本发明涉及一种行星排结构的机械与电力复合传动器，具体为由传动机械、发电机、电动机、变电器、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成的解耦混动器。
背景技术：
现有机动车辆传动系统中采用的行星排混动器依靠单排行星排动态混合动力源动力与电机动力，各动力的混合也称为耦合，各动力的不混合称为解耦。所述解耦即多个动力源中的各动力脱离耦合独立运行。现有行星排混动器的解耦结构不好，解耦运行功能不充分，工作模式不多，系统效率不高。机动车辆需要新的混动器，提供更好混动结构、解耦结构，才使混动器增加工作模式提高系统效率。
行星排基础知识：行星排由太阳轮、内齿圈与带行星轮的行星架三个部件组成，三个部件的啮合排列关系决定行星排种类。现有行星排按行星架上行星轮层级数的单与双可分为单层星行星排、双层星行星排、三层星行星排。设zt为太阳轮齿数，zq为内齿圈齿数，nt为太阳轮转速,nq为内齿圈转速,nj为行星架转速。设单层星行星排的单层行星轮齿数为zxd，双层星行星排的外层行星轮齿数为zxw，双层星行星排的内层行星轮齿数为zxn，三层星行星排的一层行星轮齿数为zxy，三层星行星排的二层行星轮齿数为zxe，三层星行星排的三层行星轮齿数为zxs。定义行星排特性参数a＝zq/zt,对于单层星行星排，单太星参数为bd＝zt/zxd,单圈星参数为cd＝zq/zxd,单层星行星排运动特性方程为：nt a*nq＝(1 a)*nj；单太星方程为nxd bd*nt＝(1 bd)*nj，单圈星方程为nxd-cd*nt＝(1-cd)*nj。定义行星排特性参数a＝zq/zt,双层星行星排，外太星参数为bw＝zt/zxw,外圈星参数为cw＝zq/zxw,内太星参数为bn＝zt/zxn,内圈星参数为cn＝zq/zxn,双层星行星排的运动特性方程为：nt-a*nq＝(1-a)*nj，外太星方程为nxw-bw*nt＝(1-bw)*nj,外圈星方程为nxw-cw*nt＝(1-cw)*nj,内太星方程为nxn bn*nt＝(1 bn)*nj，内圈星方程为nxn cn*nt＝(1 cn)*nj。定义行星排特性参数a＝zq/zt,对于三层星行星排，一太星参数为by＝zt/zxy,一圈星参数为cy＝zq/zxy,二太星参数为be＝zt/zxe,二圈星参数为ce＝zq/zxe,三太星参数为bs＝zt/zxs,三圈星参数为cs＝zq/zxs，三层星行星排运动特性方程为：nt a*nq＝(1 a)*nj，一太星方程为nxy by*nt＝(1 by)*nj,一圈星方程为nxy-cy*nt＝(1-cy)*nj,二太星方程为nxe-be*nt＝(1-be)*nj，二圈星方程为nxe ce*nt＝(1 ce)*nj,三太星方程为nxs bs*nt＝(1 bs)*nj，三圈星方程为nxs-cs*nt＝(1-cs)*nj。上述各行星排各特性参数中，行星排特性参数为业内现有知识，所有太星参数、圈星参数是现有知识的延伸、是业内必须掌握的新知识。上述十五个行星排运动方程中，三个行星排运动特性方程为业内现有知识，六个太星方程、六个圈星方程是现有知识的延伸、是业内必须掌握的新知识。新知识是研究星连接行星排结构的必须工具，包含了运动特性方程、太星方程、圈星方程的行星排运动方程组才是对行星排运动规律的完整数学语言表述。行星排尺寸等比放大缩小，其各种特性参数不变，其各个运动方程不变。多个行星排相互连接可以组成行星排结构。行星排结构中的几个部件相互连接拥有完全相同的转速，就形成一个旋转构件。业内现有观念认为，多排行星排组成的行星排结构的自由度，等于行星排结构中所有旋转构件数减去行星排数，即：行星排结构自由度＝旋转构件数-行星排数。这种观念有漏洞与错误，应修正为业内必须掌握的新知识：相邻行星排之间为并联连接或者星连接的行星排结构，都是二自由度决定系统的行星排结构。二自由度决定系统的行星排结构，可以具有多个旋转构件，其中两个旋转构件的转速确定后，所有旋转构件的转速被决定。所述星连接即对多排行星排，使各行星排的行星轮组数目相同，调整各行星排尺寸大小，有的等比放大、有的等比缩小，直至各行星排中某一层行星轮轴心到行星排轴心的距离都相等；把一排行星排某一层行星轮轴心与相邻行星排某一层行星轮轴心对齐相连接，这样的连接使参与连接的各某一层行星轮拥有相同的转速，参与连接的各个行星架拥有另一相同的转速。这样的行星排间连接，称为行星排的星连接。多个行星排以星连接方法连接组成的行星排结构，称为星连接行星排结构，星连接行星排结构中各行星排的行星架形成一个旋转构件。所述并联连接即在行星排结构中，每个行星排设置两个部件与相邻行星排的两个部件分别连接；这种行星排间连接称为并联连接。相邻行星排之间的行星排间连接全为并联连接的行星排结构，称为并联行星排结构。
技术实现要素：
本发明解耦合动器前面连接动力源，后面连接动力使用设备，由传动机械、发电机、电动机、变电器、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，称为解耦混动器。
