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技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力系统和汽车。

背景技术

混合动力汽车是一种油电混合的汽车，其动力系统一般采用发动机和电动机作为动力源，并采用串联、并联或混联的方式实现连接；其中，混联方式的混合动力系统综合了串联式和并联式的结构特点，可以更加灵活地根据工况来调节发动机和电动机的动力输出。而根据助力装置不同，混联方式的混合动力系统又分为以发动机为主的混合动力系统和以电动机为主的混合动力系统；以电动机为主的混合动力系统因尾气排放少的优点而受到人们特别关注。

现有以电动机为主的混合动力系统中只有一套行星齿轮机构，发动机作为辅助动力源，电动机作为主动力源。当以电动机作为动力源时，混合动力系统需要通过该套行星齿轮机构中的行星齿轮和太阳轮的啮合实现动力传输，以使混合动力汽车前进。然而在该混合动力系统中，电动机仅通过一套行星齿轮机构输出扭矩，输出的扭矩较小，以致电动机的工作效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种混合动力系统，用于在以电动机为动力源时，增加电动机通过行星齿轮机构输出的扭矩，以提高电动机的工作效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种混合动力系统，包括发动机、第一电动机、第二电动机，以及串联在一起的第一行星齿轮机构和作为动力输出端的第二行星齿轮机构；其中，

所述发动机以可分离的方式与所述第一行星齿轮机构连接，所述第一电动机以可分离的方式与所述第一行星齿轮机构连接，所述第二电动机以可分离的方式与所述第二行星齿轮机构连接。

优选的，所述发动机以可分离的方式与所述第一行星齿轮机构中的第一行太阳轮连接，所述第一电动机以可分离的方式与所述第一行星齿轮机构中的第一行星齿轮连接，所述第二电动机以可分离的方式与所述第二行星齿轮机构中用于作为动力输出端的第二行星齿轮连接。

较佳的，所述第一电动机与所述第一行星齿轮之间设有第一离合器，所述第二电动机与所述第二行星齿轮之间设有第二离合器，所述发动机与所述第一太阳轮之间设有第三离合器。

较佳的，所述第一太阳轮上设有制动器。

较佳的，所述第一行星齿轮与所述第一电动机之间，以及所述第一行星齿轮与所述第二太阳轮之间均通过所述第一行星齿轮机构中的第一行星架相连；所述第二电动机与所述第二行星齿轮通过所述第二行星齿轮机构中的第二行星架相连。

优选的，所述第一行星齿轮与第二行星齿轮机构中的第二太阳轮连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的混合动力系统具有以下优势：

本实用新型提供的混合动力系统中，第一行星齿轮机构以及第二行星齿轮机构串联，且发动机以可分离的方式与第一行星齿轮机构连接，第一电动机以可分离的方式与第一行星齿轮机构连接，第二电动机以可分离的方式与第二行星齿轮机构连接；所以，混合动力汽车的控制系统根据实际情况能够控制发动机与第一行星齿轮机构的分离和连接，第一电动机与第一行星齿轮机构的分离和连接，第二电动机与第二行星齿轮机构的分离和连接，使混合动力系统在两种纯电动模式和两种混合动力模式以及一种制动能量回收模式下工作，以实现混合动力汽车对于其动力系统的要求。可见，本实用新型提供的混合动力系统采用第一行星齿轮机构以及第二行星齿轮机构这两套行星齿轮机构满足了混合动力汽车对于其动力系统的要求。

而且，由于第一行星齿轮机构与作为动力输出端的第二行星齿轮机构相连，当发动机与第一行星齿轮机构的分离，且第二电动机与第二行星齿轮机构分离，第一电动机与第一行星齿轮机构连接时，第一电动机所提供的动力能够经第一行星齿轮机构以及第二行星齿轮机构将动力输出；与一套行星齿轮机构输出动力相比，通过两套行星齿轮机构输出动力能够极大的提高第一电动机传动的传动速比，增加了第一电动机通过两套行星齿轮机构输出的扭矩；而输出扭矩增加，则第一电动机必然在高速运转下工作；因此，本实用新型提提供的混合动力系统不仅能够满足了混合动力汽车对于其动力系统的要求，而且还能使第一电动机在高速运转条件下通过两套行星齿轮机构输出更高的扭矩，极大的提高了第一电动机的工作效率。

