CN104802627A - 一种混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、变速器、发电机、电动机，所述发动机、离合器、变速器直连，所述发电机、电动机连接所述变速器，所述变速器采用平行轴结构，所述变速器与车身后桥连接，所述发电机、电动机置于所述变速器同一侧且同排放置，充分利用纵向空间的同时减少轴向长度。

Description

一种混合动力驱动系统

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系统。

背景技术

现如今对车辆轻型化、小型化的要求越来越高，特别是对于混合动力车辆，由于其在传统燃油车或天然气车的基础上增加了电机、控制器、电辅件等部件，造成了混合动力车辆的轻型化和小型化难度更大；对于客车而言，特别是公交车，由于车辆的整体长度、空间有限，车辆驱动系统占用空间过多，特别是轴向空间过多就必然导致搭载人员的空间减小，减低了公交车的使用效率，这显然不利于公交车的运营，造成资源的浪费。

现有的解决混合动力公交车驱动系统轴向尺寸大的方法大多是将发动机、电机、变速箱的连接轴尽量缩短，但是也只能减小有限尺寸，而且轴向尺寸大、纵向尺寸小会导致一定纵向空间的浪费。

为了解决上述问题，本发明提出一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、变速器、发电机、电动机，所述发动机、离合器、变速器直连，所述发电机、电动机连接所述变速器，所述变速器采用平行轴结构，所述变速器与车身后桥连接，所述发电机、电动机置于所述变速器同一侧且同排放置，充分利用纵向空间的同时减少轴向长度。

发明内容

本发明出于解决现有混合动力公交车预留空间有限、混合动力驱动系统轴向尺寸过长而不方便安装的问题，提出了一种混合动力驱动系统的设置方式，将变速器设置为平行轴结构，利用平行轴结构的输入轴和输出轴的重叠以及将发电机、电动机设置于变速器的同侧来充分利用纵向空间，减小轴向尺寸，以满足车辆安装的需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、变速器、发电机、电动机，所述发动机、离合器、变速器直连，所述发电机、电动机连接所述变速器，所述变速器采用平行轴结构，所述变速器与车身后桥连接。

所述变速器包括至少2组齿轮组结构。

所述齿轮组结构包括：输入齿轮、输出齿轮、滑套，所述输入齿轮与所述变速器输入轴连接，所述输出齿轮与所述变速器输出轴通过齿轮啮合，所述滑套与所述输入齿轮连接，通过左右滑动连接输入齿轮与输出齿轮。

所述发电机、电动机设置于所述变速器同一侧且并排设置，充分利用纵向空间。

所述发电机、电动机与所述变速器之间均设置离合器。

所述混合动力驱动系统还包括动力电源，所述动力电源为动力电池或者超级电容器。

所述变速器输入轴、输出轴两端设置轴承。

相比现有的混合动力驱动系统，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

使用本发明的混合动力驱动系统，将变速器设置为平行轴结构，利用平行轴结构的输入轴和输出轴的重叠以及将发电机、电动机设置于变速器的同侧来充分利用纵向空间，减小轴向尺寸，方便车身布局安装。

附图说明

图1为本发明混合动力驱动系统第一实施例结构示意图；

图2为本发明混合动力驱动系统第二实施例结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

本发明出于解决现有混合动力公交车预留空间有限、混合动力驱动系统轴向尺寸过长而不方便安装的问题，提出了一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、变速器、发电机、电动机，所述发动机、离合器、变速器直连，所述发电机、电动机连接所述变速器，所述变速器采用平行轴结构，所述变速器与车身后桥连接，所述发电机、电动机置于所述变速器同一侧且同排放置，利用平行轴结构的输入轴和输出轴的重叠以及将发电机、电动机设置于变速器的同侧来充分利用纵向空间，减小轴向尺寸，以满足车辆安装的需求。

下面结合附图具体说明本发明混合动力驱动系统结构：

如图1所示为本发明混合动力驱动系统第一实施例的结构示意图，其中1为发动机、2为电动机、3为发电机、4为离合器、5为变速器、6为输入轴、7为输出轴、8为车身后桥，51为第一输入齿轮、52为第一输出齿轮、53为第一滑套、54为第二输入齿轮、55为第二输出齿轮、56为第三输出齿轮、57为第二滑套、58为第三输入齿轮、59为第四输出齿轮。