本发明解耦混动器的传动机械是单排行星排的二自由度决定系统行星排结构或多排行星排组成的二自由度决定系统行星排结构，特征是在该行星排结构中，确定两个旋转构件的转速，所有旋转构件的转速被决定；取该行星排结构中的三个旋转构件作为本发明传动机械的输入端、输出端、控制端。
本发明行星排结构传动机械中最优的两种结构形式是两排星连接行星排结构，其中结构形式一：设置两排行星排，两排行星排均包括内齿圈与带行星轮组的行星架，均省略其太阳轮，行星排中内齿圈与行星轮均相互啮合，两排行星排的齿轮模数不必相同。使两排行星排的行星轮组数目相等，调节它们的尺寸，使它们行星轮的轴心一一相互对齐并共有一个轴，就是使它们的行星轮一一对应连接。就形成本发明传动机械的结构形式一即双内齿圈两排星连接行星排结构。这两个行星排的行星轮具有相同转速，行星架具有另一相同转速。设一号行星排内齿圈齿数为zz，内齿圈转速为nz，行星轮齿数为xz，行星架转速为nj；二号行星排内齿圈齿数为zy，内齿圈转速为ny，行星轮齿数为xy，行星架转速也为nj。解析该两排星连接行星排结构可知，该传动机械的传动关系遵从运动方程zz*xy*nz-zy*xz*ny＝(zz*xy-zy*xz)*nj。该双内齿圈两排星连接行星排结构有三个旋转构件，就是一号行星排内齿圈、二号行星排内齿圈、行星架。结构形式二：设置两排行星排，两排行星排均包括太阳轮与带行星轮组的行星架，均省略其内齿圈，行星排中太阳轮与行星轮均相互啮合，两排行星排的齿轮模数不必相同。使两排行星排的行星轮组数目相等，调节它们的尺寸，使它们行星轮的轴心一一相互对齐共有一个共有轴心，使它们的行星轮一一对应连接。就形成本发明的传动机械结构形式二即双太阳轮两排星连接行星排结构。这两个行星排的行星轮转速相同，行星架转速相同。设一号行星排太阳轮齿数为zz，太阳轮转速为nz，行星轮齿数为xz，行星架转速为nj；二号行星排太阳轮齿数为zy，太阳轮转速为ny，行星轮齿数为xy，行星架转速也为nj。解析该两排星连接行星排结构可知，该传动机械的传动关系遵从运动方程zz*xy*nz-zy*xz*ny＝(zz*xy-zy*xz)*nj。该双太阳轮两排星连接行星排结构有三个旋转构件，就是一号行星排太阳轮、二号行星排太阳轮、行星架。说明：前述两种结构形式中zy、xz、zz、xy的取值可以使zy*xz/(zz*xy)大于或小于1.0。本发明传动机械比较常见的结构形式三采用单排单层星行星排，该行星排由太阳轮、内齿圈与带单层行星轮的行星架三种部件组成，太阳轮与单层行星轮啮合，单层行星轮与内齿圈啮合，太阳轮与内齿圈不啮合。设该行星排内齿圈齿数为zq，内齿圈转速为nq，太阳轮齿数为zt，太阳轮转速为nt，行星架转速为nj，该行星排特性参数为a＝zq/zt，a通常大于1.3。该传动机械的传动关系遵从该行星排的运动特性方程nt a*nq＝(1 a)*nj。该单排单层星行星排有三个旋转构件，就是其内齿圈、行星架、太阳轮。本发明传动机械比较常见的结构形式四采用单排双层星行星排，该行星排由太阳轮、内齿圈与带双层行星轮的行星架三种部件组成，太阳轮与内层行星轮啮合，内层层行星轮与外层行星轮啮合，外层行星轮与内齿圈啮合，太阳轮与内齿圈不啮合。设该行星排内齿圈齿数为zq，内齿圈转速为nq，太阳轮齿数为zt，太阳轮转速为nt，行星架转速为nj，该行星排特性参数为a＝zq/zt，a通常大于1.3。该传动机械的传动关系遵从该行星排的运动特性方程nt (a-1)*nj＝a*nq。该单排双层星行星排有三个旋转构件，就是其内齿圈、行星架、太阳轮。
上述四种传动机械结构形式只是本发明传动机械二自由度行星排结构的结构形式中机械传动效率较高的几种，其中采用结构形式一、结构形式二时，由于行星排结构的两排行星排均省略了行星排中的一种中心轮(太阳轮或内齿圈中的一种)，便于设置正变位齿轮，传动机械的传动效率最高。本发明传动机械还采用其他二自由度决定系统行星排结构作为传动机械，包括多排星连接行星排结构、多排并联连接行星排结构等，都是二自由度决定系统的行星排结构；二自由度决定系统的行星排结构有三个或多于三个旋转构件，设置其中三个旋转构件作为本发明传动机械的输入端、输出端、控制端。
图1中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式一，以一号行星排内齿圈作为输入端，以二号行星排内齿圈作为输出端，以行星架作为控制端。图2中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式一，以一号行星排内齿圈作为输入端，以行星架作为输出端，以二号行星排内齿圈作为控制端。图3中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式一，以行星架作为输入端，以二号行星排内齿圈作为输出端，以一号行星排内齿圈作为控制端。
