[发明专利]一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合装置本发明涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合装置及其工作方法。

背景技术

随着全球汽车保有量的不断增加以及石油资源的不断消耗，开发低排放低油耗的新能源汽车成为当前全球汽车产业发展的紧迫任务，混合动力汽车因其既继承了纯电动汽车的高效率和低排放，又兼具传统内燃机车的动力性和续航里程，从而成为当今世界范围内新能源汽车领域的发展趋势。

目前，混合动力汽车按电机和发动机的连接方式不同被分为三种类型，一是仅以电机驱动汽车，发动机用作对电机进行充电的“串联混合动力”汽车，二是同时采用电机和发动机作为动力驱动汽车行驶的“并联混合动力”车辆，三是使用上述两种方式的 “混联式混合动力”汽车。

混联式混合动力汽车的动力源由发动机与电机组成，来自发动机和电机的动力可以耦合共同驱动汽车。其相较串联式车型，动力性更强；相较并联式车型，由于多出一个电机，避免了并联式车型单个电机只能单独工作在电动机状态或者发电机状态的弊端。

但是现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般。如何实现混联式混合动力汽车发动机与电动机、发电机之间的动力合理分配，是发展混合动力汽车必须解决的关键问题之一。

发明内容

为了克服现有的混联式混合动力汽车，整车燃油经济性和能量利用效率一般的不足，本发明提供一种混合动力汽车动力耦合装置。能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；同时在一定范围内改变转速，满足车辆正常行驶需要；该机构结构简单可靠，效率高，易于控制。 

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种混合动力汽车动力耦合装置，包括发动机、第一离合器、前排锥齿轮、第二离合器、行星锥齿轮、齿圈、行星架、后排锥齿轮、圆柱齿轮、第三离合器、第二电机、第四离合器和第一电机；发动机的输出轴设有第一离合器和第二离合器，第一离合器与前排锥齿轮连接，第二离合器与行星架连接；第一电机通过第四离合器与后排锥齿轮连接；第二电机通过第三离合器与圆柱齿轮连接；圆柱齿轮与齿圈啮合形成圆柱齿轮副；齿圈和行星架固定连接；行星架与行星锥齿轮相连；前排锥齿轮和后排锥齿轮分别与行星锥齿轮啮合，构成锥齿轮副。

进一步地，一种混合动力汽车动力耦合装置，其工作方法存在7种工作模式：纯电动工作模式、停车发电工作模式、发动机启动工作模式、发动机单独工作模式、联合驱动工作模式、行车发电工作模式和再生制动工作模式；

A.纯电动工作模式为：断开第一离合器、第二离合器和第四离合器，闭合第三离合器；

B.停车发电工作模式为：闭合第一离合器和第四离合器，断开第二离合器和第三离合器；

C.发动机启动工作模式为：断开第一离合器和第四离合器，闭合第二离合器和第三离合器；

D.发动机单独工作模式为：断开第一离合器、第三离合器和第四离合器，闭合第二离合器；

E.联合驱动工作模式为：闭合第一离合器、第三离合器和第四离合器，断开第二离合器；

F.行车发电工作模式为：断开第一离合器和第四离合器，闭合第二离合器和第三离合器；

G.再生制动工作模式为：断开第一离合器和第二离合器，闭合第三离合器和第四离合器。 

 

本发明具有如下优点：

（1）通过齿轮机构实现多动力源的动力耦合，能实现多种运行模式，使整车燃油经济性和能量利用效率最优；

（2）所设计齿轮机构结构简单且体积小，传动可靠、机械效率高，且目前齿轮机构的生产和制造工艺都已十分成熟，便于进行市场推广。

附图说明

图1是混合动力汽车动力耦合装置。

图2是齿圈结构示意图。

图3是装置工作模式示意图。

图中：1.发动机，2.第一离合器，3.前排锥齿轮，4.第二离合器，5.行星锥齿轮，6.齿圈，7.行星架，8.后排锥齿轮，9.圆柱齿轮，10.第三离合器，11.第二电机，12.第四离合器，13.第一电机，14.驱动桥，15.动力电池。   

具体实施方式