一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统的制作方法
一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合动力汽车的动力系统，更确切地说，本发明涉及一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统。
【背景技术】
[0002]面对能源短缺和环境污染日益严重的现状，节能、环保成为汽车发展的必由之路。混合动力汽车是目前最有效的节能汽车方案，其驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动机的最优控制，但是全部能量都会经过二次转换，损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是发动机与输出轴机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内；混联能结合串联和并联的优点，规避二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。
[0003]当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结构形式包括丰田的THS系统。丰田的THS系统采用单行星排结构，属于单模功率分流装置，它只能实现输入式功率分流一种模式，这种THS系统的优点是在实现电子无级变速(EVT)功能的同时，拥有简单的结构，控制相对容易。但是THS系统的齿圈直接连接到输出轴，其对电机的依赖性较大，为了提供良好的动力性，需要在系统中选用功率等级和输出转矩较大的电机，这在很大程度上增大了整车成本和安装的困难程度。另外，THS系统由于只能实现输入式功率分流一种模式，使得系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较小。THS系统的应用范围较小，仅适用于小型车辆，对于公交客车以及载货车的应用前景较小。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服了目前单模混合动力系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较低的问题，提供一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统。
[0005]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的:
[0006]一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，包括前行星排、后行星排、双离合器
[0007]和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；
[0008]所述前行星排包括行星架动力输入轴1、前排太阳轮5、前排齿圈9 ;
[0009]所述前排太阳轮5通过滑动轴承支撑在前排行星架动力输入轴I上；
[0010]所述后行星排包括中间传动轴13、后排齿圈18、后排太阳轮22、后排行星架主架23 ；
[0011]所述中间传动轴13左端与前排齿圈9通过花键配合，所述中间传动轴13右端与所述低速离合器中的低速离合器活塞缸39固定连接；
[0012]所述后排太阳轮22通过滑动轴承支撑在中间传动轴13上；
[0013]所述后排行星架主架23与所述高速离合器中的高速离合器活塞缸29通过花键相配合；
[0014]所述电机系统包括有电机/发电机MG I 2、电机/发电机MG II 14 ;
[0015]所述电机/发电机MG I 2通过滑动轴承与前排行星架动力输入轴I配合，通过花键与前排太阳轮5连接；
[0016]所述电机/发电机MG II 14通过滑动轴承与中间传动轴13配合，通过花键与后排太阳轮22连接。
[0017]技术方案中所述前行星排还包括前排行星轮8、前排行星架副架7、前排行星轮支撑轴12。
[0018]所述前排行星轮8安装在前排行星轮支撑轴12上；所述前排行星轮8与前排太阳轮5外啮合，与前排齿圈9内啮合；
[0019]所述前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架上；
[0020]技术方案中所述前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上;
[0021]所述前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上；
[0022]技术方案中所述后行星排还包括后排行星轮47、后排行星架副架17、后排行星轮支撑轴21 ；
[0023]所述后排行星轮47与后排太阳轮22外嗤合，与后排齿圈18内嗤合；
[0024]所述后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上；
[0025]技术方案中所述后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上;
[0026]所述后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上。
[0027]技术方案中所述的低速离合器还包括低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46 ；
[0028]所述低速离合器活塞41安装在低速离合器活塞缸39内；
[0029]所述低速离合器回位弹簧38的大端靠在低速离合器活塞41上，小端通过低速离合器回位弹簧卡环37来限位；
[0030]所述低速离合器回位弹簧卡环37安装在中间传动轴13的环槽结构内；
[0031]所述低速离合器从动轴46与后排太阳轮22固定连接；
[0032]所述低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，所述低速离合器摩擦片42右端靠在低速离合器活塞41上，所述低速离合器摩擦片42左端通过低速离合器器卡环44限位；
[0033]所述低速离合器钢片43与低速离合器活塞缸39通过花键配合；
[0034]所述低速离合器摩擦片42与低速离合器从动轴46通过花键配合。
[0035]技术方案中所述高速离合器还包括高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、高速离合器活塞缸卡环45。
[0036]所述高速离合器活塞缸29左端通过花键与后排行星架连接，通过高速离合器活塞缸卡环45限位；
[0037]所述高速离合器活塞缸29右端与动力输出轴35固定连接；
[0038]所述高速离合器活塞28安装在高速离合器活塞缸29内部；
[0039]所述高速离合器回位弹簧31大端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器回位弹簧31小端通过高速离合器回位弹簧卡环32来限位；
[0040]所述高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，所述高速离合器钢片26右端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器钢片26左端通过高速离合器卡环25限位；
[0041]所述高速离合器钢片26与高速离合器活塞缸29通过花键配合；
[0042]所述高速离合器摩擦片27与低速离合器活塞缸39通过花键配合；
[0043]技术方案中所述的电机系统还包括有I号滑动轴承3、5号滑动轴承15 ；
[0044]所述电机/发电机MG I 2通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合；
[0045]所述电机/发电机MG II 14通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合；
