CN102259581A - 一种混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆 - Google Patents

Abstract

一种混合动力驱动系统，包括内燃机、第一电机、离合器以及第二电机，其中，还包括用于输出动力的输出轴以及第一输入轴和第二输入轴，第一输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第一传动比，第二输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第二传动比，内燃机与第一电机连接，第一电机通过离合器与第一输入轴连接，第二电机与第二输入轴连接。本发明还提供了一种包含该驱动系统的车辆。本发明由于设置了两个输入轴和一个输出轴，从而形成了车辆前进档的两个档级，进而能够根据车辆的不同行驶工况，灵活选择各种工作模式和各个对应档位，所以很好的满足了车辆在不同工况下的行驶需要。

Description

一种混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆。

背景技术

当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统汽车日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为汽车行业的发展主题。鉴于此，推出纯电动汽车的呼吁日益高涨，但是受到技术、政策等诸多因素的制约，当前纯电动汽车还无法实现量产、全面推向市场化。

混合动力汽车由于其在节能和环保方面的优异表现，无疑是在纯电动汽车实现产业化之前，最为现实的技术之一。

现有技术公开了一种汽车混合动力驱动系统，如图4所示，该驱动系统包括内燃机100、电动机200以及作为动力耦合机构的行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括齿圈400、安装有行星齿轮的行星架500和太阳轮600，其中，电动机200通过齿轮300将动力传递给齿圈400，内燃机100将动力传递给太阳轮600，然后将二者的动力通过行星架而耦合在一起并传输给汽车的行驶系。

公知地，汽车的内燃机或电动机的转速较高，由内燃机或电动机输出的转动传递到汽车的驱动轮之前，必须经过减速机构减速增扭以驱动汽车，这在混合动力汽车上同样如此。减速机构主要由减速齿轮系构成，其减速比在减速齿轮箱制造完成之后是固定不变的。为适应不同工况下汽车减速增扭的需要，传统汽车驱动系统(即仅由内燃机驱动)安装有变速箱以进行汽车的档位操作，但是，对于混合动力汽车而言，由于其动力机构(即内燃机和电机)的布置形式以及动力耦合机构的限制，安装变速箱不但使得驱动系统结构过于复杂，而且在安装结构上也难以实现。因此，混合动力汽车的倒挡主要通过控制电动机的正反转实现，而变速则主要通过调整电动机的转速来实现，这相当于一种无级变速。

但是，混合动力汽车的这种变速方式并不能适应汽车不同工况下的需要，例如，对于上述混合动力驱动系统而言，当汽车处于爬坡(假设坡度是该汽车满载下所能行驶的极限坡度)情形下时，需要使得内燃机100和电动机200耦合后的输出扭矩达到最大，此时电动机200的输出扭矩应当在该情形下达到最大，但是该输出转速必须经过减速机构减速以增加扭矩才能带动汽车爬坡(尤其是汽车满载而质量较大时)，为适应此种工况减速机构的减速比必须设计得较大。但是，如果以该较大的减速比来作为该混合动力驱动系统减速机构的减速比却不能适应该汽车其它工况的需要，例如，当该汽车空载并行驶在平坦路面上时，此时要求汽车能够以比较高的速度行使，然而由于减速机构的减速比已经设计得较大，此时即使电动机200和内燃机100耦合后的转速达到最大，但经过减速机构较大的减速比的减速，汽车的行驶速度仍然不够理想。

由上分析可知，传统的汽车混合动力驱动系统的变速方式并不能满足汽车不同工况下的行驶需要，这在汽车混合动力驱动系统的设计上一直是一个比较难以解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有混合动力驱动系统的变速方式不能满足汽车不同工况下的行驶需要的技术问题，提供一种可以满足汽车不同工况下的行驶需要的混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆。

