混合动力系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种混合动力系统及车辆。


背景技术：

2.相关技术中，对于车辆的混合动力系统，需要运用复杂的控制策略，特别是控制策略中需要对两个动力输出端进行调速后进行换挡结合等操作，开发成本高且可靠性低。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种混合动力系统，该混合动力系统为固定速比，无调速模式，只需进行简单功率匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，降低了混合动力系统的控制难度。
4.本实用新型提出一种具有上述混合动力系统的车辆。
5.根据本实用新型的用于车辆的混合动力系统包括：第一动力输出单元和第二动力输出单元；第一轮系和第二轮系；所述第一轮系包括：第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一齿圈，所述第一行星轮可转动地设置于所述第一行星架上并与所述第一太阳轮啮合，所述第一齿圈与所述第一行星轮啮合；所述第二轮系包括：第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第二齿圈，所述第二行星轮可转动地设置于所述第二行星架上并与所述第二太阳轮啮合，所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合，所述第二太阳轮与所述第一太阳轮动力连接且同步转动；所述第二齿圈与所述第一行星架动力连接且同步转动；其中所述第一动力输出单元可选择地与所述第一太阳轮、第二行星架中的至少一个动力连接；所述第二动力输出单元与所述第一太阳轮动力连接；输出端，所述输出端与所述第二齿圈和所述第一行星架动力连接。
6.根据本实用新型的混合动力系统，通过设置第一轮系和第二轮系，对来自第一动力输出单元和第二动力输出单元的动力进行调速，以实现将来自不同动力源的动力混合，或是实现来自单独一动力输出单元的动力进行调速。该混合动力系统为固定速比，无调速模式，只需进行简单功率匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，降低混合动力系统的控制难度。
7.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统还包括：第一离合器，所述第一离合器包括第一结合部和第二结合部，所述第一结合部与所述第一动力输出单元的输出端连接，所述第二结合部可选择地与所述第一太阳轮或第二行星架动力连接。
8.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统还包括：第二离合器，所述第二离合器可选择地将所述第二结合部与所述第一太阳轮接合。
9.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统还包括：第三离合器，所述第三离合器可选择地将所述第二结合部与所述第二行星架接合。
10.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统还包括：第一制动部，所述第一制动部可选择地将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮制动。
11.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统还包括：第二制动部，所述第二制动部可选择地将所述第一齿圈制动。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第一动力输出单元构造为发动机，所述第二动力输出单元构造为电动机。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述第一动力输出单元与所述第二动力输出单元可以同步工作或单独工作。
14.下面简单描述根据本实用新型的车辆。
15.根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的混合动力系统，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的混合动力系统，因此，该车辆的混合动力系统换挡的控制策略简单，无调速模式，只需进行简单功率匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，降低混合动力系统的控制难度，提高了车辆的可靠性，降低了整车成本。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的混合动力系统的结构示意图。
19.附图标记：
20.混合动力系统1，
21.第一太阳轮s1，第一行星架pc1，第一齿圈r1；
22.第二太阳轮s2，第二行星架pc2，第二齿圈r2；
23.第一离合器c0，第二离合器c1，第三离合器c2；
24.第一制动部b1，第二制动部b2，
25.第一动力输出单元101，第二动力输出单元102，输出端103。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的用于车辆的混合动力系统1。
