CN102673366B - 一体化混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一体化混合动力驱动装置。本发明的目的是提供一种一体化混合动力驱动装置，无需改变原燃油驱动系统主要部分，即可将电动模式和燃油驱动模式整合在一起。本发明的技术方案是：一体化混合动力驱动装置，包括后桥、主减速器壳、与后桥内主减速器动力输入端相连的主动双曲面齿轮轴，以及与该齿轮轴动力输入端连接的传动轴，其特征在于：所述齿轮轴上同轴安装中空电机，该中空电机的电机轴通过两个轴承同轴支承于齿轮轴上，同时齿轮轴上同轴固定接合套，该接合套位于电机轴的输出端且两者外径相同；所述电机轴输出端同轴套有能够随其一起转动的滑套，该滑套上连接有推拉切换机构。本发明适用于混合动力汽车。

Description

一体化混合动力驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是一种一体化混合动力驱动装置，主要适用于混合动力汽车，应用分类属于新能源汽车领域。

背景技术

目前市面上的混合动力电动汽车有多种型式，有串联混合式、并联混合式、有混联混合式。其中并联混合式有以燃油为主动力电力为辅助的，也有以电力为主燃油为辅助的。但都是结构复杂、所占空间大，不能适应在现有燃油车辆的基础上方便地改造的要求。

申请号为201010225111.4的发明专利公开了一种混合动力驱动装置，其发动机输出轴、第一离合器、行星减速机构、电机、传动轴依次连接在同一轴线上，传动轴穿过中空电机轴与行星架相连，传递发动机和电动机的扭矩，通过两个离合器实现燃油动力和电力的切换。其缺点在于传动轴需经过多组齿轮或皮带与行星齿轮减速机构连接，传动效率不高；不同的工作模式时，离合器和锁定器相互配合、结构复杂；改变了现有燃油车的变速系统，对原车传动系改动较大，较难布置到现有的传统汽车底盘上，生产成本高、维护费用高；同时该专利方案只能保持一个减速档，不能实现变速；而且，该中空电机的安装位置影响整车的通过性能。

申请号为01269330.8的实用新型专利公开了一种混合动力电动车，其发动机与电机一起驱动，并由控制器对发动机和电机的同时驱动实行控制，发动机还可以通过发电机对电池进行充电。车辆的续驶里程不受电池组容量的限制，能行驶较长距离。但是，由控制器同时对发动机和电机的驱动实行控制以及安装比较复杂，发电后给电池充电再通过电机驱动车辆，其效率低下，不利于节约能源。

专利公开号为102139627A的发明专利公开了一种混合动力传动系，该混合动力传动系通过一个行星齿轮减速机构将电动机器连接到变速器输入轴以及输出轴上，实现燃油动力和电机动力的并联驱动。但该混合动力传动系变速机构复杂，制造成本及控制成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种结构紧凑、安装空间小、节能环保并且成本低的一体化混合动力驱动装置，无需改变原燃油驱动系统主要部分，即可将电动模式和燃油驱动模式整合在一起。

本发明所采用的技术方案是：一体化混合动力驱动装置，包括后桥、主减速器壳、与后桥内主减速器动力输入端相连的主动双曲面齿轮轴，以及与该齿轮轴动力输入端连接的传动轴，其特征在于：所述齿轮轴上同轴安装中空电机，该中空电机的电机轴通过两个轴承同轴支承于齿轮轴上，同时齿轮轴上同轴固定接合套，该接合套位于电机轴的输出端且两者外径相同；所述电机轴输出端同轴套有能够随其一起转动的滑套，该滑套上连接有能够推动其沿轴线方向滑动、以便带动接合套一起转动的推拉切换机构。

所述中空电机包括与主减速器壳固定连接的电机壳、通过轴承同轴安装于齿轮轴外且整体位于电机壳内的电机轴、同轴固定于电机轴上的电机转子，以及固定安装于电机壳内的电机定子。