[0046]技术方案中所述前排行星轮8的两端通过I号垫片11左端与前排行星架副架7分隔，右端与前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架分隔；
[0047]所述后排行星轮47的两端通过2号垫片20左端与后排行星架副架17分隔，右端与后排行星架主架23分隔。
[0048]技术方案中所述低速离合器活塞41与低速离合器活塞缸39之间，通过3号 O型圈36和4号O型圈40密封。
[0049]所述高速离合器活塞28与高速离合器活塞缸29之间，通过I号O型圈30和2号O型圈33密封。
[0050]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0051]1.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以实现电子无级变速功能，保证发动机工作在最佳燃油经济区，降低油耗。
[0052]2.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以实现纯电动启车模式，消除发动机的怠速油耗，提高整车燃油经济性。
[0053]3.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以回收车辆的制动动能，明显提高车辆的燃油经济性。
[0054]4.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统可以提高车辆的爬坡能力。
[0055]5.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统可以提高车辆在高速区的传动效率。
[0056]6.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统的应用范围较广，不仅适用于小型车，还可应用于公交客车及大型载货车。
【附图说明】
[0057]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0058]图1为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统主视图上的剖视图；
[0059]图2为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统结构组成示意图；
[0060]图3为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统中两个离合器的局部视图；
[0061]图4为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统在纯电动模式下的结构等效示意图；
[0062]图5为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统在低速模式下的结构等效不意图；
[0063]图6为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统高速模式下的结构等效不意图。
[0064]图中:1.前排行星架动力输入轴，2.电机/发电机MG I，3.1号滑动轴承，4.2号滑动轴承，5.前排太阳轮，6.3号滑动轴承，7.前排行星架副架，8.前排行星轮，9.前排齿圈，10.4号滑动轴承，11.1号垫片，12.前排行星轮支撑轴，13.中间传动轴，14.电机/发电机MG II，15.5号滑动轴承，16.6号滑动轴承，17.后排行星架副架，18.后排齿圈，19.7号滑动轴承，20.2号垫片，21.后排行星轮支撑轴，22.后排太阳轮，23.后排行星架主架，24.8号滑动轴承，25.高速离合器卡环，26.高速离合器钢片，27.高速离合器摩擦片，28.高速离合器活塞，29.高速离合器活塞缸，30.1号O型圈，31.高速离合器回位弹簧，32.高速离合器回位弹簧卡环，33.2号O型圈，34.9号滑动轴承，35.动力输出轴，36.3号O型圈，37.低速离合器回位弹簧卡环，38.低速离合器回位弹簧，39.低速离合器活塞缸，40.4号O型圈，41.低速离合器活塞，42.低速离合器摩擦片，43.低速离合器钢片，44.低速离合器卡环，45.高速离合器活塞缸卡环，46.低速离合器从动轴，47.后排行星轮，48.发动机，A:高速离合器，B:低速离合器。
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图对本发明作详细的描述:
[0066]参阅图1、图2，本发明提供了一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统包括前行星排、后行星排、低速离合器、高速离合器和电机系统。
[0067]参阅图1、图2，所述的前行星排包括有前排行星架动力输入轴1、2号滑动轴承4、前排太阳轮5、3号滑动轴承6、前排行星架副架7、前排行星轮8、前排齿圈9、4号滑动轴承10,1号垫片11、前排行星轮支撑轴12。
[0068]参阅图1，所述的前排行星架动力输入轴I为空心轴，与前排行星架主架做成一体。前排行星架动力输入轴I中心处有通孔结构，在轴面上开有通润滑油用的径向通孔结构。在前排行星架动力输入轴I的右端为前排行星架主架部分，前排行星架主架为环形的凸盘结构，在所述的环形凸盘右端面上沿圆周方向均匀地开有4个用于与前排行星轮支撑轴12相配合的阶梯孔。
[0069]参阅图1，所述的前排太阳轮5为空心的阶梯轴结构件。前排太阳轮5中心处为阶梯孔结构，内部两端的孔径比内部中间的孔径要大一些，内部两端较大孔径处左端与2号滑动轴承4配合、右端与3号滑动轴承6。前排太阳轮5的外部为三段式的阶梯轴，从轴的右边到左边分别为第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，孔径依次减小。在所述的前排太阳轮5右端的第一段阶梯部分为圆柱形的斜齿轮结构；左端的第三阶梯部分开有与电机/发电机MG I 2输出轴上的内花键相配合的外花键结构；中间部分的第二段阶梯部分为光轴结构，并在第二段阶梯部开有与前排行星架动力输入轴I轴面通孔相通的通孔结构。
[0070]参阅图1，所述的前排齿圈9整体为圆盘状结构，在圆盘的左边有圆环形的凸台，在凸台的内环面上有圆柱形的内斜齿结构；在圆盘的中心处有轴毂结构，轴毂中心处为通孔结构，在通孔的内表面为有与中间传动轴13配合的内花键结构。
[0071]参阅图1，所述的2号滑动轴承4、3号滑动轴承6、4号滑动轴承10均为薄壁的套筒结构。
[0072]参阅图1，所述的前排行星架副架7为圆环结构，中间为通孔结构，在圆环的左端面上沿周向均匀地开有4与前排行星轮支撑轴12相配合个阶梯孔结构。
[0073]参阅图1，所述的前排行星轮8是圆柱形的斜齿轮，在前排行星轮8的中心处为光滑的通孔结构。
[0074]参阅图1，所述的I号垫片11为薄壁的圆环结构。
[0075]参阅图1，所述的前排行星轮支撑轴12为实心的光轴。
[0076]参阅图1、图2，前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上；前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I右端的行星架上，在前排行星轮8的两端均通过I号垫片11与行星架分隔；前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上，前排太阳轮5的齿轮部分与前排行星轮8外啮合；前排齿圈9与前排行星轮8内啮合。
[0077]参阅图1、图2，所述的后行星排包括有中间传动轴13、6号滑动轴承16、后排行星架副架17、后排齿圈18、7号滑动轴承19、2号垫片20、后排行星轮支撑轴21、后排太阳轮22、后排行星架主架23、8号滑动轴承24、后排行星轮47。
[0078]参阅图1、图3，所述的中间传动轴13主体为空心轴结构，内部孔为盲孔结构。中间传动轴13的内部左端有孔，右端内部无孔；中间传动轴13外部的最左端有与前排齿圈9配合的外花键结构；靠近中间传动轴13的右端处有与低速离合器活塞缸39焊接用的轴肩结构，在轴肩的左侧，开有与内部盲孔相通的径向孔结构，在轴肩的右侧沿圆周方向开有用于安装低速离合器回位弹簧卡环37的环槽结构；在中间传动轴13的最右端为阶梯轴结构，轴颈由左向右逐渐减小。
