CN103879274A - 一种并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车，涉及混合动力汽车技术领域，为减少控制器软件的复杂程度，提高鲁棒性、降低成本，同时降低电磁干扰风险而发明。并联式混合动力汽车的传动结构包括发动机驱动组件、差速器和电机驱动组件，电机驱动组件包括电机以及与电机输出轴传动连接的电机传动组件，电机传动组件包括减速器和单向离合器，减速器的输入端与电机的输出轴传动连接，减速器的输出端与单向离合器的输入端传动连接，单向离合器的输出端与差速器的输入端传动连接，减速器的输出端可通过单向离合器向差速器的输入端单向传递扭矩。本发明并联式混合动力汽车的传动结构适用于混合动力汽车。

Description

一种并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车。

背景技术

随着国家法规和环境压力的要求，各大整车厂通过使用混动、纯电动等新能源车型，减少燃油排放。针对现有技术水平以及电池发展情况，主流的新能源车型采用并联式混合动力，使用发动机和电机并联实现能量传输，并通过电磁离合器防止电机励磁阻力的产生。

现有技术中，并联式混合动力车型通过安装电磁离合器，来阻止发动机单独驱动时电机非驱动状态下励磁的产生。

但是由于电磁离合器是电流控制，增加了控制单元软件复杂程度和整车电磁的干扰风险，同时零件成本也较高。

发明内容

本发明的实施例提供一种并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车，减少了控制器软件的复杂程度，鲁棒性好、成本较低，同时降低了电磁干扰风险。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种并联式混合动力汽车的传动结构，包括：发动机驱动组件，所述发动机驱动组件包括发动机以及与发动机输出轴连接的发动机传动组件；差速器，差速器包括输入端和输出轴，所述差速器的输入端与所述发动机传动组件传动连接，所述差速器的输出端用于连接汽车车轮；电机驱动组件，电机驱动组件包括电机以及与电机输出轴传动连接的电机传动组件，所述电机传动组件包括减速器和单向离合器，所述减速器的输入端与所述电机的输出轴传动连接，所述减速器的输出端与所述单向离合器的输入端传动连接，所述单向离合器的输出端与所述差速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端可通过所述单向离合器向所述差速器的输入端单向传递扭矩。

进一步地，所述单向离合器为滚子式单向离合器。

进一步地，所述单向离合器包括内环和外环，所述内环为所述单向离合器的输入端，所述外环为所述单向离合器的输出端。

进一步地，所述外环为齿轮结构，所述差速器的输入端为齿轮，所述外环与所述差速器的输入端相互啮合。

进一步地，所述电机为无刷直流电机。

进一步地，所述发动机传动组件包括离合器和变速器，所述离合器的输入端与所述发动机传动连接，所述离合器的输出端与所述变速器的输入轴传动连接，所述变速器的输出端与所述差速器的输入端传动连接。

进一步地，所述变速器的输出端为齿轮，所述差速器的输入端为齿轮，所述变速器的输出端与所述差速器的输入端相互啮合。

本发明另一方面的实施例还提供了一种混合动力汽车，包括如上任一技术方案所述的传动结构。

本发明实施例提供的并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车，发动机可单独驱动并通过发动机传动组件将动力传递给差速器，最终传递给汽车车轮，保证汽车正常行驶。电机可单独驱动并通过电机驱动组件将动力传递给差速器，最终传递给汽车车轮，保证汽车正常行驶。当发动机单独驱动时，单向离合器起离合作用，扭矩和转速无法传递到电机，可以阻止电机非驱动状态下励磁的产生。由于减速器的输出端可通过单向离合器向差速器的输入端单向传递扭矩，因此电机驱动时，单向离合器起闭锁作用，并最终将动力传递给汽车车轮。当发动机和电机同时工作时，若发动机超速，单向离合器可自动离合，防止了发动机反拖电机，从而使整车的扭矩变化更加平稳。较普通混合动力汽车的传动结构相比，通过使用单向离合器替换电磁离合器，将分离电机的方式由电控改为机械，减少了控制器软件的复杂程度，鲁棒性好、成本较低，同时降低了电磁干扰风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例并联式混合动力汽车的传动结构的结构示意图；

