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技术领域

本实用新型涉及一种混合动力汽车的动力系统，更确切地说，本实用新型 涉及一种行星式双模油电混联混合动力系统。

背景技术

随着能源问题的紧迫和对环境保护要求的不断提高，节能、环保成为未来 汽车发展的必然要求。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。

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(Toyota Hybird System)THS系统和通用的(Allison Hybrid  System)AHS系统。其中，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，其在高速区的传动效率较小。通用公司的AHS系统采用双排或三排行 星机构来实现功率分流，可以实现输入式功率分流和复合式功率分流两种模式， 因为两种模式的相互弥补，使得AHS的传动效率在整个车速区域内都能维持较 高的水平，这一点AHS是优于THS的，然而AHS系统内往往需要多个离合器的 控制来实现模式切换，这使整个系统的结构十分复杂，控制难度也增大了很多。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了目前混联混合动力汽车对电机依 赖性大，需要大电机来提供足够的驱动力的问题，提供了一种行星式双模油电 混联混合动力系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的行 星式双模油电混联混合动力系统包括有发动机、一号逆变器、超级电容、二号 逆变器、一号电机、双离合器、二号电机、输出轴、前行星排和后行星排。

前行星排套装在发动机的发动机输出轴的右端为转动连接，前行星排中的 前行星排齿圈的右端套装在输出轴的第一段轴上为转动连接，双离合器套装在 前行星排套右侧的输出轴上，双离合器中的左压盘的左端与前行星排齿圈的右 端为花键副连接，二号电机安装在双离合器右侧的输出轴上为转动连接，后行 星排安装在二号电机右侧的输出轴上，双离合器中的轴套右端与二号电机的空 心轴的左端为花键副连接，二号电机的空心轴的右端与后行星排中的后行星排 太阳轮的左端为花键副连接；一号电机套装在前行星排左侧的发动机输出轴上 为转动连接，一号电机的空心轴的右端与前行星排中的前行星排太阳轮的左端 为花键副连接。

技术方案中所述的一号电机的三个接头分别通过电缆线连接一号逆变器 的三个交流电输入/输出接头x、y、z，二号电机的三个接头采用电缆线分别与 二号逆变器的三个交流电输入/输出接头x’、y’、z’连接，一号逆变器和二号逆 变器的正负极接头分别采用电缆线与超级电容的正负极连接。

技术方案中所述的双离合器还包括机壳、右压盘、6片结构相同的主动摩擦 片、6片结构相同的从动摩擦片、左离合器毂、右离合器毂与轴套。

所述的左压盘与右压盘安装在机壳内，左压盘与右压盘之间通过螺钉固连 在一起，左离合器毂与右离合器毂安装在左压盘与右压盘之间的环形腔内，6片 结构相同的主动摩擦片与6片结构相同的从动摩擦片相间排列并分成两组，一 组主动摩擦片与从动摩擦片布置在左压盘与左离合器毂之间的环形腔内，另一 组主动摩擦片与从动摩擦片布置在右离合器毂与右压盘之间的环形腔内，6片结 构相同的主动摩擦片与左压盘内环面的两端采用花键副连接，6片结构相同的从 动摩擦片和左离合器毂与右离合器毂的环形轴向凸台的外环面采用花键副连 接，左离合器毂与右离合器毂通过花键副依次和输出轴与轴套相连接。

技术方案中所述的轴套套装在输出轴轴肩右侧的光轴上，轴套的两端与输 出轴轴肩右侧的光轴之间安装有滑动轴承，轴套的左端面与输出轴轴肩的右面 为滑动连接，左压盘套装在输出轴的第二段轴上，左压盘与输出轴的第二段轴 之间安装有轴瓦，轴瓦与输出轴的第二段轴为过盈配合，左压盘与轴瓦之间为 间隙配合，左压盘与机壳内环面相接触的外圆柱面上设置有密封圈槽，密封圈 槽内安装有密封圈(33)。