[0079]参阅图1，所述的后排行星架副架17为薄圆环结构，中间为通孔，在圆环的左端面上沿周向均匀地开有4与后排行星轮支撑轴21相配合个阶梯孔结构。
[0080]参阅图1，所述的后排行星轮47是圆柱形的斜齿轮，在后排行星轮47的中心处为光滑的通孔结构。
[0081]参阅图1，所述的6号滑动轴承16、7号滑动轴承19均为薄壁 的套筒结构。
[0082]参阅图1，所述的2号垫片20为薄壁的圆环结构。
[0083]参阅图1，所述的后排行星轮支撑轴21为实心的光轴。
[0084]参阅图1，所述的后排齿圈18为环形筒状结构，在筒的内壁有圆柱形的内些齿轮结构。
[0085]参阅图1，所述的后排太阳轮22为三段式的空心轴。三段式空心轴外部的左端有与电机/发电机MG II 14的动力输出轴配合的外花键，三段式空心轴外部的中间部分为圆柱形的斜齿轮结构，三段式空心轴外部的右端有用于焊接低速离合器从动轴46的轴肩；三段式空心轴内部为阶梯状的通孔结构，内部孔两端部分的孔径比中间部分孔径较大。
[0086]参阅图1，所述的后排行星架主架23整体为薄圆环结构，中心处为通孔结构；在圆环的右端面上沿周向均匀地开有4与后排行星轮支撑轴21相配合个阶梯孔；在圆环右端面上靠近外围处有环形的凸台结构，在凸台的内环面上有与高速离合器活塞缸29配合的内花键结构。
[0087]参阅图1、图2，后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上；后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上，在后排行星轮47的两端均通过2号垫片20与行星架分隔；后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上，后排太阳轮22的齿轮部分与后排行星轮47外啮合；后排齿圈18与后排行星轮47内啮合。
[0088]参阅图1、图2、图3，所述的低速离合器包括有3号O型圈36、低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞缸39、4号O型圈40、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46。
[0089]参阅图1、图3，所述的低速离合器活塞缸39为杯形结构，左边杯内壁有内花键结构，右边杯外壁有外花键结构，低速离合器活塞缸39通过焊接与中间传动轴13固连在一起；低速离合器活塞41装在低速离合器活塞缸39内，通过3号O型圈36和4号O型圈40来密封；低速离合器回位弹簧38为膜片弹簧，大端靠在低速离合器活塞41上，小端靠低速离合器回位弹簧卡环37来限位；低速离合器从动轴46上有外花键结构，通过焊接与后排太阳轮连接；离合器采用多片的形式，低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，右端靠在低速离合器活塞41上，左端由低速离合器器卡环44限位；低速离合器钢片43外端有外花键结构，并与低速离合器活塞缸39左端的内花键配合；低速离合器摩擦片42内部有内花键结构，并与低速离合器从动轴46的外花键配合。
[0090]参阅图1、图2、图3，所述的高速离合器包括有高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器活塞缸29、1号O型圈30、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、2号O型圈33、高速离合器活塞缸卡环45 ο
[0091]参阅图1、图3，所述的高速离合器活塞缸29为杯形结构，左端通过花键与后排行星架连接，并由高速离合器活塞缸卡环45限位，右端通过焊接与动力输出轴35连接，杯形壁的内壁有内花键结构；高速离合器活塞28装在高速离合器活塞缸29内部，并通过I号O型圈30和2号O型圈33来密封；高速离合器回位弹簧31为膜片弹簧，大端靠在高速离合器活塞28上，小端靠高速离合器回位弹簧卡环32来限位；高速离合器采用多片的形式，高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，右端靠在高速离合器活塞28上，左端由高速离合器卡环25限位；高速离合器钢片26外端有外花键结构，并与高速离合器活塞缸29的内花键配合；高速离合器摩擦片27内部有内花键结构，并与低速离合器活塞缸39右端的外花键配合。
[0092]参阅图1、图2，所述的电机系统包括有电机/发电机MG I 2、1号滑动轴承3、电机/发电机MG II 14、5号滑动轴承15。
[0093]参阅图1、图2，所述的电机/发电机MG I 2永磁的同步电机。电机的转子输出轴为空心轴，通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合，并且通过花键与前排太阳轮5连接。
[0094]参阅图1、图2，所述的电机/发电机MG II 14为永磁的同步电机。电机的转子输出轴为空心轴，通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合，并且通过花键与后排太阳轮22连接。
[0095]发动机48的动力从前排行星架动力输入轴I输入，电机/发电机MG I 2通过花键与前排太阳轮5连接，由前排齿圈9通过花键将动力传递到中间传动轴13上；中间传动轴13 —方面通过低速离合器B与后排太阳轮22连接，另一方面，通过高速离合器A与后排行星架主架23相连。
[0096]电机/发电机MG II 14通过花键与后排太阳轮22连接，后排齿圈18固定不动，后排行星架主架23经过高速离合器活塞缸29将动力输出到动力输出轴35上，并由动力输出轴35传递到主减速器；
[0097]工作原理与模式划分:
[0098]参阅图1、图2，所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统的动力源包括发动机和动力电池，动力的输入有三部分:发动机、电机/发电机MG I和电机/发电机MG II。发动机的动力由前排行星架动力输入轴I输入，电机/发电机MG I动力由前排太阳轮5输入，电机/发电机MG II的动力由后排太阳轮22输入。
[0099]1.纯电动模式:
[0100]参阅图1、图2、图4，纯电动模式主要用于启动车辆和低速巡航。
[0101]在纯电动模式下，只有电机/发电机MG II 14工作，此时高速离合器与低速离合器均处于分离状态。后排齿圈18与机架无相对运动，相当于齿圈锁止，电机MG II的动力由后排太阳轮22输入，后排行星架主架23经过中间传动机构输出动力到车轮；动力传动路线为:由动力电池供电，经过电机/发电机MG II动力输入到后排太阳轮22，由后排太阳轮22传递到后排行星架主架23，经过高速离合器活塞缸29传到动力输出轴35，由动力输出轴35输出到主减速器，最终到车轮。
[0102]2.电子无级变速模式:
[0103]电子无级变速模式根据高速离合器与低速离合器的接合与分离状态又可分为低速模式和高速模式:
[0104]低速模式:
[0105]参阅图1、图2、图5，在低速模式下，低速离合器处于接合状态，高速离合器处于分离状态；
[0106]发动机的动力从前排的行星架输入，电机/发电机MG I与前排太阳轮5相连，前排齿圈9输出，并经过中间传动轴13传递到后排，电机/发电机MGl起到调节发动机工作点的作用；低速离合器接合，使得前排传递的动力耦合在后排太阳轮22处，后排齿圈18锁止，由后排行星架主架23经过高速离合器活塞缸29传到动力输出轴35输出；电机/发电机MG II耦合在后排太阳轮22处，提供助力。
[0107]高速模式:
[0108]参阅图1、图2、图6，在高速模式下，低速离合器处于分离状态，高速离合器处于接合状态；
[0109]发动机的动力从前排的行星架输入，电机/发电机MG I与前排太阳轮5相连，前排齿圈9输出，并经过中间传动轴13传递到后排，电机/发电机MGl起到调节发动机工作点的作用；高速离合器接合，使得前排传递的动力耦合在动力输出轴35直接输出；电机/发电机MG II耦合在后排太阳轮22 处，提供助力。