28.根据本实用新型的用于车辆的混合动力系统1包括第一动力输出单元101和第二动力输出单元102、第一轮系和第二轮系，第一轮系包括第一太阳轮s1、第一行星轮、第一行星架pc1和第一齿圈r1，第一行星轮可转动地设置在第一行星架pc1上并与第一太阳轮s1啮合，第一齿圈r1与第一行星轮啮合；第二轮系包括第二太阳轮s2、第二行星轮、第二行星架pc2和第二齿圈r2，第二行星轮可转动地设置于第二行星架pc2 上并与第二太阳轮s2啮合，第二齿圈r2与第二行星轮啮合，第二太阳轮s2与第一太阳轮s1动力连接且同步转动；第二齿圈r2与第一行星架pc1动力连接且同步转动；第一动力输出单元101可选择地与第一太阳
轮s1、第二行星架pc2中的至少一个动力连接，第二动力输出单元102与第一太阳轮s1动力连接；输出端103与第二齿圈r2 和第一行星架pc1动力连接。
29.相关技术中，对于车辆的混合动力系统，需要运用复杂的控制策略，特别是控制策略中需要对两个动力输出端进行调速后进行换挡结合等操作，开发成本高且可靠性低。
30.在第一动力输出单元101单独输出的过程中，第一动力输出单元101的输出轴分别与第一太阳轮s1和第二太阳轮s2相连，动力由第一动力输出单元101传递到第一太阳轮s1，并通过第一行星架pc1进行传递，此时第二动力输出单元102并不输出动力，第二太阳轮s2并不传递动力，同时第二齿圈r2与第一行星架pc1连接，在第二行星轮系中，第二齿圈r2与第二行星架pc2之间可以自由转动。
31.在第一动力输出单元101的动力输出时，还可以将第一动力输出单元101的动力传递至第一行星架pc1，第二行星架pc2驱动第二齿圈r2转动，而第二齿圈r2与第一行星架pc1作为整体转动，从而使第一轮系和第二轮系同时对第一动力输出单元101 进行调速，实现混合动力系统1的单一动力输出情况的其他速比。
32.在第一动力输出单元101的动力输出时，还可以将第一动力输出单元101的输出轴与第一太阳轮s1、第二太阳轮s2和第二行星架pc2相连。动力由第一动力输出单元 101传递到第二太阳轮s2和第二行星架pc2，第二轮系作为整体转动，将动力传递到第二齿圈r2，以将动力输出，实现混合动力系统1的单一动力输出的其他速比。
33.根据本实用新型的混合动力系统1，通过设置第一轮系和第二轮系，对来自第一动力输出单元101和第二动力输出单元102的动力进行调速，以实现将来自不同动力源的动力混合，或是实现来自单独一动力输出单元的动力进行调速。该混合动力系统为固定速比，无调速模式，只需进行简单功率匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，降低混合动力系统的控制难度。
34.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统1还包括第一离合器c0，第一离合器 c0包括第一结合部和第二结合部，第一结合部与第一动力输出单元101的输出端连接，第二结合部可选择地与第一太阳轮s1或第二行星架pc2动力连接。
35.第一结合部与第一动力输出单元的输出轴联动，以实现第一动力输出单元101与第一轮系和第二轮系之间动力连接的可选择通断，在第一动力输出单元101为发动机时，由于发动机的不会频繁启停，可以有效地控制第一动力输出单元101的输出。而第二结合部可以选择与第一结合部可选择接合，以将第一动力输出单元101的动力输出至第一太阳轮s1或第二行星架pc2，第二结合部可以用于选择第一输出单元的输出方向，以丰富根据本技术的混合动力系统1的动力模式。
36.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统1还包括第二离合器c1和第三离合器c2，第二离合器c1可选择地将第二结合部与第一太阳轮s1接合，第三离合器c2 可选择地将第二结合部与第二行星架pc2接合，利用第二离合器c1与第三离合器c2 可以实现第二结合部与第二行星架pc2以及第一太阳轮s1之间的接合，以使第一动力输出单元101的动力可选择地输出至第一轮系或第二轮系，同时配合其他制动部件，实现混合动力系统1的不同速比。
37.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统1还包括第一制动部b1，第一制动部 b1可选择地将第一太阳轮s1和第二太阳轮s2制动，由于第一太阳轮s1与第二太阳轮 s2分
别与第二动力单元动力连接，第一制动部b1在将第一太阳轮s1或第二太阳轮s2 制动后，可以避免第二动力单元转动，减少第二动力单元对第一动力单元的动力分流，以提高混合动力系统1在只有第一动力单元机驱动的情况下的工作效率。
38.根据本实用新型的一个实施例，混合动力系统1还包括第二制动部b2，第二制动部 b2可选择地将第一齿圈r1制动，在将第一齿圈r1制动后，动力主要通过第一轮系传输，由于第一太阳轮s1与第二太阳轮s2相连，第二齿圈r2与第一行星架pc1相连，动力在经过第二太阳轮s2传递至第二轮系的过程中，第二行星架pc2与第二太阳轮s2 之间自由转动，第二齿圈r2被制动，并不向外输出动力，以减小第二轮系消耗动力，提高混合动力系统1中单一动力输出时的效率。
