CN103223860A - 针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，包括发动机、电动机、机械式自动变速器、干式双片离合器、主减速器和差速器。变速器包括由齿轮Ⅰ～齿轮Ⅵ组成的啮合齿轮对、2个同步器和2个变速器输入轴以及1个变速器输出轴。通过控制同步器Ⅱ与所联系齿轮的分离和结合，及发动机启停和电动机电源通断，可实现电力与混合动力驱动间的切换；通过两个同步器和干式双片离合器与各所联系齿轮的分合，实现变速器的换档。与现有并联式混合动力耦合机构相比，该装置除保留了现有机械式自动变速器传动效率高、成本低的优点外，消除了机械式变速器换档时的动力中断。故本发明具有运行效率高、结构简单、成本低、换档平顺性好的优点。

Description

针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置
技术领域
本发明涉及一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，属于一种行走机械的驱动装置。
背景技术
面对节能和环保的巨大压力，各国汽车行业纷纷开发节能环保型产品。例如专利[2档机械自动变速器的纯电动汽车的横置式动力驱动装置，公开号CN102700407A]提出了一种用于纯电动汽车的2档电控机械式自动变速器。该结构具有传动效率高、无换档动力中断的优点。而且与单档位纯电动汽车相比，该结构在加速性能、爬坡能力以及能耗经济型方面都有较大提高。
然而受电池技术制约，纯电动汽车的续驶里程仍然无法满足远途行驶需求。混合动力汽车以其不改变基础设施、技术性能相对成熟、污染小的优势，成为现阶段应对能源和环境问题的较现实的选择。
发明[基于机械自动变速器的插电式混合动力驱动装置，公开号[CN102490588A]中提出了一种采用双电机的插电式混合动力耦合机构。此机构采用两个电机和一个发动机作为动力源，能有效利用发动机和电机的高效运转区。然而采用两个驱动电机，成本较高，适合动力性要求高的商务用车和运动型多功能用车。
本发明针对多数中级家用轿车提出了一种采用单电机的插电式混合动力耦合机构。在专利[CN102700407A]提出的采用2档电控机械式自动变速器的纯电动汽车的基础上，通过引入第三根传动轴以及“2*2”的档位配置，用尽可能少的齿轮数将小排量发动机耦合进来。研究表明，对于普通轿车而言，经速比优化设计之后的两档自动变速器电动车更好的应用了电动机的速度特性，其动力性和经济性均优于单档变速器电动车，因此电动机的合理档位数为2个档位；另外，电动机起步可以省去发动机传动路线的1档（即起步档），因此发动机的合理档位数可以是4个档位。本发明提出的结构恰好为电机的动力输出提供了2个档位，同时为发动机的动力输出提供了4个档位，符合动力耦合机构的实际工作需求，而且采用的齿轮数量少、轴向尺寸短。与发明[CN102490588A]相比，本发明减少了驱动电机的数量，成本大大降低，更适合在家庭用车中普及。
本发明通过机械式自动变速器将发动机与电机并联起来，属于一种并联式混合动力耦合机构。现有并联式混合动力耦合机构形式多样，包括电控机械式自动变速器AMT、采用湿式离合器和行星齿轮的自动变速器AT、无级变速器CVT等。与采用传统AMT的并联式混合动力耦合机构相比，本发明在保留了机械式变速器传动效率高的优点的基础上，消除了AMT换档动力中断。与采用AT和CVT的并联式混合动力耦合机构相比，本发明没有湿式离合器、传动带等复杂传动副的能量损耗，可大大提高整车运行效率、并降低成本。
可见，与现有并联式混合动力耦合机构相比，本发明具有运行效率高、结构简单、成本低、换档平顺性好等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，具有驱动模式切换和换档功能的针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置。其结构齿轮对数少，轴向尺寸短，方便前置前驱车辆的布置。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，主要由发动机13、电动机7、机械式自动变速器、干式双片离合器17、主减速器和差速器19组成，所述机械式自动变速器由齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅲ8、齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16组成的啮合齿轮对和同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10、变速器输入轴Ⅰ9、变速器输入轴Ⅱ15以及变速器输出轴18组成，
其中，所述齿轮Ⅱ6和齿轮Ⅴ14与变速器输入轴Ⅱ15固连，所述齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅳ11空套在变速器输入轴Ⅰ9上，所述齿轮Ⅰ3和齿轮Ⅵ16空套在变速器输出轴18上，所述发动机13的飞轮通过扭转减震器12与变速器输入轴Ⅰ9相连，所述电动机7的输出轴与变速器输入轴Ⅱ15相连；
所述主减速器从动齿轮1和主减速器主动齿轮5共同组成主减速器，并与差速器19相连；
所述同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合或分离；所述同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅳ11结合或分离；所述干式双片离合器17控制齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18结合或分离。
所述机械式自动变速器为电动机（7）的动力输出提供了2个档位，为发动机（13）的动力输出提供了4个档位；
通过控制所述同步器Ⅱ10与所联系齿轮的分离和结合，以及发动机13的启动停止和电动机7电源的通断，实现电力动力驱动和混合动力驱动之间的切换；
