功率分流混合动力耦合系统及车辆的制作方法

本实用新型属于新能源汽车领域，特别是涉及功率分流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。

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、发电机、离合器、驱动电机，发电机与发动机同轴相连，离合器设置在发动机与发电机之间，驱动电机通过传动装置分别与所述离合器和差速器相连。电机驱动时只有一个档位，不能实现双电机纯电动模式，会导致动力性受限，经济性还有进一步提升的空间。该系统只是适用于城市工况和中小车型，对于非城市工况和较大车型，动力性和经济性都不是很理想。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有方案动力耦合系统动力性和经济性不足的问题，提供一种功率分流混合动力耦合系统及车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种功率分流混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第二离合器、第三离合器、换挡器、行星排、第一输入轴、中间轴、第一减速齿轮副和速比不同于所述第一减速齿轮副的第二减速齿轮副；

所述发动机的输出轴与所述第一输入轴相连；

所述第一输入轴通过所述换挡器以及所述第二减速齿轮副减速连接所述中间轴，所述换挡器用于结合或断开所述第二减速齿轮副对所述第一输入轴和所述中间轴的有效连接；

所述发电机的输出轴可转动地套设于所述第一输入轴上；

所述行星排包括太阳轮、行星架和内齿圈；所述太阳轮设于所述发电机的输出轴上，所述行星架与所述第一输入轴相连，所述内齿圈通过所述第二离合器与所述发电机的输出轴相连，所述内齿圈还通过所述第三离合器和所述第一减速齿轮副减速连接所述中间轴；

所述驱动电机与所述中间轴相连；

所述中间轴输出动力至车轮。

本实用新型实施例提供了一种车辆，包括控制器和连接于所述控制器的电池；还包括前述功率分流混合动力耦合系统，所述发动机、所述发电机和所述驱动电机连接于所述控制器并受所述控制器控制。

本实用新型实施例提供的功率分流混合动力耦合系统及车辆，第二离合器结合时行星排整体旋转，第三离合器结合时内齿圈的扭矩传递到第一减速齿轮副；第一减速齿轮副、第二减速齿轮副起到减速增流的作用，通过第一减速齿轮副、第二减速齿轮副实现发动机或发电机的两挡减速，发动机和发电机驱动时都具有两个挡位，显著地提高了整车的动力性能；通过切换第三离合器的工作状态及换挡器的工作状态，能够控制发动机或发电机采用两个挡位中的任意一个挡位驱动车轮，驱动电机能够驱动车轮，能够实现多种驱动模式，获得更高的传动效率，提高车辆经济性；发动机和发电机共用两挡减速组件，结构简单、紧凑，简少了零件数量，有利于减小系统负载，有利于减小体积，降低了两挡减速组件的成本；

发动机和发电机通过行星排连接，速比可调，速比范围较大，可以减小发电机的体积，从而能提高整车的动力性能及降低发电机的成本；由于实现了双电机纯电动模式，在适量减小驱动电机的情况下也能够满足动力要求，从而能进一步提高整车的动力性能及降低发电机驱动电机的成本；

在混合动力模式下，可通过行星排调速，优化发动机的工作区间，提高发动机的经济性能；双电机纯电动模式及混合驱动模式下，驱动电机均参与驱动，避免动力中断。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的功率分流混合动力耦合系统的结构简图一；

图2为图1所示功率分流混合动力耦合系统在单电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图3为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第一双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图4为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第二双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图5为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第三双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图6为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第一混合驱动模式下的动力传递路线图；

图7为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第二混合驱动模式下的动力传递路线图；

图8为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第三混合驱动模式下的动力传递路线图；

图9为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第四混合驱动模式下的动力传递路线图；

图10为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第一发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图11为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第二发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图12为图1所示功率分流混合动力耦合系统在第三发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图13为图1所示功率分流混合动力耦合系统在增程模式下的动力传递路线图；

图14为本实用新型实施例提供的功率分流混合动力耦合系统的结构简图二；

图15为图14所示功率分流混合动力耦合系统在单电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图16为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第一双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图17为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第二双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图18为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第三双电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图19为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第一混合驱动模式下的动力传递路线图；