图4中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式二，以一号行星排太阳轮作为输入端，以二号行星排太阳轮作为输出端，以行星架作为控制端。图4中行星架示意为轴心，行星轮示意为轴承。图5中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式二，以一号行星排太阳轮作为输入端，以二号行星排太阳轮作为输出端，以行星架作为控制端。不同之处是图5中行星架示意为轴承，行星轮示意为轴心；这与图4中的行星架行星轮形式相反，二者形式不同，排列不同，传动效果是等效的。图6中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式二，以一号行星排太阳轮作为输入端，以行星架作为输出端，以二号行星排太阳轮作为控制端。与其他图中制动器、发电机画在传动机械左侧不同，图6中与控制端连接的制动器、发电机都画在传动机械的右侧，两者均符合本发明所述结构。图7中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式二，以行星架作为输入端，以二号行星排太阳轮作为输出端，以一号行星排太阳轮作为控制端。
图8中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式三，以单排单层星行星排的行星架作为输入端，以内齿圈作为输出端，以太阳轮作为控制端。图8中输出端与电动机的关系为同轴关系，输出端与动力使用设备的关系为同轴关系。图9中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式三，以单排单层星行星排的行星架作为输入端，以内齿圈作为输出端，以太阳轮作为控制端。与图8的不同之处是，图9中输出端与电动机的关系为异轴关系，电动机通过旁轴的一级减速器与输出端连接；输出端与动力使用设备的关系为异轴关系，动力使用设备通过旁轴的二级减速器与输出端连接。图10中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式三，以单排单层星行星排的内齿圈作为输入端，以行星架作为输出端，以太阳轮作为控制端。图11中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式三，以单排单层星行星排的内齿圈作为输入端，以行星架作为输出端，以太阳轮作为控制端。与图10中制动器、发电机画在传动机械左侧不同，图11中与控制端连接的制动器、发电机都画在传动机械的右侧，两者均符合本发明所述结构。图12中本发明解耦混动器的传动机械示意为结构形式三，以单排单层星行星排太阳轮作为输入端，以行星架作为输出端，以内齿圈作为控制端。图13中本发明解耦混动器的传动机械示意为结构形式三，以单排单层星行星排太阳轮作为输入端，以内齿圈作为输出端，以行星架作为控制端。
图14中本发明解耦混动器的传动机械采用结构形式四，以单排双层星行星排内齿圈作为输入端，以行星架作为输出端，以太阳轮作为控制端，这是一种连接形式。传动机械采用结构形式四时，还有其他三种连接形式，分别是：一，以单排双层星行星排行星架作为输入端，以内齿圈作为输出端，以太阳轮作为控制端。二，以单排双层星行星排太阳轮作为输入端，以行星架作为输出端，以内齿圈作为控制端。三，以单排双层星行星排太阳轮作为输入端，以内齿圈作为输出端，以行星架作为控制端。这三种连接形式就不画出结构简图了。
传动机械采用结构形式一、结构形式二、结构形式三、结构形式四等具有三个旋转构件的行星排结构时，以传动机械的行星排结构中的第一个旋转构件作为输入端，使输入端连接第二制动器并连接动力源，使第二制动器控制输入端的转动与停止；以第二个旋转构件作为输出端，使输出端连接动力使用设备，在输出端与动力使用设备之间的连接路径上设置电动机与第二离合器，使输出端与电动机转子通过第二离合器相连接，使第二离合器控制输出端与电动机转子的结合与分离；以第三个旋转构件作为控制端，使控制端与第一制动器连接，使第一制动器控制住控制端的转动与停止，设置发电机与第一离合器，使控制端与发电机转子通过第一离合器相连接，使第一离合器控制住控制端与发电机转子的结合与分离。传动机械采用其他具有多于三个旋转构件的行星排结构时，选择传动机械的行星排结构中的三个旋转构件作为输入端、输出端、控制端。以第一个旋转构件作为输入端，使输入端连接第二制动器并连接动力源，使第二制动器控制输入端的转动与停止；以第二个旋转构件作为输出端，使输出端连接动力使用设备，在输出端与动力使用设备之间的连接路径上设置电动机与第二离合器，使输出端与电动机转子通过第二离合器相连接，使第二离合器控制输出端与电动机转子的结合与分离；以第三个旋转构件作为控制端，使控制端与第一制动器连接，使第一制动器控制住控制端的转动与停止，设置发电机与第一离合器，使控制端与发电机转子通过第一离合器相连接，使第一离合器控制住控制端与发电机转子的结合与分离。用导线连接发电机与变电器，用导线连接变电器与电动机，用导线连接变电器与电池，用导线连接电池与电源插头，所述导线连接即电路连接，包括发电机、电动机、变电器、电池、电源插头的各部件的连接，包括一次供电电路连接、二次控制电路连接等。对发电机、电动机的电路连接包含与定子的电路连接和与转子的电路连接。