本发明一方面提供了一种混合动力驱动系统，包括内燃机、第一电机、离合器以及第二电机，其中，所述混合动力驱动系统还包括用于输出动力的输出轴以及各自向所述输出轴输送动力的第一输入轴和第二输入轴，第一输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第一传动比，第二输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第二传动比，所述内燃机与所述第一电机连接，所述第一电机通过所述离合器与所述第一输入轴连接，所述第二电机与所述第二输入轴连接。

进一步地，所述第一输入轴上固定有第一齿轮，所述第二输入轴上固定有第二齿轮，所述输出轴上固定有第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合形成第一传动比，所述第二齿轮与所述第四齿轮啮合形成第二传动比。

所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述差速器与所述第三齿轮或所述第四齿轮连接。

所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述输出轴上还固定有第五齿轮，所述差速器与所述第五齿轮连接。

进一步地，

所述第一传动比小于所述第二传动比。

所述内燃机的输出轴、所述第一电机的输出轴以及所述第二电机的输出轴处于同一轴线上。

所述第一齿轮的一端设置有中空轴，所述第二输入轴的一端通过轴承安装在所述中空轴中。

所述混合动力驱动系统还包括双质量飞轮，所述内燃机通过所述双质量飞轮与所述第一电机连接。

所述离合器包括在液压分离轴承的驱动下接触或分离的第一摩擦件和第二摩擦件，所述第一摩擦件与所述第一电机的转子固定连接，所述第二摩擦件与所述第一输入轴固定连接。

本发明另一方面还提供了一种车辆，其中，所述车辆包括上述的混合动力驱动系统。

本发明的混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆，由于设置了两个输入轴和一个输出轴，两个输入轴和输出轴之间分别通过齿轮副连接，内燃机和第二电机分别通过两个输入轴输出动力，从而形成了车辆前进档的两个档级，进而能够根据车辆的不同行驶工况，灵活选择各种工作模式和各个对应档位，所以很好的满足了车辆在不同工况下的行驶需要。此外，本发明的具有两个前进档级的混合动力驱动系统能够使得整车低速扭矩增大、起步更快，而在高速下能够更好地发挥出内燃机的最高效率，提高了能量转换效率，减少了尾气排放与能量损耗，最终达到整车的低排放、低油耗和高动能等效果。

附图说明

图1是本发明提供的混合动力驱动系统的一种实施方式的示意图；

图2是本发明提供的混合动力驱动系统的另一种实施方式的示意图；

图3是图2中的液压分离轴承的一种实施方式的结构示意图；

图4是现有技术提供的汽车混合动力驱动系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的一种实施方式，如图1和图2所示，一种混合动力驱动系统，包括内燃机1、第一电机3、离合器4以及第二电机10，其中，该混合动力驱动系统还包括用于输出动力的输出轴16以及各自向输出轴16输送动力的第一输入轴5和第二输入轴7，第一输入轴5和输出轴16之间通过一级或多级齿轮副形成第一传动比，第二输入轴7和输出轴16之间通过一级或多级齿轮副形成第二传动比，内燃机1与第一电机3连接，第一电机3的输出轴通过离合器4与第一输入轴5连接，第二电机10与第二输入轴7连接。

输入轴和输出轴之间可以根据需要设置一级或多级齿轮副，为了追求更大的传动比，输入轴和输出轴之间通过多级齿轮副连接；对于混合动力汽车等普通乘坐车来说，输入轴和输出轴之间通过一级齿轮副即可满足传动比的需要，所以为了简化结构，更进一步地，第一输入轴5上固定有第一齿轮81，第二输入轴7上固定有第二齿轮91，输出轴16上固定有第三齿轮82和第四齿轮92，第一齿轮81与第三齿轮82啮合形成第一传动比K1，第二齿轮91与第四齿轮92啮合形成第二传动比K2。