图2为本发明实施例并联式混合动力汽车的传动结构中单向离合器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例并联式混合动力汽车的传动结构和混合动力汽车进行详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例并联式混合动力汽车的传动结构的一个具体实施例，本实施例并联式混合动力汽车的传动结构包括发动机驱动组件1、差速器2和电机驱动组件3，发动机驱动组件1包括发动机11以及与发动机输出轴12连接的发动机传动组件；发动机传动组件与差速器2的输入端传动连接，差速器2的输出端连接于汽车车轮4。电机驱动组件3包括电机31以及与电机输出轴32传动连接的电机传动组件，电机传动组件包括减速器33和单向离合器34，减速器33的输入端与电机输出轴32传动连接，减速器33的输出端与单向离合器34的输入端传动连接，单向离合器34的输出端与差速器2的输入端传动连接，减速器33的输出端可通过单向离合器34向差速器2的输入端单向传递扭矩。

本发明实施例提供的并联式混合动力汽车的传动结构，发动机11将动力通过发动机输出轴12和发动机传动组件传递到差速器2的输入端，再由差速器2的输出端将动力传递到汽车车轮4。因此发动机11可单独驱动将动力最终传递给汽车车轮4，保证汽车正常行驶。电机31将动力通过电机输出轴32传递到减速器33的输入端，由减速器33的输出端将动力传递到单向离合器34的输入端，再由单向离合器34输出端将动力传递到减速器33的输入端，再由减速器33的输出端将动力传递到汽车车轮4，因此电机31可单独驱动将动力最终传递给汽车车轮4，保证汽车正常行驶。当发动机11单独驱动时，单向离合器34起离合作用，扭矩和转速无法传递到电机31，可以阻止电机31非驱动状态下励磁的产生。由于减速器33的输出端可通过单向离合器34向差速器2的输入端单向传递扭矩，因此发动机11和电机31可同时工作，单向离合器34起闭锁作用，并将动力最终传递给汽车车轮4。当发动机11和电机31同时驱动时，发动机11突然超速，单向离合器34自动起离合作用，防止了发动机11反拖电机31，从而使整车的扭矩变化更加平稳。较普通混合动力汽车的传动结构相比，通过使用单向离合器34替换电磁离合器，将分离电机的方式，由电控改为机械，减少了控制器软件的复杂程度，鲁棒性好，成本较低，同时降低了电磁干扰风险。

在上述实施例中，单向离合器34一般有滚子式单向离合器和楔块式单向离合器两种，两种单向离合器都可以单向锁止后将扭矩传递至汽车车轮又可以反向实现离合，而滚子式单向离合器相比楔块式单向离合器外型小巧、工作原理简便、拥有一定的预紧力防止偏移。因此作为优选，单向离合器34选用滚子式单向离合器。

为了保证传动结构中动力的有效传递，具体的，单向离合器34选用如图2所示的滚子式单向离合器，单向离合器34的内环341作为单向离合器34的输入端，外环342作为单向离合器34的输出端。当电机31单独驱动时，电机31将动力传递到减速器33，减速器33的输出端与单向离合器34的内环341相连，单向离合器的内环341作为输入端将外环342通过滚子343锁止，单向离合器34再以外环342作为输出端，将动力传递到差速器2，进而传递给汽车车轮4。若单向离合器的外环342相对于内环341沿逆时针方向转动，从而实现离合。

在上述实施例中，单向离合器34的外环342为齿轮结构，差速器2的输入端为齿轮，外环342的齿轮结构与差速器2的输入端齿轮相互啮合，实现齿轮啮合传动结构，采用齿轮啮合结构可提高传动功率、传递效率，并且齿轮啮合结构使用寿命长、传动比准确、结构紧凑。确保了混合动力汽车的传动结构高效、准确的传递动力。

