CN104589994A - 一种三轴式混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴式混合动力驱动装置，属于混合动力汽车传动领域，本发明根据电动车用双电机四档变速器，在其基础上加入了发动机传动机构将动力引入原有的双电机四档变速器，使其形成4个纯电动档和8个混合驱动档，有效的解决了混合动力汽车动力性不足的问题，并且在换挡过程中和纯电动模式与混合驱动模式转换的过程中输出扭矩连续，无动力中断，不会发生动力中断的问题，舒适性更好，通过在原有的双电机四档变速器中增加一对纯电动齿轮对可以增加2个混合驱动档，能够更好的保证低速行驶的大扭矩与高速行驶的动力性。

Description

一种三轴式混合动力驱动装置

技术领域

本发明属于混合动力汽车传动领域。

背景技术

当今汽车工业面临着巨大压力。随着能源紧缺，空气污染问题的日益严重，各个汽车企业都推出了节能环保的汽车。包括纯电动汽车和混合动力汽车。如：受到电池技术和充电技术的制约，纯电动汽车的行驶里程无法满足远途行驶的需求，而且对于配套的基础设施如充电站要求较高。

相对于纯电动汽车，混合动力汽车不需要改变基础设施，能够满足远途行驶的要求，污染小，技术相对成熟，成为现阶段汽车企业解决能源环境问题的最佳选择。但是目前的混合动力汽车存在动力性不足的劣势，不适于对动力性要求高的商务用车和运动型汽车，此外传统车辆离合器滑磨所带来的能量损耗影响了传动效率。

本发明在发明申请《一种电动车用双电机四档变速器及其换挡控制方法》对于纯电动车驱动系统的改进基础上以及以及公布号为CN103863086A的中国申请基础上，通过进一步改进提出了本发明的技术方案，以解决现有混合动力汽车动力不足的问题。

发明内容

为了解决目前的混合动力汽车存在动力性不足的问题，在发明申请《一种电动车用双电机四档变速器及其换挡控制方法》对于纯电动车驱动系统的改进基础上以及以及公布号为CN103863086A的中国申请基础上，通过进一步改进提出了一种三轴式混合动力驱动装置，该装置以一台发动机和两台电动机作为动力源，工作模式可分为纯电动驱动模式和混合驱动模式。

本发明中一种三轴式混合动力驱动装置，主要包括电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14，发动机12和双电机变速器，所述双电机变速器中的变速器输入轴Ⅱ22与电动机Ⅰ1连接，变速器输入轴Ⅲ15与电动机Ⅱ14连接，变速器输入轴Ⅱ22、变速器输入轴Ⅲ15及变速器输出轴21上分别安装多组齿轮组成多个电动档齿轮对，发动机12与变速器输入轴Ⅰ7连接，齿轮Ⅰ6和齿轮Ⅱ10空套在变速器输入轴Ⅰ7上，齿轮Ⅰ6和齿轮Ⅱ10分别与变速器输入轴Ⅱ22上的不同齿轮啮合以将动力传递至双电机变速器中，接合套Ⅰ9与变速器输入轴Ⅰ7固连，能够保持中间状态或者与齿轮Ⅰ6或齿轮Ⅱ10结合。发动机12与变速器输入轴Ⅰ7通过减震器11连接。

其中，所述的电动档齿轮对分别为电动1档齿轮对、电动2档齿轮对、电动3档齿轮对和电动4档齿轮对，其中，由齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成电动1档齿轮对，双联齿轮13与齿轮Ⅶ18和齿轮Ⅵ16分别啮合组成电动2档齿轮对和电动4档齿轮对，齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成电动3档齿轮对；齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅳ4空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅱ3实现与变速器输入轴Ⅱ22连接或分离，双联齿轮13空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅲ8实现与变速器输入轴Ⅱ22的接合或分离；齿轮Ⅵ16固定连接在变速器输入轴Ⅲ15上，齿轮Ⅶ18空套在变速器输出轴21上，通过接合套Ⅳ17实现与变速器输出轴21的连接或分离；所述接合套Ⅱ3和接合套Ⅲ8均能够保持中间状态或者与左侧或右侧滑动连接。

