混合动力传动装置的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车的动力传动，具体涉及一种混合动力传动装置。


背景技术：

2.随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，新能源汽车的开发和利用已逐渐成为一种趋势。其中，新能源汽车中的混合动力汽车，可通过发动机或电机或发动机电机同时驱动，具有多种模式，从而具有良好的燃油经济性、低排放。行星排布置、电机、发动机转速匹配，扩展了传动比的分配，在分布范围内无极变速，极大地提高了舒适性，保证了车辆具有良好的动力性，同时也保证车辆具有良好的经济性，使车辆油耗和排放等方面有所改善，但如何布置电机，如何有效使用行星排调节行星排传动比、动力损失小、减少功率损耗以及燃油经济性好等已成为本领域的技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种齿轮个数少、传动比分布范围大、承载能力强的混合动力传动装置。
4.实现上述目的的技术方案如下：
5.混合动力传动装置，包括输入轴、行星排、发电机、发电机轴、中间轴、差速器、驱动电机输出轴、电机轴和驱动电机、输入齿轮、中间轴小齿轮、输出齿轮、驱动电机齿轮、驱动电机输出齿轮、驱动电机输出轴小齿轮、主减速齿轮、发动机；
6.所述行星排包含齿圈、行星齿轮、行星架、太阳轮，所述行星架上固连输入齿轮，所述输入轴上固连行星排的齿圈，行星齿轮设置在行星架上，行星架可转动地配置在发电机轴上，所述发电机轴上固连太阳轮和发电机，所述中间轴上固连中间轴小齿轮和输出齿轮，所述驱动电机输出轴上固连驱动电机输出齿轮和驱动电机输出轴小齿轮，所述驱动轴分别与驱动电机齿轮和驱动电机固连，所述差速器上固连主减速齿轮，发动机与输入轴固连；
7.所述行星齿轮与太阳轮、齿圈同时啮合；所述输入齿轮与输出齿轮啮合，主减速齿轮和中间轴小齿轮、驱动电机输出轴小齿轮同时啮合；驱动电机输出齿轮和驱动电机齿轮啮合。
8.本发明包含如下有益效果；
9.1、由输入轴、齿圈、行星齿轮、行星架、太阳轮、发电机、发电机轴、中间轴、差速器、驱动电机输出轴、电机轴、驱动电机、输入齿轮、中间轴小齿轮、输出齿轮、驱动电机齿轮、驱动电机输出齿轮、驱动电机输出轴小齿轮、主减速齿轮组成混合动力齿轮传动装置，该装置零件数量少，结构简单，本发明由一个行星排、三个齿轮副、两个电机组成，该装置零件数量少，制造难度低。因此，本发明具有齿轮个数少，承载能力强的优点。
10.2、采用电机转速选择程序，根据发动机转速对发电机转速调整控制由齿圈、行星架、行星齿轮、太阳轮组成的行星排传动比，在一定范围内能提供无级变速的传动比，同时使发电电机在高效区间工作，可以实现充电或驱动动力作用。
11.3、本发明具有电机单独驱动模式、混合动力驱动模式，驻车充电模式、能量回收模式，在各种工况下可以根据需要进行发动机、发电机的转速匹配，在一定范围内实现传动比的连续变化，实现无级变速，具有传动比分布范围大、动力损失小的特点，同时减少功率损耗以及使燃油经济性好。
附图说明
12.图1是现有技术的一种混合动力传动装置的示意图；
13.图2是本发明的发电机的转速选择流程图；
14.附图中的标记：
15.输入轴1，齿圈2，行星齿轮3，行星架4，发电机5，发电机轴6，太阳轮7，输入齿轮8，中间轴小齿轮10，中间轴11，输出齿轮12，差速器13，驱动电机输出轴小齿轮14，驱动电机输出轴15，驱动电机输出齿轮16，驱动电机齿轮17，电机轴18，驱动电机19，主减速齿轮20，发动机21。
具体实施方式