作为优选，电机31选用无刷直流电机。无刷直流电机与传统的有刷直流电机相比具有两方面优势。第一，寿命长、免维护、可靠性高。在有刷直流电机中，由于电机转速较高，电刷和换向器磨损较快，一般工作1000小时左右就需更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大，特别是传动齿轮的润滑问题，是目前有刷方案中比较大的难题。同时有刷电机存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。因此选用无刷直流电动机的优势很明显。第二，效率高、节能。一般而言，因无刷直流电机没有机械换向的磨擦损耗及齿轮箱的消耗，以及调速电路损耗，效率通常设计为76%。而有刷直流电动机的效率由于齿轮箱和超越离合器的消耗，通常在70%左右。因此结合以上两点，优选采用无刷直流电机。

如图1所示，发动机传动组件包括离合器13和变速器14，离合器13的输入端与发动机11传动连接，离合器13的输出端与变速器14的输入轴传动连接，变速器14的输出端与差速器2的输入端传动连接。为适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对汽车车轮牵引力及车速的不同要求，变速器14与离合器13可以通过改变传动比，改变发动机曲轴的转矩，进而改变汽车的行驶速度。

在上述实施例中，变速器14的输出端为齿轮，差速器2的输入端为齿轮，变速器14的输出端与所述差速器2的输入端相互啮合。当发动机11单独驱动时，离合器13结合，离合器13的输入端与发动机11传动连接，通过变速器输出端齿轮与差速器输入端齿轮之间的啮合传动，将动力传递给汽车车轮4。采用齿轮啮合结构可提高传动功率、传递效率，并且齿轮啮合结构使用寿命长、传动比准确、结构紧凑。

本发明的实施例还提供了一种混合动力汽车，包括上述任一实施例所述的并联式混合动力汽车的传动结构。

由于在本实施例混合动力汽车中使用的并联式混合动力汽车的传动结构与上述并联式混合动力汽车的传动结构的各实施例中提供的并联式混合动力汽车的传动结构相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。

关于本发明实施例的混合动力汽车的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知，在此不再详细说明。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，包括：

发动机驱动组件，所述发动机驱动组件包括发动机以及与发动机输出轴连接的发动机传动组件；

差速器，所述差速器包括输入端和输出轴，所述差速器的输入端与所述发动机传动组件传动连接，所述差速器的输出端用于连接汽车车轮；

电机驱动组件，所述电机驱动组件包括电机以及与电机输出轴传动连接的电机传动组件，所述电机传动组件包括减速器和单向离合器，所述减速器的输入端与所述电机的输出轴传动连接，所述减速器的输出端与所述单向离合器的输入端传动连接，所述单向离合器的输出端与所述差速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端可通过所述单向离合器向所述差速器的输入端单向传递扭矩。

2.根据权利要求1所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述单向离合器为滚子式单向离合器。

3.根据权利要求2所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述单向离合器包括内环和外环，所述内环为所述单向离合器的输入端，所述外环为所述单向离合器的输出端。

4.根据权利要求3所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述外环为齿轮结构，所述差速器的输入端为齿轮，所述外环与所述差速器的输入端相互啮合。

5.根据权利要求1所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述电机为无刷直流电机。

6.根据权利要求1所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述发动机传动组件包括离合器和变速器，所述离合器的输入端与所述发动机传动连接，所述离合器的输出端与所述变速器的输入轴传动连接，所述变速器的输出端与所述差速器的输入端传动连接。

7.根据权利要求6所述的并联式混合动力汽车的传动结构，其特征在于，所述变速器的输出端为齿轮，所述差速器的输入端为齿轮，所述变速器的输出端与所述差速器的输入端相互啮合。

8.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1～7中任一项所述的传动结构。

Images