第一输入轴5和第二输入轴7各自向输出轴16输送动力，第一输入轴5和第二输入轴7不是同一根轴或者不是通过联轴器等部件连接在一起的而是不相连接的，第一输入轴5输出动力时，第一输入轴5的动力不会直接带动第二输入轴7运转(第一输入轴5的动力可以通过输出轴16带动第二输入轴7转动)；而第二输入轴7输出动力时，第二输入轴7的动力也不会直接带动第一输入轴5运转(第二输入轴7的动力可以通过输出轴16带动第一输入轴5转动)。这样内燃机1和第二电机10可以各自以第一传动比K1和第二传动比K2向输出轴16输送动力。

进一步地，根据本发明的一种实施方式，该混合动力驱动系统还包括差速器11，差速器11与第三齿轮82或第四齿轮92连接。

根据本发明的另一种实施方式，输出轴16上还固定有第五齿轮(图中未示出)，差速器11与第五齿轮连接。

差速器是驱动轿的主件，差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。普通差速器由行星轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。动力进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。

输出轴16用来将内燃机1、第一电机3和第二电机10的动力输出到差速器11中。因此可以使设置在输出轴16上的第三齿轮82、第四齿轮92或者另外的第五齿轮与差速器11的行星轮架啮合从而形成动力输出路线。

由于第一齿轮81和第三齿轮82、第二齿轮91和第四齿轮92分别啮合形成两个传动比K1和K2，在输出轴16和差速器11之间还可以形成一个传动比K3，所以整车的传动比有两个，分别为K＝K1*K3和K’＝K2*K3。其中，K3可以由第三齿轮82、第四齿轮92或者第五齿轮与差速器11的行星轮架啮合而形成。本领域技术人员可以根据需要而选择第三齿轮82、第四齿轮92或者第五齿轮与差速器11的行星轮架啮合。为了可以形成更宽广的传动比范围，K3可以由第五齿轮与差速器11的行星轮架啮合形成。另一方面，为了降低零件的占用空间，减少零件的数量，降低成本，K3可以由第三齿轮82或第四齿轮92与与差速器11的行星轮架啮合形成。

需要注意的是本发明的两个档位(或整车的两个传动比)与一般意义的两档是不同的，在本发明的方案中，内燃机1和第二电机10是分别通过两个传动比(或两个档位)输出动力的，即内燃机1使用第一传动比K1输出动力，第二电机10使用第二传动比K2输出动力。

进一步地，第一传动比K1和第二传动比K2是不同的，根据需要可以使第一传动比K1大于第二传动比K2，也可以使第一传动比K1小于第二传动比K2。优选地，第一传动比K1要小于第二传动比K2。

为了提高内燃机1的燃油经济性，尤其是高速时的燃油经济性，由第一齿轮81和第三齿轮82、第二齿轮91和第四齿轮92分别啮合形成的两个传动比K1和K2应该不同，更进一步地，第一齿轮81与第三齿轮82的传动比K1小于第二齿轮91与第四齿轮92的传动比K2，从而使得整车的传动比K也小于K’。

对于现有技术中只有一个整车传动比的混合动力方案，为了保证车辆正常启动，该传动比通常设置的较大，从而使得内燃机和/或电机输出的扭矩较大，这样车辆才能有较大的扭矩正常启动。这种车辆在启动或者低速运行时可以很好的满足需要，但是高速运行时，由于传动比较大，内燃机无法保证一直工作在燃油经济区，从而降低了燃油的利用率，增大了油耗，恶化了排放，不利于环保。同时，为了兼顾内燃机和电机的输出性能，并满足车辆的输出，这种车辆可能需要设置一个较大功率的电机，这样电机就比较占用空间，也增加了整车的成本。

对于现有技术中采用行星轮系形成两个传动比的混合动力方案，由于行星轮系结构比较复杂，在使用时需要制动某个转动元件如行星架或齿圈，这样就需要设置制动器等零件来实现，控制也比较复杂；同时由于行星轮系中转动元件如太阳轮、行星架等转速较高，需要在行星轮系中设置润滑油路。这样整个混合动力驱动系统的轴向尺寸比较大，结构比较复杂，控制也比较复杂，成本就比较高。

