[实用新型]混合动力耦合系统及车辆

说明书

本实用新型属于新能源汽车领域，涉及混合动力耦合系统及车辆，包括发动机、发电机、驱动电机、行星齿轮机构、第一制动器、第二制动器、中间轴和第一齿轮，行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，发动机的输出轴与行星架相连，行星架与第一制动器相连，发电机的输出轴与太阳轮相连，发电机的输出轴还与第二制动器相连，第一齿轮设于中间轴上并与齿圈啮合，驱动电机与中间轴相连，中间轴输出动力至车轮；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

本实用新型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，包括发动机，第一行星齿轮机构，第二行星齿轮机构，动力电池，及分别与动力电池连接的第一电机和第二电机；第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一外齿圈和第一行星架，第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二行星轮、第二外齿圈和第二行星架；发动机与第一太阳轮相连，两者之间设有用于控制发动机和第一太阳轮分离与合闭的第一离合器及用于锁止第一太阳轮的第一制动器，第二电机通过第二离合器和行星架离合器分别与第一太阳轮或第一行星架相连，第二电机与第一行星齿轮机构之间设有用于锁止第一行星架的第二制动器，行星齿轮机构外圈轮齿与第一外齿圈连接，并与外齿圈驱动轮啮合，用于将发动机和电机耦合的转矩传递到第二行星齿轮机构；

第二外齿圈与第二行星架之间设置有第二齿圈离合器，用于控制第二外齿圈和第二行星架的分离与合闭；第二外齿圈上设有外齿圈制动器，用于锁止第二外齿圈；第二行星齿轮机构和外齿圈制动器、第二齿圈离合器共同构成了两档变速机构。第二行星齿轮机构通过齿轮组与差速器连接，再通过差速器将耦合的转矩传递给车轮；