1.3 混合动力方案构型研究现状

混合动力汽车由于其具有1台发动机和至少1台电机作为动力源，具有众多的工作模式，保障了发动机能够最大限度地工作在最佳经济区间内，并能对制动能量进行回收。目前大多数混合动力系统都采用简单“附加式”技术，将电机、发动机和传统的自动变速器进行组合，并没有从结构和原理上突破传统内燃机汽车的模式，研究表明其节油效果难以比拟混合动力专用变速器（Dedicated Hybrid Transmission, DHT）^[36，37]。为了实现多个动力源的耦合输出，行星齿轮机构由于具有多构件、多自由度的优点，成为组成混合动力专用变速器的最佳组成元素。

混合动力系统构型是混合动力技术的基础，元件的组合、连接和布置方式不同，其组成的混合动力传动系统的构型也不同，所具有的工作模式也不尽相同，最终的节能效果也大不相同。德国波鸿大学的Peter Tenberge在传统AT传动方案的基础上，通过研究电机与传动系统构建的连接关系，提出了多款适用于混合动力方案的传动系统^[38]。美国密歇根大学的Peng Hui基于丰田普锐斯和通用Voltec混合动力传动系统，研究了包含2～3个行星排的混合动力系统构型方法^[39-41]。埃因霍芬理工大学的Emilia Silvas基于拓扑优化的方法，建立了包含多个行星排的混合动力系统构型组合模型^[42]。北京理工大学的苑士华采用杠杆分析方法研究了两个行星排的构型组合算法^[43]。吉林大学的王伟华利用杠杆模型、逆向分拆法研究了两个行星排的混合动力系统构型组合。德国布伦瑞克工业大学的Ferit Küçükay教授针对某混合动力专用系统构型进行了参数优选，但参考条件中只考虑了整车的动力性和经济性^[44]。重庆大学的杨亚联利用图论建立了混合动力汽车行星齿轮传动系统模型，并采用动态规划的方法优化了系统参数^[45，46]。

目前，国内外针对混合动力专用变速器的综合方法，大多基于现有构型通过增加元件进行拓扑综合与参数匹配，对设计人员的依赖程度高。混合动力专用变速器由于具有多个动力源、多个换档元件和多种工作模式等特点，属于多输入行星齿轮传动方案，而现有行星齿轮传动系统综合方法并不能解决这一问题。因此，这对行星齿轮传动系统方案综合提出了新的挑战。