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| 权利要求 1. 混合动力驱动系统， 该混合动力驱动系统包括发动机 （100)、 第一 电机 （101)、 第二电机 （102)、 动力耦合装置 （200) 以及驱动轴 （300)， 其特征在于， 该动力耦合装置 （200) 包括： 第一传动轴 （201)， 该第一传动轴 （201) 通过第一离合器 （11) 与所 述发动机 （100) 连接； 第二传动轴 （202)， 该第二传动轴 （202) 与所述第一电机 （101) 的转 子连接； 第三传动轴 （203)， 该第三传动轴 （203) 与所述第二电机 （102) 的转 子连接； 所述第一传动轴 （201)、 第二传动轴 （202) 和第三传动轴 （203)通过 具有内齿圈 （204) 的行星齿轮机构彼此传动接合； 所述内齿圈 （204)和所述第三传动轴 （203)分别可选择地传动接合于 所述驱动轴 （300)。 2. 根据权利要求 1所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述行星齿轮机 构还包括： 小太阳轮 （401)、 大太阳轮 （402) 以及由同一行星架 （403) 可 转动地支撑的相互啮合的短行星齿轮 （404) 和长行星齿轮 （405)， 所述小 太阳轮 （401) 与所述短行星齿轮 （404) 啮合， 所述长行星齿轮 （405) 还 与所述大太阳轮 （402) 和所述内齿圈 （204) 啮合； 所述第一传动轴 （201)、 第二传动轴 (202) 和第三传动轴 (203) 同轴 设置，所述第一传动轴（201 )连接于所述行星架（403 )和所述小太阳轮（401 ) 中的一者， 所述第二传动轴 （202)连接于所述行星架 （403) 和所述小太阳 轮（401) 中的另一者， 所述第三传动轴（203)连接于所述大太阳轮（402)。 3. 根据权利要求 2所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述第一传动轴 (201) 贯穿所述第二传动轴 （202) 而与所述行星架 （403) 连接。 4. 根据权利要求 1-3 中任意一项所述的混合动力驱动系统， 其中， 所 述动力耦合装置 （200)还包括与所述驱动轴 （300) 同轴设置的第一传动轮 (105) 和第二传动轮 （106)， 该第一传动轮 （105) 与所述内齿圈 （204) 传动接合并通过第二离合器（12)连接于所述驱动轴 （300)， 所述第二传动 轮 （106) 与所述第三传动轴 （203)传动接合并通过第三离合器 （13)连接 于所述驱动轴 （300)。 5. 根据权利要求 4所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述第一传动轮 (105) 为齿轮， 所述内齿圈 （204) 的外圆周表面上设置有与所述第一传动 轮 （105) 啮合的第一外齿轮 （205)。 6. 根据权利要求 4所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述第一传动轮 (105) 为齿轮， 所述内齿圈 （204) 连接有与所述第一传动轮 （105) 啮合 的第二外齿轮（206)，该第二外齿轮（206)的基圆半径小于所述内齿圈（204) 的基圆半径。 7. 根据权利要求 4所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述第二传动轮 (106) 为齿轮， 所述第三传动轴 （203) 上设置有与所述第二传动轮 （106) 啮合的第三外齿轮 （207); 或者， 所述第二传动轮（106) 为链轮， 所述第三传动轴 （203) 上设置有另一 链轮 （208)， 该两个链轮之间连接有传动链条。 8. 