本實用新型涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種雙行星排混合動力系統(tǒng)及混合動力車輛。

背景技術(shù)：

目前，混合動力汽車(含PHEV)的驅(qū)動系統(tǒng)主要包含串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)(功率分流型)三種基本形式。串聯(lián)形式下發(fā)動機(jī)與輸出軸之間無機(jī)械連接，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)控制，但是其全部能量都需經(jīng)過兩次機(jī)械功率/電功率之間的轉(zhuǎn)換才能傳遞到輸出軸，能量損失較大；并聯(lián)形式的傳動效率高，但發(fā)動機(jī)與輸出軸之間為機(jī)械連接，不能保證發(fā)動機(jī)始終處于較優(yōu)的工作區(qū)域內(nèi)，通常用于中高速的場合；混聯(lián)形式結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點，既能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的優(yōu)化控制、又能實現(xiàn)中高速的高效控制，但車輛起步時，對電機(jī)的極限功率要求較高，而且傳動效率較低。綜上分析，理想驅(qū)動方案是基于混聯(lián)式動力驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)純電起步、中低速功率分流、中高速發(fā)動機(jī)直驅(qū)或并聯(lián)驅(qū)動等功能。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要采用行星機(jī)構(gòu)作為功率分流裝置，根據(jù)電機(jī)、發(fā)動機(jī)在機(jī)構(gòu)中的位置分為分速匯矩、分速匯速、分矩匯速、分矩匯矩四種基本形式。當(dāng)前主流的行星混合動力系統(tǒng)，一是豐田THS(HSD)單E-CVT模式混動系統(tǒng)，用于搭載豐田普銳斯、卡羅拉、雷凌、凱美瑞、Lexus HS250h和漢蘭達(dá)，以及福特Escape等車型；二是通用單E-CVT模式和雙E-CVT模式系統(tǒng)，用于搭載沃藍(lán)達(dá)、凱雷德、奔馳ML450等車型。豐田混動系統(tǒng)可實現(xiàn)純電、E-CVT混動模式、再生制動等模式。根據(jù)其搭載車型級別不同，分為單行星排和雙行星排系統(tǒng)，其目的通過新增一個行星排構(gòu)造減速比(1+k)增加驅(qū)動電機(jī)端傳遞扭矩，降低對驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩的需求(特別是純電起步工況)，從而減小驅(qū)動電機(jī)體積和重量。通用單模式系統(tǒng)可實現(xiàn)純電、串聯(lián)增程、E-CVT混動、再生制動等模式，包含1個行星排、2個離合器和1個制動構(gòu)件。該系統(tǒng)雖較THS多1個串聯(lián)增程模式，但此模式系統(tǒng)效率偏低，而且操縱元件數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種大傳動比純電起步、并可實現(xiàn)直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式的雙行星排混合動力系統(tǒng)，以降低純電起步時對驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求，以及在中高速工況下，提高直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式的傳動效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種雙行星排混合動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)；第一電機(jī)；第二電機(jī)；輸出構(gòu)件；具有第一太陽輪、第一行星架以及第一齒圈的第一行星齒輪組；具有第二太陽輪、第二行星架以及第二齒圈的第二行星齒輪組；其中，所述第一太陽輪被設(shè)置成與所述第一電機(jī)一起轉(zhuǎn)動；所述第一齒圈、第二太陽輪被設(shè)置成同時與所述第二電機(jī)一起轉(zhuǎn)動；所述第二齒圈被設(shè)置成與所述輸出構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動；以及，第一扭矩傳遞構(gòu)件、第二扭矩傳遞構(gòu)件和制動構(gòu)件；其中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件能夠選擇性地結(jié)合以將所述發(fā)動機(jī)的扭矩傳遞至所述第一行星架；所述第二扭矩傳遞構(gòu)件能夠選擇性地結(jié)合以將所述第一行星架的扭矩同時傳遞至所述第二齒圈和所述輸出構(gòu)件；所述制動構(gòu)件能夠選擇性地結(jié)合以將所述第二行星架制動；其中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件、所述第二扭矩傳遞構(gòu)件和制動構(gòu)件之間能夠以不同組合方式進(jìn)行結(jié)合以建立起兩個純電驅(qū)動模式、一個混合動力驅(qū)動模式、一個直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式和一個制動發(fā)電模式。