齿轮Ⅱ10与双电机变速器中的双联齿轮13啮合，其能够和由齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-1档，和由双联齿轮13与齿轮Ⅶ18啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-1档，和由齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-1档或者和由双联齿轮13与齿轮Ⅵ16啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-1档。

双电机变速器中变速器输入轴Ⅱ22上安装有与其固定连接的齿轮Ⅴ5，齿轮Ⅴ5与齿轮Ⅰ6啮合，其能和由齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-2档，和由双联齿轮13与齿轮Ⅶ18啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-2档，和由齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-2档或者和由双联齿轮13与齿轮Ⅵ16啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-2档。

此外，本发明还可以通过增加一对齿轮，使纯电动档的数量由4个档位增加为5个档位，混合动力档位增加5-1档和5-2档两个档位。即在双联齿轮13相对于接合套Ⅲ8的另一侧设置能够与接合套Ⅲ8结合或分离的齿轮Ⅹ23，齿轮Ⅹ23空套在变速器输入轴Ⅱ22上，齿轮Ⅺ24固定连接在变速器输出轴21上，齿轮Ⅹ23与齿轮Ⅺ24啮合组成电动5档齿轮对。

本发明的有益效果：

1、当电池电量水平SOC>0.5即电池电量充足的时候，车辆处于纯电动模式。此时车辆可由单电机驱动，双电机驱动，并且每种驱动形式都包括4个有效档位，能够实现无动力中断换挡，可以满足平均功率要求低的市区行驶的要求，包括起步，加速，爬坡以及倒车。

2、当电池电量水平SOC<0.3的时候即电池电量不足的时候，车辆处于混合动力模式。混合驱动模式下，发动机可以通过8个档位驱动车辆行驶。发动机12通过两台电动机中的一台启动，另一台电动机继续驱动车辆行驶，因此不会发生动力中断现象。

3、车辆处于混合动力模式时，在需要急加速超车，爬坡等过程中，需要大功率，若保证发动机12工作在高效区间，则发动机12输出的功率无法满足汽车行驶的需求时，此时进入发动机12输出功率不足驱动模式，此时根据需求的不同，发动机12与两台电动机或其中一台同时工作，输出功率，保证低速行驶的大扭矩与高速行驶的动力性。当车辆匀速行驶在平坦路面上时，若发动机12处在高效工作区间，仅靠发动机12输出的功率足以驱动车辆行驶，甚至超过车辆所需功率，那么此时进入发动机输出功率过剩驱动模式。电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14不输出动力，靠发动机12拖转运动，回收发动机12多余能量，为电池充电。

4、当车辆处于制动状态或无动力滑行状态时，可以通过电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14回收部分能量。

5、本发明在换挡过程中和纯电动模式与混合驱动模式转换的过程中扭矩连续，无动力中断，舒适性好。

6、发明可以通过增加一对齿轮实现纯电动模式下电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14通过5个档位驱动车辆行驶，发动机12通过10个档位驱动车辆行驶。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图