根据权利要求 2所述的混合动力驱动系统， 其中， 该混合动力驱动 系统包括储能装置、 制动器和控制器， 所述储能装置与所述第一电机（101) 和第二电机 （102) 电连接， 所述制动器能够控制所述小太阳轮 （401)、 大 太阳轮 （402)、 行星架 （403) 和所述内齿圈 （204) 中的至少一者的转动， 所述控制器用于控制所述第一电机（101)、第二电机（102)、第一离合器（11)、 第二离合器 （12)、 第三离合器 （13) 和所述制动器的操作。 9. 根据权利要求 8所述的混合动力驱动系统， 其中， 所述混合动力驱 动系统具有如下运行模式中的至少一种： 纯电动模式， 在该纯电动模式中， 所述发动机 （100) 停止运行， 所述 第一电机（101)和第二电机（102)中的至少一者运行，所述第一离合器（11) 分离， 第二离合器 （12) 和第三离合器 （13) 中的至少一者接合； 纯发动机模式， 在该纯发动机模式中， 所述发动机 （100) 运行， 所述 第一离合器 （11)接合， 所述第一电机 （101) 和第二电机 （102) 均停止运 行， 所述第二离合器 （12) 和 /或第三离合器 （13) 接合； 混合驱动模式， 在该混合驱动模式中， 所述发动机 （100) 运行， 所述 第一离合器 （11)、 第二离合器 （12) 和第三离合器 （13) 均接合， 所述第 一电机 （101) 和第二电机 （102) 中的至少一者将电能转换为机械能； 发电模式， 在该发电模式中， 所述发动机 （100) 运行， 所述第一离合 器 （11) 接合， 所述第一电机 （101) 和第二电机 （102) 中的至少一者将机 械能转换为电能； 和 能量回收模式， 在该能量回收模式中， 所述第一离合器 （11) 分离， 所 述第二离合器（ 12)和第三离合器（ 13 )中的至少一者接合，所述驱动轴（300 ) 带动所述第一传动轴（201)和 /或第二传动轴（202)转动， 从而使所述第一 电机 （101) 和 /或第二电机 （102) 将机械能转换为电能。 |
技术领域
本发明涉及混合动力车， 更具体地说， 涉及混合动力车的混合动力驱 动系统。 背景技术
混合动力车具有两种动力源： 发动机和电机。 根据连接方式的不同， 混合动力车的驱动系统可分为串联式、 并联式和混联式三种形式。
所谓的串联式驱动系统是指，发动机直接驱动 发电机对储能装置和电 动机供电， 由电动机驱动车辆行驶。 所谓的并联式驱动系统是指， 发动机 和电机可以分别独立驱动车辆行驶， 并且可以同时驱动车辆行驶。
由于串联式驱动系统和并联式驱动系统的驱动 模式相对单一，不能充 分发挥混合动力驱动系统的优势。 因此， 目前通常使用的是混联式驱动系 统。所谓的混联式驱动系统是指，发动机和电 机通过变速机构耦合在一起， 从而能够根据行驶状况来调节发动机与电机之 间的转速关系。与串联式驱 动系统和并联式驱动系统相比，混联式驱动系 统可以更加灵活地根据工况 来调节发动机的功率输出和电机的运转。
在传统的混联式驱动系统中，通常需要通过变 速机构来实现发动机和 电机的动力的耦合。然而， 传统的混联式驱动系统所采用的变速机构通常 体积较为庞大， 不便于在混合动力车中各个部件布置。 此外， 传统的混联 式驱动系统中， 没有充分考虑到发动机和电机之间的动力分配 ， 因此不能 使传统的混联式驱动系统在不同的工况中使发 动机和电机处于理想的运 行状态中， 以获得较高的输出功率。
因此， 对于传统的混合动力车来说， 如何实现结构较为紧凑且使发动 机和电机之间具有理想的动力分配成为本领域 中亟待解决的技术问题。 发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑且能够使发 动机和电机之间具有 理想的动力分配的混合动力驱动系统。
按照本发明的一个方面， 提供了一种混合动力驱动系统， 该混合动力 驱动系统包括发动机、 第一电机、 第二电机、 动力耦合装置以及驱动轴， 其中， 该动力耦合装置包括：
第一传动轴， 该第一传动轴通过第一离合器与所述发动机连 接； 第二传动轴， 该第二传动轴与所述第一电机的转子连接；
第三传动轴， 该第三传动轴与所述第二电机的转子连接；
所述第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴通 过具有内齿圈的行星齿 轮机构彼此传动接合；