所述电机壳内部一体制有通过轴承承载于电机轴上的隔板，将电机壳分为两个空腔，所述电机转子和电机定子位于同一空腔内，所述接合套和滑套位于另一空腔内。

所述推拉切换机构包括固定安装于电机壳上的心轴、同轴套设于心轴上并能沿其轴线滑动的滑动套、固定安装于滑动套上的软轴支架、与软轴支架固定并夹紧滑套的拨叉，以及与软轴支架固定用于推动滑动套滑动的推拉软轴；所述推拉软轴一端穿过电机壳伸至外部。

所述心轴一端固定于隔板上，另一端固定于电机壳远离后桥一端的端面上。

所述电机轴和接合套外表面加工成外花键，滑套内表面加工成相匹配的内花键。

所述齿轮轴两端通过轴承分别承载于主减速器壳和电机壳上。

所述齿轮轴与传动轴之间采用花键套连接。

所述电机壳远离后桥一端的端面上安装有用于布置油封的油封支架。

本发明的有益效果是：1、本发明利用现有后桥的主减速器，将中空电机与后桥输入轴集成在一起，较之现有的混合动力驱动系统，其结构更加紧凑，从而节省了安装空间。2、通过一个花键滑套在两个动力系统中切换，电驱动和燃油驱动各自适于不同的工况，有利于电机驱动系统的简化和降低成本；在平常工况下采用电驱动模式，较之现有的电机驱动系统，因无需考虑爬陡坡等因素，功率和转矩要求，以及电机驱动系统成本更低，解决了使用经济性和环保的问题；在爬陡坡或电力不足的情况下采用原有燃油驱动系统，解决应急问题。3、两种驱动模式的整合不需要改变原有燃油驱动系统的主要部分，利于在现有燃油车底盘的基础上方便地改造，适用面更广。4、本发明可以在已有燃油车底盘动力系统的基础上作较少改造，实现在一定距离内（比如100KM）采用纯电动驱动，不仅环保而且节省费用。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明中推拉切换机构与滑套的连接结构图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例包括后桥1、主减速器壳2、与后桥1内主减速器动力输入端相连的主动双曲面齿轮轴3，以及通过花键套12与该齿轮轴动力输入端连接的传动轴13。所述后桥1和主减速器壳2的联结方式不变，与现有燃油车相同。所述齿轮轴3上同轴安装中空电机，该中空电机的电机轴6为中空轴，其两端分别通过一个轴承同轴支承于齿轮轴3上，同时齿轮轴3上同轴固定位于电机轴6输出端的接合套9，所述电机轴6输出端和接合套9外径相同且外表面均加工成相同规格的外花键；所述电机轴6输出端同轴外套有滑套10，该滑套内表面加工成与所述外花键相匹配的内花键，以实现电机轴6与滑套10的花键连接，使滑套10能够在电机轴6作用下随其同步转动，同时能够沿电机轴6的轴线自由滑动；所述滑套10上连接有能够推动其沿轴线方向滑动的推拉切换机构，用于控制滑套10仅与电机轴6输出端花键连接，或者同时与电机轴6输出端和接合套9花键连接，以实现电动驱动模式和燃油驱动模式的切换。

所述中空电机包括通过螺栓与主减速器壳2固定连接的电机壳4、通过轴承同轴安装于齿轮轴3外且整体位于电机壳4内的电机轴6、同轴固定于电机轴6上的电机转子7，以及固定安装于电机壳4内并与电机转子7相对应的电机定子8。本例中所述电机壳4内部一体制有通过轴承承载于电机轴6上的隔板20，将电机壳4分为两个空腔，所述电机转子7和电机定子8位于靠近后桥1一侧的空腔内，所述接合套9、滑套10和推拉切换机构位于另一空腔内。所述齿轮轴3两端通过轴承分别承载于主减速器壳2和电机壳4上。

所述推拉切换机构包括固定安装于电机壳4上的心轴14、同轴套设于心轴上并能沿其轴线自由滑动的滑动套15、固定安装于滑动套15上的软轴支架19、与软轴支架19固定并夹紧滑套10的拨叉16，以及与软轴支架19固定用于推动滑动套15滑动的推拉软轴17；所述心轴14一端固定于隔板20上，另一端固定于电机壳4远离后桥1一端的端面上；所述推拉软轴17一端穿过电机壳4伸至外部。