图20为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第二混合驱动模式下的动力传递路线图；

图21为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第三混合驱动模式下的动力传递路线图；

图22为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第四混合驱动模式下的动力传递路线图；

图23为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第一发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图24为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第二发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图25为图14所示功率分流混合动力耦合系统在第三发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图26为图14所示功率分流混合动力耦合系统在增程模式下的动力传递路线图；

说明书中的附图标记如下：

1、发动机；2、发电机；3、驱动电机；

4、第一离合器；5、第二离合器；6、第三离合器；7、第四离合器；8、第五离合器；9、离合器壳体；10、同步器；

11、行星排；111、太阳轮；112、行星架；113、内齿圈；

12、第一输入轴；13、第二输入轴；

14、中间轴；

15、第一减速齿轮副；151、第一齿轮；152、第二齿轮；

16、第二减速齿轮副；161、第三齿轮；162、第四齿轮；

17、第三减速齿轮副；171、第五齿轮；172、第六齿轮；

18、第四减速齿轮副；181、第七齿轮；

19、第五减速齿轮副；191、第八齿轮；

20、差速器；21、车轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图14所示，本实用新型实施例提供的功率分流混合动力耦合系统，包括发动机1、发电机2、驱动电机3、第二离合器5、第三离合器6、换挡器、行星排11、第一输入轴12、中间轴14、第一减速齿轮副15和速比不同于第一减速齿轮副15的第二减速齿轮副16；

发动机1的输出轴与第一输入轴12相连；

第一输入轴12通过换挡器以及第二减速齿轮副16减速连接中间轴14，换挡器用于结合或断开第二减速齿轮副16对第一输入轴12和中间轴14的有效连接(本申请中，“有效连接”是指能够实现动力传递的连接)；

发电机2的输出轴可转动地套设于第一输入轴12上；

行星排11包括太阳轮111、行星架112和内齿圈113；太阳轮111设于发电机2的输出轴上，行星架112与第一输入轴12相连，内齿圈113通过第二离合器5与发电机2的输出轴相连，内齿圈113还通过第三离合器6和第一减速齿轮副15减速连接中间轴14；

驱动电机3与中间轴14相连；

中间轴14输出动力至车轮21。

使用时，结合第二离合器5和第三离合器6，或者结合第三离合器6，或者结合换挡器，发动机1的动力能够传递至第一输入轴12，第一输入轴12的动力再经过行星排11、第三离合器6及第一减速齿轮副15传递至中间轴14，或再经过换挡器及第二减速齿轮副16传递至中间轴14，中间轴14输出动力至车轮21，从而实现发动机1直接驱动车轮21；

结合第二离合器5，同时结合第三离合器6或者换挡器，发电机2的动力能够传递至行星排11，行星排11的动力再经过第三离合器6及第一减速齿轮副15，或再经过第一输入轴12、换挡器及第二减速齿轮副16传递至中间轴14，中间轴14输出动力至车轮21，从而实现发电机2驱动车轮21；

驱动电机3的动力能够经中间轴14输出至车轮21，从而实现驱动电机3直接驱动车轮21；

发动机1的动力能够传递至第一输入轴12，第一输入轴12的动力能够经行星排11传递至发电机2，从而驱动发电机2发电；

当发动机1或发电机2，及驱动电机3共同参与驱动时，中间轴14起到耦合动力的作用，并将耦合后的动力传递到车轮21；

当发动机1和发电机2共同参与驱动时，行星排11(通过第一减速齿轮副15输出动力时)或第一输入轴12(通过第二减速齿轮副16输出动力时)起到耦合动力的作用，并将耦合后的动力传递到车轮21。

本实用新型实施例提供的功率分流混合动力耦合系统，第二离合器5结合时行星排11整体旋转，第三离合器6结合时内齿圈113的扭矩传递到第一减速齿轮副15；第一减速齿轮副15、第二减速齿轮副16起到减速增流的作用，通过第一减速齿轮副15、第二减速齿轮副16实现发动机1或发电机2的两挡减速，发动机1和发电机2驱动时都具有两个挡位，显著地提高了整车的动力性能；通过切换第三离合器6的工作状态(结合或断开)及换挡器的工作状态(结合或断开)，能够控制发动机1或发电机2采用两个挡位中的任意一个挡位驱动车轮21，驱动电机3能够驱动车轮21，能够实现多种驱动模式，获得更高的传动效率，提高车辆经济性；发动机1和发电机2共用两挡减速组件(第一减速齿轮副15和第二减速齿轮副16)，结构简单、紧凑，简少了零件数量，有利于减小系统负载，有利于减小体积，降低了两挡减速组件的成本；