所述发动机1、电动机2、发电机3设置于变速器5的一侧，所述车身后桥设置于所述变速器5的另一侧，通过所述发动机1、电动机2、发电机3的部分或者全部并排设置来充分利用纵向空间、减少轴向长度，所述离合器4一端连接所述发动机1、另一端连接输入轴6，所述第一输入齿轮51、第二输入齿轮54、第三输入齿轮58与所述输入轴6连接，所述第一输出齿轮52、第二输出齿轮55、第三输出齿轮56、第四输出齿轮59与所述输出轴7通过齿轮啮合，所述第一滑套53连接所述第二输入齿轮54，所述第二滑套57连接所述第三输入齿轮58，所述电动机2通过齿轮与所述输出轴7啮合，所述发电机3通过齿轮与所述第一输入齿轮51啮合，所述输出轴7连接所述车身后桥8。

所述发电机3与所述变速器5之间可以设置离合器，用于实现所述发电机3与所述变速器5之间的断开与连接，所述电动机2与所述变速器5之间可以设置离合器，用于实现所述电动机2与所述变速器5之间的断开与连接，所述输出轴7与所述车身后桥8之间设置换向齿轮，用于将齿轮的旋转方向动力转化为车轮行驶方向的动力；所述输入轴6、输出轴7两端设置轴承，用于支撑所述变速器5的正常运转。

下面以搭载本发明混合动力驱动系统的混合动力客车为例来进行说明。混合动力客车动力系统包括发动机1、电动机2、发电机3、离合器4、变速器5、动力电源等，动力电源为动力电池或电容等可以为电机供电的装置，其他部件的连接方式如上所述，根据车辆不同行驶路况需求，本发明所述混合动力驱动系统有以下工作模式：

一、当车辆起步时，发动机1不启动，此时第一滑套53、第二滑套57均不动作，动力由动力电源经电动机2、变速器5的齿轮、输出轴7传输给车身后桥8，由电动机2单独驱动车辆行驶。

二、当车速达到设定值时，发动机1启动，由发动机1提供车辆行驶动力，此时，根据变速器5的不同操作可以出现以下几种工作方式：

1、所述离合器4闭合，所述第一滑套53滑动至左边，所述第二滑套57不动作，所述第二输入齿轮54与所述第一输出齿轮52通过所述第一滑套53连接，实现第一档变速，动力由发动机1经第二输入齿轮54、第一输出齿轮52、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1驱动车辆行驶。

2、所述离合器4闭合，所述第一滑套53滑动至右边，所述第二滑套57不动作，所述第二输入齿轮54与所述第二输出齿轮55通过所述第一滑套53连接，实现第二档变速，动力由发动机1经第二输入齿轮54、第二输出齿轮55、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1驱动车辆行驶。

3、所述离合器4闭合，所述第一滑套53不动作，所述第二滑套57滑动至左边，所述第三输入齿轮58与所述第三输出齿轮56通过所述第二滑套57连接，实现第三档变速，动力由发动机1经第三输入齿轮58、第三输出齿轮56、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1驱动车辆行驶。

4、所述离合器4闭合，所述第一滑套53不动作，所述第二滑套57滑动至右边，所述第三输入齿轮58与所述第四输出齿轮59通过所述第二滑套57连接，实现第四档变速，动力由发动机1经第三输入齿轮58、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1驱动车辆行驶。

当动力电源电量不足时，发动机1的一部分动力可经第一输入齿轮51传送给发电机3，用于给动力电源发电，而在动力电源不需要发电时，发动机1带动发电机3空转。

三、当车辆上坡或加速时，由发动机1和动力电源共同为车辆提供动力，此时，根据变速器5的不同操作可以出现以下几种工作方式：

1、所述离合器4闭合，所述第一滑套53滑动至左边，所述第二滑套57不动作，所述第二输入齿轮54与所述第一输出齿轮52通过所述第一滑套53连接，实现第一档变速，第一部分动力由发动机1经第二输入齿轮54、第一输出齿轮52、输出轴7传输给车身后桥8，第二部分动力由动力电源经电动机2、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1和电动机2共同驱动车辆行驶，当车辆所需动力不足时，发电机3也可以参与驱动，动力由动力电源经发电机3、第一输入齿轮51、输入轴6、第一输出齿轮52、输出轴7传输至车身后桥8来实现辅助驱动。

2、所述离合器4闭合，所述第一滑套53滑动至右边，所述第二滑套57不动作，所述第二输入齿轮54与所述第二输出齿轮55通过所述第一滑套53连接，实现第二档变速，第一部分动力由发动机1经第二输入齿轮54、第二输出齿轮55、输出轴7传输给车身后桥8，第二部分动力由动力电源经电动机2、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1和电动机2共同驱动车辆行驶，当车辆所需动力不足时，发电机3也可以参与驱动，动力由动力电源经发电机3、第一输入齿轮51、输入轴6、第二输出齿轮55、输出轴7传输至车身后桥8来实现辅助驱动。