通过所述同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17与各所联系齿轮的分离和结合，实现变速器的换档；
所述齿轮Ⅱ6为两个直径不同的齿轮相固连，其作用是实现变速器各档位传动比变化为近似等比变化，即相邻两个档位传动比的比值近似相等。
本发明的技术效果是：
结构简单紧凑，成本较低，轴向尺寸较小，节省空间，适合前置前驱的布置形式；能有效利用发动机、电动机的速度特性和高效运转区，运行模式较多，并且在换档时可以实现主动同步调速和无动力中断控制，改善了汽车的动力性和经济性。
机械式自动变速器的档位数根据驱动模式的变化而有不同的数值。当驱动模式为纯电动驱动模式时，同步器Ⅱ10处于中间位置，机械自动变速器通过同步器Ⅰ4和干式双片离合器17进行换档，有效档位为两个档位，分为一个低速档和一个高速档。其中，低速档传动由齿轮Ⅱ6和齿轮Ⅰ3啮合构成；高速档传动由齿轮Ⅴ14和齿轮Ⅵ16啮合构成。
当驱动模式为混合动力驱动模式时，在纯电动驱动模式的基础上，发动机13通过变速器输入轴Ⅰ9介入工作。变速器输入轴Ⅰ9上的同步器Ⅱ10与其左右两侧的齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅳ11构成2个档位，与纯电动驱动模式中的变速器输出轴18上实现的2个档位一起形成具有4个档位的“2*2”的档位配置。因此变速器通过同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17进行换档，有效档位为四个档位，分为大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档。其中，大扭矩低速档由齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅰ3啮合构成；低速档由齿轮Ⅲ8与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅰ3啮合构成；高速档由齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16啮合构成；超速档由齿轮Ⅲ8与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16啮合构成。
本结构为电动机的动力输出提供了2个档位，为发动机的动力输出提供了4个档位，符合电动机和发动机的实际工作需求。
当需要换档时，通过同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17与相应齿轮分离和结合，即可完成换档。在换档过程中，由电动机7补充期望力矩，并且在干式双片离合器17和同步器Ⅰ4共同作用下，可实现无动力中断换档，提高了汽车的动力性、平顺性和燃油经济性。
当电池电量充足时（例如电池电量水平SOC>0.5），动力驱动装置工作在纯电动驱动模式下。此时，变速器有效档位为两个档位，整车动力性和经济性均优于只有一个档位的单档电动车。由于车辆在市区行驶时，对平均功率要求比较低，所以纯电动驱动模式可以满足在市区路面行驶的要求，包括实现车辆的起步、加速、爬坡以及倒驶。
当电池电量水平SOC小于某一最小值（如0.3）时，发动机13经电动机7带动启动，开始参与输出扭矩。此时，动力驱动装置进入混合动力驱动模式，变速器的有效档位为四个档位。该模式下，发动机13基本工作在高效区。此时，若发动机13输出功率无法满足汽车行驶所需功率，系统则进入功率不足驱动模式，发动机13和电动机7共同输出扭矩；若发动机13输出功率大于汽车行驶所需功率，则动力驱动装置进入功率过剩驱动模式，仅靠发动机13输出扭矩，同时，发动机13反拖电动机7运行进行发电，为电池充电。直到电池电量水平SOC达到某一较大值（如0.8）时，充电停止，车辆再次进入纯电动驱动模式。
当驾驶员进行制动或使车辆进行无动力滑行时，靠车轮拖动电动机7发电，对电池进行充电，实现能量的回收。
由于电动机7可以实现正向和反向转动，当电动机7反向转动时，即可实现汽车的倒车行驶。
本发明将传统机械自动变速器的离合器移到变速器输出轴18处，发动机13的动力通过飞轮和减震器12直接输出到变速器。发动机13在换档时的转速同步通过发动机控制技术（如点火提前角的控制和进气制动等）来实现。
电机传动路线的两个档位速比间距较大，导致换档时产生较多的摩擦片滑磨损耗。而且干式离合器置于变速器输出轴18后端，需要传递的力矩较大。为了提高干式离合器的力矩容量和热容量，并减少径向尺寸，本发明采用双片摩擦片结构。
本发明中发动机13靠电动机7进行启动，取消了传统意义上的发动机启动电机。需要发动机13启动时，同步器Ⅱ10向左与齿轮Ⅲ8结合，使连接发动机13的输入轴Ⅰ9通过齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅱ6的啮合与连接电动机7的输入轴Ⅱ15相联结，通过电动机7的带动使发动机13启动。由于此时的电动机7较传统意义上的发动机启动电机功率大的多，所以可以实现发动机13的快速启停。发动机13启动时机选择在汽车匀速行驶或缓加速行驶过程中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为纯电动模式下动力传递路线图，其中：
2a为低速档，2b为高速档。
图3为功率不足驱动模式下动力传递路线图，其中：
3a为大扭矩低速档，3b为低速档3c，为高速档3d为超速档。
图4为功率过剩驱动模式下动力传递路线图，其中：
4a为大扭矩低速档，4b为低速档，4c为高速档，4d为超速档。
图5为制动模式下动力传递路线图。
图6为无动力滑行模式下动力传递路线图。
图中：1-主减速器从动齿轮；2-半轴；3-齿轮Ⅰ；4-同步器Ⅰ；5-主减速器主动齿轮；6-齿轮Ⅱ；7-电动机；8-齿轮Ⅲ；9-变速器输入轴Ⅰ；10-同步器Ⅱ；11-齿轮Ⅳ；12-扭转减震器；13-发动机；14-齿轮Ⅴ；15-变速器输入轴Ⅱ；16-齿轮Ⅵ；17-干式双片离合器；18-变速器输出轴；19-差速器。
