[发明专利]基于行星齿轮机构的混合动力电动汽车驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力电动汽车驱动传动领域，特别是一种基于行星齿轮机构的混合动力电动汽车驱动系统。

背景技术

随着全球能源短缺以及环境污染的日益加重，研究节能环保的新能源汽车成为当前的热点。电动汽车具有零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小和原料来源广的优点，是未来汽车工业发展的方向之一。但是传统汽车的发展却受到电池技术的制约，由于国内充电桩网络无法大面积的覆盖，电池不能及时充电，限制了电动汽车的续驶里程，另外，电池在快速启动、上坡、加速时经常处于深放电状态，在回收制动时，快速回收制动能量，因此电池的寿命受到严重损害。混合动力汽车兼顾了内燃机和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放、长行驶里程的优点，是当前切实可行的方案。而行星齿轮机构因其结构紧凑、传动比大和承载能力强等优点而被越来越多地应用于混合动力汽车中。

世界上各个汽车公司相竞推出了混合动力汽车，其中日本丰田公司推出的“Prius”以及美国通用公司推出的雪佛兰沃蓝达（Volt）增程式电动轿车均采用了行星齿轮机构混合动力系统；丰田公司的丰田混合系统（THS）采用了具有两个自由度的行星齿轮机构的功率分流器，通过对控制系统的优化，使发动机工作在最优工作区域。

但是传统的混合动力汽车不允许内燃机或者电动机单独驱动车辆，汽车驱动系统结构复杂、部件较多，导致对内燃机和电机控制困难，且驱动模式相对较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于行星齿轮机构的一种混合动力电动汽车驱动系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于行星齿轮机构的混合动力电动汽车驱动系统，包括内燃机、发电机、控制单元ECU、电机控制器、主电机、逆变器、动力电池、驱动模块、驱动桥、半轴和车轮，所述内燃机与发电机相连，为发电机提供动力发电，控制单元ECU与电机控制器相连，对整车进行电子控制，电机控制器分别与主电机和发电机连接，控制其工作，动力电池通过逆变器与电机控制器相连，将发电机的三相电转化为交流电为电池充电；

发电机的转子轴和主电机的转子轴均与驱动模块相连，为其提供动力，驱动模块的动力经行星架输出给驱动桥，驱动桥经两个半轴与车轮相连，为车轮提供驱动力。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明一种基于行星齿轮机构的混合动力电动汽车驱动系统通过行星齿轮机构、多片离合器配合使用，弥补目前混合动力汽车存在的不足，提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性，简化驱动系统的结构，且可适时切换多种驱动模式，增加行驶里程；2）本发明的纯电动模式有两种传动比，可实现速度比为1的动力传递也可实现减速增扭动力传递，内燃机与电机共同驱动模式时可实现调速功能。

附图说明

图1为本发明基于行星齿轮机构的一种混合动力电动汽车驱动系统的结构示意图。

图2为本发明驱动系统核心驱动模块结构示意图。

图3为本领域行星齿轮机构的结构示意图。

图4（a）为第一离合器断开、第二离合器接通、制动器断开，纯电动模式功率流图。

图4（b）为第一离合器断开、第二离合器断开、制动器接通，纯电动模式功率流图。

图4（c）为第一离合器接通、第二离合器断开、制动器断开，功率流图。

图4（d）为第一离合器接通、第二离合器接通、制动器断开，功率流图。

图4（e）为第一离合器接通、第二离合器接通、制动器接通，功率流图。

图4（f）为第一离合器断开、第二离合器接通、制动器断开，倒挡功率流图。

图4（g）为第一离合器断开、第二离合器断开、制动器接通，倒挡功率流图。

图4（h）为第一离合器断开、第二离合器接通、制动器断开，再生制动模式功率流图。

图4（i）为第一离合器断开、第二离合器断开、制动器接通，再生制动模式功率流图。

图中编号所代表的的含义为：1-发电机转子轴、2-第一离合器、3-齿圈、4-行星齿轮、5-行星架、6-太阳轮、7-制动器、8-第二离合器、9-主电机转子轴。

具体实施方式

本发明的一种基于行星齿轮机构的混合动力电动汽车驱动系统，包括内燃机、发电机、控制单元ECU、电机控制器、主电机、逆变器、动力电池、驱动模块、驱动桥、半轴和车轮，所述内燃机与发电机相连，为发电机提供动力发电，控制单元ECU与电机控制器相连，对整车进行电子控制，电机控制器分别与主电机和发电机连接，控制其工作，动力电池通过逆变器与电机控制器相连，将发电机的三相电转化为交流电为电池充电；