技术方案中所述的前行星排还包括前行星排行星架、4个结构相同的前行星 排行星轮、4个结构相同的前行星排行星轮销轴与前行星排行星架左侧转动盘。 4个结构相同的前行星排行星轮销轴安装在前行星排行星架与前行星排行星架 左侧转动盘上，4个结构相同的前行星排行星轮销轴的回转轴线是在距前行星排 行星架与前行星排行星架左侧转动盘的回转轴线等半径的圆周上，4个结构相同 的前行星排行星轮套装在4个结构相同的前行星排行星轮销轴上为转动连接，4 个结构相同的前行星排行星轮的外侧齿和前行星排齿圈啮合连接，4个结构相同 的前行星排行星轮的内侧齿和前行星排太阳轮啮合连接。

技术方案中所述的4个结构相同的前行星排行星轮与4个结构相同的前行 星排行星轮销轴之间安装有4个结构相同的一号销轴套筒，在前行星排行星架 左侧转动盘与4个结构相同的前行星排行星轮之间的4个结构相同的前行星排 行星轮销轴上套装有4个结构相同的一号垫片为接触连接，在前行星排行星架 与4个结构相同的前行星排行星轮之间的4个结构相同的前行星排行星轮销轴 上套装有另外4个结构相同的一号垫片为接触连接，前行星排太阳轮内孔的两 端安装有一号轴瓦与二号轴瓦。

技术方案中所述的后行星排还包括后行星排齿圈、后行星排行星架、4个结 构相同的后行星排行星轮、4个结构相同的后行星排行星轮销轴与后行星排行星 架左侧转动盘。4个结构相同的后行星排行星轮销轴安装在后行星排行星架与后 行星排行星架左侧转动盘上，4个结构相同的后行星排行星轮销轴的回转轴线是 在距后行星排行星架与后行星排行星架左侧转动盘回转轴线等半径的圆周上，4 个结构相同的后行星排行星轮套装在4个结构相同的后行星排行星轮销轴上为 转动连接，4个结构相同的后行星排行星轮的外侧齿和后行星排齿圈啮合连接， 4个结构相同的后行星排行星轮的内侧齿和后行星排太阳轮啮合连接。

技术方案中所述的4个结构相同的后行星排行星轮与4个结构相同的后行 星排行星轮销轴之间安装有4个结构相同的二号销轴套筒，在后行星排行星架 左侧转动盘与4个结构相同的后行星排行星轮之间的4个结构相同的后行星排 行星轮销轴上套装有4个结构相同的二号垫片为接触连接，在后行星排行星架 与4个结构相同的后行星排行星轮之间的4个结构相同的后行星排行星轮销轴 上套装有另外4个结构相同的二号垫片为接触连接，后行星排太阳轮内孔的两 端安装有三号轴瓦与四号轴瓦。

技术方案中所述的输出轴为阶梯轴式结构件，输出轴半径最大的轴段为轴 肩，轴肩的左侧为三段式阶梯轴，从左至右依次为第一段轴、第二段轴和第三 段轴，第一段轴、第二段轴和第三段轴的半径依次增大；轴肩的右侧为两段式 阶梯轴，从左至右依次为光轴段与花键轴段，光轴段与花键轴段的半径依次减 小；在输出轴的回转轴线上从左到右加工一长盲孔，并在输出轴(11)上即和 后行星排太阳轮的配装部分沿径向加工2～3个和中轴线上的长盲孔相通的径向 通孔。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的行星式双模油电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；

2.本实用新型所述的行星式双模油电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；

3.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统可以实现车辆的制 动动能的回收，明显提高车辆的燃油经济性；

4.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中的发动机和超级 电容可以同时输出能量，提高了车辆的动力性能；

5.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统引入双向离合器使 得系统可以在单纯无级变速模式和对前排输出进一步减速增扭的低速大扭矩模 式间切换，使系统在不同的运行工况下获得最佳的综合效率；