图2为纯电动模式下1档下动力传递路线

图3为纯电动模式下2档下动力传递路线

图4为纯电动模式下3档下动力传递路线

图5为纯电动模式下4档下动力传递路线

图6为混合驱动模式下1-1档动力传递路线

图7为混合驱动模式下1-2档动力传递路线

图8为混合驱动模式下2-1档动力传递路线

图9为混合驱动模式下2-2档动力传递路线

图10为混合驱动模式下3-1档动力传递路线

图11为混合驱动模式下3-2档动力传递路线

图12为混合驱动模式下4-1档动力传递路线

图13为混合驱动模式下4-2档动力传递路线

图14、图15和图16为纯电动模式下1档至混合驱动模式下1-2档的模式切换过程动力传递路线。

图17和图18为混合驱动模式下2-2档升入3-1档的换挡过程动力传递路线

图19为1档制动时的动力传递路线

图20为增加一个档位后发明主体结构

以上图中的附图标记：电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14，发动机12，减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，变速器输入轴Ⅱ22，变速器输入轴Ⅲ15，变速器输出轴21，接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅲ8，接合套Ⅳ17，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅱ10，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅴ5，双联齿轮13，齿轮Ⅵ16，齿轮Ⅶ18，齿轮Ⅷ19，齿轮Ⅸ20，齿轮Ⅹ23，齿轮Ⅺ24。

具体实施方式

下面根据说明书附图结合实施例具体说明本发明的实施方式。

实施例1

如图1所示，该装置主要包括电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14，发动机12，减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，变速器输入轴Ⅱ22，变速器输入轴Ⅲ15，变速器输出轴21，接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅲ8，接合套Ⅳ17，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅱ10，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅴ5，双联齿轮13，齿轮Ⅵ16，齿轮Ⅶ18，齿轮Ⅷ19，齿轮Ⅸ20；电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14和发动机12位于装置两侧，变速器输入轴Ⅰ7与发动机12连接，变速器输入轴Ⅱ22与电动机Ⅰ1连接，变速器输入轴Ⅲ15与电动机Ⅱ14连接；接合套Ⅰ9与变速器输入轴Ⅰ7固连，接合套Ⅱ3与变速器输入轴Ⅱ22固连，接合套Ⅳ17与变速器输出轴21固连，接合套Ⅰ9、接合套Ⅱ3和接合套Ⅳ17均能够保持中间位置、左侧滑动接合或右侧滑动接合；齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅱ10空套在变速器输入轴Ⅰ7上，通过接合套Ⅰ9实现与变速器输入轴Ⅰ7连接或分离，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅳ4空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅱ3实现与变速器输入轴Ⅱ22连接或分离，齿轮Ⅴ5连接在变速器输入轴Ⅱ22上，双联齿轮13空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅲ8实现与变速器输入轴Ⅱ22的接合或分离。齿轮Ⅵ16固定连接在变速器输入轴Ⅲ15上，齿轮Ⅶ18空套在变速器输出轴21上，通过接合套Ⅳ17实现与变速器输出轴21的连接或分离。齿轮Ⅷ19和齿轮Ⅸ20固定连接变速器输出轴21，发动机12通过减震器11连接在变速器输入轴Ⅰ7上，电动机Ⅰ1与变速器输入轴Ⅱ22连接，电动机Ⅱ14与变速器输入轴Ⅲ15连接；齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成电动1档齿轮对，双联齿轮13与齿轮Ⅶ18和齿轮Ⅵ16分别啮合组成电动2档齿轮对和电动4档齿轮对，齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成电动3档齿轮对。齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20构成纯电动模式下1档；双联齿轮13与齿轮Ⅶ18构成纯电动模式下2档；齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19构成纯电动模式下3档；双联齿轮13与齿轮Ⅵ16构成纯电动模式下4档。

其中，齿轮Ⅰ6与齿轮Ⅲ2、齿轮Ⅳ4或齿轮Ⅴ5啮合组成混合动力2档齿轮对，其能和由齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-2档，和由双联齿轮13与齿轮Ⅶ18啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-2档，和由齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-2档或者和由双联齿轮13与齿轮Ⅵ16啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-2档；齿轮Ⅱ10与双联齿轮13啮合组成混合动力1档齿轮对，和由齿轮Ⅲ2与齿轮Ⅸ20啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-1档，和由双联齿轮13与齿轮Ⅶ18啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-1档，和由齿轮Ⅳ4与齿轮Ⅷ19啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-1档或者和由双联齿轮13与齿轮Ⅵ16啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-1档。

