CN102602275A - 油电混合车的动力系统 - Google Patents

Abstract

一种油电混合车的动力系统，其包括有引擎、无段变速器、启动兼发电装置、动力马达、动力切换控制系统及电池。引擎具有一曲轴，无段变速器具有一带轮槽宽调整机构、一驱动轴、一从动轴及一皮带，启动兼发电装置具有一转动轴以输出或输入机械能，动力马达与无段变速器连接，动力切换控制系统与引擎及动力马达电信连接，电池耦接于启动兼发电装置、带轮槽宽调整机构、动力马达及动力切换控制系统，其中，曲轴连接于驱动轴，且转动轴连接于驱动轴，形成曲轴、驱动轴及转动轴呈同一轴线的状态。

Description

油电混合车的动力系统

【技术领域】

本发明是关于一种车用的混合动力系统，特别是关于一种兼具引擎动力及动力马达动力驱动车辆的动力系统。

【背景技术】

近几年来随着世界环保意识的抬头及能源危机的影响，世界各先进国家均投入大笔资金与人力研发低污染、低油耗、与高效能的车辆。

以目前新兴的电动车辆为例，其是使用电能作为其驱动能源，没有废气的排放与污染，因而被认为是最佳的交通工具。然而，电动车辆却有着续航力低、充电不方便、与成本偏高的缺点。为了撷取电动车及汽油车的优点，近年来陆陆续续在市面上即有汽油引擎与电能马达两种优点的油电混合车。

上述油电混合车可参阅中国台湾公开号第I295642号「油电混合动力车辆的动力切换装置」专利案，如图1所示，其中揭示了引擎P10及电动马达P20的混合系统，且其无段变速器P30的皮带P31及启动马达P40是于引擎P10曲轴P11的两侧，且该无段变速器P30的可变轮P32是位于固定轮P33及曲轴P11之间，相对来说会影响其散热，且因设置位置易增加维修因难度，此种设置方式应用在现今全地形四轮越野车(All TerrainVehicle，ATV)或多功能车(Utility Vehicle，UV)上，对产制者或消费者而言都非理想，故有改良的必要。

【发明内容】

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种将无段变速器的带轮槽宽调整机构、启动兼发电装置、动力马达等发热元件设置于易散热处，且使皮带位于带轮槽宽调整机构与引擎曲轴之间的一动力系统。

为达上述目的，本发明的其包括有引擎、无段变速器、启动兼发电装置、动力马达、动力切换控制系统及电池。引擎具有一曲轴，无段变速器具有带轮槽宽调整机构、驱动轴、从动轴及连接驱动轴与从动轴的皮带，带轮槽宽调整机构连接驱动轴的可动滑轮以控制皮带挂绕于驱动轴的直径大小，启动兼发电装置具有一转动轴，以输出供启动引擎的机械能或输入供发电的机械能。动力马达是提供第二动力源，并与该无段变速器连接，该动力切换控制系统与该引擎及该动力马达电信耦接，以协调第一动力源或第二动力源的运作时机，该电池耦接于该启动兼发电装置、该带轮槽宽调整机构、该动力马达及该动力切换控制系统，其中，曲轴连接于驱动轴，且启动兼发电装置的转动轴连接于驱动轴，形成曲轴、驱动轴及转动轴呈同一轴线的状态，且皮带位于带轮槽宽调整机构与引擎曲轴之间，无段变速器的同一侧是设有带轮槽宽调整机构、启动兼发电装置及动力马达。

承接上述，本发明提供一种油电混合车的动力系统，其包括一引擎、一无段变速器、一启动兼发电装置、一动力马达、一动力切换控制系统及一电池，该引擎提供第一动力源，其该引擎具有一输出动力的曲轴，该无段变速器具有一带轮槽宽调整机构、一驱动轴、一从动轴及一连接该驱动轴与该从动轴的皮带，该带轮槽宽调整机构连接该驱动轴的可动滑轮以控制该皮带挂绕于该驱动轴的直径大小，该启动兼发电装置具有一转动轴，以供启动引擎或引擎启动后以产生发电，该动力马达是提供第二动力源，并与该无段变速器连接，该动力切换控制系统是切换第一动力源或第二动力源的运作时机，该电池耦接于该启动兼发电装置、该带轮槽宽调整机构、该动力马达及该动力切换控制系统，其特征在于：