39.根据本实用新型的一个实施例，第一动力输出单元101构造为发动机，第二动力输出单元102构造为电动机。根据本实用新型的混合动力系统1，可以用于发动机与电动机的动力混合，可以提高车辆的燃油经济性。
40.根据本实用新型的一个实施例，第一动力输出单元101与第二动力输出单元102可以同步工作或单独工作，在第一动力输出单元101单独工作的过程中，混合动力系统1 可以实现单一模式的动力输出，并可以实现四挡变速。在第二动力输出单元102单独工作的过程中，可以实现两挡变速；在第一动力输出单元101与第二动力输出单元102同步输出的过程中，第一动力单元与第二动力单元的动力混合后可以实三挡变速。
41.根据本实用新型的混合动力系统1，可以实现发动机以及电动机不同速比下的动力混合，只需进行简单功率、转速和扭矩匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，可靠性高，控制方便，制造成本低。
42.在本实用新型的一个实施例中，发动机的输出轴与第一离合器c0的第一结合部相连，第一离合器c0的第二结合部与输出轴相连，输出轴分别通过第二离合器c1和第三离合器c2分别可选择地与第一太阳轮s1和第二齿圈r2动力连接。
43.发动机单独驱动情况下的不同工况：
44.一挡：第一离合器c0、第二离合器c1分别结合、第二制动部b2将第一齿圈r1制动。发动机通过第一离合器c0将动力传递至第一结合部，第二结合部与第一结合部结合将动力传输至输入轴，输入轴通过第二离合器c1将动力传输至第一太阳轮s1、第二太阳轮s2；第一齿圈r1通过第二制动部b2制动，在第一轮系中由于第一齿圈r1被固定因此速度为0，第一太阳轮s1为输入，因此第一行星架pc1所输出的扭矩转速一定，而第一行星架pc1与第二齿圈r2相连，第二太阳轮s2与第一太阳轮s1同步转动，但第二行星架pc2可以自由转动，因此不会影响第二齿圈r2的转动，发动机的动力完全由第一轮系的行星架pc1输出。
45.二挡：第一离合器c0、第三离合器c2分别结合、第二制动部b2将第一齿圈r1制动。发动机通过第一离合器c0将动力传递至第一结合部，第二结合部与第一结合部结合将动力传输至输入轴，输入轴通过第三离合器c2将动力传输至第二轮系中的第二行星架pc2，由于第一太阳轮s1与第二太阳轮s2同步转动，第一齿圈r1制动，第一轮系和第二轮系相互约束组成系统，动力通过第一行星架pc1和第二齿圈r2输出至输出端103。
46.三挡：第一离合器c0、第二离合器c1、第三离合器c2分别结合。发动机通过第一离合器c0将动力传递至第一结合部，第二结合部与第一结合部结合将动力传输至输入轴，输入轴分别与第一太阳轮s1、第二太阳轮s2、第二行星架pc2联动。动力由发动机传递到第二
太阳轮s2和第二行星架pc2，第二太阳轮s2与第二行星架pc2转速相同且作为整体转动，以将动力传递到第二齿圈r2，能量从第二齿圈r2输出。
47.四挡：第一离合器c0、第三离合器c2分别结合、第一制动部b1对第一太阳轮s1 和第二太阳轮s2制动。发动机通过第一离合器c0将动力传递至第一结合部，第二结合部与第一结合部结合将动力传输至输入轴，输入轴和第二行星架pc2相连，第一太阳轮 s1和第二太阳轮s2制动。动力由发动机传递到第二行星架pc2，再传递到第二齿圈r2，能量从第二齿圈r2输出。
48.电机单独驱动：
49.一挡：第二制动部b2将第一齿圈r1制动。电动机输出端分别与第一太阳轮s1、第二太阳轮s2相连，动力由电动机传递到第二太阳轮s2，通过行第一轮系进行传递，能量从第一行星架pc1输出。
50.二挡：第二离合器c1与第三离合器c2接合。电动机的输出轴与第一太阳轮s1、第二太阳轮s2、第二行星架pc2相连。动力由电动机传递到第二太阳轮s2和第二行星架pc2，第二轮系作为整体转动，再传递到第二齿圈r2，能量从第二齿圈r2输出。
51.发动机和电机混合驱动，在一挡、二挡、三挡各个情况下，混合驱动中离合器与制动部的状态与纯发动机驱动时一挡、二挡、三挡各个情况下离合器与制动部的状态相同。工作过程中，电机匹配相应的转速及扭矩，即可实现混动模式。
52.下面简单描述根据本实用新型的车辆。
53.根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的混合动力系统1，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的混合动力系统1，因此，该车辆的混合动力系统1换挡的控制策略简单，无调速模式，只需进行简单功率匹配就可以实现混合动力系统挡位的切换，降低混合动力系统的控制难度，提高了车辆的可靠性，降低了整车成本。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
55.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
56.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
57.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
58.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术
语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。