而本发明的混合动力驱动系统以及包含该驱动系统的车辆，由于设置了两个输入轴进而形成了两个传动比，所以可以使得车辆在启动和低速运行时采用一个较大的传动比，在高速运行时采用一个较小的传动比，从而使得车辆在低速时可以输出大扭矩，高速时可以输出高的速度。即内燃机1输出的动力经过一个较小的传动比K，从而可以更好的发挥内燃机1在车辆高速行驶时的性能，提高内燃机1高速运行时的燃油经济性，提高燃油利用率，降低油耗，减轻排放。而第二电机10输出的动力经过一个较大的传动比K’，从而可以输出一个大的扭矩进而顺利启动车辆以及使车辆低速运行。

另一方面，由于设置了两个传动比，同时这两个传动比K和K’可以根据需要而相差较大，这样就可以降低第二电机10的功率，即可以选用一个较小功率的电机作为第二电机10，从而降低了该混合动力驱动系统的占用空间，节约了整车成本。

同时，由于采用两组齿轮副形成了两个传动比，因此，整个混合动力驱动系统的结构比较简单，轴向空间也比较小，更有利于空间布置，尤其适合轴向空间小的车辆。另外可以设置一个变速箱，从而将第一齿轮81、第一输入轴5、第二输入轴7、第二齿轮91、第三齿轮82、第四齿轮92和输出轴16安装固定到该变速箱中。一般地，变速箱中会有润滑油，当车辆行驶时，第三齿轮82、第四齿轮92就可以将润滑油搅起，从而很容易的实现齿轮的润滑而无需另外设置润滑油道。同时齿轮的成本较低，而且无需设置同步器等来控制切换两个传动比，因此可以有效降低整个混合动力驱动系统的成本，进而降低混合动力车辆的成本，更有利于混合动力车辆的推广普及。

本发明的混合动力驱动系统，由于设置了两个传动比，使得内燃机1和第二电机10可以分别通过这两个传动比输出动力；同时由于第一传动比小于第二传动比，可以使得车辆在启动、爬坡和低速运行时采用第二电机通过第二传动比输出动力；车辆在高速运行时可以采用内燃机1通过第一传动比输出动力，从而提高了车辆高速运行时内燃机1的燃油经济性。这样车辆在启动、爬坡和高速运行等工况下都能很好的发挥各动力源的性能，改善了车辆的能源利用，有利于降低能源如电能和燃油的消耗。

内燃机1与第一电机3相连，此时，内燃机1的输出轴和第一电机3的输出轴处于同一轴线上。

本领域技术人员根据需要，可以使得第二电机10的输出轴与内燃机1的输出轴共线或者不共线。为了降低该混合动力驱动系统的径向安装空间，优选地，内燃机1的输出轴、第一电机3的输出轴以及第二电机10的输出轴处于同一轴线上。

公知地，轴与齿轮之间可以通过各种合适的方式固定连接，如通过花键连接。即第一输入轴5与第一齿轮81、第二输入轴7与第二齿轮91、输出轴16与第三齿轮82和第四齿轮92之间可以通过花键连接。

进一步地，为了减小输出轴16的尺寸以及简化输出轴16与第三齿轮82和第四齿轮92的连接固定，第三齿轮82和第四齿轮92可以为同一个齿轮或者为一体成型的两个齿轮。

内燃机1可以为汽油机、柴油机或者甲醇、乙醇等其它燃料内燃机等等。内燃机1与第一电机3的转子连接，因而，内燃机1的动力和第一电机3的动力可以一起通过离合器4而传递给第一输入轴5，或者内燃机1的动力传递给第一电机3，以产生电能。

具体来说，在离合器4处于接合状态的情况下，当内燃机1工作时，内燃机1的动力可以通过离合器4传递到第一输入轴5。由于内燃机1与第一电机3的转子相连，因此当内燃机1工作时，不论离合器4是否接合，第一电机3的转子都将在内燃机1的带动下而运转，而当第一电机3工作时，同样也将带动内燃机1运转。