6.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统可以减少制动器的 使用次数和强度，延长其使用寿命，降低其维修、保养费用；

7.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统可以选用较小功率 的发动机满足车辆的正常行驶要求，减少有害气体排放量，减少对环境的污染；

8.在选用相同动力源总成的条件下，本实用新型所述的行星式双模油电混 联混合动力系统相对于现有的混合动力系统可以输出更大的驱动力矩，提供更 好的整车动力性；在输出相同驱动力的条件下，本实用新型所述的行星式双模 油电混联混合动力系统可以选用峰值转矩较小的二号电机，减小了系统对电机 的依赖性；

9.本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统使用超级电容，能 获得更大的输出功率，提高整车动力性，也能更有效的回收制动能量，明显提 高整车燃油经济性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统结构组成与工 作原理的示意图；

图2是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中前行星排结 构组成的主视图；

图3是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中前行星排拆 去齿圈套后的右视图；

图4是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中后行星排结 构组成的主视图；

图5是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中双向离合器 结构组成的主视图；

图6是本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统结构组成的主 视图；

图7是说明本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中发动机 的万有特性图；

图8是说明本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中一号电 机的万有特性图；

图9是说明本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统中二号电 机的万有特性图；

图中：1.发动机，2.一号电机，3.一号逆变器，4.超级电容，5.前行星排 齿圈，6.二号逆变器，7.双离合器，8.二号电机，9.后行星排齿圈，10.后行星 排行星架，11.输出轴，12后行星排太阳轮，13.前行星排行星架，14.前行星排 太阳轮，15.发动机输出轴，16.一号垫片，17.前行星排行星轮，18.前行星排 行星轮销轴，19.一号销轴套筒，20.一号轴瓦，21.前行星排行星架左侧转动盘， 22.二号轴瓦，23.前行星排行星架左侧转动盘连接爪，24.二号垫片，25.后行 星排行星轮，26.三号轴瓦，27.后行星排行星轮销轴，28.二号销轴套筒，29. 后行星排行星架左侧转动盘，30.四号轴瓦，31.机壳，32.左压盘，33.密封圈， 34.主动摩擦片，35.从动摩擦片，36.右压盘，37.左离合器毂，38.右离合器毂， 39.轴套，A.一号进油孔，B.二号进油孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

本实用新型的目的是提供一种新型行星式双模油电混联混合动力系统，即 提供一种以双行星排作为机电耦合装置的油电混联式混合动力系统，以实现混 联式混合动力系统的电子无级变速功能，控制发动机工作在最佳燃油经济区， 提高整车燃油经济性，实现超低排放，同时克服目前混联混合动力汽车对电机 依赖性大，需要大电机来提供足够的驱动力的缺点，另外，本实用新型所述的 行星式双模油电混联混合动力系统由于离合器的加入，能实现两种模式的切换， 满足车辆不同的功率需求，以获得更高的综合传动效率和燃油经济性。

参阅图1与图6，本实用新型所述的新型行星式双模油电混联混合动力系统 主要由发动机1、一号电机2、一号逆变器3、超级电容4、二号逆变器6、双离 合器7、二号电机8、输出轴11、前行星排和后行星排组成。

前行星排套装在发动机1的发动机输出轴15的右端为转动连接，前行星排 中的前行星排齿圈5的右端套装在输出轴11的第一段轴上为转动连接，双离合 器7套装在输出轴11的左端，双离合器7中的左压盘32的左端与前行星排齿 圈5的右端为花键副连接，二号电机8安装在双离合器7右侧的输出轴11上为 转动连接，后行星排安装在二号电机8右侧的输出轴11上，双离合器7中的轴 套39右端与二号电机8的空心轴的左端为花键副连接，二号电机8的空心轴的 右端与后行星排中的后行星排太阳轮12的左端为花键副连接；一号电机2套装 在前行星排左侧的发动机输出轴15上为转动连接，一号电机2的空心轴的右端 与前行星排中的前行星排太阳轮14的左端为花键副连接。