接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅳ17存在3个状态，包括中间位置状态，左侧滑动接合状态，右侧滑动接合状态。接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅳ17均处于中间位置状态时与两侧齿轮都不接合，接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅳ17均处于左侧滑动接合状态时，接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅳ17均与左侧齿轮接合，接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3，接合套Ⅳ17均处于右侧滑动接合状态时，接合套Ⅰ9，Ⅱ3，Ⅳ17与右侧齿轮接合。接合套Ⅲ8只存在两个状态，包括中间位置状态，右侧滑动接合状态。

齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅱ10空套在变速器输入轴Ⅰ7上，通过接合套Ⅰ9实现与变速器输入轴Ⅰ7连接或分离。齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅳ4空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅱ3实现与变速器输入轴Ⅱ22连接或分离。齿轮Ⅴ5连接在变速器输入轴Ⅱ22上。双联齿轮13空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅲ8实现与变速器输入轴Ⅱ22的接合或分离。齿轮Ⅵ16连接在变速器输入轴Ⅲ15上。齿轮Ⅶ18空套在变速器输出轴21上，通过接合套Ⅳ17实现与变速器输出轴21的连接或分离。齿轮Ⅷ19，齿轮Ⅸ20连接在变速器输出轴21上。发动机12通过减震器11连接在变速器输入轴Ⅰ7上。电动机Ⅰ1连接在变速器输入轴Ⅱ22上，电动机Ⅱ14连接在变速器输入轴Ⅲ15上。

下面具体描述纯电动模式和混合驱动模式下各个档位的动力传递路线。

图2为纯电动模式下1档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1输出的动力通过变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅸ20传递到变速器输出轴21上；电动机Ⅱ14输出的动力通过变速器输入轴Ⅲ15，齿轮Ⅵ16，双联齿轮13，接合套Ⅲ8，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅸ20传递到变速器输出轴21上。

图3为纯电动模式下2档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于左侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1输出的动力通过变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅲ8，双联齿轮13，齿轮Ⅶ18，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上；电动机Ⅱ14输出的动力通过变速器输入轴Ⅲ15，齿轮Ⅵ16，双联齿轮13，齿轮Ⅶ18，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

图4为纯电动模式下3档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1输出的动力通过变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅷ19传递到变速器输出轴21上；电动机Ⅱ14输出的动力通过变速器输入轴Ⅲ15，齿轮Ⅵ16，双联齿轮13，接合套Ⅲ8，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅷ19传递到变速器输出轴21上。

图5为纯电动模式下4档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于右侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1输出的动力通过变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅲ8，双联齿轮13，齿轮Ⅵ16，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上；电动机Ⅱ14输出的动力通过变速器输入轴Ⅲ15，齿轮Ⅵ16，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

图6为混合驱动模式下1-1档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于右侧滑动结合状态，接合套Ⅱ3处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式1档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅱ10，双联齿轮13，接合套Ⅲ8，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅸ20传递到变速器输出轴21上。

图7为混合驱动模式下1-2档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于左侧滑动结合状态，接合套Ⅱ3处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下1档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅴ5，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅲ2，齿轮Ⅸ20传递到变速器输出轴21上。

图8为混合驱动模式下2-1档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于左侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下2档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅱ10，双联齿轮13，齿轮Ⅶ18，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

图9为混合驱动模式下2-2档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于左侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下2档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅴ5，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅲ8，双联齿轮13，齿轮Ⅶ18，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

图10为混合驱动模式下3-1档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下3档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅱ10，双联齿轮13，接合套Ⅲ8，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅷ19传递到变速器输出轴21上。

图11为混合驱动模式下3-2档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下3档相同。发动机输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅴ5，变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅱ3，齿轮Ⅳ4，齿轮Ⅷ19传递到变速器输出轴21上。

图12为混合驱动模式下4-1档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于右侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下4档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅱ10，双联齿轮13，齿轮15，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