作為優(yōu)選方案，還包括第三扭矩傳遞構(gòu)件，所述第三扭矩傳遞構(gòu)件能夠選擇性地結(jié)合以將所述第二行星架與所述第二太陽輪固連在一起保持周向靜止；所述第一扭矩傳遞構(gòu)件、所述第二扭矩傳遞構(gòu)件、所述第三扭矩傳遞構(gòu)件和所述制動構(gòu)件之間能夠以不同組合方式進(jìn)行結(jié)合以建立起三個純電驅(qū)動模式、兩個混合動力驅(qū)動模式、兩個直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式和兩個制動發(fā)電模式。

作為優(yōu)選方案，所述純電驅(qū)動模式包括第一純電驅(qū)動模式和第二純電驅(qū)動模式；其中，在所述第一純電驅(qū)動模式中，所述第二扭矩傳遞構(gòu)件與所述制動構(gòu)件進(jìn)行組合結(jié)合，并且由所述第一電機(jī)輸出扭矩；在所述第二純電驅(qū)動模式中，僅有所述制動構(gòu)件結(jié)合，并且由所述第二電機(jī)輸出扭矩。

作為優(yōu)選方案，所述純電驅(qū)動模式包括第三純電驅(qū)動模式，在所述第三純電驅(qū)動模式中，僅有所述第三扭矩傳遞構(gòu)件結(jié)合，并且由所述第二電機(jī)輸出扭矩。

作為優(yōu)選方案，所述混合動力驅(qū)動模式包括第一混合動力驅(qū)動模式，在所述第一混合動力驅(qū)動模式中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件與所述制動構(gòu)件進(jìn)行組合結(jié)合；所述發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的傳遞通過所述第一行星齒輪組分流出一條機(jī)械傳遞路線和一條電功率傳遞路線，并通過所述第二行星齒輪組將該兩條路線傳遞的扭矩匯合至所述輸出構(gòu)件。

作為優(yōu)選方案，所述混合動力驅(qū)動模式包括第二混合動力驅(qū)動模式，在所述第二混合動力驅(qū)動模式中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件與所述第三扭矩傳遞構(gòu)件進(jìn)行組合結(jié)合；所述發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的傳遞通過所述第一行星齒輪組分流出一條機(jī)械傳遞路線和一條電功率傳遞路線，并通過所述第二行星齒輪組將該兩條路線傳遞的扭矩匯合至所述輸出構(gòu)件。

作為優(yōu)選方案，所述直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式包括第一直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式，在所述第一直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件和所述第二扭矩傳遞構(gòu)件進(jìn)行組合結(jié)合，并且同時由所述發(fā)動機(jī)及所述第二電機(jī)輸出扭矩。

作為優(yōu)選方案，所述直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式包括第二直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式，在所述第二直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式中，所述第一扭矩傳遞構(gòu)件、所述第二扭矩傳遞構(gòu)件以及所述制動構(gòu)件進(jìn)行組合結(jié)合，并且同時由所述發(fā)動機(jī)和所述第二電機(jī)輸出扭矩。

作為優(yōu)選方案，所述制動發(fā)電模式包括第一制動發(fā)電模式，在所述第一制動發(fā)電模式中，僅有所述制動構(gòu)件結(jié)合，扭矩由所述輸出構(gòu)件傳遞至所述第二電機(jī)，此時，所述第二電機(jī)用作發(fā)電機(jī)。

作為優(yōu)選方案，所述制動發(fā)電模式包括第二制動發(fā)電模式，在所述第二制動發(fā)電模式中，僅有所述第三扭矩傳遞構(gòu)件結(jié)合，扭矩由所述輸出構(gòu)件傳遞至所述第二電機(jī)，此時，所述第二電機(jī)用作發(fā)電機(jī)。