参阅图2、图3与图6，本实用新型所述的前行星排主要由前行星排齿圈5、 前行星排太阳轮14、前行星排行星架13、8个结构相同的一号垫片16、4个结 构相同的前行星排行星轮17、4个结构相同的前行星排行星轮销轴18、4个结 构相同的一号销轴套筒19、一号轴瓦20、前行星排行星架左侧转动盘21与二 号轴瓦22组成。

4个结构相同的前行星排行星轮17分别采用前行星排行星轮销轴18均匀地 安装在前行星排行星架13与前行星排行星架左侧转动盘21上，前行星排行星 轮销轴18的大头端与前行星排行星架13的沉头孔为过盈配合，4个结构相同的 前行星排行星轮销轴18的回转轴线是在距前行星排行星架13与前行星排行星 架左侧转动盘21回转轴线等半径的圆周上(前行星排行星架13与前行星排行 星架左侧转动盘21的回转轴线共线)，4个结构相同的前行星排行星轮销轴18 的回转轴线和前行星排行星架13的回转轴线相平行，4个结构相同的前行星排 行星轮17与4个结构相同的前行星排行星轮销轴18之间为转动连接，为了减 小两者之间的摩擦，在两者之间安装有一号销轴套筒19为转动连接，安装在前 行星排行星架13上的4个结构相同的前行星排行星轮17的外侧齿和前行星排 齿圈5的内齿相啮合，4个结构相同的前行星排行星轮17的内侧齿和前行星排 太阳轮14的齿相啮合。前行星排齿圈5中心孔的右端通过滑动轴承与输出轴11 的左端连接，前行星排齿圈5的右端与双离合器的左压盘32左端采用花键副连 接。所述的前行星排行星架是一组合件，它由左、右两部分即由前行星排行星 架13与前行星排行星架左侧转动盘21组成，前行星排行星架左侧转动盘21与 前行星排行星架13通过前行星排行星架左侧转动盘的连接爪23焊接成为一体。 在前行星排行星轮17与前行星排行星架13及前行星排行星轮17与前行星排行 星架左侧转动盘21的配合处加装一号垫片16，一号垫片16与前行星排星轮销 轴18为转动连接。所述的安装有4个结构相同的前行星排行星轮17的前行星 排行星架13的中心通孔与发动机输出轴15的右端大轴颈处为过盈配合，前行 星排太阳轮14套装在发动机输出轴15的右端，前行星排太阳轮14内孔的两端 与发动机输出轴15之间安装有一号轴瓦20与二号轴瓦22。

参阅图1、图4与图6，本实用新型所述的后行星排主要由后行星排齿圈9、 后行星排行星架10、后行星排太阳轮12、八个结构相同的二号垫片24、4个结 构相同的后行星排行星轮25、三号轴瓦26、4个结构相同的后行星排行星轮销 轴27、4个结构相同的二号销轴套筒28、后行星排行星架左侧转动盘29、四号 轴瓦30组成。