本发明传动机械中输出端与电动机的关系有同轴关系与旁轴关系两种，图8与图9中的传动机械、输入端输出端控制端连接形式等内容均相同。图8中所示输出端与电动机的关系为同轴关系，图8中输出端与电动机转子同轴直接连接。图9中所示输出端与电动机的关系为旁轴关系，图9中输出端与电动机转子通过旁轴齿轮(减速齿轮16)间接连接，输出端与电动机互为旁轴关系。类似地，本发明传动机械中输出端与动力使用设备的关系有同轴关系与旁轴关系两种，图8中所示输出端与动力使用设备的关系就为同轴关系，图9中所示输出端与动力使用设备的关系就互为旁轴关系。类似地，本发明传动机械中输入端与动力源的关系有同轴关系与旁轴关系两种。类似地，本发明传动机械中控制端与发电机的关系有同轴关系与旁轴关系两种。
所述动力源是提供机械动力的设备，如活塞式内燃机、斯特林发动机、涡轮式发动机、转子发动机等，或者是动力源后面的设备如离合器、变矩器、分动器、减速器、连接设备等。所述动力使用设备是使用动力的机械设备(包含了驻车制动器)，如车轮、履带轮等，或者是动力使用设备前面的变速器、差速器、分动器、连接设备等。所述离合器包括摩擦式离合器、同步器式离合器、滑动齿轮式离合器、啮合式离合器、二自由度离合器等。所述二自由度离合器是在二自由度行星排结构中的第三旋转构件上设置制动器、通过控制制动器制动与松开来控制第一旋转构件与第二旋转构件之间的有阻力传动的传递与不传递。所述制动器包括各种制动器、各种助力制动器等。所述发电机与电动机为现有技术，包括永磁电机、励磁电机、可控消磁电机等。所述变电器为现有技术，执行下述功能：变电使发电机的高压电能转变为电动机的大电流电能，变电使发电机、电动机所发电能流入电池充电，配电使电池电能逆变流向发电机或电动机，管理电源插头流入的充电电能，管理发电机的、电动机的定子转子的电流及电流方向。
本发明解耦混动器通过控制两个制动器、两个离合器来控制混动耦合及解耦的各工作模式的切换，通过驻车制动器的配合。本发明解耦混动器的混动工作模式如下：
一，动力源与发电机混动。动力源工作，发电机工作，电动机不工作。第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离。当动力源动力稳定时，动力使用设备负载力矩传导至输出端、发电机发电时反力矩传导至控制端，两种力矩在传动机械上平衡，传动机械中的动力在发电机发电与输出端输出这两个方向混动与分配。当动力源动力大于输出端负载时，多余动力用于发电机发电，经变电器变电向电池充电；当动力源动力小于输出端负载时，不足动力从发电机反转补充，电能来自变电器来自电池。
二，动力源与发电机与电动机混动。动力源工作，发电机工作，电动机工作。第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器结合。当动力源动力稳定时，发电机发电时反力矩传导至控制端，在输出端会相应形成输出端机械力矩，同时发电机所发电能经变电器变电即时流入电动机，电动机向输出端提供电磁力矩，电磁力矩与输出端机械力矩共同推动输出端克服动力使用设备负载力矩。负载力矩大则输出端转速小，控制端转速大，发电量大，电磁力矩与输出端机械力矩都大；负载力矩小则输出端转速大，控制端转速小，发电量小，电磁力矩与输出端机械力矩都小。这是根据负载力矩大小自动调节输出转速的自动变速传动过程，也称为串并联混动传动，或称为复合分离混动传动，或称为ecvt变速传动。
三，动力源与电动机混动。动力源工作，电动机工作，发电机不工作。第二制动器松开，第一离合器分离，第一制动器制动，第二离合器结合。动力源动力与电动机动力并联混动，动力使用设备的负载功率由动力源功率与电动机功率相加。
四，发电机与电动机混动。动力源不工作，发电机与电动机由电池供电工作。第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器结合。经变电器控制，发电机反转带动控制端转动，电动机带动输出端转动，向动力使用设备输出动力。
五，发电机启动动力源。第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离。电动机不工作，输出端与动力使用设备被机动车驻车制动器制动。发电机由电池供电工作，变电器向发电机提供电流，发电机转动。控制端带动输入端转动，动力源发动机启动。
六，动力源带动发电机发电。第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离。电动机不工作，输出端与动力使用设备被驻车制动器制动。动力源工作，带动输入端从而带动控制端，发电机发电，发电机所发电能经变电器变电向电池充电。
七，机动车辆运行状态下动力源启动。第二制动器松开，在输出端转动情况下，控制端的第一制动器制动，输出端带动输入端转动，动力源发动机启动。
本发明的解耦工作模式如下：
八，发动机单独提供动力。动力源工作，发电机、电动机不工作。第二制动器松开，第一离合器分离，第一制动器制动，第二离合器分离。动力源的动力全部从输入端按传动机械输入端至输出端之间的传动比传导至输出端，传导至动力使用设备。
九，发电机单独提供动力。动力源不工作，电动机不工作，发电机由电池供电工作。第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离。发电机反转带动控制端从而带动输出端转动，带动动力使用设备。
