轮构件包括齿圈、太阳轮及行星架，所述齿圈与所述发动机输出轴相连，所述太阳轮与所述电动机转子轴相连，所述行星架与车轮驱动轴相连接；所述储能装置与所述电动机连接；其特征在于： 所述混合动力驱动装置中还包括第一离合装置，设置于所述发动机输出轴与所述齿圈之间，所述发动机输出轴与所述齿圈通过所述第一离合器接合或者分开；和第二离合装置，设置于所述发动机输出轴与所述太阳轮之间，所述发动机输出轴与所述太阳轮之间通过所述第二离合装置接合或者分开；和第三离合装置，设置于所述齿圈与车体固定部件之间，所述齿圈与通过所述第三离合装置固定不动或者不固定；和第四离合装置，设置于所述电动机转子与车体固定部件之间，所述电动机转子通过所述第四离合装置固定不动或者不固定。

作为本发明的一个方面，所述第一离合装置、第二离合装置、第三离合装置设置于同一旋转中心线上，所述旋转中心线与所述发动机的输出轴在同一直线上。这样的设置方式有利于进一步节省车内空间，而且同心设置的三个离合装置可以做成组件，更利于系统的控制和维护。

为了便于动力传输，所述行星齿轮机构的行星架与车轮驱动轴之间设置有传动齿轮。 

本系统中还可以包括一控制系统，所述第一离合装置、第二离合装置、第三离合装置、第四离合装置与所述控制系统电相连。

优选地，所述第一离合装置与第二离合器可以是片式离合器，尤其是多片湿式离合器。

优选地，所述第三离合装置和第四离合装置可以是片式离合器或者带式制动器； 

本发明中所述储能装置可以是蓄电池组或者超级电容。

在本发明述结构基础上，进一步还包括一个锁止装置，设置于所述行星架与车体固定部件之间，用于锁止行星架。

本发明克服了现有混合动力耦合装置的不足，其有益效果在于：

1）驱动系统中只有一个电机，克服传统系统中两电机资源闲置浪费的缺点；

2）使用离合器和一套行星齿轮代替传统系统中的变速箱和电动机减速齿轮，提高传动效率；

3）系统占用空间小，控制系统简单，制造成本低；

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明混合动力驱动装置结构示意图。

图2是本发明混合动力驱动装置纯电动模式示意图。

图3是本发明混合动力驱动装置并联模式一示意图。

图4是本发明混合动力驱动装置并联模式二示意图。

图5是本发明混合动力驱动装置并联模式三示意图。

图6是本发明混合动力驱动装置发动机直接驱动模式示意图。

图7是本发明混合动力驱动装置驻车发电示意图。