4个结构相同的后行星排行星轮销轴27安装在后行星排行星架10与后行星 排行星架左侧转动盘29上，后行星排行星轮销轴27的大头端与后行星排行星 架10的沉头孔为过盈配合，4个结构相同的后行星排行星轮销轴27的回转轴线 是在距后行星排行星架10与后行星排行星架左侧转动盘29回转轴线等半径的 圆周上(后行星排行星架10与后行星排行星架左侧转动盘29的回转轴线共线)， 4个结构相同的后行星排行星轮销轴27的回转轴线和后行星排行星架10与后行 星排行星架左侧转动盘29的回转轴线相平行，4个结构相同的后行星排行星轮 25套装在后行星排行星轮销轴27上，4个结构相同的后行星排行星轮25与4 个结构相同的后行星排行星轮销轴27之间为转动连接，为了减小两者之间的摩 擦，在两者之间安装有二号销轴套筒28为转动连接，安装在后行星排行星轮销 轴27上的4个结构相同的后行星排行星轮25的外侧齿和后行星排齿圈9的内 齿相啮合，4个结构相同的后行星排行星轮25的内侧齿和后行星排太阳轮12的 齿相啮合。后行星排太阳轮12套装在输出轴11的右端，后行星排太阳轮12的 左端与二号电机8的空心轴的右端花键副连接，输出轴11右端的花键轴即动力 输出端与驱动桥花键副连接。后行星排齿圈9通过焊接固连在机壳31上。所述 的后行星排行星架为一组合件，它由左、右两部分即由后行星排行星架10与后 行星排行星架左侧转动盘29组成，后行星排行星架左侧转动盘29与后行星排 行星架10通过后行星排行星架左侧转动盘的连接爪焊接成为一体。在后行星排 行星轮25与后行星排行星架10及后行星排行星轮25与后行星排行星架左侧转 动盘29的配合处加装二号垫片24。后行星排太阳轮12左端与双离合器右端通 过花键连接。

参阅图5与图6，本实用新型所述的双离合器7为包括有左离合器与右离合 器的组合件，主要包括机壳31、左压盘32、密封圈33、右压盘36、6片结构相 同的主动摩擦片34(左离合器与右离合器各安装三片)、6片结构相同的从动摩 擦片35(左离合器与右离合器各安装三片)，左离合器毂37，右离合器毂38， 轴套39。

所述的左压盘32与右压盘36安装在机壳31内，左压盘32与右压盘36之 间通过螺钉固连在一起，从而从结构上保证能够实现联动，离合器的动力从左 压盘32的左端输入，左离合器毂37与右离合器毂38安装在左压盘32与右压 盘36之间的环形腔内。6片结构相同的主动摩擦片34、6片结构相同的从动摩 擦片35相间放置并分成两组，一组主动摩擦片34与从动摩擦片35布置在左压 盘32与左离合器毂37之间的环形腔内，另一组主动摩擦片34与从动摩擦片35 布置在右离合器毂38与右压盘36之间的环形腔内。6片结构相同的主动摩擦片 34通过外花键与开在左压盘32内环面两端的内花键配合，实现动力从左压盘 32与右压盘36传给主动摩擦片34。6片结构相同的从动摩擦片35安装在左离 合器毂37与右离合器毂38上为花键副连接，实现动力从主动摩擦片34与从动 摩擦片35传递给左离合器毂37或右离合器毂38。双离合器7的摩擦片都是采 用多片，主动摩擦片34与从动摩擦片35相间排列，通过左压盘33和右压盘36 的轴向移动，压紧主动摩擦片34与从动摩擦片35，在主动摩擦片34与从动摩 擦片35之间产生摩擦力，从而使动力从主动摩擦片34传递给从动摩擦片35。 左离合器依次通过左压盘32、左离合器主动摩擦片34、左离合器从动摩擦片35 将动力传递到左离合器毂37，再由左离合器毂37通过花键副与输出轴11连接 实现动力的输出的第一条路径；右离合器依次通过左压盘32、与左压盘32通过 螺钉连接的右压盘36、右离合器主动摩擦片34、右离合器从动摩擦片35将动 力传递到右离合器毂38，再由右离合器毂38通过花键副分别与轴套39相连接 实现动力的输出的第二条路径。