十，发电机单独吸收制动能量。动力源不工作，电动机不工作，发电机工作。发电机发电。第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离。动力使用设备惯性转动带动输出端，输出端带动控制端反转，带动发电机发电。发电机所发电能经变电器流入电池充电。
十一，电动机单独提供动力。动力源不工作，发电机不工作，电动机由电池供电工作。第二制动器制动，第一离合器分离，第一制动器松开，第二离合器结合。电动机的动力带动输出端，传导至动力使用设备，这时控制端无阻力被动转动。
十二，电动机单独吸收制动能量。动力源不工作，发电机不工作，输出端被动力使用设备惯性带动，电动机发电。第二制动器制动，第一离合器分离，第一制动器松开，第二离合器结合。输出端带动电动机发电。电动机所发电能经变电器流入电池充电，这时控制端无阻力被动转动。
十三，电池通过电源插头充电。动力源、发电机、电动机不工作。第二制动器、第一离合器、第一制动器、第二离合器动作自由，驻车制动器制动。外电源电能经变电器控制从电源插头流入电池充电。
与现有采用行星排的混动器相比，本发明采用二自由度行星排结构传动机械、发电机、电动机、变电器、电池、电源插头、两个制动器和两个离合器，其中关键位置设置了两个制动器和两个离合器。形成的结构不仅是混动耦合结构，而且是动力源、发电机、电动机各自可以单独工作的解耦结构。当采用消磁技术、励磁技术等方法使电动机转子被动转动时电动机可以选择产生电流或不产生电流时，相当于电动机可以选择耦合或解耦，这样第二离合器可以省略，省略第二离合器的本发明解耦混动器也应属于本发明的保护范围。当动力源采用活塞式内燃机等时，其停机熄火状态被动转动阻力较大，相当于输入端制动，第二制动器可以省略，省略第二制动器的本发明解耦混动器也应属于本发明的保护范围。
传统行星排混动器偏重于混动耦合结构，不专门设置解耦结构，解耦工作模式不多。本发明解耦混动器混动耦合及解耦工作模式比传统行星排混动器多，尤其是解耦工作模式多：在动力源单独提供动力时，发电机解耦不必被动发电，系统传动效率高；在电动机单独提供动力输出端低速转动时，发电机解耦不必被动发电，系统效率高；在电动机单独提供动力输出端高速转动时，发电机解耦不会超速转动所以动力源不必被动启动，系统效率高。所以本发明解耦混动器系统效率高于传统行星排混动器，这是本发明的有益之处。其他具有解耦结构的行星排混动器一般设置两组行星排结构来实现解耦，其混动耦合及解耦的各工作模式的设置复杂；即使这样，传统混动器解耦工作模式也不全，有的为设置解耦工作模式牺牲部分混动耦合工作模式。与其他具有解耦结构的行星排混动器相比，本发明解耦混动器只设置一组行星排结构，采用创新的解耦结构，通过控制最少数量的制动器、离合器形成了三个动力可以彻底解耦工作，又不牺牲任何混动耦合工作模式的新型混动器。本发明解耦混动器的混动结构、解耦结构优于其他具有解耦结构的混动器，混动耦合及解耦的工作模式更多、系统效率更高，这是本发明的有益之处。
附图说明
图1为采用传动机械结构形式一的本发明解耦混动器第一种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图2为采用传动机械结构形式一的本发明解耦混动器第二种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图3为采用传动机械结构形式一的本发明解耦混动器第三种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图4为采用传动机械结构形式二的本发明解耦混动器第一种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图5为采用传动机械结构形式二的本发明解耦混动器第二种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图6为采用传动机械结构形式二的本发明解耦混动器第三种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图7为采用传动机械结构形式二的本发明解耦混动器第四种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图8为采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器第一种示意图，图中输出端与电动机为同轴关系，输出端与动力使用设备为同轴关系。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图9为采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器的第二种示意图，图中输出端与电动机为旁轴关系，输出端与动力使用设备为旁轴关系。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为减速齿轮,17为第二制动器。