所述内齿圈和所述第三传动轴分别可选择地传 动接合于所述驱动轴。 优选地， 所述行星齿轮机构还包括： 小太阳轮、 大太阳轮以及由同一 行星架可转动地支撑的相互啮合的短行星齿轮 和长行星齿轮，所述小太阳 轮与所述短行星齿轮啮合，所述长行星齿轮还 与所述大太阳轮和所述内齿 圈啮合；
所述第一传动轴、 第二传动轴和第三传动轴同轴设置， 所述第一传动 轴连接于所述行星架和所述小太阳轮中的一者 ，所述第二传动轴连接于所 述行星架和所述小太阳轮中的另一者，所述第 三传动轴连接于所述大太阳 轮。
优选地， 所述第一传动轴贯穿所述第二传动轴而与所述 行星架连接。 优选地，所述动力耦合装置还包括与所述驱动 轴同轴设置的第一传动 轮和第二传动轮， 该第一传动轮与所述内齿圈传动接合并通过第 二离合器 连接于所述驱动轴，所述第二传动轮与所述第 三传动轴传动接合并通过第 三离合器连接于所述驱动轴。
优选地， 所述第一传动轮为齿轮， 所述内齿圈的外圆周表面上设置有 与所述第一传动轮啮合的第一外齿轮。
优选地， 所述第一传动轮为齿轮， 所述内齿圈连接有与所述第一传动 轮啮合的第二外齿轮， 该第二外齿轮的基圆半径小于所述内齿圈的基 圆半 径。
优选地， 所述第二传动轮为齿轮， 所述第三传动轴上设置有与所述第 二传动轮啮合的第三外齿轮； 或者， 所述第二传动轮为链轮， 所述第三传 动轴上设置有另一链轮， 该两个链轮之间连接有传动链条。
优选地， 所述混合动力驱动系统包括储能装置、 制动器和控制器， 所 述储能装置与所述第一电机和第二电机电连接 ，所述制动器能够控制所述 小太阳轮、 大太阳轮、 行星架和所述内齿圈中的至少一者的转动， 所述控 制器用于控制所述第一电机、 第二电机、 第一离合器、 第二离合器、 第三 离合器和所述制动器的操作。
优选地， 所述混合动力驱动系统具有如下运行模式中的 至少一种： 纯电动模式， 在该纯电动模式中， 所述发动机停止运行， 所述第一电 机和第二电机中的至少一者运行， 所述第一离合器分离， 第二离合器和第 三离合器中的至少一者接合；
纯发动机模式， 在该纯发动机模式中， 所述发动机运行， 所述第一离 合器接合，所述第一电机和第二电机均停止运 行，所述第二离合器和 /或第 二 ι¾合器接合；
混合驱动模式， 在该混合驱动模式中， 所述发动机运行， 所述第一离 合器、 第二离合器和第三离合器均接合， 所述第一电机和第二电机中的至 少一者将电能转换为机械能； 发电模式，在该发电模式中，所述发动机运行 ，所述第一离合器接合， 所述第一电机和第二电机中的至少一者将机械 能转换为电能；
能量回收模式， 在该能量回收模式中， 所述第一离合器分离， 所述第 二离合器和第三离合器中的至少一者接合，所 述驱动轴带动所述第一传动 轴和 /或第二传动轴转动， 从而使所述第一电机和 /或第二电机将机械能转 换为电能。
按照本发明的技术方案，通过具有三根传动轴 的动力耦合装置将发动 机、 第一电机和第二电机的动力耦合在一起， 并利用行星齿轮机构实现三 根传动轴的动力接合。 而且， 根据不同的工况可以分别利用内齿圈和第二 电机所连接的第三传动轴来作为动力输出部件 。 因此， 既能够使所述混合 动力驱动系统具有较为紧凑的结构，还能够使 发动机和电机之间具有理想 的动力分配，从而在不同的工况下确保发动机 和 /或上述电机处于理想的工 作状态下。 附图说明
图 1为根据本发明一种优选实施方式的混合动力 动系统的示意图； 图 2 为根据本发明另一种优选实施方式的混合动力 驱动系统的示意 主要部件的附图标记
第一离合器 11
第二离合器 12
第三离合器 13
发动机 100
第一电机 101 第二电机 102
第一传动轮 105
第二传动轮 106
动力耦合装置 200
第一传动轴 201
第二传动轴 202
第三传动轴 203
内齿圈 204
第一外齿轮 205
第二外齿轮 206
第三外齿轮 207
驱动轴 300
小太阳轮 401
大太阳轮 402
行星架 403
短行星齿轮 404
长行星齿轮 405 具体实施方式
下面参考附图对本发明的具体实施方式进行详 细地描述。