作為優(yōu)選方案，還包括電源模塊，所述電源模塊設(shè)有電池及功率轉(zhuǎn)換器，所述電池的電能通過所述功率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后分別輸送給所述第一電機(jī)或第二電機(jī)；或者電能由所述功率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸送給所述電池。

作為優(yōu)選方案，還包括扭矩接收單元，所述扭矩接收單元與所述輸出構(gòu)件連接，以接收來自所述輸出構(gòu)件的扭矩。

為了解決相同的問題，本實用新型還公開了一種混合動力車輛，上述任一方案的雙行星排混合動力系統(tǒng)。

本實用新型的雙行星排混合動力系統(tǒng)通過兩個行星齒輪組、一個發(fā)動機(jī)、兩個電機(jī)以及扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的排布組合，能夠?qū)崿F(xiàn)在純電驅(qū)動模式下的大傳動比的純電起步，可以大幅降低對電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的要求，從而可以減小電機(jī)的體積和功率；此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式，當(dāng)發(fā)動機(jī)直驅(qū)速比為1(發(fā)動機(jī)直接連接驅(qū)動輸出構(gòu)件)時，可用于中高速工況，以提高系統(tǒng)的傳動效率，當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩?zé)o法滿足需求時，第一電機(jī)和第二電機(jī)均可充當(dāng)驅(qū)動電機(jī)的作用，以實現(xiàn)并聯(lián)模式，從而提高高速工況下系統(tǒng)的輸出動力。

附圖說明

圖1是本實用新型一優(yōu)選實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型另一優(yōu)選實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、發(fā)動機(jī)；2、第一行星齒輪組；21、第一太陽輪；22、第一行星架；23、第一齒圈；3、第二行星齒輪組；31、第二太陽輪；32、第二行星架；33、第二齒圈；4、第一電機(jī)；5、第二電機(jī)；6、第一扭矩傳遞構(gòu)件；7、第二扭矩傳遞構(gòu)件；8、制動構(gòu)件；9、第三扭矩傳遞構(gòu)件；10、輸出構(gòu)件；11、功率轉(zhuǎn)換器；12、電池；13、差動器總成；14、扭轉(zhuǎn)減振器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

本實用新型實施例中的發(fā)動機(jī)是一個廣義概念，發(fā)動機(jī)的具體形式可以是汽油發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、燃料電池發(fā)動機(jī)、空氣發(fā)動機(jī)等除去電動機(jī)以外的動力輸出元件；本實用新型實施例中的電機(jī)的含義包括電動機(jī)和發(fā)電機(jī)，電機(jī)的具體含義根據(jù)系統(tǒng)處于不同工作模式而具有不同的含義，例如，電機(jī)在制動發(fā)電模式下做作為發(fā)電機(jī)使用，在其它模式下作為電動機(jī)使用；本實用新型實施中的用語"一起轉(zhuǎn)動"的含義是指兩個一起轉(zhuǎn)動的構(gòu)件能夠始終在繞其軸線旋轉(zhuǎn)的方向上相對靜止，包括該兩個構(gòu)件同時都不轉(zhuǎn)動的情況；本實用新型實施例中，在沒有提到某一個扭矩傳遞構(gòu)件或制動構(gòu)件結(jié)合時，均默認(rèn)為沒提及的扭矩傳遞構(gòu)件或制動構(gòu)件處于不結(jié)合狀態(tài)。