该曲轴连接于该驱动轴，且该启动兼发电装置的转动轴同样连接于该驱动轴，形成该曲轴、该驱动轴及该转动轴呈同一轴线的状态，且该皮带是位于该带轮槽宽调整机构与该曲轴之间。

所述的油电混合车的动力系统，其中位于该无段变速器的同一侧是设有该带轮槽宽调整机构、该启动兼发电装置及该动力马达。

所述的油电混合车的动力系统，其中该带轮槽宽调整机构为电子式。

所述的油电混合车的动力系统，其中该动力马达以一单向离合器与该无段变速器的从动轴连接，使该动力马达所提供的动力单向传送至从动轴。

所述的油电混合车的动力系统，其中该单向离合器为一单向元件，其是以轴接方式、齿轮组或皮带组连接该动力马达与该从动轴。

所述的油电混合车的动力系统，其中该油电混合车为一全地形四轮越野车或多功能车。

所述的油电混合车的动力系统，该无段变速器的该从动轴更连接一减速机构，该减速机构并连接一车轮轴，该从动轴的动力经该减速机构传递至该车轮轴。

所述的油电混合车的动力系统，其中该减速机构包含一手排档拨叉式高低速档齿轮以调整一减速比。

所述的油电混合车的动力系统，其中该启动兼发电装置具有一启动引擎模式及一发电回充模式，该启动引擎模式是由启动兼发电装置带动该驱动轴，经由该驱动轴而带动该引擎的曲轴转动，以启动引擎运转，并在引擎运转后，以该发电回充模式藉由该曲轴的驱动而发电，并回充电力至该电池。

依据上述，本发明将动力马达及启动兼发电装置设置在靠车体外侧，也就是尽量远离引擎这个发热源，因此较易受到气体流动而散热，且如此设置能给予较易维修置换的好处。另外，由于这样设计配置的安排，也能减少或甚至不必使用风扇的配置，节省了风扇配置并可增加额外空间，即可降低产制成本，加惠产制者及消费者。

【附图说明】

图1为现有技术的油电混合车的动力系统的剖视图；

图2为本发明油电混合车的动力系统实施例的剖视图；

图3为本发明油电混合车的动力系统的系统架构图；

图4为图3实施例的配置示意图；

图5为本发明油电混合车的动力系统的第一动力源作动示意图；以及

图6为本发明油电混合车的动力系统的第二动力源作动示意图。

P10   引擎

P11   曲轴

P20   电动马达

P30    无段变速器

P31    皮带

P32    可变轮

P33    固定轮

P40    启动马达

10     引擎

11     曲轴

20     无段变速器

21     带轮槽宽调整机构

211    可动滑轮

212    固定滑轮

213    马达

22     驱动轴

23     从动轴

24     皮带

30     启动兼发电装置

31     转动轴

40     动力马达

41     单向离合器

50     减速机构

60     车轮轴

70     动力切换控制系统

80     电池

【具体实施方式】

兹配合图式将本发明实施例详细说明如下，其所附图式均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本方法或结构。因此在该等图示中仅标示与本发明有关的元件或步骤，且所显示的元件或步骤并非以实施时的数目、形状、尺寸比例等加以绘制，其实际实施时的规格尺寸实为一种选择性的设计，且其元件布局形态或步骤次数有可能更为复杂。

请参阅图2、图3及图4所示，其为本发明油电混合车的动力系统实施例的平面剖视图、系统架构图及配置示意图。本实施例的油电混合车的动力系统是可组设于一全地形四轮越野车(ATV)或一多功能车(UV)等四轮配置的车辆上(图中未示)，其包含：其包括一引擎10、一无段变速器20、一启动兼发电装置30、一动力马达40、一动力切换控制系统70及一电池80。

