[发明专利]一种转矩转速最大化的并联式混合动力传动耦合装置

说明书

本发明属于混合动力汽车领域，具体涉及一种转矩转速最大化的并联式混合动力传动耦合装置。发动机通过第一离合器和第一耦合齿轮与行星齿轮的齿圈连接，齿圈不与输出轴连接，而是通过太阳轮或行星架输出；电动机通过第二耦合齿轮与齿圈连接进入行星齿轮或通过第三耦合齿轮与行星架连接进入行星齿轮。本发明通过控制离合器和耦合齿轮实现模式的切换，实现转矩耦合和转速耦合交替选择。

技术领域

本发明属于混合动力汽车领域，具体涉及一种转矩转速最大化的并联式混合动力传动耦合装置。

背景技术

近几十年来，在汽车工业领域，混合动力汽车(HEV)得到迅速发展。人们逐渐相信混合动力汽车是从传统燃油汽向电动汽车过渡的理想产品。

混合动力最重要的特点是能够满足日益严格的排放标准和操纵灵活性要求的前提下显著提高汽车的燃油经济性。因此，混合动力汽车能够在解决全球环境问题和日益增长的能源风险方面起到重要作用。相较纯电动汽车，混合动力汽车由于仍保有发动机，具有更好的续驶里程和动力性，同时，电力驱动系统的应用使混合动力汽车又继承了纯电动汽车经济性高、排放低的优点，因此，混合动力汽车是目前新能源技术领域的研究热点。

在混合动力系统中存在两股能量流：一类是机械能量流；另一类是电能能量流。但在最终输出轴，只存在一种功率形式，即电气或者机械的功率形式，呈现两个功率的相加或将一个功率分解成两个功率。这样就需要存在功率耦合或者解耦装置来进行功率的管理，分配。

并联式混合动力电驱动系统是一个由发动机直接向驱动轮供给机械动力的驱动系。它由机械上与传动线相配合的电动机予以辅助，通过耦合装置将发动机和电动机提供的功率组合在一起。并联式混合动力的耦合装置主要是机械耦合，机械耦合包括转速耦合和转矩耦合。转矩耦合中，机械联轴器将发动机和电动机转矩相加，将总转矩传递给驱动轮；在转速耦合中，发动机和电动机的转速相加，进行功率传递。

目前，并联式混动力的功率耦合方式主要为单转矩或单转速耦合，对于汽车可选择的模式较少。此外以往的行星齿轮耦合机构大都是太阳轮输入连接输入轴，行星架连接输出轴，并通过增加定轴齿轮来实现转矩或者转速耦合，而且所实现的功能仅仅是进行耦合，没有起到调节的作用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种转矩转速最大化的并联式混合动力传动耦合装置。不仅将转矩耦合和转速耦合进行整合，使汽车同时具有转矩耦合和转速耦合，同时还对耦合的模式进行优化，使混合动力汽车能够最大化的输出耦合后的转矩和转速。

通过对动力耦合模式的取舍，动力装置将有更多可供选择的运行方式和运行区域，以便优化其性能。同时，保证了最大化的输出转矩和转速，极大的改进了混合动力汽车的爬坡能力、加速能力以及最高运行车速。

当选择转矩耦合模式时，输出较大转矩供混合动力汽车加速或者爬坡时使用；选择转速耦合模式时，由于保证尽可能大的进行转速传递，反之能够使发动机尽可能的工作在最佳运行区，使发动机的油耗和排放降至最低程度。

本发明改进输入输出的连接形式，使连接输入轴、输出轴的机构可调节，利用行星齿轮机构的转矩转速特性，使耦合后转矩或转速的输出值尽可能大，来实现提高混合动力汽车动力性的目的。

本发明的采用的具体技术方案如下：

所述的转矩转速最大化的并联式混合动力传动耦合装置包括四个离合器、一个制动器、三个耦合齿轮和一个行星齿轮；所述行星齿轮由齿圈，行星架和太阳轮组成；发动机通过第一离合器与第一耦合齿轮连接，第一耦合齿轮与齿圈连接，齿圈不与输出轴连接，第三离合器安装在太阳轮上，第四离合器安装在行星架上，齿圈通过行星架或者太阳轮与输出轴连接，太阳轮通过第三离合器与输出轴连接，行星架通过第四离合器与输出轴连接；电动机通过第二耦合齿轮与齿圈连接，或通过第二离合器与第三耦合齿轮连接，第三耦合齿轮与行星架连接；齿圈上还连接有制动器。

进一步的，电动机通过电池组与电动机控制器连接。