混合动力系统及使用该混合动力系统的车辆的制作方法

本实用新型涉及混合动力领域中的混合动力系统及使用该混合动力系统的车辆。

背景技术：

近几年来，随着石油资源存储量不断缩减，国家倡导节约能源。在石油资源消耗占比较大的汽车领域，国家油耗法规对乘用车及商用车都规定了极具挑战性的油耗指标，各种汽车节能技术也应运而生。混合动力系统是降低油耗的一个重要措施，在使用混合动力系统的车辆上仍面对着空调、水泵等一系列机械负载的动力供给问题。现有的一种混合动力系统如中国专利CN204998300U公开的“一种用于混合动力汽车的空调的驱动系统”，包括通过行星排耦合传动的发动机和电机，其中具体的耦合形式是，发动机与行星排的行星架传动相连，电机与行星排的太阳轮传动相连，行星排的行星架则用于向空调的压缩机传递动力，行星排的行星架与压缩机之间的传动路径上设置有离合器。在不需要压缩机工作时，断开离合器，需要压缩机工作时接上离合器，以此实现向空调提供动力。

现有的这种驱动系统存在的问题在于，发动机的一路动力通过行星排向压缩机传动，而发动机还需要分出一路动力向车轮传动，两路动力的传递是相互独立的，独立的动力传递路径不仅导致动力系统的成本较高，而且也会占用较大的布置空间，影响车辆其它部件的布置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混合动力系统，以解决现有技术中负载的传动路径和车轮的传动路径相互独立而导致混合动力系统成本高、布置空间需求大的问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用该混合动力系统的车辆。

为了解决上述问题，本实用新型中混合动力系统的技术方案为：

混合动力系统，包括发动机、第一电机、第一耦合行星排和分流行星排，发动机与第一耦合行星排的行星架传动相连，第一电机与第一耦合行星排的太阳轮传动相连，第一耦合行星排的齿圈与分流行星排的行星架传动相连，分流行星排的齿圈用于向相应负载输出动力，分流行星排的行星架用于向相应车轮输出动力，分流行星排的太阳轮通过第一离合器与第一耦合行星排的行星架传动相连。

分流行星排的太阳轮通过第二离合器与分流行星排的行星架传动相连。

分流行星排的太阳轮上同轴线固设有传动轴，第一离合器和第二离合器间隔布置于所述传动轴上。

混合动力系统还包括第二电机和第二耦合行星排，第二耦合行星排的齿圈为固定齿圈，第二耦合行星排的行星架与分流行星排的行星架传动相连，第二电机与第二耦合行星排的太阳轮传动相连。

发动机、第一电机、第一耦合行星排、分流行星排和第二耦合行星排沿动力传递方向同轴线布置。

本实用新型中车辆的技术方案为：

车辆，包括负载、车轮和混合动力系统，混合动力系统包括发动机、第一电机、第一耦合行星排和分流行星排，发动机与第一耦合行星排的行星架传动相连，第一电机与第一耦合行星排的太阳轮传动相连，第一耦合行星排的齿圈与分流行星排的行星架传动相连，分流行星排的齿圈与所述负载传动相连，分流行星排的行星架与所述车轮传动相连，分流行星排的太阳轮通过第一离合器与第一耦合行星排的行星架传动相连。

分流行星排的太阳轮通过第二离合器与分流行星排的行星架传动相连。

分流行星排的太阳轮上同轴线固设有传动轴，第一离合器和第二离合器间隔布置于所述传动轴上。

混合动力系统还包括第二电机和第二耦合行星排，第二耦合行星排的齿圈为固定齿圈，第二耦合行星排的行星架与分流行星排的行星架传动相连，第二电机与第二耦合行星排的太阳轮传动相连。

发动机、第一电机、第一耦合行星排、分流行星排和第二耦合行星排沿动力传递方向同轴线布置。

本实用新型的有益效果为：当负载不需要工作时，第一离合器、第二离合器断开，分流行星排处于自由状态，发动机与负载处于断开状态；如果需要负载工作，若发动机转速与分流行星排的太阳轮相差不大，可直接结合第一离合器，两者转速相差较大，可通过第一电机调节发动机转速至与分流行星排的太阳轮转速相同，结合第一离合器，实现无冲击切换，提升车辆平顺性，此时负载工作转速由发动机转速和分流行星排的行星架转速决定。本实用新型实现了发动机与负载之间的动力传递可控，同时本实用新型中分流行星排的齿圈向车轮传递动力，负载传动路径与车轮传动路径共用一段传动结构，降低了混合动力系统的成本，同时也减小了混合动力系统的布置空间。