具体实施方式
参阅附图所示实例对本发明的具体内容及其工作过程作进一步的描述。
参阅图1，本发明提供了一种基于机械式自动变速器的混合动力驱动装置，包括一个燃油动力、一个电力动力以及一个动力输出端。具体表现为一个发动机13，一个电动机7，一个机械式自动变速器，一个干式双片离合器17，主减速器和差速器19。机械式自动变速器包括由齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅲ8、齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16组成的四对啮合齿轮对以及同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10，变速器输入轴Ⅰ9、变速器输入轴Ⅱ15和变速器输出轴18。其中，齿轮Ⅱ6和齿轮Ⅴ14与变速器输入轴Ⅱ15固连；齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅳ11空套在变速器输入轴Ⅰ9上；齿轮Ⅰ3和齿轮Ⅵ16空套在变速器输出轴18上。发动机13的飞轮通过扭转减震器12与变速器输入轴Ⅰ9相连；电动机7的输出轴与变速器输入轴Ⅱ15相连；主减速器从动齿轮1和主减速器主动齿轮5共同组成主减速器，并与差速器19相连；同步器Ⅰ4可与齿轮Ⅰ3结合或分离；同步器Ⅱ10可与齿轮Ⅲ8和齿轮Ⅳ11结合或分离；干式双片离合器17可控制齿轮Ⅵ16与轴18结合或分离。通过控制同步器Ⅱ10与所联系齿轮的分离和结合，以及发动机13的启动停止和电动机7电源的通断，可实现纯电动驱动模式和混合动力驱动模式之间的切换；通过同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17与各所联系齿轮的分离和结合，可实现变速器的换档。齿轮Ⅱ6为两个直径不同的齿轮相固连，目的是实现变速器各档位传动比变化为近似等比变化，即相邻两个档位传动比的比值近似相等。
本发明为电动机7的动力输出提供了2个档位，为发动机13的动力输出提供了4个档位。符合电动机和发动机的实际工作需求。
当驱动模式为纯电动驱动模式时，同步器Ⅱ10处于中间位置，机械自动变速器通过同步器Ⅰ4和干式双片离合器17进行换档，有效档位为两个档位，分为一个低速档和一个高速档。其中，低速档传动由齿轮Ⅱ6和齿轮Ⅰ3啮合构成；高速档传动由齿轮Ⅴ14和齿轮Ⅵ16啮合构成。
当驱动模式为混合动力驱动模式时，变速器通过同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17进行换档，有效档位为四个档位，分为大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档。其中，大扭矩低速档由齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅰ3啮合构成；低速档由齿轮Ⅲ8与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅱ6与齿轮Ⅰ3啮合构成；高速档由齿轮Ⅳ11与齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16啮合构成；超速档由齿轮Ⅲ8与齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅴ14与齿轮Ⅵ16啮合构成。
本发明通过对一个发动机，一个电动机和一个机械式自动变速器的耦合，可以提供以下几种工作模式：
纯电动驱动模式：参阅图2，当电池电量充足（例如电池电量水平SOC>0.5）时，动力驱动装置工作在纯电动驱动模式下。机械式自动变速器有效档位为两个档位，分为低速档（图2a）和高速档（图2b）。
低速档时，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，使齿轮Ⅰ3与变速器输出轴18固连，干式双片离合器17为分离状态，使齿轮Ⅵ16空转。此时的动力传递路线为：动力由电动机7输出，经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，由半轴2输出。
高速档时，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，使齿轮Ⅰ3空转，干式双片离合器17结合，使齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18固连。此时的动力传递路线为：动力由电动机7输出，经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出。
由于此时机械式自动变速器的两个档位经过速比优化设计，提高了电动机的运行效率，使得整车动力性和经济性均优于单档电动车。当车辆在市区行驶时，对功率要求比较低，所以此模式完全可以满足车辆在市区路面行驶的要求，包括实现车辆的起步、加速和爬坡。同时，由同步器Ⅰ4与干式双片离合器17相互配合进行换档，可实现换档过程中无动力中断，提高了换档品质，改善了车辆的行驶平顺性。电动机7可以通过改变输入电压的方向实现正向和反向转动，当电动机7反向转动时，即可在此模式下实现车辆的倒驶。
当电池电量水平SOC小于某一最小值（如0.3）时，发动机13经电动机7带动启动，开始参与输出扭矩，此时，动力驱动装置进入混合动力驱动模式。根据发动机13实际输出功率与汽车行驶所需功率的关系，若输出功率不足，系统则进入功率不足驱动模式；若输出功率过剩，系统则进入功率过剩驱动模式。具体分析如下：
功率不足驱动模式：参阅图3，当车辆在急加速超车、爬坡等过程中，若保证发动机13工作在高效区，则发动机13输出功率无法满足汽车行驶所需功率，动力驱动装置进入功率不足驱动模式，由电动机7和发动机13共同输出功率，以保证车辆的正常行驶，并可以实现很好的高速动力性。此时，机械式自动变速器有效档位为四个档位，分别是大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档。