发动机1和发电机2通过行星排11连接，速比可调，速比范围较大，可以减小发电机2的体积，从而能提高整车的动力性能及降低发电机2的成本；由于实现了双电机纯电动模式，在适量减小驱动电机3的情况下也能够满足动力要求，从而能进一步提高整车的动力性能及降低发电机2驱动电机3的成本；

在混合动力模式下，可通过行星排11调速，优化发动机1的工作区间，提高发动机1的经济性能；双电机纯电动模式及混合驱动模式下，驱动电机3均参与驱动，避免动力中断。

由于实现了发动机直驱模式，避免了机-电、电-机的能量转换，提高了传动效率；

其中，发电机2为电动/发电机(M/G)，可用于发电和驱动。

具体地，发电机2还作为启动电机使用，用于启动发动机1。若发电机2不驱动、不发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后停止工作；若发电机2驱动或发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后保持工作状态。

具体地，换挡器可为第四离合器7或者同步器10，均可实现结合或断开第二减速齿轮副16对第一输入轴12和中间轴14的有效连接，以使得能够将第一输入轴12的动力通过第二减速齿轮副16传递至中间轴14，或者避免第一输入轴12的动力通过第二减速齿轮副16传递至中间轴14。

在一实施例中，如图1和图14所示，还包括第一离合器4，发动机1的输出轴通过第一离合器4与第一输入轴12相连。通过控制第一离合器4的通断，来实现发动机1是否参与驱动的控制；在需要发动机1驱动车轮21或驱动发电机2发电时，结合第一离合器4即可，不需发动机1工作时，断开第一离合器4以减少系统负载，保护发动机1。

在一实施例中，如图1和图14所示，无论是否设置第一离合器4，功率分流混合动力耦合系统均可设置第三减速齿轮副17，第一输入轴12还可选择性地通过第三减速齿轮副17连接中间轴14，如此可增加一个发动机1或发电机2驱动时的挡位。

具体地，如图14所示，换挡器可为第四离合器7，第一输入轴12还通过第五离合器8以及第三减速齿轮副17减速连接中间轴14。控制第四离合器7和第五离合器8的工作状态(结合或断开)，能够选择性地将第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17中的一个连接于第一输入轴12与中间轴14之间，从而增加了一个挡位，发动机1和发电机2均能够实现三挡变速，当然不需要发动机1和发电机2通过第二减速齿轮副16或第三减速齿轮副17输出动力时，断开第四离合器7和第五离合器8即可，使用方便，结构简单，有利于减小系统负载；

如图1所示，换挡器可为同步器10，第一输入轴12还通过同步器10以及第三减速齿轮副17减速连接中间轴14。控制同步器10的工作状态(结合第二减速齿轮副16或第三减速齿轮副17)，能够选择性地将第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17中的一个连接于第一输入轴12与中间轴14之间，从而增加了一个挡位，发动机1和发电机2均能够实现三挡变速，当然不需要发动机1和发电机2通过第二减速齿轮副16或第三减速齿轮副17输出动力时，同步器10同时断开第二减速齿轮副16或第三减速齿轮副17对第一输入轴12和中间轴14的有效连接即可，使用方便，结构简单，有利于减小系统负载。

当然，未图示地，换挡器为第四离合器7时，第一输入轴12也可通过同步器以及第三减速齿轮副17减速连接中间轴14；换挡器为同步器10时，第一输入轴12也可通过第五离合器以及第三减速齿轮副17减速连接中间轴14。均能够实现选择性地将第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17中的一个连接于第一输入轴12与中间轴14之间，或者同时断开第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17对第一输入轴12和中间轴14的有效连接。