所述的输出轴11设置为阶梯轴式结构件。输出轴11半径最大的部分为轴 肩结构，轴肩的左侧为三段式阶梯轴，从左至右依次为第一段轴、第二段轴和 第三段轴，第一段轴、第二段轴和第三段轴的半径依次增大；轴肩的右侧为两 段式阶梯轴，从左至右依次为光轴段与花键轴段，光轴段与花键轴段的半径依 次减小；前行星排齿圈5空套在输出轴11的第一段轴上。前行星排齿圈5在输 出轴11上的轴向位置通过输出轴11的第二段轴的左端面进行定位。输出轴11 上的第二段轴通过轴瓦与双离合器中的左压盘32连接，即双离合器中的左压盘 32通过轴瓦套装在输出轴11上的第二段轴上，轴瓦与输出轴11上的第二段轴 为过盈配合，左压盘32与轴瓦为间隙配合。输出轴11上的第三段轴与离合器7 中的左离合器毂37之间采用花键副连接。离合器7中的左离合器毂37与右离 合器毂38在轴向皆通过轴肩进行定位。输出轴11的轴肩右端首先通过滑动轴 承与轴套39相连，即轴套39通过滑动轴承套装在输出轴11的轴肩右侧的光轴 上。轴套左端通过花键副与离合器7中的右离合器毂38连接，右端通过花键副 与二号电机8的输入轴连接。输出轴11中的右端插入后行星排太阳轮12中为 转动连接，其右侧与后行星排行星架10结合处为花键连接。为减小输出轴11 中的右端光轴与后行星排太阳轮12接触表面的摩擦，在后行星排太阳轮12的 两端和输出轴11的右端光轴之间加装三号轴瓦26和四号轴瓦30。

所述的二号电机8套装在输出轴11的中段光轴上为转动连接，即输出轴11 插入二号电机8的空心轴为转动连接。输出轴11的最右端连接整车驱动桥，用 于将动力输出。在输出轴11的回转轴线上从左到右加工一长盲孔，并在输出轴 11上，即和后行星排太阳轮12配装部分沿径向加工2-3个和中轴线上的长盲孔 相通的径向通孔，其作用是输送润滑油。

所述的发动机1、一号电机2、二号电机8和超级电容4都选用已有产品， 具体选型需结合整车基本参数和设计要求，详细说明参阅表1和表2。

表1 整车基本参数

表2 设计要求

所述的发动机1为整车的主要动力源，其功率大小需满足在平直路面上以 最高车速巡航的动力性要求，如式(1)所示：

P e = V a 1000 η t ( Mg f r + 1 2 ρ a C D A V a 2 + Mgi ) - - - ( 1 ) ]]>

式中，P_e为发动机1的需求功率，V_a为行驶车速，η_t为传动效率，M为 整车满载质量，g为重力加速度，f_r为车辆的滚动阻力系数，ρ_a为空气密度， C_D为空气阻力系数，A为车辆的迎风面积，i为坡度。

参阅图7，此外，所述的发动机1的功率还要求大于目标循环工况的平均功 率，以保证在行驶过程中的电量平衡，避免超级电容深度放电。根据表1所示 的整车基本参数和表2所示的设计要求，所选发动机产品的主要参数如表3所 示。该发动机的万有特性曲线图如图中所示。同时，根据发动机1的万有特性 曲线图，选择发动机工作在高效区，即1100rpm到2200rpm。

表3 发动机主要参数

参阅图8，所述的一号电机2用于在不同工况下解耦发动机1和车轮之间的 转速，使发动机1的转速独立于车轮的转速，配合二号电机8对发动机1和车 轮之间的转矩解耦，可以保证发动机1工作于高效区，以提高整车燃油经济性。

首先，对于一号电机2的转速关系，要求在车速为零，即前行星排行星架 13的转速为零时，一号电机2的最大转速能够平衡发动机的最大工作转速，如 式(2)所示：

ω_{MG1_max}≥k₁ω_eexp          (2)

式中，ω_{MG1_max}为一号电机2的最大转速，ω_eexp为发动机1的最大工作转速， 为2200rpm，k₁为前行星排的特征参数，为前行星排齿圈3的齿数与前行星排太 阳轮14的齿数之比。

其次，一号电机2的转矩与发动机1的转矩应满足如式(3)的关系， 以保证一号电机2有足够的能力调整发动机1的转速。

T_emax≤k₁T_{MG1_max}        (3)