大扭矩低速档（图3a）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅳ11结合，使齿轮Ⅳ11与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅲ8空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，使齿轮Ⅰ3与变速器输出轴18固连，干式双片离合器17为分离状态，使齿轮Ⅵ16空转。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅳ11、齿轮Ⅴ14、变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；由电动机7输出的动力经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，由半轴2输出。此档位主要用于汽车急加速和爬陡坡的情况。
低速档（图3b）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8结合，使齿轮Ⅲ8与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅳ11空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，使齿轮Ⅰ3与变速器输出轴18固连，干式双片离合器17为分离状态，使齿轮Ⅵ16空转。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅲ8、齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；由电动机7输出的动力经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，由半轴2输出。此档位主要用于低速爬长坡或低速状态下急加速的情况。
高速档（图3c）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅳ11结合，使齿轮Ⅳ11与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅲ8空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，使齿轮Ⅰ3空转，干式双片离合器17为结合状态，使齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18固连。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅳ11、齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；由电动机7输出的动力经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，由半轴2输出。此档位主要用于较高速爬缓长坡或较高速时急加速超车的情况。
超速档（图3d）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8结合，使齿轮Ⅲ8与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅳ11空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，使齿轮Ⅰ3空转，干式双片离合器17为结合状态，使齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18固连。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅲ8、齿轮Ⅱ6、变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；由电动机7输出的动力经变速器输入轴Ⅱ15、齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，由半轴2输出。此档位主要用于高速爬缓长坡或高速时加速超车的情况。
功率过剩驱动模式：参阅图4，当车辆匀速稳定行驶在平坦的路面上时，若发动机13工作在高效区，仅靠发动机13输出功率便能满足甚至超过汽车行驶所需功率，动力驱动系统进入功率过剩驱动模式。此时，电动机7无动力输出，靠发动机13拖动运转。通过电动机7的发电可以回收部分能量，为电池充电，直到电池电量水平SOC大于某一较高值（如0.8）时，重新启动电动机7，同时关闭发动机13，可以使车辆再次进入纯电动驱动模式。功率过剩驱动模式下各档位动力传递路线如下：
大扭矩低速档（图4a）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅳ11结合，使齿轮Ⅳ11与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅲ8空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，使齿轮Ⅰ3与变速器输出轴18固连，干式双片离合器17为分离状态，使齿轮Ⅵ16空转。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅳ11、齿轮Ⅴ14、传到变速器输入轴Ⅱ15，此时发动机13输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；剩余部分经变速器输入轴Ⅱ15直接输入到电动机7，带动电动机7发电。