图10为为采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器的第三种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图11为采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器的第四种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图12采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器的第五种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图13为采用传动机械结构形式三的本发明解耦混动器的第六种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
图14为采用传动机械结构形式四的本发明解耦混动器的第一种示意图。图中1为输入端，2为输出端，3为控制端，4为第一制动器，5为第一离合器，6为发电机定子，7为发电机转子，8为电动机定子，9为电动机转子，10第二离合器，11为动力源，12为动力使用设备，13为变电器，14为电池，15为电源插头，16为第二制动器。
各图中行星排以整幅结构简图表示，动力源以输入箭头示意，动力使用设备以输出箭头示意，制动器以一端接地的离合器形式表示，发电机转子示意为带永磁体的转子，发电机定子示意为带绕组的定子，电动机定子示意为带绕组的定子，电动机转子示意为带绕组的转子。各图中机械连接以粗线示意，电路连接以细线示意，对发电机、电动机的电路连接包含与定子的电路连接和与转子的电路连接。各部件只示意结构关系，未反映真实尺寸。
具体实施方式
实施例1：本发明解耦混动器的实施例1由传动机械、发电机、变电器、电动机、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，参见图1。传动机械采用结构形式一：设置两排行星排，两排行星排均包括内齿圈与带行星轮组的行星架，均省略其太阳轮，行星排中内齿圈与行星轮均相互啮合，两排行星排的齿轮模数不必相同。使两排行星排的行星轮组数目相等，调节它们的尺寸，使它们行星轮的轴心一一相互对齐并共有一个轴，就是使它们的行星轮一一对应连接。就形成本发明传动机械的结构形式一即双内齿圈两排星连接行星排结构。这两个行星排的行星轮具有相同转速，行星架具有另一相同转速。设一号行星排内齿圈齿数为zz，内齿圈转速为nz，行星轮齿数为xz，行星架转速为nj；二号行星排内齿圈齿数为zy，内齿圈转速为ny，行星轮齿数为xy，行星架转速也为nj。解析该两排星连接行星排结构可知，该传动机械的传动关系遵从运动方程zz*xy*nz-zy*xz*ny＝(zz*xy-zy*xz)*nj。该双内齿圈两排星连接行星排结构有三个旋转构件，就是一号行星排内齿圈、二号行星排内齿圈、行星架。以一号行星排内齿圈作为输入端(1)，使输入端(1)连接第二制动器(16)并连接动力源(11)，使第二制动器(16)控制输入端(1)的转动与停止；以二号行星排内齿圈作为输出端(2)，使输出端(2)连接动力使用设备(12)，在输出端(2)与动力使用设备(12)之间的连接路径上设置电动机与第二离合器(10)，图1中电动机定子(8)与电动机转子(9)组成电动机，使输出端(2)与电动机转子(9)通过第二离合器(10)相连接，使第二离合器(10)控制输出端(2)与电动机转子(9)的结合与分离；以行星架作为控制端(3)，使控制端(3)与第一制动器(4)连接，使第一制动器(4)控制控制端(3)的转动与停止，设置发电机与第一离合器(5)，图1中发电机定子(6)与发电机转子(7)组成发电机，使控制端(3)与发电机转子(7)通过第一离合器(5)相连接，使第一离合器(5)控制控制端(3)与发电机转子(7)的结合与分离。用导线连接发电机与变电器(13)，用导线连接变电器(13)与电动机，用导线连接变电器(13)与电池(14)，用导线连接电池(14)与电源插头(15)。参见图1。
通过控制两个制动器、两个离合器来控制本实施例1在混动耦合及解耦的各工作模式中切换，通过驻车制动器的配合，本实施例1的混动耦合及解耦的工作模式有十三种。
实施例2：本发明解耦混动器的实施例2由传动机械、发电机、变电器、电动机、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，参见图4。传动机械采用结构形式二：设置两排行星排，两排行星排均包括太阳轮与带行星轮组的行星架，均省略其内齿圈，行星排中太阳轮与行星轮均相互啮合，两排行星排的齿轮模数不必相同。使两排行星排的行星轮组数目相等，调节它们的尺寸，使它们行星轮的轴心一一相互对齐并共有一个轴，就是使它们的行星轮一一对应连接。就形成本发明传动机械的结构形式二即双太阳轮两排星连接行星排结构。这两个行星排的行星轮具有相同转速，行星架具有另一相同转速。设一号行星排太阳轮齿数为zz，太阳轮转速为nz，行星轮齿数为xz，行星架转速为nj；二号行星排太阳轮齿数为zy，太阳轮转速为ny，行星轮齿数为xy，行星架转速也为nj。