第一电机3可以为AC交流电机、开关磁阻电机、直流永磁电机等等。第一电机3既可以发电机模式工作，也可以电动机模式工作。在以发电机模式工作时，第一电机3用于将机械能转化为电能。以电动机模式工作时，第一电机3用于将电能转化为机械能。具体地说，当内燃机1工作，内燃机1带动第一电机3以发电机模式工作时，第一电机3将内燃机1的机械能转化为电能。当第一电机3以电动机模式工作时，将电能转化为机械能，并输出至内燃机1，从而带动内燃机1的输出轴旋转(无论离合器4接合与否)，或者输出至第一输入轴5(当离合器4接合时)。

由于具有上述结构，因而第一电机3可以用作内燃机1的启动电机，从而无需为内燃机1设置额外的启动电机，同时第一电机3还能够向第一输入轴5输出动力，因而，在满足动力需求的情况下，节省了部分安装空间。此外，当需要车辆倒档时，仅使第二电机10反转即可实现，因而无需设置额外的倒档装置，从而进一步节省了安装倒档装置的安装空间，使本发明所提供的混合动力驱动系统具有较为紧凑的整体结构。

第一电机3的转子为中空结构，离合器4的至少一部分位于该中空结构中，优选地，离合器4全部位于该中空结构中，第一电机3的转子的内壁与离合器4相连，离合器4还与第一输入轴5相连，即第一电机3的转子输出的动力直接通过离合器4输送到第一输入轴5，最终传递到车轮。在该中空结构中安装离合器4可以有效节约轴向的安装空间。

第二电机10可以为AC交流电机、开关磁阻电机、直流永磁电机等等。第二电机10既可以发电机模式工作，也可以电动机模式工作。当以发电机模式工作时，第二电机10用于将机械能转化为电能。当以电动机模式工作时，第二电机10用于将电能转化为机械能。具体地说，当由第二输入轴7传递来的机械能传递至第二电机10时(如当下坡或刹车过程时)，第二电机10以发电机模式工作，从而将第二输入轴7传送来的机械能转化为电能。当第二电机10以电动机模式工作时，将电能转化为机械能，并输出至第二输入轴7。通常情况下，车辆通过第二电机10来进行驱动。

本发明的混合动力驱动系统还包括储能装置(图中未显示)，该储能装置分别与第一电机3和第二电机10电连接。该储能装置用于将第一电机3和第二电机10在用作发电机时产生的电能储存起来，以便在需要的时候，再向第一电机3和/或第二电机10供电。该储能装置为可多次充放电的电能单元，如锂离子二次电池等。

进一步地，该储能装置还可以与电能功率输入装置连接，即通过电能功率输入装置向储能装置充电，从而构成“插入式”混合动力驱动系统。

一般情况下，内燃机1输出的动力会存在振动，为了减小该振动，在内燃机1的输出轴上会设置有扭转减震器等减震机构。根据本发明的一种实施方式，进一步地，该混合动力驱动系统还包括双质量飞轮2，内燃机1通过双质量飞轮2与第一电机3连接。

双质量飞轮，就是将原来的一个飞轮分成两个部分，一部分保留在原来内燃机一侧的位置上，起到原来飞轮的作用，用于起动和传递内燃机的转动扭矩，这一部分称为初级质量。另一部分则放置在传动系变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，这一部分称为次级质量。两部分飞轮之间有一个环型的油腔，在腔内装有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体。由于次级质量能在不增加飞轮的惯性矩的前提下提高传动系的惯性矩，令共振转速下降到怠速转速以下。

双质量飞轮是当前汽车上隔振减振效果最好的装置，因此该双质量飞轮2的设置可以实现内燃机1和第一电机3之间的隔振减振，有利于降低内燃机1对第一电机3的不利影响，从而提高了第一电机3的实际工作性能。