另外，由于本实用新型混合动力系统的动力输出端为第二行星齿轮机构；当发动机与第一行星齿轮机构的分离，且第一电动机与第一行星齿轮机构分离，第二电动机与第二行星齿轮机构连接时，第二电动机就能直接通过第二行星齿轮机构将动力输出以控制混合动力汽车运行。可见，本实用新型提供的混合动力系统在采用两套行星齿轮机构满足混合动力汽车对于其动力系统的要求的基础上，只需要通过一套行星齿轮机构(即第二行星齿轮机构)就可以实现动力的输出，而不需要第一行星齿轮机构的配合；所以，相对于现有混合动力系统在纯电动模式下，必须采用其所有行星齿轮机构实现动力输出，本实用新型提供的混合动力系统在此纯电动模式下，只需要利用两套行星齿轮机构中的一套即可实现动力输出，而使用的行星齿轮机构越少，行星齿轮机构中行星齿轮和太阳轮啮合所损耗的能量也就越少；因此，本实用新型提供的混合动力系统在此纯电动模式下能够降低电动机作为动力源时的动力损失。

本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以减少电动机和发动机在混联方式下，电动机作为动力源时行星齿轮机构中的行星齿轮和太阳轮转动所造成的能量消耗问题。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车，所述汽车设置有上述技术方案所述的混合动力系统。

相对于现有技术，本实用新型所述的汽车具有以下优势：

本实用新型提供的汽车与上述技术方案所述的混合动力系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的混合动力系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的混合动力系统的第一种纯电动模式动力传递图；

图3为本实用新型实施例所述的混合动力系统的第二种纯电动模式动力传递图；

图4为本实用新型实施例所述的混合动力系统的第一种混合动力模式动力传递图；

图5为本实用新型实施例所述的混合动力系统的第二种混合动力模式动力传递图；

图6为本实用新型实施例所述的混合动力系统的制动能量回收模式动力传递图；

附图标记说明：

1-发动机，2-第一电动机，3-第二电动机；

4-第一离合器，5-第二离合器，6-第三离合器；

7-制动器，8-第一行星齿轮机构，81-第一太阳轮；

82-第一行星齿轮，83-第一行星架，84-第一齿圈；

9-第二行星齿轮机构，91-第二太阳轮，92-第二行星齿轮；93-第二行星架，

94-第二齿圈，10-主减齿轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的混合动力系统，包括发动机1、第一电动机2、第二电动机3，以及串联在一起的第一行星齿轮机构8和作为动力输出端的第二行星齿轮机构9；其中，

发动机1以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第一电动机2以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第二电动机3以可分离的方式与第二行星齿轮机构9连接。

上述实施例可以采用两种纯电动模式和两种混合动力模式以及一种制动能量回收模式下这三类模式下工作，下面结合图2-6分析这三类模式的工作过程：

一、第一类模式包括第一种纯电动模式和第二种纯电动模式；其中，

请参阅图2，第一种纯电动模式时：发动机1与第一行星齿轮机构8分离，第一电动机2与第一行星齿轮机构8分离，而第二电动机3与第二行星齿轮机构9连接；由于第二行星齿轮机构9使混合动力系统的动力输出端；因此，第一种纯电动模式工作时，第二电动机3通过第二行星齿轮机构9就可以实现动力的输出，而不像现有技术那样，需要混合动力系统中所有行星齿轮机构的配合才能实现动力的输出。另外，由于采用一套行星齿轮机构(即第二行星齿轮机构9)实现动力输出，其输出扭矩和速比较小；所以，本实施例提供的混合动力系统所输出扭矩较小，在不需要大扭矩时，可以在此种纯电动模式下工作，以减少行星齿轮机构中行星齿轮和太阳轮所损耗的能量。

请参阅图3，第二种纯电动模式时：发动机1与第一行星齿轮机构8分离，第二电动机3与第二行星齿轮机构9分离，第一电动机2与第一行星齿轮机构8连接；由于第二行星齿轮机构9使混合动力系统的动力输出端，第一行星齿轮机构8以及第二行星齿轮机构9串联在一起；因此，第二种纯电动模式工作时，第一电动机2的动力通过第一行星齿轮机构8传递到第二行星齿轮机构9，从第二行星齿轮机构9输出。另外，在此种纯电动模式下工作时，混合动力系统使用了两套的行星齿轮机构(即第一行星齿轮机构8和第二行星齿轮机构9两套行星齿轮机构)输出动力，相对于采用一套行星齿轮机构实现动力输出，采用两套行星齿轮机构能够使速比和扭矩得到极大的提高；所以，本实施例提供的混合动力系统在第二种纯电动模式下能够使得第一电动机2在高转速下工作以输出大扭矩，从而提高有第一电动机2的工作效率。