图13为混合驱动模式下4-2档动力传递路线，接合套Ⅰ9处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于右侧滑动接合状态。电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14动力传递路线与纯电动模式下4档相同。发动机12输出的动力通过减震器11，变速器输入轴Ⅰ7，接合套Ⅰ9，齿轮Ⅰ6，齿轮Ⅴ5，接合套Ⅲ8，双联齿轮13，齿轮15，接合套Ⅳ17传递到变速器输出轴21上。

在混合驱动模式下，当发动机12输出功率过剩时，电动机Ⅰ1和电动机Ⅱ14并不输出动力，而作为发电机，将发动机12输出的多余功率转换为电能，存储在蓄电池中。

本发明可以实现驱动模式切换过程和各个档位之间换挡过程中保持连续的动力输出。

纯电动模式与混合驱动模式切换过程：

当驱动模式从纯电动模式切换到混合驱动模式时，需要启动发动机12。启动发动机12前，电动机Ⅰ1与电动机Ⅱ14可以以1档到4档，任何档位驱动车辆行驶。当需要启动发动机是，一台电动机(电动机Ⅰ1或电动机Ⅱ14)继续驱动车辆行驶，另一台电动机(电动机Ⅱ14或电动机Ⅰ1)作为启动电机，带动发动机12启动，并辅助发动机12调速，通过控制相应接合套Ⅰ9，接合套Ⅱ3接合套，接合套Ⅲ8，接合套Ⅳ17的结合状态实现发动机12动力输出。

下面以纯电动模式下1档驱动时启动发动机12，使发动机工作在1-2档为例描述模式切换过程。

模式切换之前，电动机Ⅰ1和电动机Ⅱ14工作在1档状态，接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态，如图2。当需要换挡时电动机Ⅰ1输出驱动车辆行驶所需全部扭矩，电动机Ⅱ14输出扭矩降为0，接合套Ⅲ8滑向中间位置脱开，如图14。电动机Ⅱ14转速降为0，即齿轮Ⅱ10转速降为0，接合套Ⅰ9向右滑动接合，齿轮Ⅱ10与变速器输入轴Ⅰ7通过接合套Ⅰ9连接，电动机Ⅱ14作为启动电机，带动发动机12启动，如图15。发动机12启动之后电动机Ⅱ14辅助调节发动机12转速，使之与齿轮Ⅰ6转速相同，接合套Ⅰ9向左滑动接合，发动机12向外输出动力，如图16。电动机Ⅱ14调速，使双联齿轮13与变速器输入轴Ⅱ22转速相同，接合套Ⅲ8向右滑动接合，电动机Ⅰ1、电动机Ⅱ14，发动机12共同驱动车辆行驶，如图7。至此完成了发动机启动过程，整个过程电动机Ⅰ1向外输出动力，没有发生动力中断现象

当驱动模式从混合驱动模式切换到纯电动模式时只需降低发动机12输出扭矩，当接合套Ⅰ9传递扭矩为0时，接合套Ⅰ9滑向中间位置脱开，发动机12停止工作。

换挡过程：

换挡过程中两台电动机(电动机Ⅰ1和电动机Ⅱ14)，交替驱动车辆行驶。一台电动机(电动机Ⅰ1或电动机Ⅱ14)以当前档位继续驱动车辆行驶，另一台电动机(电动机Ⅱ14电动机或Ⅰ1)切换到下一档位，然后以下一档位驱动车辆行驶，此后第一台电动机(电动机Ⅰ1或电动机Ⅱ14)再切换到下一档位。