[0110]3.再生制动模式
[0111]参阅图1、图2、图4，在再生制动模式模式下，低速离合器处于接合状态，如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的需求制动转矩小于电机/发电机MG II所能提供的最大制动转矩时，制动力全部由电机/发电机MG II提供，将机械能转化成电能，并将其储存在电池中；如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的需求制动转矩大于电机/发电机MG II所能提供的最大制动转矩时，制动力中的一部分由电机/发电机MG II提供，将机械能转化成电能，并将其储存在电池中，制动力中的另一部分由传统的机械制动来提供。
【主权项】
1.一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，包括前行星排、后行星排、双离合器和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；其特征在于: 所述前行星排包括行星架动力输入轴1、前排太阳轮5、前排齿圈9 ; 所述前排太阳轮5通过滑动轴承支撑在前排行星架动力输入轴I上； 所述后行星排包括中间传动轴13、后排齿圈18、后排太阳轮22、后排行星架主架23 ;所述中间传动轴13左端与前排齿圈9通过花键配合，所述中间传动轴13右端与所述低速离合器中的低速离合器活塞缸39固定连接； 所述后排太阳轮22通过滑动轴承支撑在中间传动轴13上； 所述后排行星架主架23与所述高速离合器中的高速离合器活塞缸29通过花键相配合； 所述电机系统包括有电机/发电机MG I 2、电机/发电机MG II 14 ； 所述电机/发电机MG I 2通过滑动轴承与前排行星架动力输入轴I配合，通过花键与前排太阳轮5连接； 所述电机/发电机MG II 14通过滑动轴承与中间传动轴13配合，通过花键与后排太阳轮22连接。2.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前行星排还包括前排行星轮8、前排行星架副架7、前排行星轮支撑轴12。 所述前排行星轮8安装在前排行星轮支撑轴12上；所述前排行星轮8与前排太阳轮5外嗤合，与前排齿圈9内嗤合； 所述前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架上。3.根据权利要求2所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上； 所述前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上。4.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述后行星排还包括后排行星轮47、后排行星架副架17、后排行星轮支撑轴21 ; 所述后排行星轮47与后排太阳轮22外啮合，与后排齿圈18内啮合； 所述后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上。5.根据权利要求4所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上； 所述后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上。6.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述的低速离合器还包括低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46 ； 所述低速离合器活塞41安装在低速离合器活塞缸39内； 所述低速离合器回位弹簧38的大端靠在低速离合器活塞41上，小端通过低速离合器回位弹簧卡环37来限位； 所述低速离合器回位弹簧卡环37安装在中间传动轴13的环槽结构内； 所述低速离合器从动轴46与后排太阳轮22固定连接； 所述低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，所述低速离合器摩擦片42右端靠在低速离合器活塞41上，所述低速离合器摩擦片42左端通过低速离合器器卡环44限位； 所述低速离合器钢片43与低速离合器活塞缸39通过花键配合； 所述低速离合器摩擦片42与低速离合器从动轴46通过花键配合。7.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述高速离合器还包括高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、高速离合器活塞缸卡环45。 所述高速离合器活塞缸29左端通过花键与后排行星架主架23连接，通过高速离合器活塞缸卡环45限位； 所述高速离合器活塞缸29右端与动力输出轴35固定连接； 所述高速离合器活塞28安装在高速离合器活塞缸29内部； 所述高速离合器回位弹簧31大端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器回位弹簧31小端通过高速离合器回位弹簧卡环32来限位； 所述高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，所述高速离合器钢片26右端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器钢片26左端通过高速离合器卡环25限位；所述高速离合器钢片26与高速离合器活塞缸29通过花键配合； 所述高速离合器摩擦片27与低速离合器活塞缸39通过花键配合。8.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述的电机系统还包括有I号滑动轴承3、5号滑动轴承15 ; 所述电机/发电机MG I 2通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合； 所述电机/发电机MG II 14通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合。9.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前排行星轮8的两端通过I号垫片11左端与前排行星架副架7分隔，右端与前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架分隔； 所述后排行星轮47的两端通过2号垫片20左端与后排行星架副架17分隔，右端与后排行星架主架23分隔。10.根据权利要求4所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述低速离合器活塞41与低速离合器活塞缸39之间，通过3号O型圈36和4号O型圈40密封。 所述高速离合器活塞28与高速离合器活塞缸29之间，通过I号O型圈30和2号O型圈33密封。
【专利摘要】本发明公开了一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，克服了单模混合动力系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较低的问题，包括前行星排、后行星排、双离合器和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；前行星排包括行星架动力输入轴、前排太阳轮、前排齿圈；后行星排包括中间传动轴、后排齿圈、后排太阳轮、后排行星架主架；中间传动轴左端与前排齿圈配合，右端与低速离合器活塞缸固定连接；后排太阳轮支撑在中间传动轴上；电机系统包括有电机/发电机MGⅠ、电机/发电机MGⅡ；电机/发电机MGⅠ与前排行星架动力输入轴配合，与前排太阳轮连接；电机/发电机MGⅡ与中间传动轴配合，与后排太阳轮连接。
【IPC分类】B60K6/26, B60K6/36, B60K6/38