二、第二类模式包括第一种混合动力模式和第二种混合动力模式；其中，

请参阅图4，第一种混合动力模式时：发动机1与第一行星齿轮机构8相连，第二电动机3和第二行星齿轮机构9相连，第一电动机2与第一行星齿轮机构8分离；由于第二行星齿轮机构9使混合动力系统的动力输出端，第一行星齿轮机构8以及第二行星齿轮机构9串联在一起；因此，发动机1的动力通过第一行星齿轮机构8传递到第二行星齿轮机构9，从第二行星齿轮机构9输出；而由于第二电动机3和第二行星齿轮机构9相连；所以，第二行星齿轮机构9还可以将部分动力传递到第二电动机3上，使第二电动机3发电，并给蓄电池充电；在该混合动力模式下，发动机1的动力以两种形式输出，第一种是以机械能的形式驱动混合动力汽车运行；另一种是以电能的形式储存到蓄电池中备用。另外，第一种混合动力模式下还可以根据换挡策略将发动机1和第一行星齿轮机构8分离，使第二电动机3作为动力源输出动力，即转换为第一种纯电动模式继续工作，以便混合动力系统的动力源适时转换，实现混合动力的无级变速，使发动机1在燃油经济性要求较高的工况下工作。

请参阅图5，第二种混合动力模式时：发动机1与第一行星齿轮机构8相连，第一电动机2与第一行星齿轮机构8相连，第二电动机3和第二行星齿轮机构9分离；由于第二行星齿轮机构9使混合动力系统的动力输出端，第一行星齿轮机构8以及第二行星齿轮机构9串联在一起；因此，发动机1的动力通过第一行星齿轮机构8传递到第二行星齿轮机构9，从第二行星齿轮机构9输出；而由于第一电动机2与第一行星齿轮机构8相连；所以，发动机1的动力通过第一行星齿轮机构8传递到第二行星齿轮机构9时，第一行星齿轮机构8还可以将部分动力还可传递到第一电动机2上，使第一电动机2发电，并给蓄电池充电；在该混合动力模式下，发动机1的动力以两种形式输出，第一种是以机械能的形式驱动混合动力汽车运行；另一种是以电能的形式储存到蓄电池中备用，此时第一电动机2处于充电状态。另外，第二混合动力模式还可以根据换挡策略将发动机1和第一行星齿轮机构8分离，使第一电动机2作为动力源输出动力，即转换为第一类模式的第二种纯电动模式，从而使混合动力系统的动力输出适时转换，实现混合动力的无级变速，使发动机1在燃油经济性较高的工况下工作。

三、第三种模式为制动能量回收模式：

请参阅图6，当混合动力汽车下坡、减速或制动时，可以使发动机1和第一行星齿轮机构8分离，第一电动机2和第一行星齿轮机构8连接，第二电动机3和第二行星齿轮机构9连接，车轮将动力传递给第二行星齿轮机构9，第二行星齿轮机构9将部分动力传递给第二电动机3，使第二电动机3发电，并给蓄电池充电备用；另一部分动力通过第一行星齿轮机构8传递给第一电动机2，使第一电动机2发电，并给蓄电池充电备用。当混合动力汽车在起步或高速运行时，可以利用蓄电池中所储存的电能为车辆运行供电。

通过上述实施例提供的混合动力系统的工作过程分析可以发现，第一行星齿轮机构8和第二行星齿轮机构9串联，且发动机1以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第一电动机2以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第二电动机3以可分离的方式与第二行星齿轮机构9连接；所以，混合动力汽车的控制系统根据实际情况能够控制发动机1与第一行星齿轮机构8的分离和连接，第一电动机2与第一行星齿轮机构8的分离和连接，第二电动机3与第二行星齿轮机构9的分离和连接，使混合动力系统在两种纯电动模式和两种混合动力模式以及一种制动能量回收模式下工作，以实现混合动力汽车对于其动力系统的要求。可见，本实施例提供的混合动力系统采用第一行星齿轮机构8以及第二行星齿轮机构9这两套行星齿轮机构满足了混合动力汽车对于其动力系统的要求。