實施例1

如圖1所示，示意性地顯示了本實用新型一實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，其包括發(fā)動機(jī)1、第一行星齒輪組2、第二行星齒輪組3、第一電機(jī)4、第二電機(jī)5、輸出構(gòu)件10；其中，第一行星齒輪組2 設(shè)有第一太陽輪21、第一行星架22以及第一齒圈23，第二行星齒輪組3設(shè)有第二太陽輪31、第二行星架32以及第二齒圈33；第一太陽輪21被設(shè)置成與第一電機(jī)4的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，第一齒圈23和第二太陽輪31被設(shè)置成同時與第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動；第二齒圈33被設(shè)置成與輸出構(gòu)件10(例如輸出齒輪、輸出軸等)一起轉(zhuǎn)動；以及，第一扭矩傳遞構(gòu)件6、第二扭矩傳遞構(gòu)件7和制動構(gòu)件8；其中，第一扭矩傳遞構(gòu)件6能夠選擇性地結(jié)合以將發(fā)動機(jī)1的扭矩傳遞至第一行星架22，使得第一行星架22能夠與發(fā)動機(jī)1的輸出端軸一起轉(zhuǎn)動；第二扭矩傳遞構(gòu)件7能夠選擇性地結(jié)合以將第一行星架22的扭矩同時傳遞至第二齒圈33和輸出構(gòu)件10，使得第二齒圈33和輸出構(gòu)件10能夠與第一行星架22一起轉(zhuǎn)動；制動構(gòu)件8能夠選擇性地結(jié)合以將第二行星架32制動；此外，可以在發(fā)動機(jī)1的輸出端與第一扭矩傳遞構(gòu)件6的輸入端之間設(shè)置扭轉(zhuǎn)減振器14，以吸收來自發(fā)動機(jī)1端或第一扭矩傳遞構(gòu)件6端因扭矩突變而產(chǎn)生的振動，使系統(tǒng)趨于平穩(wěn)。

如表1所示，示意性地羅列了本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)的操作邏輯，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件5、第二扭矩傳遞構(gòu)件7和制動構(gòu)件8之間以不同組合方式進(jìn)行結(jié)合時，能夠建立起兩個純電驅(qū)動模式、一個混合動力驅(qū)動模式、一個直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式和一個制動發(fā)電模式。

結(jié)合圖1及表1所示，本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)，當(dāng)?shù)诙ぞ貍鬟f構(gòu)件7和制動構(gòu)件8組合進(jìn)行結(jié)合時，可實現(xiàn)第一純電驅(qū)動模式，在該第一純電驅(qū)動模式下的輸入端與輸出端的傳動比為：i＝1+k1+k1*k2，其中，k為行星齒輪組的特征參數(shù)，等于齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)的比值，k1對應(yīng)第一行星齒輪組2的特征參數(shù)，k2對應(yīng)第二行星齒輪組3的特征參數(shù)；一般情況下k的取值為k＝1.5～4，由此，可計算出第一純電驅(qū)動模式下的傳動比i的取值為4.75～21，因此，當(dāng)系統(tǒng)在第一純電驅(qū)動模式下工作時，可以大幅度降低驅(qū)動電機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩，從而可以減小驅(qū)動電機(jī)的體積和額定功率，該第一純電驅(qū)動模式一般用于純電起步的大載荷工況。

在第一純電驅(qū)動模式中，第二扭矩傳遞構(gòu)件7和制動構(gòu)件8組合進(jìn)行結(jié)合，此時第一電機(jī)4作為電動機(jī)輸出扭矩，第一電機(jī)4輸出的扭矩經(jīng)過第一行星齒輪組2的第一太陽輪21傳遞至第一行星架22，并由第一行星架22分流出兩條扭矩傳遞線路，即其中一條為由第一行星架22傳遞至第二扭矩傳遞構(gòu)件7，再由第二扭矩傳遞構(gòu)件7傳遞至輸出構(gòu)件10；另一條為由第一行星架22傳遞至第一齒圈23，再由第一齒圈23傳遞至第二太陽輪31，然后由第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10；此外，若第一電機(jī)4的輸出扭矩不滿足工況，可以同時啟動第二電機(jī)5作為輔助輸出扭矩。

結(jié)合圖1及表1所示，本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)，當(dāng)僅有制動構(gòu)件8結(jié)合，并由第二電機(jī)5作為電動機(jī)輸出扭矩時，可實現(xiàn)第二純電驅(qū)動模式，該第二純電驅(qū)動模式的傳動比為i＝k2，用于SOC高時的中高速車速、小載荷的驅(qū)動工況，在第二純電驅(qū)動模式中，第二電機(jī)5的扭矩經(jīng)第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10。