【公开号】CN104890495
【申请号】CN201510275470
【发明人】宋大凤, 王广义, 李广含, 杨南南, 曾小华, 朱志成, 陈琴琴, 李高志, 张琳, 冯涛
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合动力汽车的动力系统，更确切地说，本发明涉及一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统。
【背景技术】
[0002]面对能源短缺和环境污染日益严重的现状，节能、环保成为汽车发展的必由之路。混合动力汽车是目前最有效的节能汽车方案，其驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动机的最优控制，但是全部能量都会经过二次转换，损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是发动机与输出轴机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内；混联能结合串联和并联的优点，规避二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。
[0003]当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结构形式包括丰田的THS系统。丰田的THS系统采用单行星排结构，属于单模功率分流装置，它只能实现输入式功率分流一种模式，这种THS系统的优点是在实现电子无级变速(EVT)功能的同时，拥有简单的结构，控制相对容易。但是THS系统的齿圈直接连接到输出轴，其对电机的依赖性较大，为了提供良好的动力性，需要在系统中选用功率等级和输出转矩较大的电机，这在很大程度上增大了整车成本和安装的困难程度。另外，THS系统由于只能实现输入式功率分流一种模式，使得系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较小。THS系统的应用范围较小，仅适用于小型车辆，对于公交客车以及载货车的应用前景较小。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服了目前单模混合动力系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较低的问题，提供一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统。
[0005]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的:
[0006]一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，包括前行星排、后行星排、双离合器
[0007]和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；
[0008]所述前行星排包括行星架动力输入轴1、前排太阳轮5、前排齿圈9 ;
[0009]所述前排太阳轮5通过滑动轴承支撑在前排行星架动力输入轴I上；
[0010]所述后行星排包括中间传动轴13、后排齿圈18、后排太阳轮22、后排行星架主架23 ；
[0011]所述中间传动轴13左端与前排齿圈9通过花键配合，所述中间传动轴13右端与所述低速离合器中的低速离合器活塞缸39固定连接；
[0012]所述后排太阳轮22通过滑动轴承支撑在中间传动轴13上；
[0013]所述后排行星架主架23与所述高速离合器中的高速离合器活塞缸29通过花键相配合；
[0014]所述电机系统包括有电机/发电机MG I 2、电机/发电机MG II 14 ;
[0015]所述电机/发电机MG I 2通过滑动轴承与前排行星架动力输入轴I配合，通过花键与前排太阳轮5连接；
[0016]所述电机/发电机MG II 14通过滑动轴承与中间传动轴13配合，通过花键与后排太阳轮22连接。
[0017]技术方案中所述前行星排还包括前排行星轮8、前排行星架副架7、前排行星轮支撑轴12。
[0018]所述前排行星轮8安装在前排行星轮支撑轴12上；所述前排行星轮8与前排太阳轮5外啮合，与前排齿圈9内啮合；
[0019]所述前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架上；
[0020]技术方案中所述前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上;
[0021]所述前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上；
[0022]技术方案中所述后行星排还包括后排行星轮47、后排行星架副架17、后排行星轮支撑轴21 ；
[0023]所述后排行星轮47与后排太阳轮22外嗤合，与后排齿圈18内嗤合；
[0024]所述后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上；
[0025]技术方案中所述后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上;
[0026]所述后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上。
[0027]技术方案中所述的低速离合器还包括低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46 ；
[0028]所述低速离合器活塞41安装在低速离合器活塞缸39内；
[0029]所述低速离合器回位弹簧38的大端靠在低速离合器活塞41上，小端通过低速离合器回位弹簧卡环37来限位；
[0030]所述低速离合器回位弹簧卡环37安装在中间传动轴13的环槽结构内；
[0031]所述低速离合器从动轴46与后排太阳轮22固定连接；
[0032]所述低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，所述低速离合器摩擦片42右端靠在低速离合器活塞41上，所述低速离合器摩擦片42左端通过低速离合器器卡环44限位；
[0033]所述低速离合器钢片43与低速离合器活塞缸39通过花键配合；
[0034]所述低速离合器摩擦片42与低速离合器从动轴46通过花键配合。
[0035]技术方案中所述高速离合器还包括高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、高速离合器活塞缸卡环45。
[0036]所述高速离合器活塞缸29左端通过花键与后排行星架连接，通过高速离合器活塞缸卡环45限位；
[0037]所述高速离合器活塞缸29右端与动力输出轴35固定连接；
[0038]所述高速离合器活塞28安装在高速离合器活塞缸29内部；
[0039]所述高速离合器回位弹簧31大端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器回位弹簧31小端通过高速离合器回位弹簧卡环32来限位；
[0040]所述高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，所述高速离合器钢片26右端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器钢片26左端通过高速离合器卡环25限位；
[0041]所述高速离合器钢片26与高速离合器活塞缸29通过花键配合；
[0042]所述高速离合器摩擦片27与低速离合器活塞缸39通过花键配合；
[0043]技术方案中所述的电机系统还包括有I号滑动轴承3、5号滑动轴承15 ；
[0044]所述电机/发电机MG I 2通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合；
[0045]所述电机/发电机MG II 14通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合；