在一实施例中，如图14所示，换挡器为第四离合器7时，功率分流混合动力耦合系统还包括第二输入轴13；第四离合器7和第五离合器8集成为共用同一离合器壳体9的双离合器，第一输入轴12与离合器壳体9相连，第二输入轴13与第五离合器8相连，第三减速齿轮副17减速连接第二输入轴13与中间轴14，第二减速齿轮副16可转动地设于第二输入轴13上并与第四离合器7相连。

简化了结构和装配，有利于降低成本，有利于减小系统负载，发动机1、发电机2的动力先传递至第一输入轴12，第一输入轴12上的动力通过双离合器的离合器壳体9分流，若第四离合器7结合则通过第二减速齿轮副16传递动力至中间轴14，若第五离合器8结合则通过第三减速齿轮副17传递动力至中间轴14，若第四离合器7和第五离合器8均断开则不通过第二减速齿轮副16或第三减速齿轮副17传递动力。

当然，未图示地，第四离合器和第五离合器也可为两个设于第一输入轴12上的相互独立的单离合器，或者其它能实现选择性地将第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17中的一个有效连接于第一输入轴12与中间轴14之间，或者同时断开第二减速齿轮副16和第三减速齿轮副17对第一输入轴12和中间轴14的有效连接的结构。

在一实施例中，如图1和图14所示，第一减速齿轮副15包括相互啮合的第一齿轮151与第二齿轮152；第一齿轮151可转动地设于第一输入轴12上，第二齿轮152固设于中间轴14上，内齿圈113通过第三离合器6与第一齿轮151相连。结构更为简单、紧凑，有利于减小系统负载，又增加了传动的平稳性。

在一实施例中，如图1所示，第二减速齿轮副16包括相互啮合的第三齿轮161与第四齿轮162；其中：

第三齿轮161可转动地设于第一输入轴12上，换挡器设于第一输入轴12上并用于结合第三齿轮161，第四齿轮162固设于中间轴14上；或者，

第三齿轮161固设于第一输入轴12上，第四齿轮162可转动地设于中间轴14上，换挡器设于中间轴14上并用于结合第四齿轮162。

结构更为简单、紧凑，有利于减小系统负载，又增加了传动的平稳性。

在一实施例中，第三减速齿轮副17包括相互啮合的第五齿轮171与第六齿轮172；

设有第五离合器8时：第五齿轮171可转动地设于第一输入轴12上，第五离合器8连接于第五齿轮171与第一输入轴12之间，第六齿轮172固设于中间轴14上(如图14所示)；或者，第五齿轮171固设于第一输入轴12上，第六齿轮172可转动地设于中间轴14上，第五离合器8连接于第六齿轮172与中间轴14之间(未图示)。

换挡器为同步器10，且设于第一输入轴12时：第五齿轮171可转动地设于第一输入轴12上，同步器10还用于结合第五齿轮171，第六齿轮172固设于中间轴14上(如图1所示)；

换挡器为同步器10，且设于中间轴14时：第五齿轮171固设于第一输入轴12上，第六齿轮172可转动地设于中间轴14上，同步器10还用于结合第六齿轮172(未图示)。

结构更为简单、紧凑，有利于减小系统负载，又增加了传动的平稳性。

优选地，如图1所示，当换挡器为同步器10时，第三齿轮161和第五齿轮171套设于第一输入轴12上。

优选地，如图14所示，当设有第二输入轴13时，第三齿轮161可转动地套设于第二输入轴13上(第三齿轮161通过第四离合器7间接可转动地设于第一输入轴12上)，第四齿轮162固设于中间轴14上，第五齿轮171固设于第二输入轴13上(第五齿轮171通过第二输入轴13、第五离合器8间接可转动地设于第一输入轴12上)，第六齿轮172固设于中间轴14上。