如图 1 和图 2所示， 本发明所提供的混合动力驱动系统包括发动机
100、 第一电机 101、 第二电机 102、 动力耦合装置 200以及驱动轴 300， 该动力耦合装置 200包括：
第一传动轴 201，该第一传动轴 201通过第一离合器 11与所述发动机
100连接； 第二传动轴 202，该第二传动轴 202与所述第一电机 101的转子连接； 第三传动轴 203，该第三传动轴 203与所述第二电机 102的转子连接； 所述第一传动轴 201、 第二传动轴 202和第三传动轴 203通过具有内 齿圈 204的行星齿轮机构彼此传动接合；
所述内齿圈 204和所述第三传动轴 203分别可选择地传动接合于所述 驱动轴 300。
发动机 100可以为用于汽车车辆的传统的发动机。第一 电机 101和第 二电机 102通过动力耦合装置 200与发动机 100耦合在一起，第一电机 101 和 /或第二电机 102既可以分别用作将电能转换为机械能的电动 机，也可以 分别用作将机械能转换为电能的发电机，还可 以用作发动机 100的启动电 机。第一电机 101和 /或第二电机 102的工作状态可以根据具体的工况而加 以选择， 这将在下文中进行详细描述。
为了耦合发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102所传递的动力， 动力耦合装置 200具有三个传动轴， 其中， 第一传动轴 201通过第一离合 器 11与所述发动机 100连接， 第一离合器 11的接合和分离可以控制第一 传动轴 201与发动机 100之间的动力传递；第二传动轴 202与所述第一电 机 101的转子连接； 第三传动轴 203与所述第二电机 102的转子连接。 因 此， 在本发明所提供的混合动力驱动系统中， 发动机 100、 第一电机 101 和第二电机 102分别连接于不同的传动轴，从而能够实现根 据不同的工况 而使发动机 100、第一电机 101和第二电机 102分别处于理想的运行状态。
具体来说， 第一传动轴 201、 第二传动轴 202和第三传动轴 203通过 具有内齿圈 204的行星齿轮机构彼此传动接合， 从而实现发动机 100、 第 一电机 101和第二电机 102的动力耦合。利用行星齿轮机构能够实现较 为 紧凑的结构， 从而便于混合动力车中各个部件的布置。 关于行星齿轮机构 将在下文中进行详细地描述。 此外， 驱动轴 300作为驱动混合动力车的主动轮的部件。 驱动轴 300 可以是直接驱动主动轮的部件， 也可以是间接驱动主动轮的部件。 驱动轴 300接受来自于发动机 100、 第一电机 101和 /或第二电机 102的动力， 并 传递给车辆的驱动轮，从而驱动车辆行驶。具 体来说，如图 1和图 2所示， 所述内齿圈 204和所述第三传动轴 203分别可选择地传动接合于所述驱动 轴 300。 因此， 行星齿轮机构的内齿圈 204和第三传动轴 203 (即与该第 三传动轴 203连接的大太阳轮 402) 可以作为行星齿轮机构的动力输出部 件。
而且， 内齿圈 204和驱动轴 300之间的动力传递以及第三传动轴 203 (以及大太阳轮 402) 和驱动轴 300之间的动力传递可以通过离合器来实 现控制。 例如如图 1和图 2所示， 可以利用第二离合器 12和第三离合器 13。上述第一离合器 11、第二离合器 12和第三离合器 13均可采用传统的 离合器， 如适用的干式离合器或湿式离合器。
利用该结构，可以选择性地接合第二离合器 12， 以将内齿圈 204作为 动力的输出部件；或者接合第三离合器 13， 以将第三传动轴 203作为动力 的输出部件； 或者同时接合第二离合器 12和第三离合器 13， 而将内齿圈 204和第三传动轴 203的动力同时传递给驱动轴 300。
由于作为本发明所提供的混合动力驱动系统能 够实现多种动力输出 的选择方式， 因此便于根据不同的工况而使混合动力驱动系 统选择不同的 工作模式， 从而使得发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102分别处于 理想的运行状态。