式中，T_emax为发动机1的最大转矩，T_{MG1_max}为一号电机2最大转速时的转矩。

代入具体数值，所选一号电机2的主要参数如表4所示,其万有特性曲线图 如图8中所示。

表4 一号电机主要参数

参阅图9，所述的二号电机8要求在极限加速工况中能够提供峰值功率，以 保证整车的动力性能。据此，在极限加速工况中，首先计算得到发动机克服空 气阻力、滚动阻力和爬坡阻力功率的剩余功率，如式(4)，

P e , a = 1 ( t a - t i ) ∫ t i t a ( P eM - P r ) dt - - - ( 4 ) ]]>

其中：t_i为发动机启机时刻时间，t_a为加速终了时刻的时间，P_eM为发动机 通过EVT的机械路径传递到车轮的功率，P_r为阻力功率(等于空气阻力、滚动阻 力之和爬坡阻力功率之和)。

此外，需计算得到加速阻力功率P_acc，如式(5)所示。最终，二号电机8 的功率等于加速阻力功率减去发动机剩余功率，如式(6)所示。

P acc = δ · M · v 2 3600 · t a · η t · 2 · 3.6 - - - ( 5 ) ]]>

P_m＝P_acc-P_e,a            (6)

式(5)中：δ为旋转质量换算系数，v为极限工况终了时刻的车速，为50k m/h。

其次，二号电机8的最高转速还应满足整车最高车速的要求，如式(7)所 示。式中，i₂为后行星排所形成的固定速比，v_max为要求的最高车速，此处为 70km/h，r为车轮滚动半径，i_d为主减速器减速比。

n MG 2 _ nspd ≥ i 2 · v max 3.6 r · 30 π · i d · ( 1 + k 2 ) - - - ( 7 ) ]]>

k₂为前行星排的特征参数，为后行星排齿圈9的齿数与后行星排太阳轮12 的齿数之比。

最终，需根据车辆常运行的车速计算得到二号电机8的基速点，以保证二 号电机常工作于效率较好的区域。综上，可以得到二号电机8的主要参数如表5 所示，其万有特性曲线图如图9中所示。

表5 二号电机的主要参数

所述的超级电容4在功率方面，要求应具有足够的功率以满足车辆动力性 的要求，即在指定的加速时间内，发动机1和超级电容4的功率之和应能够满 足车辆极限工况的总功率需求。在能量方面，要求在极限工况下，在指定的加 速时间内，超级电容4在允许的SOC放电范围内所能提供的能量应满足整个全 负荷加速工况对超级电容能量需求，即加速工况中，超级电容4的能量为二号 电机8所需求的总能量减去一号电机2所能提供的电能总量。按照以上要求所 得的超级电容4的主要参数如表6所示。

表6 超级电容主要参数

参阅图1与图6，所述的一号电机2空套在发动机输出轴15上，发动机输 出轴15穿过一号电机2的空心轴。所述的发动机输出轴15插入前行星排太阳 轮14为转动连接，为减小连接表面的摩擦阻力，在前行星排太阳轮14的两端 分别加装一号轴瓦20和二号轴瓦22。发动机输出轴15的右端加工为大直径轴， 与前行星排行星架13的中心孔为过盈配合。在发动机输出轴15的回转轴线上 从右到左加工一长盲孔，并在发动机输出轴15上，即和前行星排太阳轮14配 装部分沿径向加工2-3个和中轴线上的长盲孔相通的径向通孔，其作用是输送 润滑油。

此外，所述的一号逆变器3和二号逆变器6分别按照一号电机2和二号电 机8的电压等级选择。所述的一号电机2的三个接头分别通过电缆线连接逆变 器3的三个交流电输入/输出接头x、y、z，一号逆变器3和二号逆变器6的正 负极接头分别采用电缆线与超级电容4的正负极连接，二号电机8的三个接头 采用电缆线分别与逆变器4的另外三个交流电输入/输出接头x’、y’、z’连接。

