并联混动传动机构及动力传输方法与流程

    专利查询2026-06-09  2


    本技术涉及混合动力机动车辆的动力总成系统,具体而言,涉及一种并联混动传动机构及动力传输方法。


    背景技术:

    1、随着新能源的汽车的大力普及,市场上的新能源车已经出现和传统燃油车分庭抗礼的局面,而市场上新能源车不仅包含纯电车型,还包含了混动车型这一重要成员。混动车的优点是既可以用电驱动,又可以用燃油驱动,既有纯电车的动力强、环保、经济性好的优点,又有燃油车高续航、充能快的优势。在纯电车电池续航低、能量衰退快以及充电慢的缺点未解决的今天,混动技术依然有很高的价值。混动车现有重混技术中分为三种形式,分别是串联、并联、混联三种。已知现有并联混动技术电机布局方式多为在发动机后,连接在变速箱的输入端或者输出端,通过电机与发动机之间的多片离合器的通断与结合控制发动机的介入或断开。

    2、该形式的连接方式存在以下缺点:

    3、1.发动机介入后不可能长时间处于最佳工况,随着驾驶需求,要随时增减速,致使燃油经济性下降。

    4、2.传统并联混动模式没有舍弃发动机与变速箱之间的液力变矩器或离合器,结构成本高且降低了发动机的传动效率,致使燃油经济性进一步下降。

    5、3.传统并联混动系统并没有舍弃传统变速箱,而传统变速箱依然需要更多地传动机构实现更多的档位。

    6、4.传统变速器传动比固定,换档时存在顿挫,舒适性差。


    技术实现思路

    1、本技术的目的在于提供一种并联混动传动机构及动力传输方法,能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下:

    2、根据本技术的具体实施方式,第一方面,本技术提供一种并联混动传动机构,包括:发动机、电机、第一级行星齿轮组、第二级行星齿轮组、第三级行星齿轮组、实心轴,其特征在于:

    3、第一季行星齿轮组包括:第一级行星齿轮组太阳轮、第一级行星齿轮组行星架及第一级行星齿轮组齿圈,第二级行星齿轮组与第三季行星齿轮组公用太阳轮,第二级行星齿轮组还包括第二级行星齿轮组行星架与第二级行星齿轮组齿圈,第三极行星齿轮组还包括第三级行星齿轮组行星架与第三级行星齿轮组齿圈;

    4、第一级行星齿轮组太阳轮与实心轴的前端固定,第二级行星齿轮组与第三级行星齿轮组公用太阳轮与实心轴花键连接,电机转子与实心轴的后端固定连接,发动机与第一级行星齿轮组行星架固定连接;

    5、第一级行星齿轮组用于实现在电机与发动机之间的动力分配;

    6、第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组用于实现转动速度和转动方向的换挡。

    7、根据本技术的具体实施方式,第二方面,本技术还提供一种动力传输方法,所述方法应用于根据前文所述的并联混动传动机构,包括:

    8、利用第一级行星齿轮组,实现在电机与发动机之间的动力分配;

    9、利用第二级行星齿轮组和第三级行星齿轮组,实现转动速度和转动方向的换挡。

    10、可选的,利用第一级行星齿轮组,实现在电机与发动机之间的动力分配,包括:启动工况、充电工况、纯电起步行驶工况、充电起步工况、亏电行驶工况、超速行驶工况及动能回收工况下的动力传输逻辑。

    11、可选的,纯电起步行驶工况下的动力传输逻辑包括:

    12、动力电池电量充足情况,采用纯电起步,动力电池为电机供电,电机转子通过连接实心轴再连接第一级行星齿轮组太阳轮,带动第一级行星齿轮组太阳轮与发动机工作方向反向旋转,此时第一级行星齿轮组行星架受到电机转子提供的与发动机工作方向相反的力,随着扭矩增大,第一级行星齿轮组行星架有与发动机工作方向相反的转动趋势,此时连接在壳体的ev行驶单向离合器起作用,对第一级行星齿轮组行星架进行与发动机工作方向相反方向的限制,从而使动力沿着第一级行星齿轮组行星架上的行星轮传递给第一级行星齿轮组齿圈,使第一级行星齿轮组齿圈按照发动机工作方向同向运转,动力再传递给后两排行星齿轮机构进行换挡操作最终传递给车轮。

