专利汇可以提供一种双转子电机行星轮式混合动力系统及工作模式切换方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种双 转子 电机 行星轮 式 混合动 力 系统 及工作模式切换方法,包括 发动机 、 离合器 、双转子电机、内 齿轮 、 外齿 轮、 锁 止器、行星齿轮机构;通过控制发动机、双转子电机中内转子和外转子、第一离合器、第二离合器、第三离合器,以及第一锁止器和第二锁止器的状态能够使双转子电机行星轮式混合动力系统运行在纯电动、 电动机 起动发动机、发动机单独驱动、发动机电动机联合驱动、发动机驱动且电动机充电及电动机 制动 能量 回收这几种运行模式,利用双转子电机来完成发动机的起动功能;取消了发动机 飞轮 以双转子电机的内转子替代飞轮,使得系统结构更加紧凑。提高了混合动力系统的适应性和运行效率。,下面是一种双转子电机行星轮式混合动力系统及工作模式切换方法专利的具体信息内容。
1.一种双转子电机行星轮式混合动力系统,包括发动机(1)、行星齿轮机构;
所述双转子电机(6)为同轴心布置的三层结构电机,包括内转子(3)、定子(4)、外转子(5),最内层为双转子电机的内转子(3),双转子电机(6)的中间层为定子(4),双转子电机(6)的最外层为外转子(5);
所述行星齿轮机构包括齿圈(13)、行星架(14)、太阳轮(15)、行星轮(16),所述太阳轮(15)位于行星齿轮机构最内侧,所述齿圈(13)位于行星齿轮机构最外侧,所述行星轮(16)位于太阳轮(15)、齿圈(13)之间并与太阳轮(15)、齿圈(13)相啮合,所述行星架(14)与行星轮(16)相连接;
其特征在于,还包括第一离合器(2)、双转子电机(6)、齿轮组、第三离合器(9)、第二锁止器(10)、第二离合器(11)、第一锁止器(12);
所述内转子(3)的输入轴与发动机(1)相连接,两者之间设置第一离合器(2)用于中断动力传递;内转子(3)的输出轴与太阳轮(15)相连,太阳轮(15)输入轴上设置第二锁止器(10),第二锁止器(10)能够锁死太阳轮(15);所述外转子(5)与齿圈(13)相连,两者之间设置第二离合器(11)用于中断动力传递,齿圈(13)上有第一锁止器(12)可以锁死齿圈(13);
外转子(5)与内转子(3)间设有齿轮组,齿轮组包括内齿轮(7)、外齿轮(8),所述内齿轮(7)、外齿轮(8)相啮合且位于双转子电机(6)之后行星齿轮机构之前,外齿轮(8)与外转子(5)的输出轴相连,内齿轮(7)空套在内转子(3)的输出轴上,内转子(3)的输出轴上设置第三离合器(9),第三离合器(9)接合时可以使内齿轮(7)与内转子(3)的输出轴相连;行星齿轮机构的行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
2.根据权利要求1所述的一种双转子电机行星轮式混合动力系统,其特征在于,所述发动机(1)包含开启/关闭两种状态;所述双转子电机(6)中的内转子(3)和外转子(5)包含驱动/发电/关闭/空转四种状态;所述第一离合器(2)、第二离合器(11)和第三离合器(9)包含接合/分离两种状态;所述第一锁止器(12)和第二锁止器(10)包含锁止/脱开两种状态。
3.一种根据权利要求1或2所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,通过控制发动机(1)、双转子电机(6)中内转子(3)和外转子(5)、第一离合器(2)、第二离合器(11)、第三离合器(9),以及第一锁止器(12)和第二锁止器(10)的工作状态,能够使双转子电机行星轮式混合动力系统运行在纯电动、电动机起动发动机、发动机单独驱动、发动机电动机联合驱动、发动机驱动且电动机充电及电动机制动能量回收这几种运行模式,具体过程为:
A、纯电动驱动模式
纯电动模式中的内转子驱动:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,外转子(5)关闭,内转子(3)驱动;
纯电动模式中的外转子驱动:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)锁止,发动机(1)关闭,内转子(3)关闭,外转子(5)驱动;
纯电动模式中的双转子电机转矩耦合驱动:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
纯电动模式中的双转子电机转速耦合驱动:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
B、电动机起动发动机模式
电动机起动发动机模式中的内转子起动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)关闭;
电动机起动发动机模式中的外转子起动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)驱动;
电动机起动发动机模式中的双转子电机转矩耦合起动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
电动机起动发动机模式中的双转子电机转速耦合起动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
C、发动机单独驱动模式
发动机单独驱动模式:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)关闭;
D、发动机和电动机联合驱动模式
发动机和电动机联合驱动模式中的发动机驱动内转子驱动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)关闭;
发动机和电动机联合驱动模式中的发动机外转子转矩耦合驱动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)驱动;
发动机和电动机联合驱动模式中的发动机外转子转速耦合驱动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)驱动;
发动机和电动机联合驱动模式中的发动机驱动双转子电机转矩耦合驱动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
发动机和电动机联合驱动模式中的发动机驱动双转子电机转速耦合起动:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)驱动;
E、发动机驱动且电机充电模式
发动机驱动且电动机充电模式中的内转子发电:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)发电,外转子(5)关闭;