而且，由于第一行星齿轮机构8以及作为动力输出端的第二行星齿轮机构9相连，当发动机1与第一行星齿轮机构8的分离，且第二电动机3与第二行星齿轮机构9分离，第一电动机2与第一行星齿轮机构8连接时，第一电动机2所提供的动力能够经第一行星齿轮机构8以及第二行星齿轮机构9将动力输出；与一套行星齿轮机构输出动力相比，通过两套行星齿轮机构输出动力能够极大的提高第一电动机2传动的传动速比，增加了第一电动机2通过两套行星齿轮机构输出的扭矩；而输出扭矩增加，则第一电动机2必然在高速运转下工作；因此，本实施例提提供的混合动力系统不仅能够满足了混合动力汽车对于其动力系统的要求，而且还能使第一电动机2在高速运转条件下工作，极大的提高了第一电动机2的工作效率。

另外，由于本实施例混合动力系统的动力输出端为第二行星齿轮机构9；当发动机1与第一行星齿轮机构8的分离，且第一电动机2与第一行星齿轮机构8分离，第二电动机3与第二行星齿轮机构9连接时，第二电动机3就能直接通过第二行星齿轮机构9将动力输出以控制混合动力汽车运行。可见，本实用新型提供的混合动力系统在采用两套行星齿轮机构满足混合动力汽车对于其动力系统的要求的基础上，只需要通过一套行星齿轮机构(即第二行星齿轮机构9)就可以实现动力的输出，而不需要第一行星齿轮机构8的配合；所以，相对于现有混合动力系统在纯电动模式下，必须采用其所有行星齿轮机构实现动力输出，本实用新型提供的混合动力系统在此纯电动模式下，只需要利用两套行星齿轮机构中的一套即可实现动力输出，而使用的行星齿轮机构越少，行星齿轮机构中行星齿轮和太阳轮啮合所损耗的能量也就越少；因此，本实用新型提供的混合动力系统在此纯电动模式下能够降低电动机作为动力源时的动力损失。

值得注意的是，发动机1以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第一电动机2以可分离的方式与第一行星齿轮机构8连接，第二电动机3以可分离的方式与第二行星齿轮机构9连接的实现方式多种多样；现有实现可分离连接的常见装置为离合器，但不排除其他可以实现的方式。

需要说明的是，上述实施例中的第一行星齿轮机构8、第二行星齿轮机构9均为现有常用行星齿轮机构。例如：第一行星齿轮机构8包括第一太阳轮81、第一行星齿轮82、第一行星架83、第一齿圈84；第二行星齿轮机构9包括第二太阳轮91、第二行星齿轮92、第二行星架93、第二齿圈94；且第一行星齿轮机构8和第二行星齿轮机构9串联时，第一行星架83与第二太阳轮91相连。而由于第二行星齿轮机构9作为动力的输出端，因此，第二齿圈94与主减速器中的主减齿轮10相连，以将动力输入到主减速器中。

当第一行星齿轮机构8和第二行星齿轮机构9采用上述具体结构时，发动机1是以可分离的方式与第一行太阳轮81连接，第一电动机2以可分离的方式与第一行星齿轮82连接，第二电动机3以可分离的方式与第二行星齿轮92连接。而由于第一行星齿轮82设在第一行星架83上，第二行星齿轮11设在第二行星架93上的；因此，第一电动机2是通过第一行星架83与第一行星齿轮82相连，第二电动机3是通过第二行星架93与第二行星齿轮92相连。而要实现可分离连接，必须在第一电动机2与第一行星齿轮82之间通过第一离合器4连接以实现可分离连接，第二电动机3与第二行星齿轮92之间通过第二离合器5连接以实现可分离连接，发动机1与第一太阳轮81之间通过第三离合器6连接以实现可分离连接。另外，本实施例的混合动力系统中还包括用于在发动机1和第一太阳轮81分离时制动第一太阳轮81的制动器7，以防止多余的能量损耗。

下面结合附图以具体描述本实用新型提供的混合动力系统的工作过程。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例提供的混合动力系统包括：发动机1、第一电动机2、第二电动机3、制动器7，以及串联在一起的第一行星齿轮机构8和作为动力输出端的第二行星齿轮机构9；其中，第一行星齿轮机构8包括第一太阳轮81、第一行星齿轮82、第一行星架83、第一齿圈84，第二行星齿轮机构9包括第二太阳轮91、第二行星齿轮92、第二行星架93、第二齿圈94。

发动机1通过第三离合器6与第一太阳轮81相连，制动器7用于制动第一太阳轮81，第一电动机2通过第一离合器4与第一行星架83相连，第一行星架83与第二太阳轮91相连，第二电动机3通过第二离合器5与第二行星架93相连，第二齿圈94用于与主减速器中的主减齿轮10相连以进行动力输出。