下面以混合驱动模式下2-2档升入3-1档为例描述换挡过程。

换挡之前接合套Ⅰ9处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅱ3处于中间位置状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于左侧滑动接合状态，如图9。当需要换挡时电动机Ⅱ14输出驱动车辆行驶所需全部扭矩，电动机Ⅰ1与发动机12输出扭矩降为0，接合套Ⅰ9，Ⅲ8滑向中间位置脱开，如图17。电动机Ⅰ1调速，使得变速器输入轴Ⅱ22转速与齿轮Ⅳ4的转速相同，接合套Ⅱ3向右滑动接合，电动机Ⅰ1通过3档向外输出驱动车辆行驶所需全部扭矩，电动机Ⅱ14的输出扭矩降为0，接合套Ⅳ17滑向中间位置脱开，如图18。电动机Ⅱ14开始调速，使得齿轮Ⅱ10与变速器输入轴Ⅰ7转速相同，接合套Ⅰ9向右滑动接合，电动机Ⅱ14继续调速，使得双联齿轮13与变速器输入轴Ⅱ22转速相同，接合套Ⅲ8向右滑动接合，电动机Ⅰ1、Ⅱ14，发动机12共同驱动车辆行驶，如图10。至此完成了混合驱动模式下2-2档升入3-1档。

制动模式：

当驾驶员踩下制动踏板时，车辆进入制动模式，发动机12不向外输出动力，电动机Ⅰ1，Ⅱ14此时作为发电机，车轮拖动电动机Ⅰ1，Ⅱ14给蓄电池充电，实现能量回收。图19为1档制动时动力的传递路线。接合套Ⅰ9处于中间位置状态，接合套Ⅱ3处于左侧滑动接合状态，接合套Ⅲ8处于右侧滑动接合状态，接合套Ⅳ17处于中间位置状态。动力从变速器输出轴21传入，通过齿轮Ⅸ20，齿轮Ⅲ2，接合套Ⅱ3，一部分动力通过变速器输入轴Ⅱ22带动电动机Ⅰ1发电，另一部分动力通过变速器输入轴Ⅱ22，接合套Ⅲ8，双联齿轮13，齿轮Ⅵ16，变速器输入轴Ⅲ15带动电动机Ⅱ14发电。

无动力滑行模式：

当车辆处于较长下坡路面行驶的时候，驾驶员松开油门，车辆向前做自由滑行运动，动力驱动系统进入无动力滑行模式。无动力滑行模式与制动模式类似，发动机12不向外输出动力，电动机Ⅰ1，Ⅱ14此时作为发电机，车轮拖动电动机Ⅰ1，Ⅱ14给蓄电池充电，实现能量回收。通过改变电动机Ⅰ1，Ⅱ14档位可以实现滑行距离与电动机Ⅰ1，Ⅱ14充电效率的优化。

图20为本发明的一个变形，即增加一对齿轮(齿轮Ⅹ23，齿轮Ⅺ24)。齿轮Ⅹ23空套在变速器输入轴Ⅱ22上，通过接合套Ⅲ8可以实现与变速器输入轴Ⅱ22的分离或接合。可以实现纯电动模式下电动机Ⅰ1，电动机Ⅱ14通过5个档位输出动力，发动机12通过10个档位输出动力。

同时需要强调的是，在本发明实施例1中齿轮Ⅰ6与齿轮Ⅴ5啮合，除此之外齿轮Ⅰ6还可以与齿轮Ⅲ2或齿轮Ⅳ4啮合，这对于本领域技术人员来说都是可以在不付出创造性劳动即可得到的技术方案，齿轮Ⅱ10与双联齿轮13左侧或右侧齿轮啮合，以上多种组合的技术方案的技术效果基本与本发明相同，因此以上技术方案可以作为本发明的替代方案落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三轴式混合动力驱动装置，主要包括电动机Ⅰ(1)，电动机Ⅱ(14)，发动机(12)和双电机变速器，所述双电机变速器中的变速器输入轴Ⅱ(22)与电动机Ⅰ(1)连接，变速器输入轴Ⅲ(15)与电动机Ⅱ(14)连接，变速器输入轴Ⅱ(22)、变速器输入轴Ⅲ(15)及变速器输出轴(21)上分别安装多组齿轮组成多个电动档齿轮对；其特征在于：发动机(12)与变速器输入轴Ⅰ(7)连接，齿轮Ⅰ(6)和齿轮Ⅱ(10)空套在变速器输入轴Ⅰ(7)上，齿轮Ⅰ(6)和齿轮Ⅱ(10)分别与变速器输入轴Ⅱ(22)上的不同齿轮啮合，接合套Ⅰ(9)与变速器输入轴Ⅰ(7)固连，能够保持中间状态、与齿轮Ⅰ(6)结合或齿轮Ⅱ(10)结合。