如上所述， 第一传动轴 201、 第二传动轴 202和第三传动轴 203通过 具有内齿圈 204的行星齿轮机构彼此传动接合。优选情况下 ， 如图 1和图 2所示， 除了内齿圈 204之外， 该行星齿轮机构还可包括： 小太阳轮 401、 大太阳轮 402以及由同一行星架 403可转动地支撑的相互啮合的短行星齿 轮 404和长行星齿轮 405，所述小太阳轮 401与所述短行星齿轮 404啮合， 所述长行星齿轮 405还与所述大太阳轮 402和所述内齿圈 204啮合；
所述第一传动轴 201连接于所述行星架 403和所述小太阳轮 401中的 一者，所第二传动轴 202和第三传动轴 203同轴设置，所述第二传动轴 202 连接于所述行星架 403和所述小太阳轮 401中的另一者，所述第三传动轴 203连接于所述大太阳轮 402。
具体来说， 该行星齿轮机构可以是拉维娜 （Ravigneaux) 行星齿轮机 构，或者是在传统的拉维娜行星齿轮机构的基 础上稍作改进的行星齿轮机 采用拉维娜行星齿轮机构，一方面由于该种行 星齿轮机构的结构较为 紧凑， 从而所占据的体积相对较小， 便于车辆的空间布局； 另一方面能够 将发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102的动力耦合在一起， 而且还 能够允许发动机、第一电机 101和第二电机 102分别连接于不同的传动轴， 从而能够实现根据不同的工况而使发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102分别处于理想的运行状态。
在采用拉维娜行星齿轮机构的情况中， 发动机 100、 第一电机 101和 第二电机 102可以选择性地分别连接于拉维娜行星齿轮机 构的三个不同的 转动元件。 也就是说， 发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102可以选 择性地分别连接于拉维娜行星齿轮机构的小太 阳轮 401、 大太阳轮 402、 内齿圈 204和行星架 403中的任意三个部件，从而获得不同的动力耦 合关 例如，与发动机 100连接的第一传动轴 201可以连接于小太阳轮 401， 与第一电机 101连接的第二传动轴 202可以连接于行星架 403， 与第二电 机 102连接的第三传动轴 203可以连接于大太阳轮 402; 或者， 与发动机 100连接的第一传动轴 201可以连接于行星架 403， 与第一电机 101连接 的第二传动轴 202可以连接于行星架 402， 与第二电机 102连接的第三传 动轴 203可以连接于大太阳轮 402。 此外还有其他方式， 这里不再加以列 举。
但是， 优选地， 考虑到各部件布置的方便性， 如图 1和图 2所示， 与 发动机 100连接的第一传动轴 201连接于行星架 403， 与第一电机 101连 接的第二传动轴 202连接于小太阳轮， 与第二电机 102连接的第三传动轴 203连接于大太阳轮 402，从而实现发动机 100、第一电机 101和第二电机 102的动力的耦合。
按照这样的布置， 第一电机 101与小太阳轮 401连接， 第二电机 102 与大太阳轮 402连接，从而不需要第一电机 101和第二电机 102具有较大 的径向尺寸， 能够在径向方向上获得相对较为紧凑的结构， 尤其是对于第 一电机 101和第二电机 102来说尤为如此。
对于行星架 403来说， 可以具有不同的设置方式。在传统的拉维娜行 星齿轮机构中，行星架 403通常在小太阳轮 401的外侧可转动地支撑短行 星齿轮 404和长行星齿轮 405 (在该情况下， 为了与行星架 403连接， 第 一传动轴 201可以为中空的）。 本申请的技术方案也可采用这种方式。
但是在优选情况下， 如图 1和图 2所示， 所述第一传动轴 201贯穿所 述第二传动轴 202而与所述行星架 403连接。 也就是说， 第二传动轴 202 为中空的，第一传动轴 201穿过该第二传动轴 202的内部空间而与行星架 403连接，从而使得行星架 403的一部分位于小太阳轮 401和大太阳轮 402 之间， 以能够获得更为紧凑的结构。 该特征属于对传统的拉维娜行星齿轮 机构的改进。