    13、可选的,充电起步工况下的动力传输逻辑包括:

    14、在电量不充足的情况发动机早在起步之前就已经介入工作,随着起步需求,档位接合至d档,第二级行星齿轮组和第三级行星齿轮组进行换挡操作,此时p档或n档充电制动器解除,发动机传出来的动力经由第一级行星齿轮组行星架传递至第一级行星齿轮组齿圈和第一级行星齿轮组太阳轮,经由对电机的功率控制,可以决定将发动机动力分配给太阳轮多一些用于发电或者齿圈多一些用于起步行驶,该控制方案可以代替传统变矩器或者离合器的作用,但又没有中断发动机传递路径致使发动机传递效率变低,反而是将本应该浪费的动能全部转化为电能储存起来,用于后续行车使用,增加了燃油经济性。

    15、可选的,利用第二级行星齿轮组和第三级行星齿轮组,实现转动速度和转动方向的换挡,包括:第一机械档下的动力传输逻辑、第二机械档下的动力传输逻辑、第三机械档下的动力传输逻辑,及倒挡下的动力传输逻辑。

    16、可选的,第一机械档下的动力传输逻辑包括:

    17、在电机或发动机通过传动机构将动力传动至第一级行星齿轮组齿圈后,第一级行星齿轮组齿圈将起到变速换挡机构的输入轴作用,此时前进挡离合器结合,动力由第一级行星齿轮组齿圈通过前进挡离合器传递至第二级行星齿轮组齿圈,第二级行星齿轮组齿圈带动第二级行星齿轮组行星架上的行星齿轮,给第二级行星齿轮组行星架与发动机工作方向相同的力,动力通过第二级行星齿轮组行星架上的行星齿轮传递至第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮,使其向发动机工作方向相反的的方向运动,此时动力由第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮传递至第三级行星齿轮组行星架上的行星轮,第三级行星齿轮组行星架受到与发动机工作方向相反的力,此时连接在第三级行星齿轮组行星架上的低档单向离合器起作用,对第三级行星齿轮组行星架进行锁止,动力沿第三级行星齿轮组行星架上的行星轮传递至第三级行星齿轮组齿圈,使第三级行星齿轮组齿圈向发动机工作相同方向运动,第三级行星齿轮组齿圈与第二级行星齿轮组行星架共同连接在输出轴上,共同为输出轴提供动力,实现第一机械档。

    18、可选的,第二机械档下的动力传输逻辑包括:

    19、第一级行星齿轮组齿圈将起到变速换挡机构的输入轴作用,此时前进挡离合器结合,2档制动器结合并固定连接在倒挡及高档离合器毂上的第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮,此时动力由第一级行星齿轮组齿圈通过前进挡离合器传递至第二级行星齿轮组齿圈,第二级行星齿轮组齿圈带动第二级行星齿轮组行星架上的行星齿轮,给第二级行星齿轮组行星架与发动机工作方向相同的力,由于第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮被锁止,所以动力直接由第二级行星齿轮组行星架传递至输出轴上,第三排行星齿轮组空转不起作用,实现第二机械档。

    20、可选的,第三机械档下的动力传输逻辑包括:

    21、第一级行星齿轮组齿圈将起到变速换挡机构的输入轴作用,此时倒挡及高档离合器接合,前进挡离合器接合,将第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮通过倒挡及高档离合器毂连接在第一级行星齿轮组齿圈上,同时第二级行星齿轮组齿圈也连接在第一级行星齿轮组齿圈上,动力由第一级行星齿轮组齿圈一起传给第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮和第二级行星齿轮组齿圈,再传给第二级行星齿轮组行星架,由于第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮和第二级行星齿轮组齿圈共同连接在一级行星齿轮组齿圈上,所以第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮和第二级行星齿轮组齿圈没有角速度变化,所以第二级行星齿轮组上的齿圈、行星架、太阳轮共同成为一个整体,按照第一级行星齿轮组齿圈的方向及速度通过第二级行星齿轮组行星架传递给输出轴上,第三排行星齿轮组空转不起作用,实现第三机械档。