如果需要负载转速与发动机转速等速，第一离合器结合后，通过第一电机调节发动机转速与分流行星排的行星架转速相同时，第二离合器结合，第一离合器断开。

附图说明

图1是本实用新型中车辆的一个实施例中的混合动力系统与负载的配合示意图；

图2是图1简化模型示意图。

具体实施方式

车辆的实施例如图1~2所示：包括车架（图中未示出）及设置于车架上的负载、车轮23和混合动力系统，混合动力系统包括沿前后方向依次同轴线设置的发动机1、第一电机3、第一耦合行星排4、分流行星排5和第二耦合行星排6。其中，发动机1通过扭转减振器2与第一耦合行星排的行星架12相连，第一电机3与第一耦合行星排的太阳轮14同轴固连，第一耦合行星排的齿圈13与分流行星排的行星架16相连，分流行星排的太阳轮17上同轴线固设有第一传动轴21，第一传动轴21通过第一离合器9与第一耦合行星排的行星架12相连，第一传动轴21通过第二离合器10与分流行星排的行星架16相连，分流行星排的齿圈15通过相互啮合的第一齿轮18和第二齿轮19与负载8传动相连，本实施例中负载为空调的压缩机。分流行星排的行星架上同轴线固设有第二传动轴22，第二传动轴22与车轮23传动相连，第二耦合行星排的行星架20固定于第二传动轴22上，第二电机7与第二耦合行星排的太阳轮21同轴固连，第二耦合行星排的齿圈11为固定齿圈。

车辆在低速（车速小于30km/h）形式并且电池SOC较高（大于40%）时以纯电动（EV）模式运行，即仅第二电机工作，车辆在车速大于30 km/h时或者电池SOC小于40%时以混合动力模式（EVT）模式运行，即发动机和第二电机同时工作。EVT模式下，发动机转速通过第一电机调速，实现与车轮转速解耦，发动机转矩通过第二电机转矩耦合，实现发动机转矩与车轮转矩解耦，因此发动机可以控制在最优工作点工作。

当负载不需要工作时，第一离合器、第二离合器断开，分流行星排处于自由状态，发动机与负载处于断开状态。

EV模式下，当负载需要工作时，发动机启动并通过第一电机调节发动机转速至分流行星排的太阳轮转速相同，第一离合器结合，发动机通过分流行星排的齿圈向负载传动而驱动负载动作。第一电机调节发动机的转速可实现发动机与负载之间的无冲击切换，提升车辆平顺性。

EVT模式下，当负载需要工作时，若发动机转速与分流行星排的太阳轮转速相差不大（转速差小于100rpm），可直接结合第一离合器，若两者转速相差较大（转速差大于100rpm），可通过第一电机调节发动机转速至与分流行星排的太阳轮转速相同，结合第一离合器，此时负载工作转速由发动机转速和第二输出轴转速决定，同时可实现空调变频控制。如果需要将负载转速与发动机转速等速，第一离合器结合之后，可通过第一电机调节发动机转速与第二传动轴转速相同，第二离合器结合，第一离合器断开，调速过程完成后，混合动力系统可恢复至EVT模式运行。本实用新型实现了发动机与负载的传动开断可控，减少功率损失提升系统效率，通过第一电机对发动机转速的调节，可实现发动机与负载传动之间的无冲击切换，提升车辆平顺性。发动机向车辆的传动路径与发动机向负载的传动路径有一段是共用的，因此可减少产品的部件数量，降低产品的成本，另外还可以减小混合动力系统的布置所需空间。

在本实用新型的其它实施例中，负载也可以是冷却系统中水泵；发动机、第一电机、第二电机也可以不同轴布置；当不需要调整负载转速与发动机转速等速时，第二离合器也可以不设；如果不需纯电动的工作模式，第二电机和第二耦合行星排也可以不设。

混合动力系统的实施例如图1~2所示：混合动力系统的具体结构与上述各车辆实施例中所述的混合动力系统相同，在此不再详述。