一般地，一个轴需要两个轴承来固定支撑，如第一输入轴5的两端可以设置两个轴承来固定支撑，第二输入轴7的两端也可以设置两个轴承来固定支撑。由于第一齿轮81和第二齿轮91分别于第三齿轮82和第四齿轮92啮合，而第三齿轮82和第四齿轮92均固定在输出轴16上，为了降低第一输入轴5和第二输入轴7的固定支撑难度，简化变速箱的结构，根据本发明的一种实施方式，如图2所示，在第一齿轮81靠近第二电机10的一端设置有中空轴15，该中空轴15可以与第一齿轮81一体成型，也可以另外安装到第一齿轮81上，为了更好的保证装配公差，降低磨损，提高使用寿命，优选地，第一齿轮81与该中空轴15一体成型，且该中空轴15的中心轴线与第一齿轮81的中心轴线共线。第二输入轴7的一端依靠轴承固定支撑，另一端即靠近第一电机3的一端通过轴承安装在该中空轴15中。为了提高这一端的支撑强度，优选地，第二输入轴7的一端通过滚针轴承14安装在该中空轴15中。

由于变速箱中的齿轮副一般都为斜齿轮，而斜齿轮会产生轴向力，为了降低对输入轴的影响，因此在第二输入轴7和第一齿轮81之间还设置有推力轴承13，即安装于中空轴15中的第二输入轴7的一端还安装有推力轴承13。

同样地，也可以在第二齿轮91靠近内燃机1的一端设置有中空轴15(图中未示出)，该中空轴15可以与第二齿轮91一体成型，也可以另外安装到第二齿轮91上。为了更好的保证装配公差，降低磨损，提高使用寿命，优选地，第二齿轮91与该中空轴15一体成型，且该中空轴15的中心轴线与第二齿轮91的中心轴线共线。第一输入轴5的一端依靠轴承固定支撑，另一端即靠近第二电机10的一端通过轴承安装在该中空轴15中。为了提高这一端的支撑强度，优选地，第一输入轴5的一端通过滚针轴承14安装在该中空轴15中。

由于变速箱中的齿轮副一般都为斜齿轮，而斜齿轮会产生轴向力，为了降低对输入轴的影响，因此在第一输入轴5和第二齿轮91之间还设置有推力轴承13，即安装于中空轴15中的第一输入轴5的一端还安装有推力轴承13。

这样第一输入轴5和第二输入轴7既可以各自向输出轴16输送动力，又可以很好的满足两个输入轴的安装支撑需求。

离合器4可以根据需要而选择各种合适的离合装置，如可以为湿式离合器。由于湿式离合器为旋转液压缸，同时还要求较高的密封性，当将湿式离合器安装到第一电机3的中空结构中时，需要保证较高的密封效果，同时还需要开设油道，从而控制湿式离合器的开合。

为了降低离合器4的安装要求，简化安装结构，根据本发明的一种实施方式，离合器4包括可配合传动的第一摩擦件和第二摩擦件，第一摩擦件与第一电机3的转子固定连接，第二摩擦件与第一输入轴5固定连接。第一摩擦件和第二摩擦件可以为摩擦片或摩擦盘，只要可以相互配合实现动力的传递或中断即可。

第一摩擦件和第二摩擦件均可以为多片摩擦片或摩擦盘，本领域技术人员根据需要可以做出合理选择，如第一摩擦件和第二摩擦件采用与湿式离合器中的摩擦元件类似的连接布置形式。

离合器4由液压分离轴承6控制，如图3所示，液压分离轴承6包括：液压缸和分离轴承61，分离轴承61的内圈与液压缸的活塞62固定连接，液压缸包括缸体64、插设在缸体64内并与缸体64形成一端封闭的环状空间63的缸芯67以及设置在该一端封闭的环状空间63内并可轴向移动的活塞62，活塞62与缸体64的内壁和缸芯67的外壁密封接触，缸体64上设置有与环状空间63连通的通道65，该通道65与液压油管66相连接。

第一摩擦件或第二摩擦件可与分离轴承61相接触或分离，即第一摩擦件在分离轴承61的作用下与第二摩擦件接触传递动力或者断开切断动力，或者第二摩擦件在分离轴承61的作用下与第一摩擦件接触传递动力或者断开切断动力。