解析该两排星连接行星排结构可知，该传动机械的传动关系遵从运动方程zz*xy*nz-zy*xz*ny＝(zz*xy-zy*xz)*nj。该双太阳轮两排星连接行星排结构有三个旋转构件，就是一号行星排太阳轮、二号行星排太阳轮、行星架。以一号行星排太阳轮作为输入端(1)，使输入端(1)连接第二制动器(16)并连接动力源(11)，使第二制动器(16)控制输入端(1)的转动与停止；以二号行星排太阳轮作为输出端(2)，使输出端(2)连接动力使用设备(12)，在输出端(2)与动力使用设备(12)之间的连接路径上设置电动机与第二离合器(10)，图4中电动机定子(8)与电动机转子(9)组成电动机，使输出端(2)与电动机转子(9)通过第二离合器(10)相连接，使第二离合器(10)控制输出端(2)与电动机转子(9)的结合与分离；以行星架作为控制端(3)，使控制端(3)与第一制动器(4)连接，使第一制动器(4)控制控制端(3)的转动与停止，设置发电机与第一离合器(5)，图4中发电机定子(6)与发电机转子(7)组成发电机，使控制端(3)与发电机转子(7)通过第一离合器(5)相连接，使第一离合器(5)控制控制端(3)与发电机转子(7)的结合与分离。用导线连接发电机与变电器(13)，用导线连接变电器(13)与电动机，用导线连接变电器(13)与电池(14)，用导线连接电池(14)与电源插头(15)。参见图4。
通过控制两个制动器、两个离合器来控制本实施例2在混动耦合及解耦的各工作模式中切换，通过驻车制动器的配合，本实施例2的混动耦合及解耦的工作模式有十三种。
实施例3：本发明解耦混动器的实施例3由传动机械、发电机、变电器、电动机、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，参见图8。传动机械采用结构形式三：结构形式三采用单排单层星行星排，该行星排由太阳轮、内齿圈与带单层行星轮的行星架三种部件组成，太阳轮与单层行星轮啮合，单层行星轮与内齿圈啮合，太阳轮与内齿圈不啮合。设该行星排内齿圈齿数为zq，内齿圈转速为nq，太阳轮齿数为zt，太阳轮转速为nt，行星架转速为nj，该行星排特性参数为a＝zq/zt，a通常大于1.3。该传动机械的传动关系遵从该行星排的运动特性方程nt a*nq＝(1 a)*nj。该单排单层星行星排有三个旋转构件，就是其内齿圈、行星架、太阳轮。以行星架作为输入端(1)，使输入端(1)连接第二制动器(16)并连接动力源(11)，使第二制动器(16)控制输入端(1)的转动与停止；以内齿圈作为输出端(2)，使输出端(2)连接动力使用设备(12)，在输出端(2)与动力使用设备(12)之间的连接路径上设置电动机与第二离合器(10)，图8中电动机定子(8)与电动机转子(9)组成电动机，使输出端(2)与电动机转子(9)通过第二离合器(10)相连接，使第二离合器(10)控制输出端(2)与电动机转子(9)的结合与分离；以太阳轮作为控制端(3)，使控制端(3)与第一制动器(4)连接，使第一制动器(4)控制控制端(3)的转动与停止，设置发电机与第一离合器(5)，图8中发电机定子(6)与发电机转子(7)组成发电机，使控制端(3)与发电机转子(7)通过第一离合器(5)相连接，使第一离合器(5)控制控制端(3)与发电机转子(7)的结合与分离。用导线连接发电机与变电器(13)，用导线连接变电器(13)与电动机，用导线连接变电器(13)与电池(14)，用导线连接电池(14)与电源插头(15)。参见图8。
通过控制两个制动器、两个离合器来控制本实施例3在混动耦合及解耦的各工作模式中切换，通过驻车制动器的配合，本实施例3的混动耦合及解耦的工作模式有十三种。
实施例4：本发明解耦混动器的实施例4由传动机械、发电机、变电器、电动机、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，参见图14。传动机械采用结构形式四：结构形式四采用单排双层星行星排，该行星排由太阳轮、内齿圈与带双层行星轮的行星架三种部件组成，太阳轮与内层行星轮啮合，内层层行星轮与外层行星轮啮合，外层行星轮与内齿圈啮合，太阳轮与内齿圈不啮合。设该行星排内齿圈齿数为zq，内齿圈转速为nq，太阳轮齿数为zt，太阳轮转速为nt，行星架转速为nj，该行星排特性参数为a＝zq/zt，a通常大于1.3。该传动机械的传动关系遵从该行星排的运动特性方程nt (a-1)*nj＝a*nq。该单排双层星行星排有三个旋转构件，就是其内齿圈、行星架、太阳轮。以内齿圈作为输入端(1)，使输入端(1)连接第二制动器(16)并连接动力源(11)，使第二制动器(16)控制输入端(1)的转动与停止；以行星架作为输出端(2)，使输出端(2)连接动力使用设备(12)，在输出端(2)与动力使用设备(12)之间的连接路径上设置电动机与第二离合器(10)，图14中电动机定子(8)与电动机转子(9)组成电动机，使输出端(2)与电动机转子(9)通过第二离合器(10)相连接，使第二离合器(10)控制输出端(2)与电动机转子(9)的结合与分离；以太阳轮作为控制端(3)，使控制端(3)与第一制动器(4)连接，使第一制动器(4)控制控制端(3)的转动与停止，设置发电机与第一离合器(5)，图14中发电机定子(6)与发电机转子(7)组成发电机，使控制端(3)与发电机转子(7)通过第一离合器(5)相连接，使第一离合器(5)控制控制端(3)与发电机转子(7)的结合与分离。用导线连接发电机与变电器(13)，用导线连接变电器(13)与电动机，用导线连接变电器(13)与电池(14)，用导线连接电池(14)与电源插头(15)。参见图14。
