發明涉及一種動力傳動裝置，具體涉及一種串并聯混合動力傳動裝置，屬于動力傳動技術領域。

背景技術：

混合動力傳動技術為節能減排的重要手段，各大汽車廠家積極發展。豐田公司的ths混聯形式的混動技術具備良好的節油效果，利用行星機構進行功率分流，保證發動機常工作在經濟區間，但行星機構要求較高。串聯形式的混合動力系統能保證發動機工作在經濟區間，適合于經常啟停、負荷變化劇烈、城市行車等工況；但對于高速穩定工況，由于多了一次能量轉化，效率較低。并聯形式混合動力系統適合于高速工況，獲得高傳動效率，高動力性能。串并聯混合動力系統能有效應對城市工況和高速工況，實現低燃油消耗。

cn100406289c公布了一種串并聯混合動力系統，兩臺電機同軸布置，通過兩個離合器就能實現串并聯工況的切換，兩個離合器布置在發電機、電動機和變速箱之間，該系統沿用傳統變速箱，結構較復雜。

cn104590248a公布了一種基于串并聯混合動力系統的控制方法，所述的串并聯混合動力系統與cn100406289c類似，通過兩個離合器切換串聯和并聯工況，電機與發電機沒有增速和減速機構，不利于有效提高發電機的功率密度和降低電動機的轉矩，并且通過分置的變速箱進行轉矩放大，系統整合程度不高。

商用車的柴油發動機轉速較低，發動機與發電機之間需要匹配增速機構才能降低發電機的轉矩，提升功率密度。也需要把發電機、電動機以及變速機構統一考慮，進行結構整合和系統集成，成為一體的串并聯混合動力傳動裝置，而不是部件分置，提高整機的功率密度。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供一種雙電機同軸布置的商用車串并聯混合動力傳動裝置，只布置一個離合器，實現串并聯工況切換，通過增速行星排進行發電機的增速，減速行星排實現電動機的減速增扭，傳動裝置的輸入輸出同軸，結構和工藝都較為簡單，便于商用車的動力系統布置。

所述的商用車串并聯混合動力傳動裝置，其特征在于，包括：輸入軸、增速行星排、發電機、電動機、離合器、減速行星排、第一減速行星排和輸出軸；所述輸入軸分別與增速行星排行星架和離合器的主動端相連，增速行星排齒圈制動，增速行星排太陽輪連接發電機的轉子；所述電動機的轉子連接第一減速行星排太陽輪，第一減速行星排齒圈制動，所述輸出軸分別與第一減速行星排行星架和離合器的被動端相連。

當所述離合器處于分離狀態時，該傳動裝置處于串聯工況，動力經所述輸入軸輸入后，依次經過增速行星排、發電機、電動機、第一減速行星排、輸出軸輸出；

當所述離合器接合時，該傳動裝置處于發動機直驅模式或電動機、發電機輔助驅動模式以及制動能量回收模式；當處于發動機直驅模式時，動力經所述輸入軸輸入后經過離合器直接由輸出軸輸出；當需要輔助驅動時，所述電動機和發電機均處于電動機工作模式，輔助驅動；當需要制動能量回收時，所述電動機和發電機均發電機工作模式，回收制動能量。

作為本發明的一種優選方式，還包括：第二減速行星排、第一制動器連和第二制動器所述第一減速行星排齒圈與第二制動器相連；第二減速行星排太陽輪與所述第一減速行星排齒圈連接，第二減速行星排齒圈與所述輸出軸連接，第二減速行星排行星架與所述第一制動器連接。

在該優選方式下，當所述離合器處于分離狀態時，該傳動裝置處于串聯工況，所述串聯工況包括低擋和高擋：當所述第一制動器結合、第二制動器分離時，為串聯工況低擋，動力經所述輸入軸輸入后，依次經過增速行星排、發電機、電動機、第一減速行星排、第二減速行星排、輸出軸輸出；當所述第一制動器分離、第二制動器結合時，為串聯工況高擋，動力經所述輸入軸輸入后，依次經過增速行星排、發電機、電動機、第一減速行星排、輸出軸輸出；

當所述離合器接合、第一制動器分離、第二制動器結合時，該傳動裝置處于發動機直驅模式或電動機、發電機輔助驅動模式以及制動能量回收模式；當處于發動機直驅模式時，動力從所述輸入軸輸入后經過離合器直接由輸出軸輸出；當需要輔助驅動時，所述電動機和發電機均處于電動機工作模式，輔助驅動；當需要制動能量回收時，所述電動機和發電機均發電機工作模式，回收制動能量。