結(jié)合圖1及表1所示，本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件6與制動構(gòu)件8組合進(jìn)行結(jié)合，可以實現(xiàn)第一混合動力驅(qū)動模式，一般應(yīng)用在SOC低時的車輛起步或中低速工況。在該第一混合動力驅(qū)動模式中，發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩通過第一行星齒輪組2分流出兩條扭矩傳遞路線。其一是通過機(jī)械連接傳遞至輸出端：發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一行星架22傳遞至第一齒圈23，再由第一齒圈23傳遞至第二太陽輪31，然后由第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10；其二是通過電氣連接傳遞至輸出端：發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一行星架22傳遞至第一太陽輪21，再由第一太陽輪21傳遞至第一電機(jī)4，再由第一電機(jī)4轉(zhuǎn)化成電功率通過電氣系統(tǒng)傳遞至第二電機(jī)5，再由第二電機(jī)5傳遞至第二太陽輪31，然后由第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10。當(dāng)電池SOC低至無法滿足純電起步時，該模式可用于車輛起步，此時可通過第一電機(jī)4充當(dāng)啟動機(jī)啟動發(fā)動機(jī)1，之后通過發(fā)動機(jī)1輸出扭矩完成車輛起步。因發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速n1、第一電機(jī)4轉(zhuǎn)速n4、第一齒圈23轉(zhuǎn)速滿足如下關(guān)系：n4+k1*n23-(1+k1)*n1＝0，其中n23與輸出轉(zhuǎn)速及車速線性相關(guān)。隨著車速增加，可當(dāng)通過電機(jī)4調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速n1使之處于經(jīng)濟(jì)區(qū)。在該第一混合模式下，第一電機(jī)4和第二電機(jī)5可以根據(jù)工況條件充當(dāng)電動機(jī)或發(fā)電機(jī)作用。但是，在第一混合模式下，因制動構(gòu)件8結(jié)合，故可得n23＝n31＝-k2*n33＝-k2*n10，結(jié)合上述關(guān)系式可知當(dāng)發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速一定時，第一電機(jī)4轉(zhuǎn)速隨車速增大而增大。

結(jié)合圖1及表1所示，本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件6與第二扭矩傳遞構(gòu)件7組合進(jìn)行結(jié)合，并同時由發(fā)動機(jī)1和第二電機(jī)5輸出扭矩時，可以實現(xiàn)第一直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式；第一直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式的作用是當(dāng)發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩不足時，可以通過第二電機(jī)5提供額外的輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動模式，以提升雙行星排混合動力系統(tǒng)的輸出動力；在第一直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式中，輸出扭矩分兩條傳遞路線最終匯聚至輸出構(gòu)件10，具體為，發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一扭矩傳遞構(gòu)件6及第二扭矩傳遞構(gòu)件7后直接傳遞至輸出構(gòu)件10；第二電機(jī)5的輸出扭矩由第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10。

結(jié)合圖1及表1所示，本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，當(dāng)僅有制動構(gòu)件8結(jié)合時，可實現(xiàn)第一制動發(fā)電模式，在第一制動發(fā)電模式中，可以在高速行駛的車輛出現(xiàn)長時間制動過程中，利用制動滑行時，帶動電機(jī)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)制動發(fā)電，再將再生能量通過功率轉(zhuǎn)換器11傳遞至電池12中存儲；其中，在第一制動發(fā)電模式中，第二電機(jī)5作為發(fā)電機(jī)使用，輸出構(gòu)件10的扭矩經(jīng)過第二齒圈33傳遞至第二行星架32，再由第二行星架32傳遞至第二太陽輪31，從而帶動第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)第二電機(jī)5的發(fā)電功能。