此外， 上述行星齿轮机构并不限于拉维娜行星齿轮机 构， 而是也可以 利用其他类型的行星齿轮机构，只要能够允许 将发动机 100、第一电机 101 和第二电机 102分别连接于不同的传动轴即可。例如， 可以采用包括定轴 轮系和周转轮系的复合轮系，具体可参考西北 工业大学机械原理及机械零 件教研室编写的 《机械原理》 （孙恒、 陈作模主编， 1996年 5月第 5版， 1997年 12月第 3次印刷） 的第 9章。
以上对动力耦合装置 200所采用的行星齿轮机构进行了详细地描述。 如上所示， 发动机 100、 第一电机 101和第二电机 102都分别可作为动力 源，而内齿圈 204和连接于大太阳轮 402的第三传动轴 203可以分别作为 动力输出部件。下面对动力耦合装置 200与驱动轴 300之间的连接关系进 行详细地描述。
为了允许内齿圈 204和第三传动轴 203的动力可选择地分别单独地或 者同时传递给驱动轴 300， 可以选择多种方式来实现。
例如， 内齿圈 204可以通过齿轮机构而将动力传递给驱动轴 300， 该 齿轮机构可以通过离合器、 同步器等动力传递控制部件来进行控制， 以实 现动力传递的接合或断开。
优选地， 如图 1和图 2所示， 所述动力耦合装置 200还包括与所述驱 动轴 300同轴设置的第一传动轮 105和第二传动轮 106，该第一传动轮 105 与所述内齿圈 204传动接合并通过第二离合器 12连接于所述驱动轴 300， 所述第二传动轮 106与所述第三传动轴 203传动接合并通过第三离合器 13 连接于所述驱动轴 300。 利用第二离合器 12和第三离合器 13， 可以对内 齿圈 204和第三传动轴 203与驱动轴 300之间的动力接合进行控制。
第一传动轮 105通过合适的传动机构与内齿圈 204直接或间接接合， 从而接收来自于内齿圈 104的动力。 并且， 由于内齿圈 204与第一传动轮 105之间设置有第二离合器 12， 因此可以通过控制第二离合器 12的接合 或断开， 从而允许内齿圈 204的动力可选择地传递给驱动轴 300。 第二传 动轮 106可以以类似的方式接受来自于第三传动轴 203的动力， 并通过第 三离合器 13而可选择地将动力传递给驱动轴。 当然， 内齿圈 204和第三 传动轴 203的动力也可同时传递给驱动轴 300。
第一传动轮 105可以以合适的方式进行设置， 以与驱动轴 300动力接 合。 如图 1和图 2所示， 第一传动轮 105与驱动轴 300同轴地设置在驱动 轴 300的一端。 但本发明并不限于此， 例如， 第一传动轮 105可以可旋转 地设置在驱动轴 300上， 并通过同步器的操作来控制第一传动轮 105在驱 动轴 300上自由旋转， 或者与驱动轴 300—同旋转。 对于第二传动轮 106 来说， 可以采用与第一传动轮 105类似或不同的设置方式， 只要能够实现 可选择地将第三传动轴 203的动力传递给驱动轴 300即可。
下面分别就内齿圈 204与第一传动轮 105之间的动力传递以及第三传 动轴 203与第二传动轮 106之间的动力传递分别进行详细地描述。
对于内齿圈 204与第一传动轮 105来说，可以多种方式实现动力的传 递。
例如， 第一传动轮 105可以为摩擦轮传动、 链轮传动等方式。 但优选 情况下， 如图 1所示， 所述第一传动轮 105为齿轮， 所述内齿圈 204的外 圆周表面上设置有与所述第一传动轮 105 (直接或间接） 啮合的第一外齿 轮 205。 优选地， 内齿圈 204的外圆周表面上设置的第一外齿轮 205与第 一传动轮 105直接啮合， 从而能够避免动力损失。
再如， 如图 2所示， 第一传动轮 105为齿轮， 所述内齿圈 204连接有 与所述第一传动轮 105啮合的第二外齿轮 206， 该第二外齿轮 206的基圆 半径小于所述内齿圈 204的基圆半径。