在一实施例中，如图1和图14所示，还包括第四减速齿轮副18，驱动电机3通过第四减速齿轮副18减速连接中间轴14；第四减速齿轮副18起到减速增流的作用。

在一实施例中，如图1和图14所示，第四减速齿轮副18包括设于驱动电机3的输出轴上的第七齿轮181及设于中间轴14并与第七齿轮181啮合的第四从动齿轮。

结构更为简单、紧凑，有利于减小系统负载，又增加了传动的平稳性。

其中，第四从动齿轮可为独立于第三减速齿轮副17、第二减速齿轮副16和第一减速齿轮副15的齿轮；优选第四从动齿轮为第六齿轮172(如图1和图14所示)、第四齿轮162和第二齿轮152中的与中间轴14固定连接的任意一个，第四减速齿轮副18与第三减速齿轮副17、第二减速齿轮副16或第一减速齿轮副15共用一个齿轮(第六齿轮172、第四齿轮162或第二齿轮152)，一方面有利于简化结构，减小系统负载，另一方面有利于耦合驱动电机3与发动机1或发电机2的动力传递过来的动力。

此外，如图1和图14所示，功率分流混合动力耦合系统还包括差速器20，中间轴14连接于差速器20，差速器20驱动车轮21。

优选地，如图1和图14所示，功率分流混合动力耦合系统还包括第五减速齿轮副19，中间轴14通过第五减速齿轮副19减速连接于差速器20。发动机1、发电机2提供的动力经过两级减速(第一减速齿轮副15和第五减速齿轮副19，或者第二减速齿轮副16和第五减速齿轮副19，或者第三减速齿轮副17和第五减速齿轮副19)后再向差速器20传递动力，驱动电机3提供的动力经过两级减速(第四减速齿轮副18和第五减速齿轮)后再向差速器20传递动力，实现更好的动力匹配。

更优选地，如图1和图14所示，第五减速齿轮副19包括第八齿轮191及设于中间轴14并与第八齿轮191啮合的第五从动齿轮；

其中，第五从动齿轮可为独立于第三减速齿轮副17、第二减速齿轮副16和第一减速齿轮副15的齿轮；优选第五从动齿轮为第六齿轮172、第四齿轮162和第二齿轮152(如图1和图14所示)中的与中间轴14固定连接的任意一个，且第五从动齿轮与第四从动齿轮相互独立，第五减速齿轮副19与第三减速齿轮副17、第二减速齿轮副16或第一减速齿轮副15共用一个齿轮(第六齿轮172、第四齿轮162或第二齿轮152)，有利于简化结构，减小系统负载。

以下对涉及离合器、换挡器的控制的优选工作模式实施例进行说明：

实施例一

设有第二离合器5、第三离合器6和换挡器时，功率分流混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、双电机纯电驱动模式(具有两挡：第二双电机纯电动模式和第三双电机纯电动模式)、混合驱动模式(具有E-CVT模式-第一混合驱动模式，及两挡：第三混合驱动模式和第四混合驱动模式)、发动机直驱模式(具有两挡：第二发动机直驱模式和第三发动机直驱模式)及增程模式等五种工作模式；

其中，前述五种工作模式以表1进行体现，表1中的C1、C2、C3、S分别代表第一离合器4、第二离合器5、第三离合器6和换挡器。

表1

(1)单电机纯电动模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开换挡器，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立单电机纯电动模式。

(2)第二双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，结合换挡器，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第二双电机纯电动模式。

(3)第三双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开换挡器，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第三双电机纯电动模式。

(4)第一混合驱动模式

断开第二离合器5，结合第三离合器6，断开换挡器，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第一混合驱动模式。

(5)第三混合驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，结合换挡器，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第三混合驱动模式。

(6)第四混合驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开换挡器，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3驱动，以建立第四混合驱动模式。

(7)第二发动机直驱模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，结合换挡器，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第二发动机直驱模式。

(8)第三发动机直驱模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开换挡器，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第三发动机直驱模式。

(9)增程模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，断开换挡器，发动机1驱动发电机2发电，驱动电机3驱动，以建立增程模式。

(10)驻车发电模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开换挡器，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3产生制动力矩并在其绕组中产生感应电流向动力蓄电池电量充电，以建立驻车发电模式；

实施例一中，在各驱动模式下的功率分流混合动力耦合系统的动力传递路线及使用条件与实施例二中相应驱动模式下功率分流混合动力耦合系统的动力传递路线及使用条件相同，此处不赘述。