通过控制两个制动器、两个离合器来控制本实施例4在混动耦合及解耦的各工作模式中切换，通过驻车制动器的配合，本实施例4的混动耦合及解耦的工作模式有十三种。
上述各实施例仅为本发明的部分实施方式。
1.解耦混动器，由传动机械、发电机、变电器、电动机、电池、电源插头、两个制动器与两个离合器组成，传动机械是单排行星排的二自由度决定系统行星排结构或多排行星排组成的二自由度决定系统行星排结构，特征是在该行星排结构中，确定两个旋转构件的转速，所有旋转构件的转速被决定；取该行星排结构中的三个旋转构件作为本发明传动机械的输入端、输出端、控制端；传动机械采用具有三个旋转构件的行星排结构时，以传动机械的行星排结构中的第一个旋转构件作为输入端，使输入端连接第二制动器并连接动力源，使第二制动器控制输入端的转动与停止，以第二个旋转构件作为输出端，使输出端连接动力使用设备，在输出端与动力使用设备之间的连接路径上设置电动机与第二离合器，使输出端与电动机转子通过第二离合器相连接，使第二离合器控制输出端与电动机转子的结合与分离，以第三个旋转构件作为控制端，使控制端与第一制动器连接，使第一制动器控制控制端的转动与停止，设置发电机与第一离合器，使控制端与发电机转子通过第一离合器相连接，使第一离合器控制控制端与发电机转子的结合与分离；传动机械采用其他具有多于三个旋转构件的行星排结构时，选择传动机械的行星排结构中的三个旋转构件作为输入端、输出端、控制端，以第一个旋转构件作为输入端，使输入端连接第二制动器并连接动力源，使第二制动器控制输入端的转动与停止，以第二个旋转构件作为输出端，使输出端连接动力使用设备，在输出端与动力使用设备之间的连接路径上设置电动机与第二离合器，使输出端与电动机转子通过第二离合器相连接，使第二离合器控制输出端与电动机转子的结合与分离，以第三个旋转构件作为控制端，使控制端与第一制动器连接，使第一制动器控制控制端的转动与停止，设置发电机与第一离合器，使控制端与发电机转子通过第一离合器相连接，使第一离合器控制控制端与发电机转子的结合与分离；用导线连接发电机与变电器，用导线连接变电器与电动机，用导线连接变电器与电池，用导线连接电池与电源插头。
2.如权利要求1所述的解耦混动器，所述传动机械中输出端与电动机的关系有同轴关系与旁轴关系两种，传动机械中输出端与动力使用设备的关系有同轴关系与旁轴关系两种，传动机械中输入端与动力源的关系有同轴关系与旁轴关系两种，传动机械中控制端与发电机的关系有同轴关系与旁轴关系两种。
3.如权利要求1所述的解耦混动器，通过控制两个制动器、两个离合器来控制解耦混动器在混动耦合及解耦的各工作模式中切换，通过驻车制动器的配合，本发明解耦混动器的混动耦合及解耦的各工作模式如下：一，动力源与发电机混动，第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离；二，动力源与发电机与电动机混动，第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器结合；三，动力源与电动机混动，第二制动器松开，第一离合器分离，第一制动器制动，第二离合器结合；四，发电机与电动机混动，第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器结合；五，发电机启动动力源，第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离，驻车制动器制动；六，动力源带动发电机发电，第二制动器松开，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离，驻车制动器制动；七，机动车辆运行状态下动力源启动，第二制动器松开，在输出端转动情况下，第一制动器制动，动力使用设备关系转动带动输出端，输出端带动输入端转动，动力源内燃机启动；八，发动机单独提供动力，第二制动器松开，第一离合器分离，第一制动器制动，第二离合器分离；九，发电机单独提供动力，第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离；十，发电机单独吸收制动能量，第二制动器制动，第一离合器结合，第一制动器松开，第二离合器分离；十一，电动机单独提供动力，第二制动器制动，第一离合器分离，第一制动器松开，第二离合器结合；十二，电动机单独吸收制动能量，第二制动器制动，第一离合器分离，第一制动器松开，第二离合器结合；十三，电池通过电源插头充电，第二制动器、第一离合器、第一制动器、第二离合器动作自由，驻车制动器制动。
4.如权利要求1所述的解耦混动器，省略第二离合器的本发明解耦混动器也应属于本发明的保护范围，省略第二制动器的本发明解耦混动器也应属于本发明的保护范围。
技术总结