[0046]技术方案中所述前排行星轮8的两端通过I号垫片11左端与前排行星架副架7分隔，右端与前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架分隔；
[0047]所述后排行星轮47的两端通过2号垫片20左端与后排行星架副架17分隔，右端与后排行星架主架23分隔。
[0048]技术方案中所述低速离合器活塞41与低速离合器活塞缸39之间，通过3号 O型圈36和4号O型圈40密封。
[0049]所述高速离合器活塞28与高速离合器活塞缸29之间，通过I号O型圈30和2号O型圈33密封。
[0050]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0051]1.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以实现电子无级变速功能，保证发动机工作在最佳燃油经济区，降低油耗。
[0052]2.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以实现纯电动启车模式，消除发动机的怠速油耗，提高整车燃油经济性。
[0053]3.本发明所述的行星式混联混合动力系统可以回收车辆的制动动能，明显提高车辆的燃油经济性。
[0054]4.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统可以提高车辆的爬坡能力。
[0055]5.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统可以提高车辆在高速区的传动效率。
[0056]6.本发明所述的行星式油电混联双模混合动力系统的应用范围较广，不仅适用于小型车，还可应用于公交客车及大型载货车。
【附图说明】
[0057]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0058]图1为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统主视图上的剖视图；
[0059]图2为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统结构组成示意图；
[0060]图3为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统中两个离合器的局部视图；
[0061]图4为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统在纯电动模式下的结构等效示意图；
[0062]图5为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统在低速模式下的结构等效不意图；
[0063]图6为本发明所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统高速模式下的结构等效不意图。
[0064]图中:1.前排行星架动力输入轴，2.电机/发电机MG I，3.1号滑动轴承，4.2号滑动轴承，5.前排太阳轮，6.3号滑动轴承，7.前排行星架副架，8.前排行星轮，9.前排齿圈，10.4号滑动轴承，11.1号垫片，12.前排行星轮支撑轴，13.中间传动轴，14.电机/发电机MG II，15.5号滑动轴承，16.6号滑动轴承，17.后排行星架副架，18.后排齿圈，19.7号滑动轴承，20.2号垫片，21.后排行星轮支撑轴，22.后排太阳轮，23.后排行星架主架，24.8号滑动轴承，25.高速离合器卡环，26.高速离合器钢片，27.高速离合器摩擦片，28.高速离合器活塞，29.高速离合器活塞缸，30.1号O型圈，31.高速离合器回位弹簧，32.高速离合器回位弹簧卡环，33.2号O型圈，34.9号滑动轴承，35.动力输出轴，36.3号O型圈，37.低速离合器回位弹簧卡环，38.低速离合器回位弹簧，39.低速离合器活塞缸，40.4号O型圈，41.低速离合器活塞，42.低速离合器摩擦片，43.低速离合器钢片，44.低速离合器卡环，45.高速离合器活塞缸卡环，46.低速离合器从动轴，47.后排行星轮，48.发动机，A:高速离合器，B:低速离合器。
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图对本发明作详细的描述:
[0066]参阅图1、图2，本发明提供了一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统包括前行星排、后行星排、低速离合器、高速离合器和电机系统。
[0067]参阅图1、图2，所述的前行星排包括有前排行星架动力输入轴1、2号滑动轴承4、前排太阳轮5、3号滑动轴承6、前排行星架副架7、前排行星轮8、前排齿圈9、4号滑动轴承10,1号垫片11、前排行星轮支撑轴12。
[0068]参阅图1，所述的前排行星架动力输入轴I为空心轴，与前排行星架主架做成一体。前排行星架动力输入轴I中心处有通孔结构，在轴面上开有通润滑油用的径向通孔结构。在前排行星架动力输入轴I的右端为前排行星架主架部分，前排行星架主架为环形的凸盘结构，在所述的环形凸盘右端面上沿圆周方向均匀地开有4个用于与前排行星轮支撑轴12相配合的阶梯孔。
[0069]参阅图1，所述的前排太阳轮5为空心的阶梯轴结构件。前排太阳轮5中心处为阶梯孔结构，内部两端的孔径比内部中间的孔径要大一些，内部两端较大孔径处左端与2号滑动轴承4配合、右端与3号滑动轴承6。前排太阳轮5的外部为三段式的阶梯轴，从轴的右边到左边分别为第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，孔径依次减小。在所述的前排太阳轮5右端的第一段阶梯部分为圆柱形的斜齿轮结构；左端的第三阶梯部分开有与电机/发电机MG I 2输出轴上的内花键相配合的外花键结构；中间部分的第二段阶梯部分为光轴结构，并在第二段阶梯部开有与前排行星架动力输入轴I轴面通孔相通的通孔结构。
[0070]参阅图1，所述的前排齿圈9整体为圆盘状结构，在圆盘的左边有圆环形的凸台，在凸台的内环面上有圆柱形的内斜齿结构；在圆盘的中心处有轴毂结构，轴毂中心处为通孔结构，在通孔的内表面为有与中间传动轴13配合的内花键结构。
[0071]参阅图1，所述的2号滑动轴承4、3号滑动轴承6、4号滑动轴承10均为薄壁的套筒结构。
[0072]参阅图1，所述的前排行星架副架7为圆环结构，中间为通孔结构，在圆环的左端面上沿周向均匀地开有4与前排行星轮支撑轴12相配合个阶梯孔结构。
[0073]参阅图1，所述的前排行星轮8是圆柱形的斜齿轮，在前排行星轮8的中心处为光滑的通孔结构。
[0074]参阅图1，所述的I号垫片11为薄壁的圆环结构。
[0075]参阅图1，所述的前排行星轮支撑轴12为实心的光轴。
[0076]参阅图1、图2，前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上；前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I右端的行星架上，在前排行星轮8的两端均通过I号垫片11与行星架分隔；前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上，前排太阳轮5的齿轮部分与前排行星轮8外啮合；前排齿圈9与前排行星轮8内啮合。
[0077]参阅图1、图2，所述的后行星排包括有中间传动轴13、6号滑动轴承16、后排行星架副架17、后排齿圈18、7号滑动轴承19、2号垫片20、后排行星轮支撑轴21、后排太阳轮22、后排行星架主架23、8号滑动轴承24、后排行星轮47。
[0078]参阅图1、图3，所述的中间传动轴13主体为空心轴结构，内部孔为盲孔结构。中间传动轴13的内部左端有孔，右端内部无孔；中间传动轴13外部的最左端有与前排齿圈9配合的外花键结构；靠近中间传动轴13的右端处有与低速离合器活塞缸39焊接用的轴肩结构，在轴肩的左侧，开有与内部盲孔相通的径向孔结构，在轴肩的右侧沿圆周方向开有用于安装低速离合器回位弹簧卡环37的环槽结构；在中间传动轴13的最右端为阶梯轴结构，轴颈由左向右逐渐减小。