有益效果：

(1)發電機、電動機同軸布置，結構和工藝簡單。

(2)在該傳動裝置中增速行星排布置在發電機側，空間緊湊，可與發電機進行異性設計，提高發電機的轉速，保證發電機的功率密度。

(3)串聯工況應對起步、中低速行駛，保證發動機工作在常用高效區間；并聯工況用于高速行駛，具備較高的傳動效率。

(4)離合器布置在發電機和電動機之間，能夠充分利用電機端部繞組的空間。

(5)電動機可全程進行制動能量回收，提高整車燃油經濟性。

(6)電動機采用減速行星排減速，保證傳動裝置輸入輸出同軸，有利于動力系統的布置，同時降低電動機的轉矩。

附圖說明

圖1為實施例1中串并聯混合動力傳動裝置簡圖(該傳動裝置為軸向對稱結構，圖中為其一半的傳動簡圖)；

圖2為實施例1中串聯混合動力工況動力流向圖；

圖3為實施例1中發動機直接驅動工況的動力流向圖；

圖4為實施例2中串并聯混合動力傳動裝置簡圖；

圖5為實施例2中串聯混合動力工況低擋動力流向圖；

圖6為實施例2中串聯混合動力工況高擋動力流向圖；

圖7為實施例2中發動機直接驅動工況的動力流向圖；

其中，1-輸入軸，2-增速行星排太陽輪，3-增速行星排齒圈，4-增速行星排行星架，5-發電機、6-離合器、7-電動機、8-第一減速行星排齒圈、9-第一減速行星排行星架，10-第一減速行星排太陽輪、11-第二制動器、12-第一制動器、13-第二減速行星排行星架，14-第二減速行星排太陽輪、15第二減速行星排齒圈，16-輸出軸。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

實施例1：

本實施例提供一種適用于商用車的串并聯混合動力傳動裝置，該傳動裝置只采用一個離合器，實現串并聯工況切換，且設置有增速和減速機構，能夠有效提高發電機的功率密度和降低電動機的轉矩，且整體結構較為簡單，便于商用車的動力系統布置。

如圖1所示，包括：輸入軸1、增速行星排、發電機5、電動機7、離合器6、減速行星排、第一減速行星排和輸出軸16。

其中增速行星排設置在發電機5所在側，第一減速行星排設置在電動機7所在側，離合器6位于所述發電機5和電動機7之間，具體連接關系為：輸入軸1分別與增速行星排行星架4和離合器6的主動端相連，增速行星排齒圈3固定，增速行星排太陽輪2連接發電機5的轉子。電動機7的轉子連接第一減速行星排太陽輪10，第一減速行星排齒圈8制動，輸出軸16分別與第一減速行星排行星架9和離合器6的被動端相連；且所述輸入軸1和輸出軸16同軸。

串聯工況如圖2所示，此時離合器6不結合，動力的流動方向為：輸入軸1→增速行星排→發電機5→電動機7→第一減速行星排→輸出軸16。

并聯工況時，可以依據實際工況需求，采用發動機直驅或電動機7、發電機5輔助驅動以及制動能量回收模式。發動機直接驅動工況如圖3所示，此時離合器6接合，動力的流動方向為：輸入軸1→離合器6→輸出軸16。當需要輔助驅動時，電動機7和發電機5處于電動機工作模式(電動機7和發電機5的工作模式可依據需要轉換)，和發動機共同驅動；當需要制動能量回收時，電動機7和發電機5處于發電機工作模式，回收制動能量，制動能量儲存在電池組中。

實施例2：

如圖4所示，與實施例1不同的是：在該傳動裝置中增加了一個減速行星排，即第二減速行星排，形成兩個擋位，可大大減小電動機7的轉矩和功率需求。

其連接關系為：在上述實施例1的基礎上，第二減速行星排太陽輪14與第一減速行星排齒圈8連接，第二減速行星排齒圈15與輸出軸16連接，第二減速行星排行星架13與第一制動器12連接，第一減速行星排齒圈8與第二制動器11連接。

該傳動裝置的串聯工況包括低擋和高擋，當離合器6分離，第一制動器12結合、第二制動器11分離時，為串聯工況低擋，如圖5所示，動力的流動方向為：輸入軸1→增速行星排→發電機5→電動機7→第一減速行星排→第二減速行星排→輸出軸16；此時獲得最大的輸出轉矩，減速比為8～9，用于低速大轉矩工況；

當離合器6分離，第一制動器12分離、第二制動器11結合時，為串聯工況高擋，如圖6所示，動力的流動方向為：輸入軸1→增速行星排→發電機5→電動機7→第一減速行星排→輸出軸16；減速比為3～3.5，用于中速工況；

當離合器6結合，第一制動器12分離、第二制動器11結合時，為發動機直接驅動工況，如圖7所示，動力的流動方向為：輸入軸1→離合器6→輸出軸16；此時獲得最大的輸出速度，用于高速工況。

在上述兩個實施例中，發電機e1和電動機e2同軸布置，增速行星排布置在發電機前面，用于提升發電機的轉速，提高發電機的功率密度。電動機的動力通過一擋行星減速機構或者兩擋行星減速機構傳遞輸出端。離合器布置在發電機和電動機之間，離合器接合后，發動機的動力直接傳遞到輸出軸，機械高效地驅動車輛行駛。

起步、低速、中速工況采用純電驅動或者串聯混合動力驅動，電動機單獨驅動車輛，電動機的功率可來至電池組或者發電機。串聯混合動力工況下，發動機通過增速行星排驅動發電機發電，此時發動機可工作在經濟油耗區間，多余的電能可存儲在電池組內，用于電動機的純電動行駛。城市擁堵路況，發動機關閉，電動機依靠電池組的能量純電行駛，當電池組的soc低于某個限制后，發動機才啟動，帶動發電機進行發電。

發動機直接驅動工況，如車速大于60km/h，離合器接合，發動機的動力直接驅動車輛行駛，減少一次能量轉化過程，提高傳動效率，此時，發動機工作在經濟區間附近，利用發電機調整發動機的負荷，使發動機盡量工作在經濟區間。

倒車，采用純電動方式，電動機反轉實現。電動機在串聯或者并聯工況下都可以實現制動能量回收，提高整車的燃油經濟性。

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。