低速档（图4b）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8结合，使齿轮Ⅲ8与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅳ11空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，使齿轮Ⅰ3与变速器输出轴18固连，干式双片离合器17为分离状态，使齿轮Ⅵ16空转。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅲ8、传到齿轮Ⅱ6，此时发动机13输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅱ6、齿轮Ⅰ3、同步器Ⅰ4、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；剩余部分经齿轮Ⅱ6、变速器输入轴Ⅱ15直接输入到电动机7，带动电动机7发电。
大扭矩低速档和和低速档主要用于汽车低速匀速行驶的情况。
高速档（图4c）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅳ11结合，使齿轮Ⅳ11与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅲ8空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，使齿轮Ⅰ3空转，干式双片离合器17为结合状态，使齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18固连。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅳ11、传到齿轮Ⅴ14，此时发动机13输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；剩余部分经齿轮Ⅴ14、变速器输入轴Ⅱ15直接输入到电动机7，带动电动机7发电。
超速档（图4d）时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8结合，使齿轮Ⅲ8与变速器输入轴Ⅰ9固连，齿轮Ⅳ11空转，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，使齿轮Ⅰ3空转，干式双片离合器17为结合状态，使齿轮Ⅵ16与变速器输出轴18固连。动力传递路线为：由发动机13输出的动力经扭转减震器12、变速器输入轴Ⅰ9、同步器Ⅱ10、齿轮Ⅲ8、齿轮Ⅱ6、传入到变速器输入轴Ⅱ15，此时发动机13输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅴ14、齿轮Ⅵ16、干式双片离合器17、变速器输出轴18、主减速器主动齿轮5、主减速器从动齿轮1、差速器19后，经半轴2输出；剩余部分经变速器输入轴Ⅱ15直接输入到电动机7，带动电动机7发电。
高速档和超速档主要用于公路上较高速度的匀速行驶情况。
制动模式：参阅图5，当驾驶员踩下制动踏板进行制动时，汽车进入制动模式。在此模式下，同步器Ⅱ10处于中间位置，发动机13和电动机7无动力输出。由于汽车此时依然向前运动，车轮通过传动系统拖动电动机7运转进行发电，给电池充电，实现能量的回收。当制动时，控制同步器Ⅱ10处于中间位置，控制同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，并使干式双片离合器17处于分离状态，则动力传递路线如图5所示：动力由车轮传入半轴2，经差速器19、主减速器从动齿轮1、主减速器主动齿轮5、变速器输出轴18、同步器Ⅰ4、齿轮Ⅰ3、齿轮Ⅱ6、变速器输入轴Ⅱ15输入到电动机7，带动电动机7进行发电，实现能量回收。同时，利用齿轮Ⅱ6和齿轮Ⅰ3啮合所形成的传动比关系，可以更好的利用电动机7的阻力矩，增加制动效果。
无动力滑行模式：参阅图6，当汽车行驶到较长下坡路段时，驾驶员松开油门，使车向前做自由滑行运动，动力驱动系统进入无动力滑行模式。此时，控制同步器Ⅱ10处于中间位置，发动机13关闭，电动机7无动力输出，由于汽车向前运动，车轮通过传动系统拖动电动机7运转进行发电，给电池充电，实现能量回收。此时，控制同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3不结合，并使干式双片离合器17处于结合状态，动力传动路线如图6所示：来自车轮的动力传到半轴2，经差速器19、主减速器从动齿轮1、主减速器主动齿轮5、变速器输出轴18、干式双片离合器17、齿轮Ⅵ16、齿轮Ⅴ14、变速器输入轴Ⅱ15输入到电动机7，带动电动机7发电，实现能量回收。同时，利用齿轮Ⅴ14和齿轮Ⅵ16啮合所形成的传动比关系，可以减小电动机7的阻力矩对汽车滑行带来的影响，使汽车能滑行更长的距离。
以上是本发明的所有运行模式的说明。下面简要介绍本发明的换档过程和各模式之间的切换过程。
换档过程：机械式自动变速器的各档位传动比根据驱动模式的变化而有不同的数值。
当驱动模式为纯电动驱动模式时，同步器Ⅱ10处于中间位置，自动变速器通过同步器Ⅰ4和干式双片离合器17进行换档，有效档位为两个档位，分为一个低速档（图2a）和一个高速档（图2b）。其中，从低速档向高速档的换档过程为：干式双片离合器17先逐渐结合，通过摩擦片与压盘的摩擦，使通过离合器17输出的扭矩逐渐增大，同时通过同步器Ⅰ4输出的扭矩逐渐减小，当通过同步器Ⅰ4输出的扭矩减小为零时，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3脱开，此后干式双片离合器17继续结合直到同步结合，至此换档过程结束；从高速档向低速档的换档过程为：干式双片离合器17先逐渐分离，由于摩擦片与压盘的摩擦力矩减小，产生相对滑动，使通过干式双片离合器17输出的扭矩逐渐降低，加上车辆行驶阻力的共同作用，使变速器输出轴18的转速降低，即同步器Ⅰ4转速降低，同时，控制电动机7适当升速，使齿轮Ⅰ3的转速升高，当变速器输出轴18与齿轮Ⅰ3的转速相同后，控制同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3结合，此后干式双片离合器17继续分离直到分离完全，至此，纯电动驱动模式的换档过程结束。
