[发明专利]多模复合行星混合动力总成

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，特别涉及多模复合行星混合动力总成。

背景技术

随着新能源客车产业的不断推进，整车更高的节油率、更高的可靠性和更低的成本愈来愈重要。简洁的动力结构设计、丰富的驱动模式、高可靠性的换挡离合模块与传动构件和高速低转矩电机的采用，成为解决未来常态化插电式混合动力客车用动力系统的最佳方案。

对于插电式混合动力客车而言，大多数均采用柴油机作为“油”动力驱动源，较大功率柴油机高效经济燃油区转速范围一般在900rpm-1800rpm,极限工作转速一般不超过2600rpm。另外，国家对公交客车采取了最高车速一般限定在60Km/h以内运行，对应主减速比为6.166的后桥1：1柴油机直接驱动而言，此时，柴油机曲轴转速一般在2000rpm。

在传统ISG插电式混合动力客车用动力系统中，一般采用主驱动电机直接驱动后桥方式，此方案导致电机大部分时间运行在低于900rpm范围内，电机转矩值一般在600Nm-2600Nm,这两种条件导致电机结构体积及ISG系统庞大(重量一般不低于600kg，轴向长度一般不小于920mm，外径一般不小于500mm)，电气系统压力大已经难以适应新一代插电式混合动力系统需求。另外，当柴油机驱动车辆行驶时，ISG电机和主驱动电机作为传动轴一直跟随转动，由于上述电机转子一般采用脂润滑免维护的大牌号轴承，导致这些轴承难以长时间承受高速转动；同时，在很大程度上增加了传动链上的能量损耗；ISG电机和主驱动电机转子惯量极大，严重影响了整车的快速起步和快速刹车性能；难以实现发动机恒转速高效驱动模式。因此，传统ISG插电式混合动力系统存在效率低、成本高的技术问题。

传统AMT换挡方案，在动力换挡柔性切换、动载荷过载缓冲、执行整车VCU命令响应可信度和速度低、减-加速档位快速切换慢及效率低(中间轴上齿轮和换挡部件全部浸入到较高粘度齿轮油中，第一轴、输出轴齿轮与中间轴齿轮转动方向相反，造成内部油液互相冲击剪切，搅油损失非常大)、拨叉换挡机构冲击换挡脱落颗粒造成难以执行换挡命令的概率较大。因此，不适合用在辅助电机驱动系统中；另外，选档执行机构和换挡执行机构转矩功率需求较大(换挡能耗大，驱动电机电压一般为DC24V，来自与DCDC转换)、精度需求高、传感器布置多、控制逻辑复杂，直接成本高。传统AMT换挡方案也存在内部损耗大、效率低、成本高的技术问题。

传统湿式AT换挡方案，虽然在动力换挡柔性切换、动载荷过载缓冲和执行整车VCU命令方面得到了很好地解决，然而，液压执行机构可靠性难以保证(变速箱内部液压缸和活塞机构存在外径大、行程短、对腔体铸造质量要求极高、加工精度高)、效率很低(内部多组湿式摩擦片存在非常大的搅油损失和油膜剪切损失)、行星传动机构承载能力受限(行星传动径向尺寸对传递转矩能力影响最大，湿式摩擦片占据了很大的径向空间尺寸，并考虑到降低摩擦片的切向线速度，因此，行星传动机构的径向尺寸受到较大束缚)，产热大润滑油路复杂(散热和过滤磨屑成为传统湿式AT设计中两个突出问题)，采用ATF油寿命周期短维护成本高。传统湿式AT换挡方案存在可靠性低、效率低、承载能力小、使用寿命段等技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种效率高、成本低、可靠性高、承载能力大和使用寿命长的适宜混合动力汽车使用的多模复合行星混合动力总成。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

多模复合行星混合动力总成，包括发动机、弹性减震器、第一电机、第一行星排、第二行星排、第二电机、第一换挡制动器、第二换挡制动器、第三换挡制动器、控制器、蓄电池、总成输出轴，所述发动机、弹性减震器、第一电机、第一行星排、第二行星排、第二电机同轴依次安装；所述总成输出轴与第二行星排连接；所述第一换挡制动器同时与第一电机输出轴和第一行星排的输出轴连接；所述第二换挡制动器同时与第一行星排、第二行星排连接；所述第三换挡制动器同时与第二行星排的输出轴和第二电机输出轴连接；所述控制器分别与蓄电池、发动机、第一电机、第二电机、第一换挡制动器、第二换挡制动器、第三换挡制动器电性连接。

进一步地，所述第一行星排与第二行星排的结构相同；均包括太阳轮、行星轮、行星轮轴、内齿圈、行星架、太阳轮输出轴；所述太阳轮、行星轮、内齿圈依次啮合连接；所述太阳轮与太阳轮输出轴通过花键副连接；所述行星轮通过行星轮轴与行星架连接。