当内齿圈 204转动时， 第二外齿轮 206与内齿圈 204—同转动。 同时 由于第二外齿轮 206的基圆半径小于内齿圈 204的基圆半径， 因此通常第 二外齿轮 206位于内齿圈 204的一侧，从而与在内齿圈 204的外圆周表面 上设置第一外齿轮 205的情形相比， 能够减少对径向方向空间的占用， 从 而在径向方向上获得相对较为紧凑的布置。 当然， 对于在内齿圈 204的外 圆周表面上设置第一外齿轮 205的情形来说，在轴向方向上占用的空间相 对较小， 因此适用于需要在轴向方向上要求较为紧凑的 工作场合。
因而， 针对不同的工作场合， 可以采用不同的方式来实现第三传动轴 203与第二传动轮 106之间的动力传递。
对于第三传动轴 203与第二传动轮 106来说，所述第三传动轴 203可 以通过多种方式传动接合于所述第二传动轮 106。
例如， 如图 1所示， 所述第二传动轮 106可以为齿轮， 所述第三传动 轴 203上设置有与所述第二传动轮 106 (直接或间接） 啮合的第三外齿轮 207。 也就是说， 通过齿轮传动的方式实现第三传动轴 203与第二传动轮 106之间的动力传递。 这种连接方式尤其适用于第三传动轴 203与第二传 动轮 106之间的间距相对较小的应用场合。
或者，如图 2所示，所述第二传动轮 106为链轮，所述第三传动轴 203 上设置有另一链轮 208， 该两个链轮之间连接有传动链条。 也就是说， 通 过链传动的方式实现第三传动轴 203与第二传动轮 106之间的动力传递。 这种连接方式尤其适用于第三传动轴 203与第二传动轮 106之间的间距相 对较大的应用场合。
当然， 如上所述， 在本发明中， 第三传动轴 203与第二传动轮 106之 间的动力传递并不限于上述方式。 例如， 还可以利用带传动、 摩擦轮传动 等方式。这对于内齿圈 204与第一传动轮 105之间的动力传递来说也是同 样适用的。
以上对本发明所提供的混合动力驱动系统的主 要部件及其连接关系 进行了详细地描述。 除了上述主要部件之外， 优选地， 所述混合动力驱动 系统包括储能装置、 制动器和控制器， 所述储能装置与所述第一电机 101 和第二电机 102电连接， 所述制动器能够控制所述小太阳轮 401、 大太阳 轮 402、 行星架 403和所述内齿圈 204中的至少一者的转动， 所述控制器 用于控制所述第一电机 101、 第二电机 102、 第一离合器 11、 第二离合器 12、 第三离合器 13和所述制动器的操作。
也就是说， 在工作运行的情况中， 储能装置能够为第一电机 101和第 二电机 102提供电能， 以允许所述第一电机 101和第二电机 102将电能转 换为机械能。 此外， 储能装置还能够将第一电机 101和第二电机 102将机 械能转换的电能储存起来。
储能装置可以为传统的可充电电池， 如镍氢电池， 锂离子电池等。 此外， 还设置有制动器， 该制动器能够控制行星齿轮机构中各个部件 的运动状态， 以使各个部件转动或制动， 从而使行星齿轮机构获得不同的 传动特性（如传动路线、 转速比等）， 满足车辆在不同工况下行进的要求。
例如， 如图 1和图 2所示， 制动器可以控制小太阳轮 401、 大太阳轮 402、 行星架 403和内齿圈 204中的至少一者的转动。 通常制动器可以设 置在转动部件的径向方向的位置， 当制动器与转动部件接合时， 能够防止 转动部件的转动；而当制动器与转动部件分离 时，则允许该转动部件转动。
控制器（如 ECU)则可以根据车辆的工况选择性地对车辆的 合动力 驱动系统的运动模式进行控制。 也就是说， 可以通过对各个电机、 离合器 以及制动器的控制， 从而使混合动力驱动系统处于预定的运行模式 之中， 以适应于不同的工况。 这里的控制器可以是指单个控制装置， 也可以是指 多个控制装置的集合。
关于混合动力驱动系统的各个运行模式将在下 文中进行描述。具体来 说， 所述混合动力驱动系统可以具有如下运行模式 中的至少一种， 以适应 于不同的工况。
A) 纯电动模式， 在该纯电动模式中， 不需要发动机 100工作 （即发 动机 100停止运行），驱动轴 300的动力由第一电机 101和 /或第二电机 102 来提供。 具体来说， 第一电机 101和第二电机 102中的至少一者运行。所述第 一离合器 11分离， 从而切断发动机 100与行星齿轮机构之间的动力传递， 提高纯电动模式下的传动效率。