当驱动模式为混合动力驱动模式时，变速器通过同步器Ⅰ4、同步器Ⅱ10和干式双片离合器17进行换档，有效档位为四个档位，分为大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档。多档位传动使得各档位的传动比突变较小，减小了由此引发的输出扭矩的突变和发动机13转速的突变，再加上无动力中断换档控制，实现了扭矩的连续输出，更有效的利用了发动机和电动机的速度特性和高效运转区。由于换档过程较复杂且类似，在此，仅以在功率过剩驱动模式中从低速档（图4b）向高速档（图4c）的换档过程为例说明混合动力驱动模式下的换档过程：干式双片离合器17先逐渐结合，通过摩擦片与压盘的摩擦，使通过干式双片离合器17输出的扭矩逐渐增大，通过同步器Ⅰ4输出的扭矩逐渐减小，当通过同步器Ⅰ4输出的扭矩减小为零时，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3脱开；在干式双片离合器17逐渐结合的同时，电动机7逐渐增加输出扭矩，弥补发动机13的扭矩下降；发动机13的快速降低扭矩，可使同步器Ⅱ10传递给齿轮Ⅲ8的力矩迅速减小，当力矩减小到零时，同步器Ⅱ10与齿轮Ⅲ8脱开；然后通过发动机13的快速调速，可使同步器Ⅱ10与齿轮Ⅳ11的转速迅速接近，当二者转速相同时，同步器Ⅱ10迅速与齿轮Ⅳ11结合；之后，发动机13开始输出动力，进入功率过剩驱动模式的高速档。在上述过程中，干式双片离合器17逐渐继续结合直到同步结合，至此，功率过剩驱动模式低速档到高速档的换档过程结束。
模式切换过程：由于模式切换过程较多，在此，仅以纯电动驱动模式高速档（图2b）向混合动力功率过剩驱动模式高速档（图4c）切换过程为例进行说明：当电池电量充足时，动力驱动装置工作在纯电动驱动模式下。此时，发动机13不工作，动力由电动机7单独输出（图2b）。当电池电量水平SOC小于某一最小值（如0.3）时，干式双片离合器17短暂分离，此时，电动机7迅速调节使齿轮Ⅲ8转速减小为零，同步器Ⅱ10向左与齿轮Ⅲ8结合，待结合完全后，发动机13被电动机7带动启动，开始参与输出扭矩。当这一过程完成后，干式双片离合器17再次结合。此后，电动机7逐渐停止动力输出，系统进入混合动力功率过剩驱动模式（图4c）。由于模式切换时间非常短暂且在车辆匀速行驶时进行，所以对车辆的速度影响很小。
当驾驶员踩下制动踏板时，电动机7停止输出动力，同步器Ⅱ10移动到中间位置，同步器Ⅰ4向右与齿轮Ⅰ3结合，干式双片离合器17分离，此时，系统进入制动模式。通过车轮带动电动机7转动，对电池进行充电，实现制动能量的回收。
当汽车行驶到较长下坡路段时，驾驶员松开油门，使车向前做自由滑行运动，此时，发动机13关闭，电动机7无动力输出，同步器Ⅱ10移动到中间位置，同步器Ⅰ4与齿轮Ⅰ3脱开，干式双片离合器17结合，动力驱动系统进入无动力滑行模式。通过车轮带动电动机7转动，对电池进行充电，实现滑行时的能量回收。
通过以上说明可以看出，本发明以传动效率较高的直列齿轮变速器的结构实现了1个发动机和1个电动机的动力耦合，为电机的动力输出提供了2个档位，为发动机的动力输出提供了4个档位，符合电动机和发动机的实际工作需求。并且通过多种运行模式的转换，能有效利用发动机、电动机的速度特性和高效运转区。本装置结构简单、成本较低、轴向尺寸较小、节省空间，而且在换档时可以实现主动同步调速和无动力中断控制，改善了汽车的动力性和经济性。

Claims (8)

1.一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，主要由发动机、电动机、机械式自动变速器、干式双片离合器、主减速器和差速器组成，其特征在于：
所述机械式自动变速器由齿轮Ⅰ（3）与齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅱ（6）与齿轮Ⅲ（8）、齿轮Ⅳ（11）与齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅴ（14）与齿轮Ⅵ（16）组成的四对啮合齿轮对以及同步器Ⅰ（4）、同步器Ⅱ（10）、变速器输入轴Ⅰ（9）、变速器输入轴Ⅱ（15）和变速器输出轴（18）组成，其中，所述齿轮Ⅱ（6）和齿轮Ⅴ（14）与变速器输入轴Ⅱ（15）固连，所述齿轮Ⅲ（8）和齿轮Ⅳ（11）空套在变速器输入轴Ⅰ（9）上，所述齿轮Ⅰ（3）和齿轮Ⅵ（16）空套在变速器输出轴（18）上，所述发动机（13）的飞轮通过扭转减震器（12）与变速器输入轴Ⅰ（9）相连，所述电动机（7）的输出轴与变速器输入轴Ⅱ（15）相连；
所述主减速器从动齿轮（1）和主减速器主动齿轮（5）共同组成主减速器，并与差速器（19）相连；
所述同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合或分离；所述同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅲ（8）和齿轮Ⅳ（11）结合或分离；所述干式双片离合器（17）控制齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）结合或分离。
2.根据权利要求1所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
所述机械式自动变速器为电动机（7）的动力输出提供了2个档位，为发动机（13）的动力输出提供了4个档位；
通过控制所述同步器Ⅱ（10）与所联系齿轮的分离和结合，以及发动机（13）的启动停止和电动机（7）电源的通断，实现纯电动驱动模式和混合动力驱动模式之间的切换；
通过所述同步器Ⅰ（4）、同步器Ⅱ（10）和干式双片离合器（17）与各所联系齿轮的分离和结合，实现变速器的换档；
