[发明专利]混合动力耦合系统及车辆

说明书

本发明混合动力耦合系统及车辆，混合动力耦合系统，包括发动机、电机、第一行星排、第二行星排、第一制动器、第二制动器、第二离合器、第三离合器和输入轴；第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，第一行星架与第二齿圈连接，第一齿圈与第二行星架连接；发动机与电机均连接于输入轴；输入轴通过第二离合器与第一太阳轮相连，输入轴通过第三离合器与第二行星架相连；第一制动器用于制动第二行星架，第二制动器用于制动第二太阳轮；第一行星架输出动力至车轮；有利于减小系统负载，能够实现多种驱动模式，有更高的传动效率，提高整车的动力性能及经济性。

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，特别是涉及混合动力耦合系统及车辆。

背景技术

动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统；它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。

目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。无级变速器，无论是机械式，液压式，或机一电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。

现有的一种动力耦合系统，包含两个电机，一个由第一行星排和第二行星排组成的复合行星排，第一行星排包括第一太阳轮和第一行星架，第二行星排包括第二太阳轮和第二行星架，第一行星排和第二行星排共用齿圈，第一太阳轮与发电机相连，第一行星架与发动机相连，齿圈与差减相连，第二太阳轮与驱动电机相连，第二行星架与第二制动器相连；该方案虽然能通过合理的控制相关动力源，实现纯电动、混合驱动等工作模式，但不能实现发动机直驱模式。对于功率分流系统，E-CVT模式只是在中低速的时候，系统效率高，经济性较好；对于中高速，还是发动机直驱模式的系统效率高，经济性较好，因此不能实现发动机直驱模式的现有方案，必然导致动力性和经济性不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有方案动力耦合系统动力性和经济性不足的问题，提供一种混合动力耦合系统及车辆。