3、所述离合器4闭合，所述第一滑套53不动作，所述第二滑套57滑动至左边，所述第三输入齿轮58与所述第三输出齿轮56通过所述第二滑套57连接，实现第三档变速，第一部分动力由发动机1经第三输入齿轮58、第三输出齿轮56、输出轴7传输给车身后桥8，第二部分动力由动力电源经电动机2、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1和电动机2共同驱动车辆行驶，当车辆所需动力不足时，发电机3也可以参与驱动，动力由动力电源经发电机3、第一输入齿轮51、输入轴6、第三输出齿轮56、输出轴7传输至车身后桥8来实现辅助驱动。

4、所述离合器4闭合，所述第一滑套53不动作，所述第二滑套57滑动至右边，所述第三输入齿轮58与所述第四输出齿轮59通过所述第二滑套57连接，实现第四档变速，第一部分动力由发动机1经第三输入齿轮58、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，第二部分动力由动力电源经电动机2、第四输出齿轮59、输出轴7传输给车身后桥8，由发动机1和电动机2共同驱动车辆行驶，当车辆所需动力不足时，发电机3也可以参与驱动，动力由动力电源经发电机3、第一输入齿轮51、输入轴6、第四输出齿轮59、输出轴7传输至车身后桥8来实现辅助驱动。

四、当车辆滑行或刹车时，发动机1停止工作，第一滑套53、第二滑套57不动作，由车身后桥8带动输出轴7、第四输出齿轮59、电动机2转动来实现制动能量回收。

图2为本发明混合动力驱动系统第二实施例的结构示意图，其中1为发动机、2为电动机、3为发电机、4为离合器、5为变速器、6为输入轴、7为输出轴、8为车身后桥，51为第一输出齿轮、52为第一滑套、53为第一输入齿轮、54为第二输出齿轮、55为第三输出齿轮、56为第二滑套、57为第二输入齿轮、58为第四输出齿轮。

所述发动机1设置于变速器5的一侧，所述电动机2、发电机3设置于所述变速器5的另一侧，且系统的轴向方向与车辆行驶方向垂直，通过所述电动机2、发电机3的部分或者全部并排设置及系统结构的横向放置来充分利用纵向空间、减少轴向长度，所述离合器4一端连接所述发动机1、另一端连接输入轴6，所述第一输入齿轮53、第二输入齿轮57与所述输入轴6连接，所述第一输出齿轮51、第二输出齿轮54、第三输出齿轮55、第四输出齿轮58与所述输出轴7通过齿轮啮合，所述第一滑套52连接所述第一输入齿轮53，所述第二滑套56连接所述第二输入齿轮57，所述电动机2与所述输出轴7连接，所述发电机3与所述输入轴6连接，所述输出轴7通过齿轮与所述车身后桥8啮合。

所述发电机3与所述输入轴6之间可以设置离合器，用于实现所述发电机3与所述输入轴6之间的断开与连接，所述电动机2与所述输出轴7之间可以设置离合器，用于实现所述电动机2与所述输出轴7之间的断开与连接；所述输入轴6、输出轴7远离所述发电机3、电动机2一端设置轴承，用于支撑所述变速器5的正常运转，该系统结构的工作模式与本发明第一实施例的工作模式基本相同。

本发明的混合动力驱动系统的动力电源可以设置为动力电池和超级电容同时使用，且所述电动机2、发电机3可以设置为双绕组电机，该双绕组分别由动力电池和超级电容驱动，保证一套绕组出现问题时，另一套绕组可以独立工作，提高了系统的安全可靠性。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (7)

1.一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、变速器、发电机、电动机，所述发动机、离合器、变速器直连，所述发电机、电动机连接所述变速器，其特征在于：所述变速器采用平行轴结构，所述变速器与车身后桥连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述变速器包括至少2组齿轮组结构。

3.根据权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述齿轮组结构包括：输入齿轮、输出齿轮、滑套，所述输入齿轮与所述变速器输入轴连接，所述输出齿轮与所述变速器输出轴通过齿轮啮合，所述滑套与所述输入齿轮连接，通过左右滑动连接输入齿轮与输出齿轮。

4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述发电机、电动机设置于所述变速器同一侧且并排设置，充分利用纵向空间。

5.根据权利要求4所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述发电机、电动机与所述变速器之间均设置离合器。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述混合动力驱动系统还包括动力电源，所述动力电源为动力电池或者超级电容器。

7.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于：所述变速器输入轴、输出轴两端设置轴承。