引擎10提供了第一动力源，其具有一输出动力的曲轴11。无段变速器20具有一带轮槽宽调整机构21、一驱动轴22、一从动轴23及一皮带24，驱动轴22与曲轴11相连接形成同一轴线，皮带24连接驱动轴22与从动轴23，带轮槽宽调整机构21连接一可动滑轮211，皮带24系位于带轮槽宽调整机构21与引擎10曲轴11之间。带轮槽宽调整机构21为电子式(Electric Continuous Variable Transmission，ECVT)时，是以一马达213线性调整可动滑轮211与固定滑轮212之间的开度，以控制该皮带24挂绕于该驱动轴22的直径大小，而具有变速作用。

启动兼发电装置30具有一转动轴31，该转动轴31并连接于该驱动轴，形成曲轴11、驱动轴22及转动轴31呈同一轴线的状态，启动兼发电装置30具有一启动引擎模式及一发电回充模式，当处于启动模式时，其可应用转动轴31输出供启动引擎10的机械能，当处于发电回充模式时，可应用转动轴31输入供发电的机械能。进一步言的，启动引擎模式是于引擎10在熄火状态时，以转动轴31带动驱动轴22，经由驱动轴22而带动引擎10的曲轴11转动，以启动引擎10运转，并在引擎10运转后，以发电回充模式藉由该曲轴的驱动而发电，并回充电力至该电池80。

动力马达40是提供第二动力源，并与无段变速器20连接，以输出动力至无段变速器20。

动力切换控制系统70与引擎10及动力马达40电信耦接，以协调引擎(即第一动力源)或动力马达40(即第二动力源)的运作时机，例如，可单独以第一动力源驱动或单独以第二动力源驱动。

电池80耦接启动兼发电装置30、带轮槽宽调整机构21、动力马达40及动力切换控制系统70以提供其所需的电力。

上述实施例中，带轮槽宽调整机构21、无段变速器20及动力马达40是位于以该皮带24为基准的同一侧，即该带轮槽宽调整机构21、该启动兼发电装置30及该动力马达40是设于该无段变速器20的同一侧，这将使上述带轮槽宽调整机构21、无段变速器20及动力马达40元件位处于靠近车体外侧，有助于散热且易维修。

上述实施例中，动力马达40以一单向离合器41与无段变速器20的从动轴23连接，使动力马达40所提供的动力只能单向传送至从动轴23，而该单向离合器41则是可应用轴接方式、齿轮组方式或皮带组方式，连接动力马达40与从动轴23，而且，本发明的单向离合器41相当于单向元件，是单纯供动力马达40连接无段变速器20之用，并无再复合其他机构或装置。

无段变速器20的从动轴23更连接一减速机构50，减速机构50并连接一车轮轴60，从动轴23的动力经减速机构50传递至车轮轴60，而减速机构50包含一手排档拨叉式高低速档齿轮以调整一减速比。

如图5所示的本发明油电混合车的动力系统的第一动力源作动示意图。进一步言，当动力切换控制系统70切换为引擎(即第一动力源)提供动力时，其动力由引擎10曲轴11输出，经由无段变速器20(其传递途径为：驱动轴22、皮带24、从动轴23)、减速机构50而传递至车轮轴60。值得一提的是，当减速机构50传递引擎10动力至车轮轴60时，也同时会逆向地向动力马达40的方向传递，但由于减速机构50与动力马达40之间的单向离合器41的作用下，遂将其传递至动力马达40的动力消耗殆尽。

再请参照图6所示的本发明油电混合车的动力系统的第二动力源作动示意图。当动力切换控制系统70切换为动力马达40(即第二动力源)提供动力时，其动力由动力马达40输出，经由单向离合器41进入无段变速器20的从动轴23、减速机构50而传递至车轮轴60。值得一提的是，当减速机构50从动轴23传递动力至车轮轴60时，也同时会边过皮带24向驱动轴22的方向传递，但由于切换为动力马达40提供动力时，带轮槽宽调整机构21会将可动滑轮211与固定滑轮212的开度张开至大于皮带24的宽度，使皮带24对驱动轴22进行空转而将其传递的动力消耗殆尽。