所述电机壳4远离后桥1一端的端面上安装有用于布置油封的油封支架11。

本实施例的工作原理如下：在平常工况下采用电驱动模式，拉动推拉软轴17，从而带动滑动套15、拨叉16和滑套10滑动，使得滑套10同时与电机轴6和接合套9花键连接，此时燃油动力处于空档、熄火状态，电机轴6输出动力，依次经滑套10和接合套9传递给主动双曲面齿轮轴3，进而通过减速增扭，传递给后桥半轴，实现纯电动驱动。

在爬陡坡或电力不足的情况下采用原有燃油驱动模式，推动推拉软轴17，从而带动滑动套15、拨叉16和滑套10滑动，使得滑套10与接合套9分离，而仅与电机轴6花键连接，此时电机处于非工作状态不输出动力，与普通燃油车一样，动力由发动机依次经离合器、变速箱、传动轴13到主减速器、后桥1实现燃油动力驱动。

本发明专利实施例安装空间紧凑、成本低、在现有燃油车底盘的基础上改造方便、在绝大部分工况下适用于纯电动模式，节能环保，同时又不影响原燃油底盘性能。 

Claims (5)

1.一种一体化混合动力驱动装置，包括后桥（1）、主减速器壳（2）、与后桥（1）内主减速器动力输入端相连的主动双曲面齿轮轴（3），以及与该齿轮轴动力输入端连接的传动轴（13），其特征在于：所述齿轮轴（3）上同轴安装中空电机，该中空电机的电机轴（6）通过两个轴承同轴支承于齿轮轴（3）上，同时齿轮轴（3）上同轴固定接合套（9），该接合套位于电机轴（6）的输出端且两者外径相同；所述电机轴（6）输出端同轴套有能够随其一起转动的滑套（10），该滑套上连接有能够推动其沿轴线方向滑动、以便带动接合套（9）一起转动的推拉切换机构；

所述推拉切换机构包括固定安装于电机壳（4）上的心轴（14）、同轴套设于心轴上并能沿其轴线滑动的滑动套（15）、固定安装于滑动套（15）上的软轴支架（19）、与软轴支架（19）固定并夹紧滑套（10）的拨叉（16），以及与软轴支架（19）固定用于推动滑动套（15）滑动的推拉软轴（17）；所述推拉软轴（17）一端穿过电机壳（4）伸至外部；

所述中空电机包括与主减速器壳（2）固定连接的电机壳（4）、通过轴承同轴安装于齿轮轴（3）外且整体位于电机壳（4）内的电机轴（6）、同轴固定于电机轴（6）上的电机转子（7），以及固定安装于电机壳（4）内的电机定子（8）；

所述电机壳（4）内部一体制有通过轴承承载于电机轴（6）上的隔板（20），将电机壳（4）分为两个空腔，所述电机转子（7）和电机定子（8）位于同一空腔内，所述接合套（9）和滑套（10）位于另一空腔内；

所述心轴（14）一端固定于隔板（20）上，另一端固定于电机壳（4）远离后桥（1）一端的端面上。

2.根据权利要求1所述的一体化混合动力驱动装置，其特征在于：所述电机轴（6）和接合套（9）外表面加工成外花键，滑套（10）内表面加工成相匹配的内花键。

3.根据权利要求1或2所述的一体化混合动力驱动装置，其特征在于：所述齿轮轴（3）两端通过轴承分别承载于主减速器壳（2）和电机壳（4）上。

4.根据权利要求1或2所述的一体化混合动力驱动装置，其特征在于：所述齿轮轴（3）与传动轴（13）之间采用花键套（12）连接。

5.根据权利要求1或2所述的一体化混合动力驱动装置，其特征在于：所述电机壳（4）远离后桥（1）一端的端面上安装有用于布置油封的油封支架（11）。