此外，设有第一离合器4时，如表1所示，只需要发动机1参与驱动或发电时，结合第一离合器4，在不需发动机1工作时，断开第一离合器4即可。

实施例一的结构可参考图1取消第三减速齿轮副17后的结构，图14取消第五离合器8和第三减速齿轮副17后的结构。

实施例二

设有第二离合器5、第三离合器6及同步器10时，功率分流混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、双电机纯电驱动模式(具有三挡：第一双电机纯电动模式、第二双电机纯电动模式和第三双电机纯电动模式)、混合驱动模式(具有E-CVT模式-第一混合驱动模式，及三挡：第二混合驱动模式、第三混合驱动模式和第四混合驱动模式)、发动机直驱模式(具有三挡：第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式和第三发动机直驱模式)及增程模式等五种工作模式；

其中，前述五种工作模式以表2进行体现，表2及图2至图13中的C1、C2、C3及S(S2、S3)分别代表第一离合器4、第二离合器5、第三离合器6和同步器10；S2结合时，同步器10将第二减速齿轮副16有效连接于第一输入轴12与中间轴14之间，S3结合时，同步器10将第三减速齿轮副17有效连接于第一输入轴12与中间轴14之间。

表2

以下各模式，结合图2至图13说明功率分流混合动力耦合系统的动力传递路线；

(1)单电机纯电动模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开同步器10，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立单电机纯电动模式；

具体地，如图2所示，该驱动模式下的动力传递路线为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入单电机纯电动模式，适于全车速。

(2)第一双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第三减速齿轮副17，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第一双电机纯电动模式；

具体地，如图3所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第一输入轴12－〉同步器10、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(3)第二双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第二减速齿轮副16，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第二双电机纯电动模式；

具体地，如图4所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第一输入轴12－〉同步器10、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(4)第三双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开同步器10，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第三双电机纯电动模式；

具体地，如图5所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(6)第一混合驱动模式(E-CVT模式)

断开第二离合器5，结合第三离合器6，断开同步器10，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第一混合驱动模式；

具体地，如图6所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为中低速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(7)第二混合驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第三减速齿轮副17，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第二混合驱动模式；

具体地，如图7所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉同步器10、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为中高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(8)第三混合驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第二减速齿轮副16，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第三混合驱动模式；

具体地，如图8所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉同步器10、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(9)第四混合驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开同步器10，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3驱动，以建立第四混合驱动模式；

具体地，如图9所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第四混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(10)第一发动机直驱模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第三减速齿轮副17，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第一发动机直驱模式；

具体地，如图10所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉同步器10、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求中高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(11)第二发动机直驱模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，同步器10结合第二减速齿轮副16，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第二发动机直驱模式；

具体地，如图11所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉同步器10、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(12)第三发动机直驱模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开同步器10，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第三发动机直驱模式；

具体地，如图12所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(13)增程模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，断开同步器10，发动机1驱动发电机2发电，驱动电机3驱动，以建立增程模式；

具体地，如图13所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量不足时，功率分流混合动力耦合系统可进入增程模式，适于中低速。

(14)驻车发电模式

断开第一离合器4，断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开同步器10，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3产生制动力矩并在其绕组中产生感应电流向动力蓄电池电量充电，以建立驻车发电模式；

当车辆制动时，功率分流混合动力耦合系统可进入驻车发电模式，驱动电机3产生制动力矩制动车轮21，同时驱动电机3的绕组中将产生感应电流向动力蓄电池充电，实现制动能量的回收。

此外，设有第一离合器4时，如表2所示，只需要发动机1参与驱动或发电时，结合第一离合器4，在不需发动机1工作时，断开第一离合器4即可。

实施例三

设有第二离合器5、第三离合器6、第四离合器7和第五离合器8时，功率分流混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、双电机纯电驱动模式(具有三挡：第一双电机纯电动模式、第二双电机纯电动模式和第三双电机纯电动模式)、混合驱动模式(具有E-CVT模式-第一混合驱动模式，及三挡：第二混合驱动模式、第三混合驱动模式和第四混合驱动模式)、发动机直驱模式(具有三挡：第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式和第三发动机直驱模式)及增程模式等五种工作模式；

其中，前述五种工作模式以表3进行体现，表3及图15至图26中的C1、C2、C3、C4、C5分别代表第一离合器4、第二离合器5、第三离合器6、第四离合器7、第五离合器8。