    22、可选的,其特征在于,倒挡下的动力传输逻辑包括:

    23、第一级行星齿轮组齿圈将起到变速换挡机构的输入轴作用,此时倒挡及高档离合器接合,低档及倒挡制动器接合,分别使第一级行星齿轮组齿圈和倒挡及高档离合器毂连接,第三级行星齿轮组行星架和壳体连接使其固定不动,此时动力由第一级行星齿轮组齿圈通过倒挡及高档离合器传给倒挡及高档离合器毂,再传给第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮,此时第二级行星齿轮组及第三级行星齿轮组公用太阳轮按照发动机工作方向转动并带动第三级行星齿轮组行星架上的行星轮按照发动机工作方向反向转动,由于第三级行星齿轮组行星架固定不动所以第三级行星齿轮组行星架上的行星轮将动力按照发动机工作方向反向传给第三级行星齿轮组齿圈,最后第三级行星齿轮组齿圈按照发动机工作方向反向传给输出轴,此时第二级行星齿轮组空转,实现倒档。

    24、本技术实施例的上述方案与现有技术相比,至少具有以下有益效果:

    25、本发明提供一种并联式混合动力汽车传动部分的结构设计布局及动力传输方法,通过三套行星齿轮组及一套电机组,利用发明内的传输控制方法实现了提高发动机燃油经济性的目的,实现了去除传统变速箱液力变矩器或离合器,达到提高发动机传动效率和燃油经济性,以及实现了多档位传输的目的。


    技术特征:

    1.一种并联混动传动机构,包括:发动机、电机、第一级行星齿轮组、第二级行星齿轮组、第三级行星齿轮组、实心轴,其特征在于:

    2.一种动力传输方法,应用于根据权利要求1所述并联混动传动机构,其特征在于,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用第一级行星齿轮组,实现在电机与发动机之间的动力分配,包括:启动工况、充电工况、纯电起步行驶工况、充电起步工况、亏电行驶工况、超速行驶工况及动能回收工况下的动力传输逻辑。

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,纯电起步行驶工况下的动力传输逻辑包括:

    5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,充电起步工况下的动力传输逻辑包括:

    6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用第二级行星齿轮组和第三级行星齿轮组,实现转动速度和转动方向的换挡,包括:第一机械档下的动力传输逻辑、第二机械档下的动力传输逻辑、第三机械档下的动力传输逻辑,及倒挡下的动力传输逻辑。

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,第一机械档下的动力传输逻辑包括:

    8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,第二机械档下的动力传输逻辑包括:

    9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,第三机械档下的动力传输逻辑包括:

    10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,倒挡下的动力传输逻辑包括:


    技术总结
    本申请提供了一种并联混动传动机构及动力传输方法。所述机构包括:发动机、电机、第一级行星齿轮组、第二级行星齿轮组、第三级行星齿轮组、实心轴,第一季行星齿轮组包括:第一级行星齿轮组太阳轮、第一级行星齿轮组行星架及第一级行星齿轮组齿圈,第二级行星齿轮组与第三季行星齿轮组公用太阳轮,第二级行星齿轮组还包括第二级行星齿轮组行星架与第二级行星齿轮组齿圈,第三极行星齿轮组还包括第三级行星齿轮组行星架与第三级行星齿轮组齿圈。本申请提供的并联混动传动机构及动力传输方法解决了传统结构导致的经济性差、成本高以及换档舒适性差的问题。

    技术研发人员:程誉卓,祝小超,贾龙,刘凯,尚谦,韩雪峰,刘广义,平颖超,柴振江,王彬彬
    受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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