2.根据权利要求1所述的一种三轴式混合动力驱动装置，其特征在于：所述的电动档齿轮对分别为电动1档齿轮对、电动2档齿轮对、电动3档齿轮对和电动4档齿轮对；

其中，由齿轮Ⅲ(2)与齿轮Ⅸ(20)啮合组成电动1档齿轮对，双联齿轮(13)与齿轮Ⅶ(18)和齿轮Ⅵ(16)分别啮合组成电动2档齿轮对和电动4档齿轮对，齿轮Ⅳ(4)与齿轮Ⅷ(19)啮合组成电动3档齿轮对；齿轮Ⅲ(2)，齿轮Ⅳ(4)空套在变速器输入轴Ⅱ(22)上，通过接合套Ⅱ(3)实现与变速器输入轴Ⅱ(22)连接或分离，双联齿轮(13)空套在变速器输入轴Ⅱ(22)上，通过接合套Ⅲ(8)实现与变速器输入轴Ⅱ(22)的接合或分离；齿轮Ⅵ(16)固定连接在变速器输入轴Ⅲ(15)上，齿轮Ⅶ(18)空套在变速器输出轴(21)上，通过接合套Ⅳ(17)实现与变速器输出轴(21)的连接或分离；所述接合套Ⅱ(3)和接合套Ⅲ(8)均实现保持中间状态、与左侧滑动连接或与右侧滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种三轴式混合动力驱动装置，其特征在于：齿轮Ⅱ(10)与双联齿轮(13)啮合，其能够和由齿轮Ⅲ(2)与齿轮Ⅸ(20)啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-1档，和由双联齿轮(13)与齿轮Ⅶ(18)啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-1档，和由齿轮Ⅳ(4)与齿轮Ⅷ(19)啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-1档或者和由双联齿轮(13)与齿轮Ⅵ(16)啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-1档。

4.根据权利要求2或3所述的一种三轴式混合动力驱动装置，其特征在于：在变速器输入轴Ⅱ(22)上装有与其固定连接的齿轮Ⅴ(5)，齿轮Ⅴ(5)与齿轮Ⅰ(6)啮合，其能和由齿轮Ⅲ(2)与齿轮Ⅸ(20)啮合组成的电动1档齿轮对构成混合驱动模式下1-2档，和由双联齿轮(13)与齿轮Ⅶ(18)啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下2-2档，和由齿轮Ⅳ(4)与齿轮Ⅷ(19)啮合组成的电动3档齿轮对构成混合驱动模式下3-2档或者和由双联齿轮(13)与齿轮Ⅵ(16)啮合组成的电动2档齿轮对构成混合驱动模式下4-2档。

5.根据权利要求4所述的一种三轴式混合动力驱动装置，其特征在于：在双联齿轮(13)相对于接合套Ⅲ(8)的另一侧设置能够与接合套Ⅲ(8)结合或分离的齿轮Ⅹ(23)，齿轮Ⅹ(23)空套在变速器输入轴Ⅱ(22)上，齿轮Ⅺ(24)固定连接在变速器输出轴(21)上，齿轮Ⅹ(23)与齿轮Ⅺ(24)啮合。

6.根据权利要求5所述的一种三轴式混合动力驱动装置，其特征在于：发动机(12)与变速器输入轴Ⅰ(7)通过减震器(11)连接。