表3

以下各模式，结合图15至图26，说明功率分流混合动力耦合系统的动力传递路线。

(1)单电机纯电动模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立单电机纯电动模式；

具体地，如图15所示，该驱动模式下的动力传递路线为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入单电机纯电动模式，适于全车速。

(2)第一双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，断开第四离合器7，结合第五离合器8，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第一双电机纯电动模式；

具体地，如图16所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第一输入轴12－〉第五离合器8、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(3)第二双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，结合第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第二双电机纯电动模式；

具体地，如图17所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第一输入轴12－〉第四离合器7、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(4)第三双电机纯电驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第三双电机纯电动模式；

具体地，如图18所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量充足时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三双电机纯电驱动模式，适于全车速。

(6)第一混合驱动模式(E-CVT模式)

断开第二离合器5，结合第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第一混合驱动模式；

具体地，如图19所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为中低速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(7)第二混合驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，断开第四离合器7，结合第五离合器8，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第二混合驱动模式；

具体地，如图20所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉第五离合器8、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为中高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(8)第三混合驱动模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，结合第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3辅助驱动，以建立第三混合驱动模式；

具体地，如图21所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉第四离合器7、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(9)第四混合驱动模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3驱动，以建立第四混合驱动模式；

具体地，如图22所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21，

动力传递路线2为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求为高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第四混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮21。同时，当动力蓄电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向动力蓄电池发电。

(10)第一发动机直驱模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，断开第四离合器7，结合第五离合器8，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第一发动机直驱模式；

具体地，如图23所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉第五离合器8、第三减速齿轮副17－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求中高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第一发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(11)第二发动机直驱模式

断开第二离合器5，断开第三离合器6，结合第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第二发动机直驱模式；

具体地，如图24所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉第四离合器7、第二减速齿轮副16－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第二发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(12)第三发动机直驱模式

结合第二离合器5，结合第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第三发动机直驱模式；

具体地，如图25所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉第三离合器6、第一减速齿轮副15－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当车速要求高速时，功率分流混合动力耦合系统可进入第三发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是动力蓄电池电量不足时。

(13)增程模式

结合第二离合器5，断开第三离合器6，断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1驱动发电机2发电，驱动电机3驱动，以建立增程模式；

具体地，如图26所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉第一输入轴12－〉行星排11－〉发电机2，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第四减速齿轮副18－〉中间轴14－〉第五减速齿轮副19－〉差速器20－〉车轮21。

当动力蓄电池电量不足时，功率分流混合动力耦合系统可进入增程模式，适于中低速。

(14)驻车发电模式

断开第一离合器4，断开第二离合器5，断开第三离合器6、断开第四离合器7，断开第五离合器8，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3产生制动力矩并在其绕组中产生感应电流向动力蓄电池电量充电，以建立驻车发电模式；

当车辆制动时，功率分流混合动力耦合系统可进入驻车发电模式，驱动电机3产生制动力矩制动车轮21，同时驱动电机3的绕组中将产生感应电流向动力蓄电池充电，实现制动能量的回收。

此外，设有第一离合器4时，如表3所示，只需要发动机1参与驱动或发电时，结合第一离合器4，在不需发动机1工作时，断开第一离合器4即可。

本实用新型实施例还提供了车辆，包括控制器和连接于控制器的动力蓄电池，还包括前述任一实施例述及的功率分流混合动力耦合系统，发动机1、发电机2和驱动电机3连接于控制器并受控制器控制。

在一实施例中，可根据电池SOC值及车速需求自动切换功率分流混合动力耦合系统的五种驱动模式(单电机纯电动模式、双电机纯电驱动模式、混合驱动模式、发动机直驱模式及增程模式)，自动切换五种驱动模式的控制流程，包括如下步骤：

S1、控制器判断电池SOC值与第一阈值的大小关系，或者同时判断电池SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系；

S2、控制器根据步骤S1的判断结果，切换功率分流混合动力耦合系统的工作模式；

S3、在制动时，控制器控制驱动电机3产生制动力矩并且在其绕组中产生感应电流以向动力蓄电池充电。

其中，第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。在控制器中设定好第一阈值和第二阈值后，则控制器自动进行步骤S1的判断并根据步骤S1的判断结果在五种驱动模式间自动切换。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。