进一步地，缸芯67具有中空结构，第一电机3的输出轴穿过缸芯67与第一输入轴5相连，第一电机3的输出轴和缸芯67之间具有间隙，即第一电机3的运转不会受到缸芯67的影响。

如果离合器4采用传统的离合器如湿式离合器，则需要在变速箱的箱体壁、双质量飞轮2与第一电机3的转子之间的连接轴上开设油道，所以采用传统的离合器会使得油道设计、制造比较复杂。而采用本发明提供的由液压分离轴承6控制的离合器4，则可以降低离合器油道的设计制造难度，有利于降低成本。同时，液压缸可以固定在变速箱上，从而不会受第一电机3输出轴的影响，有利于提到离合器4的控制精度。

活塞62与缸体64的内壁和缸芯67的外壁密封接触，这可以通过本领域公知的各种方式来实现，例如通过在活塞62上与缸体64的内壁和缸芯67的外壁之间安装密封环。优选情况下，活塞62的后端面上嵌有Y形密封圈68，以使得活塞62与缸体64的内壁和缸芯67的外壁密封接触。由于Y形密封圈68密封可靠且耐高压，因此这样的密封方式结构简单而可靠，简化了加工、安装工艺。更具体地说，Y形密封圈68包括一个基端和两个支端，基端可以固定在的活塞62的后端面上所形成的燕尾槽内，两个支端分别与缸体64的内壁和缸芯6的外壁密封接触。

通道65用于将液压油管66中的液压油引入或排出环状空间中，以操纵活塞62的移动。通道65可以形成在缸体64的任意部位上，优选情况下，通道65形成于缸体64的后端即远离分离轴承61的一端。这样可以使整个装置的结构比较紧凑，减小了其径向尺寸。从而更适合于在空间较小的例如长条状或管状的空间内安装使用。

进一步地，液压分离轴承6还包括缸座70，该缸座70的一端与缸体64和缸芯67密封连接。该密封方式可以通过本领域公知的各种方式来实现，如在缸体64和缸座70之间形成凹凸结构，缸芯67的一端具有凸缘并插入到缸体64和缸座70之间，并通过螺钉69将缸体64和缸座70固定在一起。

另外根据本发明的一种实施方式，内燃机1只需要在高速运行时输出动力从而驱动车辆，此时，离合器4才需要结合，因此，液压分离轴承6的液压源如油泵可以无需另外设置电动机驱动而由内燃机1驱动。即由内燃机1带动油泵转动，进而为液压分离轴承6提供液压力。

公知地，混合动力车上设置有控制装置，如车载ECU，从而可以控制整车以及汽车上各个机构运行在各种工作状态下。

当需要控制离合器4时，控制装置控制液压动力源如电动油泵工作，从而将液压油通过液压油管66输入到环状空间63中，进而推动活塞62移动，在活塞62的作用下，分离轴承61带动离合器4闭合；当需要断开离合器4时，控制装置控制液压源如电动油泵停止工作，液压分离轴承6的的回油回路上的电磁阀接通，环状空间63中的液压油通过液压油管66流回液压源如变速箱中，此时，分离轴承61和活塞62逐渐回位，离合器4断开。

本发明的混合动力驱动系统可以根据不同的工况设置不同的工作模式并进行合理的选择。

本发明的混合动力驱动系统可以工作在纯电动和混合动力两种模式下，即该混合动力驱动系统可以以第二电机10驱动即纯电动模式为主。只要储能装置中的电量能满足第二电机10的需要即可控制车辆运行在纯电动模式。