上述实施例可以采用两种纯电动模式和两种混合动力模式以及一种制动能量回收模式下这三类模式下工作，下面结合图2-6分析这三类模式的工作过程：

一、第一类模式包括第一种纯电动模式和第二种纯电动模式；其中，

请参阅图2，第一种纯电动模式时：发动机1通过第三离合器6与第一太阳轮81分离，且制动器7制动第一太阳轮81，第一电动机2通过第一离合器4与第一行星架83分离，而第二电动机3通过第二离合器5与第二行星架93连接。动力传输时：第二电动机3通过第二行星架93传递给第二行星齿轮92，第二行星齿轮92通过第二齿圈94将动力输出给主减速器的主减齿轮10。

请参阅图3，第二种纯电动模式时：发动机1通过第三离合器6与第一太阳轮81分离，且制动器7制动第一太阳轮81，第二电动机3通过第二离合器5与第二行星架93分离，而第一电动机2通过第一离合器4与第一行星架83连接。动力传输时：第一电动机2将动力通过第一行星架83将动力传递到第二太阳轮91，第二太阳轮91与第二行星齿轮92啮合后将动力传递给与第二行星齿轮92，第二行星齿轮92通过第二齿圈94将动力输出给主减速器的主减齿轮10。

二、第二类模式包括第一种混合动力模式和第二种混合动力模式；其中，

请参阅图4，第一种混合动力模式时：发动机1通过第三离合器6与第一太阳轮81相连，且制动器7不制动第一太阳轮81，第二电动机3通过第二离合器5与第二行星架93相连，第一电动机2通过第一离合器4与第一行星架83分离。动力传输时：发动机1的动力通过第一太阳轮81与第一行星齿轮82啮合传递到第一行星齿轮82，第一行星齿轮82通过第一行星架83将动力传递给第二太阳轮91，第二太阳轮91与第二行星齿轮92啮合后，将动力传递给第二行星齿轮92，第二行星齿轮92通过第二齿圈94将部分动力输出给主减速器的主减齿轮10，第二行星齿轮92通过第二行星架93将动力传递给第二电动机3，使第二电动机3发电，以充到蓄电池中。另外，还可以根据换挡策略通过第三离合器6将发动机1和第一太阳轮81分离，同时使制动器7制动第一太阳轮81，使第二电动机3作为动力源输出动力，以便混合动力系统的动力源适时转换，实现混合动力的无级变速。

请参阅图5，第二种混合动力模式时：发动机1通过第三离合器6与第一太阳轮81相连，且制动器7不制动第一太阳轮81，第一电动机2通过第一离合器4与第一行星架83相连，第二电动机3通过第二离合器5与第二行星架93分离。动力传输时：发动机1的动力通过第一太阳轮81与第一行星齿轮82啮合传递到第一行星齿轮82，第一行星齿轮82通过第一行星架83将部分动力传递给第二太阳轮91，第二太阳轮91与第二行星齿轮92啮合后，将这些动力传递给第二行星齿轮92，第二行星齿轮92通过第二齿圈94将部分动力输出给主减速器的主减齿轮10；而且，第一行星齿轮82通过第一行星架83将另一部分动力传递给第一电动机2发电，以充到蓄电池中。另外，还可以根据换挡策略通过第三离合器6将发动机1和第一太阳轮81分离，同时使制动器7制动第一太阳轮81，使第一电动机2作为动力源输出动力，以便混合动力系统的动力源适时转换，实现混合动力的无级变速。

三、第三种模式为制动能量回收模式：

请参阅图6，当混合动力汽车下坡、减速或制动时，可以通过第三离合器6使发动机1和第一太阳轮81分离，且制动器7制动第一太阳轮81，第一电动机2通过第一离合器4和第一行星架83连接，第二电动机3通过第二离合器5和第二行星架93连接。动力传输时，车轮将动力通过主减速器的主减齿轮10传递给第二齿圈94，第二齿圈94与第二行星齿轮92啮合，使动力传递到第二行星齿轮92，第二行星齿轮92将部分动力通过第二行星架93传递给第二电动机3发电，以给蓄电池充电；第二行星齿轮92还通过与第二太阳轮91啮合，将另一部分动力传递给第二太阳轮91，第二太阳轮91通过第一行星架83将这部分动力传递给第一发电机2发电，以给蓄电池充电。当混合动力汽车在起步或高速运行时，可以利用蓄电池中所储存的电能为车辆运行供电。

本实用新型实施例还提供了一种汽车，该汽车设置有上述技术方案所述的混合动力系统。

相对于现有技术，本实用新型所述的汽车具有以下优势：

本实用新型提供的汽车与上述技术方案所述的混合动力系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。