所述齿轮Ⅱ（6）为两个直径不同的齿轮相固连，其作用是实现变速器各档位传动比变化为近似等比变化，即相邻两个档位传动比的比值近似相等。
3.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
当动力驱动装置工作在纯电动驱动模式时，机械式自动变速器有效档位为低速档和高速档两个档位：
低速档时，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，使齿轮Ⅰ（3）与变速器输出轴（18）固连，干式双片离合器（17）为分离状态，使齿轮Ⅵ（16）空转，此时的动力传递路线为：动力由电动机（7）输出，经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，由半轴（2）输出；
高速档时，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，使齿轮Ⅰ（3）空转，干式双片离合器（17）结合，使齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）固连，此时的动力传递路线为：动力由电动机（7）输出，经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出。
4.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
当动力驱动装置工作在混合动力驱动模式时，根据发动机（13）实际输出功率与汽车行驶所需功率的关系，若输出功率不足，系统则进入功率不足驱动模式；若输出功率过剩，系统则进入功率过剩驱动模式。
5.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
在功率不足驱动模式下，变速器有效档位为大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档四个档位：
大扭矩低速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅳ（11）结合，使齿轮Ⅳ（11）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅲ（8）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，使齿轮Ⅰ（3）与变速器输出轴（18）固连，干式双片离合器（17）为分离状态，使齿轮Ⅵ（16）空转，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅳ（11）、齿轮Ⅴ（14）、变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；由电动机（7）输出的动力经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，由半轴（2）输出；
低速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅲ（8）结合，使齿轮Ⅲ（8）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅳ（11）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，使齿轮Ⅰ（3）与变速器输出轴（18）固连，干式双片离合器（17）为分离状态，使齿轮Ⅵ（16）空转，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅲ（8）、齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；由电动机（7）输出的动力经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，由半轴（2）输出；
高速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅳ（11）结合，使齿轮Ⅳ（11）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅲ（8）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，使齿轮Ⅰ（3）空转，干式双片离合器（17）为结合状态，使齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）固连，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅳ（11）、齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；由电动机（7）输出的动力经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，由半轴（2）输出；
超速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅲ（8）结合，使齿轮Ⅲ（8）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅳ（11）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，使齿轮Ⅰ（3）空转，干式双片离合器（17）为结合状态，使齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）固连，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅲ（8）、齿轮Ⅱ（6）、变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；由电动机（7）输出的动力经变速器输入轴Ⅱ（15）、齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，由半轴（2）输出。