根据本发明的一种实施方式，本发明的混合动力驱动系统可以工作以下工作模式：停止模式、串联模式、并联模式、纯电动模式和能量回馈模式：

停止模式：此时车辆的内燃机1、第一电机3和第二电机10均处于停止运行状态。离合器4处于分离状态或结合状态都不会对车辆产生影响。

串联模式：此时，离合器4分离，车辆在第二电机10的驱动下行驶，同时内燃机1带动第一电机3发电，第一电机3发的电可以直接输出给第二电机10，也可以输送给储能装置。

并联模式：此时，离合器4结合，第二电机10接收储能装置的电能运转并将动力通过输出轴16输送到差速器11进而驱动车轮12转动行驶；同时，内燃机1启动，并将动力通过输出轴16输送到差速器11进而驱动车轮12转动行驶。

此时，第一电机3也可以作为电动机运行，并将动力通过输出轴16输送到差速器11进而驱动车轮12转动行驶。

纯电动模式：第二电机10接收储能装置的电能并将动力通过输出轴16输送到差速器11进而驱动车轮12转动行驶。此时，离合器4分离，内燃机1和第一电机3均停止运行。

能量回馈模式：当车辆制动时，第二电机10可以接受输出轴16输送的机械能并转化为电能储存到储能装置中。

当然，本发明的混合动力驱动系统还可以工作在其它模式，如停车发电模式：此时离合器4分离，内燃机1带动第一电机3发电并给储能装置供电。

本发明的混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆，由于设置了两个输入轴和一个输出轴，两个输入轴和输出轴之间分别通过齿轮副连接，内燃机和第二电机分别通过两个输入轴输出动力，从而形成了车辆前进档的两个档级，进而能够根据车辆的不同行驶工况，灵活选择各种工作模式和各个对应档位，所以很好的满足了车辆在不同工况下的行驶需要。此外，本发明的具有两个前进档级的混合动力驱动系统能够使得整车低速扭矩增大、起步更快，而在高速下能够更好地发挥出内燃机的最高效率，提高了能量转换效率，减少了尾气排放与能量损耗，最终达到整车的低排放、低油耗和高动能等效果。

本发明的混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆，由于通过两个齿轮副形成了两个传动比，只需要控制第二电机10和内燃机1工作就可以使得两者分别利用两个传动比输出动力而无需另外设置换挡机构，因此有效降低了该混合动力驱动系统的控制难度，简化了控制策略，进而降低了该驱动系统出现控制故障的几率，有效提高了控制质量，从而降低了车辆的故障率以及车主的保养成本。

本发明的混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆，充分发挥了内燃机和第二电机在不同工况下的性能，很好的兼顾了性能与成本，从而有利于混合动力车辆的推广普及。

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

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，包括内燃机、第一电机、离合器以及第二电机，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括用于输出动力的输出轴以及各自向所述输出轴输送动力的第一输入轴和第二输入轴，第一输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第一传动比，第二输入轴和输出轴之间通过一级或多级齿轮副形成第二传动比，所述内燃机与所述第一电机连接，所述第一电机通过所述离合器与所述第一输入轴连接，所述第二电机与所述第二输入轴连接。

2.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一输入轴上固定有第一齿轮，所述第二输入轴上固定有第二齿轮，所述输出轴上固定有第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合形成第一传动比，所述第二齿轮与所述第四齿轮啮合形成第二传动比。

3.如权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述差速器与所述第三齿轮或所述第四齿轮连接。

4.如权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括差速器，所述输出轴上还固定有第五齿轮，所述差速器与所述第五齿轮连接。

5.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一传动比小于所述第二传动比。

6.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述内燃机的输出轴、所述第一电机的输出轴以及所述第二电机的输出轴处于同一轴线上。

7.如权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮的一端设置有中空轴，所述第二输入轴的一端通过轴承安装在所述中空轴中。

8.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括双质量飞轮，所述内燃机通过所述双质量飞轮与所述第一电机连接。

9.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述离合器包括在液压分离轴承的驱动下接触或分离的第一摩擦件和第二摩擦件，所述第一摩擦件与所述第一电机的转子固定连接，所述第二摩擦件与所述第一输入轴固定连接。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9中任意一项所述的混合动力驱动系统。

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