一种便于调节车速的低成本混合动力系统的制作方法

1.本实用新型属于混合动力系统开发领域，具体涉及一种便于调节车速的低成本混合动力系统。


背景技术：

2.目前，汽车排放和能源消耗已经成为世界性问题，随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等；目前，最有实用性价值并已有商业化运转的模式，只有混合动力汽车。低排放和低能源消耗的混合动力汽车已经成为当前汽车产业发展的主流之一，混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。混合动力就是指汽车使用燃油驱动和电力驱动两种驱动方式；优点在于车辆启动停止或低速时，可以只靠电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作；因此，能避免发动机处于低效的工况状态，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。
3.目前，我们常见的重型自卸车（比如：矿用自卸车等），主要是为了完成特定的任务而使用的，其工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸料点。
4.现有一种重型自卸车，根据工况要求，需要经常在其车速范围内进行多种车速工况的转换，但是其变速箱的成本需要控制在较低的范围，而原有的变速箱或多或少有些弊端，不能完全满足其条件，为了满足客户及重型自卸车工况等要求，我们设计了一种便于调节车速的低成本混合动力系统来解决问题。
5.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种便于调节车速的低成本混合动力系统。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种便于调节车速的低成本混合动力系统，包括动力输入端和动力输出端，所述动力输入端设置有第一动力源，该混合动力系统还包括第一离合器、第一周转轮系、第二周转轮系、第一制动器和第二制动器；
8.所述第一周转轮系包括第一行星轮、第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈连接，所述第一行星轮与所述第一行星架连接；
9.所述第二周转轮系包括第二行星轮、第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈连接，所述第二行星轮与所述第二行星架
连接；
10.所述第一太阳轮与所述第一制动器连接，所述第一行星架与所述动力输入端连接，所述第一行星架可通过所述第一离合器与所述第一太阳轮连接；
11.所述第二太阳轮与所述第一行星架连接，所述第二行星架与所述动力输出端连接，所述第二齿圈与所述第一齿圈连接，所述第一齿圈与所述第二齿圈均与所述第二制动器连接。
12.优选的技术方案为：所述动力输入端还设置有第二动力源，所述第二动力源通过第二离合器与所述第一行星架传动连接。
13.优选的技术方案为：所述第二离合器为干式离合器。
14.优选的技术方案为：所述第一动力源为电机，所述第二动力源为发动机。
15.优选的技术方案为：所述第一齿圈与所述第二齿圈一体式设置。
16.优选的技术方案为：所述动力输出端与车轮相连。
17.优选的技术方案为：包括：
18.第一工作状态时，所述第二离合器断开设置，所述第一离合器断开设置，所述第一制动器断开设置，所述第二制动器结合设置；
19.第二工作状态时，所述第二离合器结合设置，所述第一离合器结合设置，所述第一制动器断开设置，所述第二制动器断开设置；
20.第三工作状态时，所述第二离合器结合设置，所述第一离合器断开设置，所述第一制动器结合设置，所述第二制动器断开设置；
21.第四工作状态时，所述第二离合器结合设置，所述第一离合器断开设置，所述第一制动器断开设置，所述第二制动器断开设置。
22.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
23.本实用新型设计的混合动力系统，采用一个电机和两个行星排，而且两个行星排共用一个齿圈，结构简单，便于加工，成本低；整个架构通过两个离合器和两个制动器实现了重型自卸车的多种车速工况的调节，该系统可设置三个档位，低速爬坡档、中速直接档以及高速档，档位调节方便，利用发动机与电机各自的特点，以及二级行星齿轮的变速，达到了适合此类重型自卸车的最优性能。
附图说明
24.图1为本实用新型架构示意图一。
25.图2为本实用新型架构示意图二。
26.以上附图中，第二动力源1，第二离合器2，第一动力源3，第一离合器4，第一制动器5，第一齿圈6，第二制动器7，第二行星架8，第二行星轮9，第二太阳轮10，第一行星架11，第一行星轮12，第一太阳轮13，第二齿圈14。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
28.请参阅图1和2。须知，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、
“
下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例1：如图1所示，一种便于调节车速的低成本混合动力系统，包括动力输入端和动力输出端，动力输入端设置有第一动力源3，该混合动力系统还包括第一离合器4、第一周转轮系、第二周转轮系、第一制动器5和第二制动器7；第一周转轮系包括第一行星轮12、第一太阳轮13、第一齿圈6和第一行星架11，第一行星轮12分别与第一太阳轮13和第一齿圈6连接，第一行星轮12与第一行星架11连接；第二周转轮系包括第二行星轮9、第二太阳轮10、第二齿圈14和第二行星架8，第二行星轮9分别与第二太阳轮10和第二齿圈14连接，第二行星轮9与第二行星架8连接；第一太阳轮13与第一制动器5连接，第一行星架11与动力输入端连接，第一行星架11可通过第一离合器4与第一太阳轮13连接；第二太阳轮10与第一行星架11连接，第二行星架8与动力输出端连接，第二齿圈14与第一齿圈6连接，第一齿圈6与第二齿圈14均与第二制动器7连接。