6.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
功率过剩驱动模式下，变速器有效档位为大扭矩低速档、低速档、高速档和超速档四个档位：
大扭矩低速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅳ（11）结合，使齿轮Ⅳ（11）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅲ（8）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，使齿轮Ⅰ（3）与变速器输出轴（18）固连，干式双片离合器（17）为分离状态，使齿轮Ⅵ（16）空转，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅳ（11）、齿轮Ⅴ（14）、传到变速器输入轴Ⅱ（15），此时发动机（13）输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；剩余部分经变速器输入轴Ⅱ（15）直接输入到电动机（7），带动电动机（7）发电；
低速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅲ（8）结合，使齿轮Ⅲ（8）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅳ（11）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，使齿轮Ⅰ（3）与变速器输出轴（18）固连，干式双片离合器（17）为分离状态，使齿轮Ⅵ（16）空转，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅲ（8）、传到齿轮Ⅱ（6），此时发动机（13）输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅱ（6）、齿轮Ⅰ（3）、同步器Ⅰ（4）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；剩余部分经齿轮Ⅱ（6）、变速器输入轴Ⅱ（15）直接输入到电动机（7），带动电动机（7）发电；
高速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅳ（11）结合，使齿轮Ⅳ（11）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅲ（8）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，使齿轮Ⅰ（3）空转，干式双片离合器（17）为结合状态，使齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）固连，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅳ（11）、传到齿轮Ⅴ（14），此时发动机（13）输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；剩余部分经齿轮Ⅴ（14）、变速器输入轴Ⅱ（15）直接输入到电动机（7），带动电动机（7）发电；
超速档时，同步器Ⅱ（10）与齿轮Ⅲ（8）结合，使齿轮Ⅲ（8）与变速器输入轴Ⅰ（9）固连，齿轮Ⅳ（11）空转，同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，使齿轮Ⅰ（3）空转，干式双片离合器（17）为结合状态，使齿轮Ⅵ（16）与变速器输出轴（18）固连，动力传递路线为：由发动机（13）输出的动力经扭转减震器（12）、变速器输入轴Ⅰ（9）、同步器Ⅱ（10）、齿轮Ⅲ（8）、齿轮Ⅱ（6）、传入到变速器输入轴Ⅱ（15），此时发动机（13）输出动力分为两个部分：一部分动力用于驱动汽车正常行驶，经齿轮Ⅴ（14）、齿轮Ⅵ（16）、干式双片离合器（17）、变速器输出轴（18）、主减速器主动齿轮（5）、主减速器从动齿轮（1）、差速器（19）后，经半轴（2）输出；剩余部分变速器输入轴Ⅱ（15）直接输入到电动机（7），带动电动机（7）发电。
7.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
在制动模式下，控制同步器Ⅱ（10）处于中间位置，控制同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）结合，并使干式双片离合器（17）处于分离状态，动力传递路线为：动力由车轮传入半轴（2），经差速器（19）、主减速器从动齿轮（1）、主减速器主动齿轮（5）、变速器输出轴（18）、同步器Ⅰ（4）、齿轮Ⅰ（3）、齿轮Ⅱ（6）、变速器输入轴Ⅱ（15）输入到电动机（7），带动电动机（7）进行发电，实现能量回收；
通过齿轮Ⅱ（6）和齿轮Ⅰ（3）啮合所形成的传动比关系，利用电动机（7）的阻力矩，增加制动效果。
8.根据权利要求1或2所述的一种针对家用轿车的插电式混合动力驱动装置，其特征在于：
无动力滑行模式时，控制同步器Ⅱ（10）处于中间位置，控制同步器Ⅰ（4）与齿轮Ⅰ（3）不结合，并使干式双片离合器（17）处于结合状态，动力传动路线为：来自车轮的动力传到半轴（2），经差速器（9）、主减速器从动齿轮（1）、主减速器主动齿轮（5）、变速器输出轴（18）、干式双片离合器（17）、齿轮Ⅵ（16）、齿轮Ⅴ（14）、变速器输入轴Ⅱ（15）输入到电动机（7），带动电动机（7）发电，实现能量回收；
通过齿轮Ⅴ（14）和齿轮Ⅵ（16）啮合所形成的传动比关系，减小电动机（7）的阻力矩对汽车滑行带来的影响，使汽车能滑行更长的距离。
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