表1

實施例二

如圖2所示，示意性地顯示了本實用新型另一實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，本實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實施例一的雙行星排混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致相同，區(qū)別在于，本實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)的還包括第三扭矩傳遞構(gòu)件9，第三扭矩傳遞構(gòu)件9能夠選擇性地結(jié)合以將第二行星架32與第二太陽輪31固連在一起保持周向靜止；由此，可以在實施例1能夠?qū)崿F(xiàn)的驅(qū)動模式的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)更多的驅(qū)動模式，增加了本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)的動力輸出模式的豐富性。

如表2所示，示意性地羅列了本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)的操作邏輯，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件5、第二扭矩傳遞構(gòu)件7、第三扭矩傳遞構(gòu)件9和制動構(gòu)件8之間以不同組合方式進(jìn)行結(jié)合時，能夠建立起三個純電驅(qū)動模式、兩個混合動力驅(qū)動模式、兩個直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式和兩個制動發(fā)電模式。

請結(jié)合圖2及表2所示，本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，當(dāng)僅有第三扭矩傳遞構(gòu)件9結(jié)合，并由第二電機(jī)5輸出扭矩時，可以實現(xiàn)第三純電驅(qū)動模式，在第三純電驅(qū)動模式下的傳動比為i＝1，可以用于SOC高時，車速中高速小負(fù)荷的工況；第二電機(jī)5輸出扭矩以原轉(zhuǎn)速經(jīng)第二行星架3傳遞至輸出構(gòu)件10。

結(jié)合圖2及表2所示，本實用新型實施例的雙行星混合動力系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件6與第三扭矩傳遞構(gòu)件9組合進(jìn)行結(jié)合，可以實現(xiàn)第二混合動力驅(qū)動模式；該第二混合動力驅(qū)動模式一般應(yīng)用在SOC低時的車輛起步或中低速工況。在第二混合動力驅(qū)動模式中，由于第三扭矩傳遞構(gòu)件9結(jié)合，使得第二行星齒輪組3的第二行星架32與第二太陽輪31固連在一起保持周向靜止，使得第二行星齒輪組3只能整體轉(zhuǎn)動。發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩通過第一行星齒輪組2分流出兩條扭矩傳遞路線。其一是通過機(jī)械連接傳遞至輸出端：發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一行星架22傳遞至第一齒圈23，再由第一齒圈23傳遞至第二行星齒輪組3后，直接傳遞至輸出構(gòu)件10；其二是通過電氣連接傳遞至輸出端：發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一行星架22傳遞至第一太陽輪21，再由第一太陽輪21傳遞至第一電機(jī)4，再由第一電機(jī)4轉(zhuǎn)化成電功率通過電氣系統(tǒng)傳遞至第二電機(jī)5，再由第二電機(jī)5傳遞至第二行星齒輪組3后，直接傳遞至輸出構(gòu)件10。當(dāng)電池SOC低至無法滿足純電起步時，該第二混合動力驅(qū)動模式可用于車輛起步，此時可通過第一電機(jī)4充當(dāng)啟動機(jī)啟動發(fā)動機(jī)1，之后通過發(fā)動機(jī)1輸出扭矩完成車輛起步。發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速n1、電機(jī)4轉(zhuǎn)速n4、第一齒圈23轉(zhuǎn)速滿足如下關(guān)系：n4+k1*n23-(1+k1)*n1＝0，其中n23與輸出轉(zhuǎn)速線性相關(guān)。隨著車速增加，可當(dāng)通過電機(jī)4調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速n1使之處于經(jīng)濟(jì)區(qū)。該第二混合動力驅(qū)動模式下，第一電機(jī)4和第二電機(jī)5根據(jù)工況條件充當(dāng)電動機(jī)或發(fā)電機(jī)作用。不同于第一混合動力驅(qū)動模式的是，在第二混合動力驅(qū)動模式下因第三扭矩傳遞構(gòu)件9結(jié)合使得第二行星齒輪組3整體回轉(zhuǎn)得n23＝n31＝n10，結(jié)合上述關(guān)系式可知當(dāng)發(fā)動機(jī)1轉(zhuǎn)速一定時，隨車速增大第一電機(jī)4轉(zhuǎn)速先降為零，再降低為負(fù)，其作用也由發(fā)電機(jī)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C(jī)，因此，相對于第一混合動力驅(qū)動模式而言，第二混合動力驅(qū)動模式在相同工況下降低了第一電機(jī)4的轉(zhuǎn)速需求。