此外，为了将第一电机 101和第二电机 102中的至少一者的动力传递 给驱动轴， 则需要将第二离合器 12和第三离合器 13中的至少一者接合。 如上所述，内齿圈 204和第三传动轴 203都可以用作动力输出部件，因此， 根据不同的动力输出部件， 可以选择接合不同的离合器。 例如， 当仅内齿 圈 204输出动力时， 则可以将第二离合器 12接合， 而将第三离合器 13分 正常情况下， 在储能装置的荷电量充足时， 可以以纯电动模式运行。 此时， 车辆仅由第一电机 101和 /或第二电机 102提供动力。 在此模式下， 可以实现直接启动车辆起步。 另外， 通过控制运行的电机的旋转方向， 还 能够方便地实现车辆的倒车行进。
B ) 纯发动机模式， 在该纯发动机模式中， 所述发动机 100运行， 所 述第一离合器 11接合， 所述第一电机 101和第二电机 102均停止运行， 第二离合器 12和 /或第三离合器 13接合。
在该纯发动机模式下， 仅发动机 100给驱动轴 300提供动力， 而第一 电机 101和第二电机 102均停止运行。所述小太阳轮 401可以处于制动或 自由旋转状态， 而大太阳轮 402也可以处于制动或自由旋转状态， 从而使 行星齿轮机构具有不同的传动特性， 也可选择不同的动力输出部件， 以适 应于不同的工况。例如， 小太阳轮 401和大太阳轮 402可以均处于制动状 态， 则发动机 100的动力通过第一离合器 11传递给第一传动轴 201，经过 动力耦合装置 200的耦合后，通过第二离合器 12传递给驱动轴 300。 由于 第三传动轴 203和大太阳轮 402为制动的， 因此第三离合器 13既可以接 合也可以分离， 但是优选为分离的。 纯发动机模式适合于储能装置荷电量不足或者 损坏的情况。 另外， 通 过对行星传动机构的控制， 能够实现不同的传动比， 从而实现变速器的功 用。
C) 混合驱动模式， 在该混合驱动模式中， 所述发动机 100运行， 所 述第一离合器 11、第二离合器 12和第三离合器 13均接合，所述第一电机 101和第二电机 102中的至少一者将电能转换为机械能。
优选情况下， 第一电机 101和第二电机 102都运行， 以向驱动轴 300 提供最大的动力。
混合驱动模式适用于车辆急加速、 爬坡或者在高速情况下超车等情 况。 而且， 由于发动机 100和电机都参与运行， 能够有利于使发动机 100 和电机处于理想的工作状态下。
D) 发电模式， 在该发电模式中， 所述发动机 100运行， 所述第一离 合器 11接合， 所述第一电机 101和第二电机 102中的至少一者将机械能 转换为电能。 该发电模式既可以在车辆的运行过程中进行， 也可以在车辆 停车的状态下进行。 换句话说， 无论是在车辆行驶过程中， 还是在车辆停 车状态下， 第一电机 101和 /或第二电机 102都可以将来自于发动机 100 的部分能量转换为电能， 并储存在储能装置中， 从而实现发电作用。 因此 能够总是将储能装置的荷电量保持在合适的水 平范围内。
发电模式适应于储能装置的荷电量过低时而需 要提高储能装置的荷 电量的情形。 此外， 在车辆停车的状态下， 可以利用外部电源对储能装置 进行充电。
E) 能量回收模式， 在该能量回收模式中， 所述第一离合器 11分离， 所述第二离合器 12和第三离合器 13中的至少一者接合， 所述驱动轴 300 带动所述第一传动轴 201和 /或第三传动轴 203转动，从而使所述第一电机 101和 /或第二电机 102将机械能转换为电能。 在该能量回收模式下， 驱动轴 300的动力传递给第一电机 101和 /或 第二电机 102， 从而能够允许第一电机 101和 /或第二电机 102用作电机， 以将来自于驱动轴 300的机械能转换为电能， 并储存在储能装置中。
虽然本发明已通过上述实施例所公开，然而上 述实施例并非用以限定 本发明， 任何本发明所属技术领域中的技术人员， 在不脱离本发明的精神 和范围内， 应当可作各种更动与修改。 因此本发明的保护范围应当以所附 权利要求书所界定的范围为准。