16.下面结合图1至图2对本发明进行说明。
17.本发明的混合动力传动装置，包括输入轴1、行星排、发电机5、发电机轴6、中间轴11、差速器13、驱动电机输出轴15、电机轴18、驱动电机19、输入齿轮8、中间轴小齿轮10、输出齿轮12、驱动电机齿轮17、驱动电机输出齿轮16、驱动电机输出轴小齿轮14、主减速齿轮20、发动机21。
18.所述行星排包含齿圈2、行星齿轮3、行星架4、太阳轮7，所述行星架4上固连输入齿轮8，所述输入轴1上固连行星排的齿圈2，行星齿轮3设置在行星架4上，行星架4可转动地配置在发电机轴6上，所述发电机轴6上固连太阳轮7和发电机5，所述中间轴11上固连中间轴小齿轮10和输出齿轮12，所述驱动电机输出轴15上固连驱动电机输出齿轮16和驱动电机输出轴小齿轮14，所述驱动轴18分别与驱动电机齿轮17和驱动电机19固连，所述差速器13上固连主减速齿轮20，发动机21与输入轴1固连。
19.所述行星齿轮3与太阳轮7、齿圈2同时啮合；所述输入齿轮8与输出齿轮12啮合，主减速齿轮20和中间轴小齿轮10、驱动电机输出轴小齿轮14同时啮合；驱动电机输出齿轮16和驱动电机齿轮17啮合。
20.所述输入轴1与齿圈2制成一体；所述中间轴小齿轮10与中间轴11制成一体；所述驱动电机输出轴小齿轮14与驱动电机输出轴15制成一体；驱动电机齿轮17与电机轴18制成一体或分开成型后固连。
21.对于上述结构的混合动力传动装置，以下对其动力传递模式和各动力传递模式的功率流进行说明：
22.(一)、动力传递模式如下：
23.电动驱动模式，发动机21不参与工作，完全依靠高压电池组给变速器内部的驱动电机19提供高压电，驱动车辆。驱动车辆动力＝驱动电机19驱动动力。
24.混合驱动模式1，发动机21驱动，发电机5提供发电的合理转速，发电机5发电，驱动车辆动力＝发动机21驱动动力-发电机5发电动力。
25.混合驱动模式2，发动机21驱动，发电机5提供驱动的合理转速，发电机5驱动，驱动车辆动力＝发动机21驱动动力 发电机5驱动动力。
26.混合驱动模式3，发动机21驱动，发电机5发电，驱动电机19驱动，驱动电机19的电源采用发电机5所发电的电能，驱动车辆。驱动车辆动力＝发动机21驱动动力-发电机5发电动力 驱动电机19驱动动力。
27.混合驱动模式4，发动机21驱动，发电机5驱动，驱动电机19驱动，发电机5的电源、驱动电机19的电源采用发电机5所发电的电能和高压电池组的电能，驱动车辆。发动机21工作，发电机5工作，驱动电机19工作。驱动车辆动力＝发动机21驱动动力 发电机5驱动动力 驱动电机19驱动动力。
28.驻车充电工作模式，整车静止时，发动机21驱动，发动机21全部能量提供发电机5发电，发电机5给高压电池组充电。发动机21工作，发电机5工作。
29.能量回收模式，是指当车辆需要减速时，将车辆行驶中的动能通过驱动电机19转化为电能储存起来的模式，称为再生制动工作模式。在再生制动工作模式下，发动机21空转，发电机5不参与工作，驱动电机19参与工作。
30.(二)、各动力传递模式的功率流
31.(a)、电机驱动动力：
32.驱动电机电控单元控制驱动电机19的输入转速和扭矩，实现纯电动力传动。
33.驱动电机19的动力通过固定在电机轴18上的驱动电机齿轮17传递到连接在驱动电机输出轴15上的驱动电机输出齿轮16，通过驱动电机输出轴15上的驱动电机输出轴小齿轮14相啮合的主减速齿轮20把动力传递到差速器13，最终实现电机驱动的动力传递。
34.(b)、混合驱动模式1、混合驱动模式2：