发动机驱动且电动机充电模式中的外转子发电一:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)发电;
发动机驱动且电动机充电模式中的外转子发电二:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)空转,外转子(5)发电;
发动机驱动且电动机充电模式中的内转子驱动外转子发电一:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)发电;
发动机驱动且电动机充电模式中的内转子驱动外转子发电二:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)驱动,外转子(5)发电;
发动机驱动且电动机充电模式中的内转子发电外转子驱动一:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)发电,外转子(5)驱动;
发动机驱动且电动机充电模式中的内转子发电外转子驱动二:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)发电,外转子(5)驱动;
发动机驱动且电动机充电模式中的双转子电机转矩式发电:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)发电,外转子(5)发电;
发动机驱动且电动机充电模式中的双转子电机转速式发电:第一离合器(2)接合,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)开启,内转子(3)发电,外转子(5)发电;
F、电机再生制动能量回收模式
电动机制动能量回收模式中的内转子制动能量回收:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,内转子(3)发电,外转子(5)关闭;
电动机制动能量回收模式中的外转子制动能量回收:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)锁止,发动机(1)关闭,内转子(3)关闭,外转子(5)发电;
电动机制动能量回收模式中的双转子电机转矩式制动能量回收:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)分离,第三离合器(9)接合,第一锁止器(12)锁止,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,内转子(3)发电,外转子(5)发电;
电动机制动能量回收模式中的双转子电机转速式制动能量回收:第一离合器(2)分离,第二离合器(11)接合,第三离合器(9)分离,第一锁止器(12)脱开,第二锁止器(10)脱开,发动机(1)关闭,内转子(3)发电,外转子(5)发电。
4.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述纯电动模式中的双转子电机转矩耦合驱动模式下,内转子(3)的动力由太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),外转子(5)的动力由外齿轮(8)、内齿轮(7)、第三离合器(9)、太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
5.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述纯电动模式中的双转子电机转速耦合驱动模式下,内转子(3)的动力由太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),外转子(5)的动力由第二离合器(11)、齿圈(13)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
6.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述电动机起动发动机模式中的外转子起动模式下,外转子(5)通过外齿轮(8)、内齿轮(7)、第三离合器(9)、第一离合器(2)快速带动发动机(1)至怠速点发动机(1)点火起动,外转子(5)的动力由外齿轮(8)、内齿轮(7)、第三离合器(9)、太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
7.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述发动机单独驱动模式下,发动机(1)动力通过第一离合器(2)、太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
8.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述发动机和电动机联合驱动模式中的发动机驱动双转子电机转速耦合起动模式下,发动机(1)动力通过第一离合器(2)、太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),内转子(3)的动力由太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),外转子(5)的动力由第二离合器(11)、齿圈(13)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
9.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述发动机驱动且电动机充电模式中的外转子发电一模式下,发动机(1)一部分动力通过第一离合器(2)、第三离合器(9)、内齿轮(7)、外齿轮(8)传递给外转子(5),外转子(5)发电将电能储存至车载储能系统中,发动机(1)另一部分动力通过第一离合器(2)、太阳轮(15)、行星轮(16)传递给行星架(14),行星架(14)输出的动力通过主减速器与差速器后传递给驱动轮。
10.根据权利要求3所述的双转子电机行星轮式混合动力系统工作模式切换方法,其特征在于,所述电动机制动能量回收模式中的双转子电机转速式制动能量回收模式下,车辆惯性转矩传递至行星架(14),一部分再经过行星轮(16)、太阳轮(15)传递给内转子(3),内转子(3)发电将电能储存至车载储能系统中,另一部分再经过行星轮(16)、齿圈(13)、第二离合器(11)传递给外转子(5),外转子(5)发电将电能储存至车载储能系统中。
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