[发明专利]行星式混联动力系统及使用该动力系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及行星式混联动力系统及使用该动力系统的车辆。

背景技术

面对能源短缺和环境污染日益严重的现状，混合动力汽车是目前最有效的节能汽车方案，其动力系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动机的最优控制，但是全部能量都会经过二次转换，损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是发动机与输出轴机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内；混联能结合串联和并联的优点，规避二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。

当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结构形式包括丰田的THS 系统和通用的AHS 系统。其中丰田的THS 系统采用单行星排结构，属于单模功率分流装置，只能实现输入式功率分流一种模式，在高速区的传动效率较低。通用公司的AHS 系统采用双排或三排行星排来实现功率分流，可以实现输入式功率分流和复合式功率分流两种模式，两种模式相互弥补，使得AHS 的传动效率在整个车速区域内都能维持较高的水平，但AHS 系统内往往需要多个离合器的控制来实现模式切换，使得整个系统的结构十分复杂，控制难度较大。

申请号为201310410243.8、申请公布号为CN 103448529 A的中国专利公开了一种行星式双模油电混联混合动力系统，包括发动机、系统输入轴、一号电机、前行星排、后行星排、二号电机和系统输出轴，一号电机、二号电机分别与逆变器连接，由作为动力电源的超级电容供能；前行星排的前太阳轮与一号电机连接，前行星架与发动机通过系统输入轴连接，前齿圈与后行星架和系统输出轴连接；后行星排的后太阳轮与二号电机连接，后行星架与系统输出轴连接，后齿圈与动力系统的机壳固定。另外，动力系统还包括用于锁止或释放与一号电机传动连接的前行星架的离合器，根据车速的高低选择该离合器的结合、分离状态，在离合器处于结合状态时实现完全的并联模式，使发动机的功率直接从机械路径输出，保证了较高的传动效率。但是，上述现有混合动力系统中，整个后行星排仅相当于减速器，由于行星混联系统存在机械点，即当行星混联系统中无电功率传递时的转速对应的点，因此，在混联模式运行过程中，当车速较高到达机械点时，一号电机的转速会反转，导致其由发电状态转换到驱动状态，出现功率循环，产生机电二次转换，影响系统效率。并且，现有的行星混联系统在车速较低时，发动机的大部分功率会被分配到一号电机，因此电功率占比过大，同样影响系统效率。另外，现有的混合动力系统在高速时对二号电机的转速需求很高，导致二号电机体积大、成本高、对轴承转速范围要求高等问题，并且高速制动时还需要依靠机械制动器联合制动，燃油经济性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种行星式混联动力系统，能够方便地实现高低速的模式切换并避免功率循环问题，同时，本发明还提供了一种使用该行星式混联动力系统的车辆。

本发明中行星式混联动力系统采用的技术方案是：行星式混联动力系统，包括发动机、一号电机、二号电机、前行星排、后行星排和系统输出轴，所述前行星排的前太阳轮与一号电机连接并由前锁止离合器锁止或释放，前行星架与发动机传动连接；所述后行星排的后太阳轮与二号电机连接，所述后行星排的后行星架与系统输出轴连接，所述前行星排的前齿圈与所述后行星排的后太阳轮连接；所述后齿圈连接有用于对后齿圈锁止或释放的后锁止离合器；后齿圈、后行星架和后太阳轮的至少两个之间设有用于在结合和分离时分别使所述后行星排作为一个整体转动和使后齿圈、后行星架以及后太阳轮相对自由转动的模式离合器。

所述模式离合器设置在所述后齿圈和后行星排之间。

所述前行星架与发动机之间设置有扭转减振器。

本发明中一种车辆采用的技术方案是：一种车辆，包括行星式混联动力系统、与行星式混联动力系统的系统输出轴传动连接的驱动桥和装配在驱动桥上的车轮，所述行星式混联动力系统包括发动机、一号电机、二号电机、前行星排、后行星排和系统输出轴，所述前行星排的前太阳轮与一号电机连接并由前锁止离合器锁止或释放，前行星架与发动机传动连接；所述后行星排的后太阳轮与二号电机连接，所述后行星排的后行星架与系统输出轴连接，所述前行星排的前齿圈与所述后行星排的后太阳轮连接；所述后齿圈连接有用于对后齿圈锁止或释放的后锁止离合器；后齿圈、后行星架和后太阳轮的至少两个之间设有用于在结合和分离时分别使所述后行星排作为一个整体转动和使后齿圈、后行星架以及后太阳轮相对自由转动的模式离合器。

所述模式离合器设置在所述后齿圈和后行星排之间。

所述前行星架与发动机之间设置有扭转减振器。