本实用新型所述的行星式双模油电混联混合动力系统的工作模式如下表中 所示：

1.纯电动模式

纯电动模式主要用于启动车辆。此模式下，驱动车辆所需能量全部来自超 级电容4，由二号电机8转化为机械能，经后行星排的减速增扭作用后，输出到 整车驱动桥。

2.电子无级变速模式

电子无级变速模式又可分为发动机1单独驱动和联合驱动两种子模式。这 两种子模式的共同特征是：此时双离合器7与后行星排行星架接合，发动机1 输出功率一部分经过前行星排，由机械路径输出到整车驱动桥，另一部分经过 前行星排，由一号电机2转化为电功率，再由二号电机8转化为机械功率输出 到整车驱动桥。两种子模式的区别是：发动机1单独驱动模式下，全部动力来 自发动机1，而联合驱动模式下，部分动力来自超级电容4。

两种子模式的划分主要是根据发动机1优化工作曲线的最大输出功率。当 整车需求功率小于发动机1优化工作曲线的最大功率时，处于发动机1单独驱 动模式，全部动力来自发动机1，并控制发动机1工作于优化工作曲线上，获得 较好的燃油经济性；当整车需求功率大于发动机1优化工作曲线的最大功率时， 发动机1工作在优化曲线最大功率点上，不足的整车需求功率由超级电容4补 足。

3.再生制动模式

再生制动模式根据汽车的状态，分为二号电机8制动和联合制动两种情况。

在非紧急制动的情况下，并且车速高于某一限定值时，进入再生制动模式。 若此时的需求制动转矩小于二号电机8所能提供的最大制动转矩，便由二号电 机8单独制动，所回收的再生制动能量存储于超级电容4中。若需求的制动转 矩大于二号电机8所能提供的最大制动转矩，便由二号电机8和机械制动器联 合制动，一部分能量由二号电机8回收，储存于超级电容中，另一部分能量由 机械制动器以热能的形式耗散。

行星式双模油电混联混合动力系统的原理特点：

1.根据车速及加速踏板的位置/节气门的开度(也可以综合考虑需求功率 值)，将以保证发动机1工作在最佳效率区域，同时保证超级电容4中具有一定 的能量储备(为加速或急加速时使用)为前提，通过调整一号电机2转速与二 号电机8的输出转矩，在发动机1与二号电机8之间合理分配需求转矩。

2.这里的一号电机2的功能为调整发动机1的转速于最佳的转速区域，即 把发动机1的转速和车轮的转速相解耦，但值得注意的是，由于一号电机2的 最高转速的限制，只能在一定程度的解除车速对发动机转速的限制。

3.二号电机8具有高转矩输出特性可以增加或补充整车驱动桥上来自于发 动机1的转矩以满足路面转矩需求，即把发动机1的转矩输出从路面需求转矩 中解耦出来，解除了发动机1与整车的驱动轴之间因为机械连接而引起的路面 需求扭矩对发动机1转矩的限制。

4.这种行星式双模油电混联混合动力系统能获得较大的力矩传动比，减小 了转矩解耦要求对二号电机8的转矩要求，从而可以选择峰值转矩较小，即尺 寸较小的二号电机8，更易于布置于整车。

5.根据车速的高低，选择双离合器7的左/右接合状态。当双离合器7与后 行星排太阳轮接合时，该行星式双模油电混联混合动力系统可以实现对前排输 出进一步的减速增扭，保证了较大的扭矩输出，可用于低速大扭矩的工况，如 爬坡工况。

因此，在保证整车在足够的动力性要求的前提下，发动机1可以运行于最 佳效率的燃油经济性区域，获得更高的燃油经济性和排放特性，而且这种行星 式双模混联混合动力系统可以使整车对发动机最大扭矩或最大功率的需求降 低，从而在整车动力总成参数设计时，减小了对发动机1的尺寸要求，使对发 动机1的选择和设计获得了更大的自由度，此外，双离合器7的加入丰富了系 统的工作模式，可以使系统在不同的运行工况下获得最佳的综合效率。