[0079]参阅图1，所述的后排行星架副架17为薄圆环结构，中间为通孔，在圆环的左端面上沿周向均匀地开有4与后排行星轮支撑轴21相配合个阶梯孔结构。
[0080]参阅图1，所述的后排行星轮47是圆柱形的斜齿轮，在后排行星轮47的中心处为光滑的通孔结构。
[0081]参阅图1，所述的6号滑动轴承16、7号滑动轴承19均为薄壁 的套筒结构。
[0082]参阅图1，所述的2号垫片20为薄壁的圆环结构。
[0083]参阅图1，所述的后排行星轮支撑轴21为实心的光轴。
[0084]参阅图1，所述的后排齿圈18为环形筒状结构，在筒的内壁有圆柱形的内些齿轮结构。
[0085]参阅图1，所述的后排太阳轮22为三段式的空心轴。三段式空心轴外部的左端有与电机/发电机MG II 14的动力输出轴配合的外花键，三段式空心轴外部的中间部分为圆柱形的斜齿轮结构，三段式空心轴外部的右端有用于焊接低速离合器从动轴46的轴肩；三段式空心轴内部为阶梯状的通孔结构，内部孔两端部分的孔径比中间部分孔径较大。
[0086]参阅图1，所述的后排行星架主架23整体为薄圆环结构，中心处为通孔结构；在圆环的右端面上沿周向均匀地开有4与后排行星轮支撑轴21相配合个阶梯孔；在圆环右端面上靠近外围处有环形的凸台结构，在凸台的内环面上有与高速离合器活塞缸29配合的内花键结构。
[0087]参阅图1、图2，后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上；后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上，在后排行星轮47的两端均通过2号垫片20与行星架分隔；后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上，后排太阳轮22的齿轮部分与后排行星轮47外啮合；后排齿圈18与后排行星轮47内啮合。
[0088]参阅图1、图2、图3，所述的低速离合器包括有3号O型圈36、低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞缸39、4号O型圈40、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46。
[0089]参阅图1、图3，所述的低速离合器活塞缸39为杯形结构，左边杯内壁有内花键结构，右边杯外壁有外花键结构，低速离合器活塞缸39通过焊接与中间传动轴13固连在一起；低速离合器活塞41装在低速离合器活塞缸39内，通过3号O型圈36和4号O型圈40来密封；低速离合器回位弹簧38为膜片弹簧，大端靠在低速离合器活塞41上，小端靠低速离合器回位弹簧卡环37来限位；低速离合器从动轴46上有外花键结构，通过焊接与后排太阳轮连接；离合器采用多片的形式，低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，右端靠在低速离合器活塞41上，左端由低速离合器器卡环44限位；低速离合器钢片43外端有外花键结构，并与低速离合器活塞缸39左端的内花键配合；低速离合器摩擦片42内部有内花键结构，并与低速离合器从动轴46的外花键配合。
[0090]参阅图1、图2、图3，所述的高速离合器包括有高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器活塞缸29、1号O型圈30、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、2号O型圈33、高速离合器活塞缸卡环45 ο
[0091]参阅图1、图3，所述的高速离合器活塞缸29为杯形结构，左端通过花键与后排行星架连接，并由高速离合器活塞缸卡环45限位，右端通过焊接与动力输出轴35连接，杯形壁的内壁有内花键结构；高速离合器活塞28装在高速离合器活塞缸29内部，并通过I号O型圈30和2号O型圈33来密封；高速离合器回位弹簧31为膜片弹簧，大端靠在高速离合器活塞28上，小端靠高速离合器回位弹簧卡环32来限位；高速离合器采用多片的形式，高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，右端靠在高速离合器活塞28上，左端由高速离合器卡环25限位；高速离合器钢片26外端有外花键结构，并与高速离合器活塞缸29的内花键配合；高速离合器摩擦片27内部有内花键结构，并与低速离合器活塞缸39右端的外花键配合。
[0092]参阅图1、图2，所述的电机系统包括有电机/发电机MG I 2、1号滑动轴承3、电机/发电机MG II 14、5号滑动轴承15。
[0093]参阅图1、图2，所述的电机/发电机MG I 2永磁的同步电机。电机的转子输出轴为空心轴，通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合，并且通过花键与前排太阳轮5连接。
[0094]参阅图1、图2，所述的电机/发电机MG II 14为永磁的同步电机。电机的转子输出轴为空心轴，通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合，并且通过花键与后排太阳轮22连接。
[0095]发动机48的动力从前排行星架动力输入轴I输入，电机/发电机MG I 2通过花键与前排太阳轮5连接，由前排齿圈9通过花键将动力传递到中间传动轴13上；中间传动轴13 —方面通过低速离合器B与后排太阳轮22连接，另一方面，通过高速离合器A与后排行星架主架23相连。
[0096]电机/发电机MG II 14通过花键与后排太阳轮22连接，后排齿圈18固定不动，后排行星架主架23经过高速离合器活塞缸29将动力输出到动力输出轴35上，并由动力输出轴35传递到主减速器；
[0097]工作原理与模式划分:
[0098]参阅图1、图2，所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统的动力源包括发动机和动力电池，动力的输入有三部分:发动机、电机/发电机MG I和电机/发电机MG II。发动机的动力由前排行星架动力输入轴I输入，电机/发电机MG I动力由前排太阳轮5输入，电机/发电机MG II的动力由后排太阳轮22输入。
[0099]1.纯电动模式:
[0100]参阅图1、图2、图4，纯电动模式主要用于启动车辆和低速巡航。
[0101]在纯电动模式下，只有电机/发电机MG II 14工作，此时高速离合器与低速离合器均处于分离状态。后排齿圈18与机架无相对运动，相当于齿圈锁止，电机MG II的动力由后排太阳轮22输入，后排行星架主架23经过中间传动机构输出动力到车轮；动力传动路线为:由动力电池供电，经过电机/发电机MG II动力输入到后排太阳轮22，由后排太阳轮22传递到后排行星架主架23，经过高速离合器活塞缸29传到动力输出轴35，由动力输出轴35输出到主减速器，最终到车轮。
[0102]2.电子无级变速模式:
[0103]电子无级变速模式根据高速离合器与低速离合器的接合与分离状态又可分为低速模式和高速模式:
[0104]低速模式:
[0105]参阅图1、图2、图5，在低速模式下，低速离合器处于接合状态，高速离合器处于分离状态；
[0106]发动机的动力从前排的行星架输入，电机/发电机MG I与前排太阳轮5相连，前排齿圈9输出，并经过中间传动轴13传递到后排，电机/发电机MGl起到调节发动机工作点的作用；低速离合器接合，使得前排传递的动力耦合在后排太阳轮22处，后排齿圈18锁止，由后排行星架主架23经过高速离合器活塞缸29传到动力输出轴35输出；电机/发电机MG II耦合在后排太阳轮22处，提供助力。
[0107]高速模式:
[0108]参阅图1、图2、图6，在高速模式下，低速离合器处于分离状态，高速离合器处于接合状态；
[0109]发动机的动力从前排的行星架输入，电机/发电机MG I与前排太阳轮5相连，前排齿圈9输出，并经过中间传动轴13传递到后排，电机/发电机MGl起到调节发动机工作点的作用；高速离合器接合，使得前排传递的动力耦合在动力输出轴35直接输出；电机/发电机MG II耦合在后排太阳轮22 处，提供助力。