請結(jié)合圖2及表2所示，本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝慌ぞ貍鬟f構(gòu)件6、第二扭矩傳遞構(gòu)件7以及制動構(gòu)件8組合進(jìn)行結(jié)合，并且同時由發(fā)動機(jī)1和第二電機(jī)5輸出扭矩時，可以實現(xiàn)第二直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式；第二直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式的作用是當(dāng)發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩不足時，可以通過第二電機(jī)5提供額外的輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動模式，以提升雙行星排混合動力系統(tǒng)的輸出動力；在第二直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式中，輸出扭矩分兩條傳遞路線最終匯聚至輸出構(gòu)件10，具體為，發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩經(jīng)過第一扭矩傳遞構(gòu)件6及第二扭矩傳遞構(gòu)件7后直接傳遞至輸出構(gòu)件10，第二電機(jī)5的輸出扭矩由第二太陽輪31傳遞至第二行星架32，最終經(jīng)第二齒圈33傳遞至輸出構(gòu)件10。

請結(jié)合圖2及表2所示，本實用新型實施例的雙行星排混合動力系統(tǒng)，當(dāng)僅有第三扭矩傳遞構(gòu)件9結(jié)合時，可實現(xiàn)第二制動發(fā)電模式，在第二制動發(fā)電模式中，可以在高速行駛的車輛出現(xiàn)長時間制動過程中，利用制動滑行時，帶動電機(jī)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)制動發(fā)電，再將再生能量通過功率轉(zhuǎn)換器11傳遞至電池12中存儲；其中，在第二制動發(fā)電模式中，第二電機(jī)5作為發(fā)電機(jī)使用，輸出構(gòu)件10的扭矩經(jīng)過第二行星齒輪組3整體轉(zhuǎn)動而帶動第二電機(jī)5的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而使第二電機(jī)5 實現(xiàn)發(fā)電功能。

表2

結(jié)合圖1及圖2所示，本實用新型實施例中的雙行星排混合動力系統(tǒng)還包括電源模塊，該電源模塊設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器11及電池12，電池12的電能通過功率轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換后分別輸送給第一電機(jī)4和/或第二電機(jī)5；或者第一電機(jī)4或第二電機(jī)5發(fā)電的電能由功率轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換后輸送給電池12進(jìn)行存儲。

結(jié)合圖1及圖2所示，本實用新型實施例中的雙行星排混合動力系統(tǒng)還包括扭矩接收單元13(例如差速器、減速器等)，扭矩接收單元13與輸出構(gòu)件10連接，以接收來自輸出構(gòu)件10的扭矩。

為了解決相同的問題，本實用新型實施例還公開了一種混合動力車輛，包括上述實施例中的雙行星排混合動力系統(tǒng)。

綜上所述，本實用新型的雙行星排混合動力系統(tǒng)通過兩個行星齒輪組、一個發(fā)動機(jī)、兩個電機(jī)以及扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的排布組合，能夠?qū)崿F(xiàn)在純電驅(qū)動模式下的大傳動比的純電起步，可以大幅降低對電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的要求，從而可以減小電機(jī)的體積和功率；此外，還能夠?qū)崿F(xiàn)直驅(qū)/并聯(lián)驅(qū)動模式，當(dāng)發(fā)動機(jī)直驅(qū)速比為1(發(fā)動機(jī)直接連接驅(qū)動輸出構(gòu)件)時，可用于中高速工況，以提高系統(tǒng)的傳動效率，當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩?zé)o法滿足需求時，第一電機(jī)和第二電機(jī)均可充當(dāng)驅(qū)動電機(jī)的作用，以實現(xiàn)并聯(lián)模式，從而提高高速工況下系統(tǒng)的輸出動力。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。