31.实施例2：如图2所示，一种便于调节车速的低成本混合动力系统，包括动力输入端和动力输出端，动力输入端设置有第一动力源3，该混合动力系统还包括第一离合器4、第一周转轮系、第二周转轮系、第一制动器5和第二制动器7；第一周转轮系包括第一行星轮12、第一太阳轮13、第一齿圈6和第一行星架11，第一行星轮12分别与第一太阳轮13和第一齿圈6连接，第一行星轮12与第一行星架11连接；第二周转轮系包括第二行星轮9、第二太阳轮10、第二齿圈14和第二行星架8，第二行星轮9分别与第二太阳轮10和第二齿圈14连接，第二行星轮9与第二行星架8连接；第一太阳轮13与第一制动器5连接，第一行星架11与动力输入端连接，第一行星架11可通过第一离合器4与第一太阳轮13连接；第二太阳轮10与第一行星架11连接，第二行星架8与动力输出端连接，第二齿圈14与第一齿圈6连接，第一齿圈6与第二齿圈14均与第二制动器7连接。动力输入端还设置有第二动力源1，第二动力源1通过第二离合器2与第一行星架11传动连接。第二离合器2为干式离合器。第一动力源3为电机，第二动力源1为发动机。动力输出端与车轮相连。
32.优选的实施方式为：第一齿圈6与第二齿圈14一体式设置。便于加工，成本低。
33.优选的实施方式为：第二离合器2为干式离合器。干式离合器造价低、重量轻、燃油经济好，扭矩传送效率高。
34.工作状态包括：
35.第一工作状态时，第二离合器2断开设置，第一离合器4断开设置，第一制动器5断开设置，第二制动器7结合设置；
36.第二工作状态时，第二离合器2结合设置，第一离合器4结合设置，第一制动器5断开设置，第二制动器7断开设置；
37.第三工作状态时，第二离合器2结合设置，第一离合器4断开设置，第一制动器5结合设置，第二制动器7断开设置；
38.第四工作状态时，第二离合器2结合设置，第一离合器4断开设置，第一制动器5断开设置，第二制动器7断开设置。
39.该混合动力系统的驱动方法：
40.通过第一工作状态实现纯电模式；令第二制动器7锁定，使得第二齿圈14固定，令第一制动器5、第一离合器4、第二离合器2断开设置，第一动力源3的扭矩则通过第二周转轮系的第二太阳轮10输入，由第二周转轮系的第二行星架8输出，实现纯电模式。
41.通过第二工作状态实现传动比1:1输出模式；令第一制动器5、第二制动器7断开设置，令第一离合器4、第二离合器2结合设置，此时第一行星架11与第一太阳轮13相连，第一周转轮系锁止，第二齿圈14与第一齿圈6连接，第二周转轮系随动，第二动力源1提供动力驱动车轮，实现传动比1:1输出。
42.通过第三工作状态实现高速运行模式；令第一制动器5结合设置，令第二制动器7断开设置，令第一离合器4断开设置，令第二离合器2结合设置，此时一路动力从第二太阳轮10输入，令一路动力从第一行星架11输入并从第一齿圈6增速后输入至第二齿圈14，两路动力合成后从第二行星架8输入，实现高速输出。
43.应用：
44.起步及低速工况：第二制动器7结合锁定，将第二周转轮系的第二齿圈14固定，第一离合器4、第一制动器5断开，第二动力源1自身的第二离合器2断开，第一动力源3的扭矩通过第二周转轮系的第二太阳轮10输入，由第二周转轮系的第二行星架8输出，实现大传动比减速输出，此时为纯电模式，由第一工作状态实现。
45.中速工况：当速度增加时，第二制动器7、第一制动器5断开，第一离合器4结合，周转轮系锁死，实现1：1输出，当第一动力源3转速增加到一定速度时，第二动力源1启动并参与工作，这时动力主要由第二动力源1提供，第一动力源3可转入发电模式补充电池能量，也可依据电池的容量和负荷决定其模式，此时有三种模态：第二动力源1 第一动力源3驱动、第二动力源1 第一动力源3随动、第二动力源1 第一动力源3发电，由第二工作状态实现。
46.高速工况：当车速进一步增加后，第二制动器7、第一离合器4断开，第一制动器5结合，动力一路从第二周转轮系的第二太阳轮10输入，另一路由第一周转轮系的第一行星架11输入，从第一齿圈6增速后输入到第二周转轮系的第二齿圈14，合成后从第二行星架8实现超速输出，此时，第一动力源3可依据电池容量、负荷等决定其模态，实现最优模态，此时也有三种模态：第二动力源1 第一动力源3驱动、第二动力源1 第一动力源3随动、第二动力源1 第一动力源3发电，由第三工作状态实现。
47.下坡缓行：第二动力源1关闭或怠速，第二动力源1自身第二离合器2断开，第一动力源3发电回收能量，周转轮系的传动比依据车速决定其档位。
48.减速制动：第二动力源1关闭或怠速，第二动力源1自身第二离合器2断开，第一动
力源3发电回收能量，周转轮系的传动比依据车速决定其档位。
49.驻车发电：第二动力源1怠速或正常工作，第二动力源1自身第二离合器2结合，第一离合器4、第一制动器5、第二制动器7均断开，第一动力源3处于发电状态，由第四工作状态实现。
50.本实用新型设计的混合动力系统，采用一个电机和两个行星排，而且两个行星排共用一个齿圈，结构简单，便于加工，成本低；整个架构通过两个离合器和两个制动器实现了重型自卸车的多种车速工况的调节，该系统可设置三个档位，低速爬坡档、中速直接档以及高速档，档位调节方便，利用发动机与电机各自的特点，以及二级行星齿轮的变速，达到了适合此类重型自卸车的最优性能。
51.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。