[0110]3.再生制动模式
[0111]参阅图1、图2、图4，在再生制动模式模式下，低速离合器处于接合状态，如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的需求制动转矩小于电机/发电机MG II所能提供的最大制动转矩时，制动力全部由电机/发电机MG II提供，将机械能转化成电能，并将其储存在电池中；如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的需求制动转矩大于电机/发电机MG II所能提供的最大制动转矩时，制动力中的一部分由电机/发电机MG II提供，将机械能转化成电能，并将其储存在电池中，制动力中的另一部分由传统的机械制动来提供。
【主权项】
1.一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，包括前行星排、后行星排、双离合器和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；其特征在于: 所述前行星排包括行星架动力输入轴1、前排太阳轮5、前排齿圈9 ; 所述前排太阳轮5通过滑动轴承支撑在前排行星架动力输入轴I上； 所述后行星排包括中间传动轴13、后排齿圈18、后排太阳轮22、后排行星架主架23 ;所述中间传动轴13左端与前排齿圈9通过花键配合，所述中间传动轴13右端与所述低速离合器中的低速离合器活塞缸39固定连接； 所述后排太阳轮22通过滑动轴承支撑在中间传动轴13上； 所述后排行星架主架23与所述高速离合器中的高速离合器活塞缸29通过花键相配合； 所述电机系统包括有电机/发电机MG I 2、电机/发电机MG II 14 ； 所述电机/发电机MG I 2通过滑动轴承与前排行星架动力输入轴I配合，通过花键与前排太阳轮5连接； 所述电机/发电机MG II 14通过滑动轴承与中间传动轴13配合，通过花键与后排太阳轮22连接。2.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前行星排还包括前排行星轮8、前排行星架副架7、前排行星轮支撑轴12。 所述前排行星轮8安装在前排行星轮支撑轴12上；所述前排行星轮8与前排太阳轮5外嗤合，与前排齿圈9内嗤合； 所述前排行星轮支撑轴12左端支撑在前排行星架副架7上，右端支撑在前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架上。3.根据权利要求2所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前排行星轮8通过4号滑动轴承10安装在前排行星轮支撑轴12上； 所述前排太阳轮5通过2号滑动轴承4和3号滑动轴承6支撑在前排行星架动力输入轴I上。4.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述后行星排还包括后排行星轮47、后排行星架副架17、后排行星轮支撑轴21 ; 所述后排行星轮47与后排太阳轮22外啮合，与后排齿圈18内啮合； 所述后排行星轮支撑轴21左端支撑在后排行星架副架17上，右端支撑在后排行星架主架23上。5.根据权利要求4所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述后排行星轮47通过7号滑动轴承19安装在后排行星轮支撑轴21上； 所述后排太阳轮22通过6号滑动轴承16和8号滑动轴承24支撑在中间传动轴13上。6.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述的低速离合器还包括低速离合器回位弹簧卡环37、低速离合器回位弹簧38、低速离合器活塞41、低速离合器摩擦片42、低速离合器钢片43、低速离合器卡环44、低速离合器从动轴46 ； 所述低速离合器活塞41安装在低速离合器活塞缸39内； 所述低速离合器回位弹簧38的大端靠在低速离合器活塞41上，小端通过低速离合器回位弹簧卡环37来限位； 所述低速离合器回位弹簧卡环37安装在中间传动轴13的环槽结构内； 所述低速离合器从动轴46与后排太阳轮22固定连接； 所述低速离合器摩擦片42与低速离合器钢片43相间布置，所述低速离合器摩擦片42右端靠在低速离合器活塞41上，所述低速离合器摩擦片42左端通过低速离合器器卡环44限位； 所述低速离合器钢片43与低速离合器活塞缸39通过花键配合； 所述低速离合器摩擦片42与低速离合器从动轴46通过花键配合。7.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述高速离合器还包括高速离合器卡环25、高速离合器钢片26、高速离合器摩擦片27、高速离合器活塞28、高速离合器回位弹簧31、高速离合器回位弹簧卡环32、高速离合器活塞缸卡环45。 所述高速离合器活塞缸29左端通过花键与后排行星架主架23连接，通过高速离合器活塞缸卡环45限位； 所述高速离合器活塞缸29右端与动力输出轴35固定连接； 所述高速离合器活塞28安装在高速离合器活塞缸29内部； 所述高速离合器回位弹簧31大端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器回位弹簧31小端通过高速离合器回位弹簧卡环32来限位； 所述高速离合器钢片26与高速离合器摩擦片27相间布置，所述高速离合器钢片26右端靠在高速离合器活塞28上，所述高速离合器钢片26左端通过高速离合器卡环25限位；所述高速离合器钢片26与高速离合器活塞缸29通过花键配合； 所述高速离合器摩擦片27与低速离合器活塞缸39通过花键配合。8.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述的电机系统还包括有I号滑动轴承3、5号滑动轴承15 ; 所述电机/发电机MG I 2通过I号滑动轴承3与前排行星架动力输入轴I配合； 所述电机/发电机MG II 14通过5号滑动轴承15与中间传动轴13配合。9.根据权利要求1所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述前排行星轮8的两端通过I号垫片11左端与前排行星架副架7分隔，右端与前排行星架动力输入轴I的右端前排行星架主架分隔； 所述后排行星轮47的两端通过2号垫片20左端与后排行星架副架17分隔，右端与后排行星架主架23分隔。10.根据权利要求4所述的一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，其特征在于: 所述低速离合器活塞41与低速离合器活塞缸39之间，通过3号O型圈36和4号O型圈40密封。 所述高速离合器活塞28与高速离合器活塞缸29之间，通过I号O型圈30和2号O型圈33密封。
【专利摘要】本发明公开了一种双离合器行星式油电混联双模混合动力系统，克服了单模混合动力系统在低速时的爬坡能力有限和在高速区的传动效率较低的问题，包括前行星排、后行星排、双离合器和电机系统，双离合器由低速离合器与高速离合器组成；前行星排包括行星架动力输入轴、前排太阳轮、前排齿圈；后行星排包括中间传动轴、后排齿圈、后排太阳轮、后排行星架主架；中间传动轴左端与前排齿圈配合，右端与低速离合器活塞缸固定连接；后排太阳轮支撑在中间传动轴上；电机系统包括有电机/发电机MGⅠ、电机/发电机MGⅡ；电机/发电机MGⅠ与前排行星架动力输入轴配合，与前排太阳轮连接；电机/发电机MGⅡ与中间传动轴配合，与后排太阳轮连接。
【IPC分类】B60K6/26, B60K6/36, B60K6/38
【公开号】CN104890495
【申请号】CN201510275470
【发明人】宋大凤, 王广义, 李广含, 杨南南, 曾小华, 朱志成, 陈琴琴, 李高志, 张琳, 冯涛
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
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