35.发动机21输出的动力传递到行星排的齿圈2，齿圈2将动力传递到行星齿轮3，同时发电机5使固定在发电机轴6上的太阳轮7旋转，通过控制太阳轮7的转速来匹配齿圈2的转速，行星齿轮3在齿圈2和太阳轮7的转速条件下，为空套在行星齿轮3上的行星架4提供需求的动力，通过固定在行星架4的输入齿轮8把动力传递到固定在中间轴11的输出齿轮12上，通过中间轴11上的中间轴小齿轮10相啮合的主减速齿轮20把动力传递到差速器13，最终实现发动机驱动的动力传递。
36.行星排的齿圈2作为发动机动力输入，给定太阳轮7的速度，太阳轮7和行星架(4)分配不同的扭矩。
37.(c)、混合驱动模式3、混合驱动模式4：
38.发动机21输出的动力传递到行星排的齿圈2，齿圈2将动力传递到行星齿轮3，同时发电机5使固定在发电机轴6上的太阳轮7旋转，通过控制太阳轮7的转速来匹配齿圈2的转速，行星齿轮3在齿圈2和太阳轮7的转速条件下，为空套在行星齿轮3上的行星架4提供需求的动力，通过固定在行星架4的输入齿轮8把动力传递到固定在中间轴11的输出齿轮12上，通过中间轴11上的中间轴小齿轮10相啮合的主减速齿轮20把动力传递到差速器13，最终实现发动机驱动的动力传递。
39.驱动电机19的动力通过固定在电机轴18上的驱动电机齿轮17传递到连接在驱动电机输出轴15上的驱动电机输出齿轮16，通过驱动电机输出轴15上的驱动电机输出轴小齿轮14相啮合的主减速齿轮20把动力传递到差速器13，最终实现电机驱动的动力传递。
40.(d)、驻车充电模式：
41.发动机21参与发电，发电机21给高压电池组充电。发动机21工作，发电机5工作。空套在行星齿轮3上的行星架4静止，发动机21提供动力传递到行星排的齿圈2，齿圈2将动力传递到行星齿轮3，行星齿轮3在齿圈2和行星架4的转速条件下将动力传递到太阳轮7上，通过太阳轮7固定连接的发电机轴6将动力传递到发电机5，实现驻车充电。
42.(e)、能量回收模式：
43.车辆的动能通过车轮传递到差速器13，通过固定在差速器13上的主减速齿轮20将动力传递到驱动电机输出轴15上的驱动电机输出轴小齿轮14，通过固定在驱动电机输出轴15上的驱动电机输出齿轮16把动力传递到固定在电机轴18上的驱动电机齿轮17。
44.混合驱动模式1、混合驱动模式2的转换，或混合驱动模式3与混合驱动模式4的转换，需要控制太阳轮7的转速来匹配齿圈2的转速。
45.(三)、关于太阳轮7与齿圈2的转速匹配
46.所述通过控制太阳轮7的转速来匹配齿圈2的转速的具体过程为：根据齿圈2的输入转速条件，确定太阳轮7的转速范围，在齿圈2各种输入转速条件下，确定太阳轮7的转速范围，使行星架4转动方向与车轮要求一致或相反，即确定太阳轮7转速边界，如行星架4转速与齿圈2转速一致，则发动机21动力与发电机5动力同时驱动或反拖，如行星架4转速与齿圈2转速不一致，则发动机21的动力与发电机5的动力一个为驱动，一个为反拖。在一定范围内无级调速，可以实现充电或驱动动力作用。
47.假定n2《0为发动机21驱动方向。
48.当n2《0，太阳轮n7＞-z2/z7·
n2时，则n4》0，发动机21与发电机5可实现倒档驱动动力。
49.当n2《0，太阳轮n7＜-z2/z7·
n2时，则n4《0，实现前进驱动动力，随着n7进一步减小，行星排传动比减小，发动机扭矩输出不变，转速n4增大。
[0050][0051]
根据充电还是驱动需求目标，对发电机5转速调整，适配不同的齿圈2输入转速。
[0052]
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载
的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。