在此必须说明的是，由于单向离合器41为单向动力的传送结构，因此当引擎10运转时所产生的动力是无法传送至动力马达40，而不致令动力马达40有负载过重而发生烧毁的问题。

再者，当从动轴23与动力马达40转轴的转速不同时，利用单向离合器41能够于两者转速匹配后，动力马达40的动力能够顺畅传送从动轴23，例如：当引擎10处于高速运转时，从动轴23会因此而高速转动，因此当驾驶者欲改用动力马达40动力时，利用单向离合器41能够于引擎10因停止提供动力而从高速运转逐渐至低速运转的状态下，令动力马达40能够顺畅的将动力传送至从动轴23；或者，当引擎10处于低速运转时，从动轴23会因此而低速转动，因此当驾驶者欲改用动力马达40动力时，利用单向离合器41亦能够于引擎10从低速运转逐渐至高速运转的状态下，令动力马达40能够顺畅的将动力传送至从动轴23。

综上所述，本发明的引擎动力输出至无段变速器并输出其动力到与车轮组连接的减速机构的负载的路径之中，完全不必再使用任何离合器，可减少机件磨耗及动力损失。另外，本发明的单向离合器相当于单向元件，是单纯供动力马达连接无段变速器的用，有别于其他习知技艺如图1的在单向离合器结合了其他机构，相对而言，本发明的单向离合器十分精简，不易故障且无散热上的问题。本发明油电混合车的动力系统将动力马达及启动兼发电装置设置在靠车体外侧，也就是尽量远离引擎这个发热源，因此较易受到气体流动而散热，且如此设置能给予较易维修置换的好处。而且这样设计配置的安排，也能减少或甚至不必使用风扇的配置，节省了风扇配置并可增加额外空间。

综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种油电混合车的动力系统，其包括一引擎、一无段变速器、一启动兼发电装置、一动力马达、一动力切换控制系统及一电池，该引擎提供第一动力源，其该引擎具有一输出动力的曲轴，该无段变速器具有一带轮槽宽调整机构、一驱动轴、一从动轴及一连接该驱动轴与该从动轴的皮带，该带轮槽宽调整机构连接该驱动轴的可动滑轮以控制该皮带挂绕于该驱动轴的直径大小，该启动兼发电装置具有一转动轴，以供启动引擎或引擎启动后以产生发电，该动力马达是提供第二动力源，并与该无段变速器连接，该动力切换控制系统是切换第一动力源或第二动力源的运作时机，该电池耦接于该启动兼发电装置、该带轮槽宽调整机构、该动力马达及该动力切换控制系统，其特征在于：

该曲轴连接于该驱动轴，且该启动兼发电装置的转动轴同样连接于该驱动轴，形成该曲轴、该驱动轴及该转动轴呈同一轴线的状态，且该皮带是位于该带轮槽宽调整机构与该曲轴之间。

2.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中位于该无段变速器的同一侧是设有该带轮槽宽调整机构、该启动兼发电装置及该动力马达。

3.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中该带轮槽宽调整机构为电子式。

4.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中该动力马达以一单向离合器与该无段变速器的从动轴连接，使该动力马达所提供的动力单向传送至从动轴。

5.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中该单向离合器为一单向元件，其是以轴接方式、齿轮组或皮带组连接该动力马达与该从动轴。

6.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中该油电混合车为一全地形四轮越野车或多功能车。

7.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，该无段变速器的该从动轴更连接一减速机构，该减速机构并连接一车轮轴，该从动轴的动力经该减速机构传递至该车轮轴。

8.如权利要求7所述的油电混合车的动力系统，其中该减速机构包含一手排档拨叉式高低速档齿轮以调整一减速比。

9.如权利要求1所述的油电混合车的动力系统，其中该启动兼发电装置具有一启动引擎模式及一发电回充模式，该启动引擎模式是由启动兼发电装置带动该驱动轴，经由该驱动轴而带动该引擎的曲轴转动，以启动引擎运转，并在引擎运转后，以该发电回充模式藉由该曲轴的驱动而发电，并回充电力至该电池。

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