CN104986027A - 一种混合动力驱动系统集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力驱动系统集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，其特征在于：所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖，所述混合动力驱动系统还包括整车控制器、发电机控制器、电动机控制器，所述整车控制器设置于所述变速器外侧、所述外壳内侧，所述发电机控制器设置于所述发电机外侧、所述外壳内侧，所述电动机控制器设置于所述电动机外侧、所述外壳内侧。

Description

一种混合动力驱动系统集成装置

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系统，具体涉及一种混合动力驱动系统集成装置。

背景技术

对现有的混合动力客车而言，在传统车辆上增加了电动机、变速器、发电机等部件，而车辆的底盘空间有限，混合动力系统通常为了提高效率而采用单轴连接方式，系统的轴向长度较长，导致系统多用于12米车上，而在12米以下混合动力车辆上的使用受限，而且对于12米的混合动力客车，如果采用ISG电机的混合动力系统结构，受到轴向空间的限制，多不能加入变速器，导致发动机的效率不高，而且在坡道较长较高的工况下无法正常行驶。

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采用BSG发电机，但是由于皮带传送效率较低，导致发电效率较低，而且即使如此能够减小的轴向长度也有限，对于10米及10米以下的车辆来说轴向尺寸还是过长，而且由于发电机、变速器、电动机等多个部件的大小不一致，导致在整个系统的装车时很难保证各个部件传动轴处于同一中心轴线上，导致整个系统在运行过程中效率不高且传动轴连接处的相互磨损较严重，影响系统的使用寿命。

为了解决上述问题，本发明提出一种混合动力驱动系统集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖，节省了发电机与电动机端盖的厚度，尽可能减小部件的传动轴长度，而且发电机与变速器公用传动轴大大减小传动轴在运转过程中的损耗，高度集成化的混合动力驱动系统大大降低了轴向尺寸，有利于系统装车。

发明内容

本发明出于解决现有混合动力客车底盘长度有限、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集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖，节省了发电机与电动机的端盖厚度，尽可能减小部件的传动轴长度，而且发电机与变速器公用传动轴大大减小传动轴在运转过程中的损耗，高度集成化的混合动力驱动系统大大降低了轴向尺寸，方便装车。

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集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖。

所述混合动力驱动系统还包括整车控制器、发电机控制器、电动机控制器，所述整车控制器设置于所述变速器外侧、所述壳体内侧，所述发电机控制器设置于所述发电机外侧、所述壳体内侧，所述电动机控制器设置于所述电动机外侧、所述壳体内侧。

所述发电机的电机轴与所述变速器输入轴共用同一根轴，所述变速器输入轴端连接所述离合器。

所述电动机的电机轴与所述变速器的输出轴通过花键连接，所述花键为渐开线花键，且对所述渐开线花键进行修行，以减小同轴度误差带来的花键轴压轴力，所述电机轴另一端连接车辆传动轴。

所述离合器为气动离合器。

所述变速器为4挡且设置空挡。

所述发电机为永磁电机。

所述混合动力驱动系统采用水冷，且共用同一水路。

所述混合动力驱动系统的动力电源为电池或超级电容。

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：

1、使用本发明的混合动力驱动系统集成装置，发电机与变速器、变速器与电动机共用两个端盖，且发电机与变速器的同轴设计也大大减小轴向尺寸，方便车身布局安装。

2、使用本发明的混合动力驱动系统集成装置，发电机与变速器采用同一传动轴且变速器与电动机花键连接，弱化同轴误差，减小了系统在运行过程中传动轴的磨损。

3、使用本发明的混合动力驱动系统集成装置，高度集成的结构设计有利于材料节省、系统轻量化。

附图说明

图1为本发明混合动力驱动系统集成装置的结构示意图；

图2为本发明混合动力驱动系统集成装置的轴向连接结构示意图。

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集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖，节省了发电机与电动机端盖的厚度，尽可能减小部件的传动轴长度，而且传动轴的公用及紧密连接大大减小传动轴在运转过程中的损耗，高度集成化的混合动力驱动系统大大降低了轴向尺寸，方便装车。

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集成装置的结构示意图，包括离合器、发电机、变速器、电动机、整车控制器、发电机控制器、电动机控制器等结构，所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖，所述整车控制器、发电机控制器、电动机控制器均无外壳，贴片设置于所述发电机、变速器、电动机外圆周上、所述壳体内侧，所述发电机控制器置于所述发电机外圆周上、所述壳体内侧，所述整车控制器置于所述变速器外圆周上、所述壳体内侧，所述电动机控制器置于所述电动机外圆周上、所述壳体内侧，所述电动机的电机轴与车辆后桥连接。

如图2所示为本发明混合动力驱动系统集成装置的轴向连接结构示意图，其中1为壳体、2为离合器、3为发电机、4为变速器、5为电动机、41为变速器输入轴、42为变速器输出轴、5为电动机轴，所述离合器2为气动离合器，所述发电机3为永磁电机，所述发电机3使用所述变速器4的输入轴41作为发电机3的电机轴，所述发电机3与所述变速器4连接处公用一个端盖，所述变速器4为4挡自动变速器，所述变速器4设置空挡，所述变速器输出轴42靠近所述电动机5一端设计为渐近线外花键结构，所述电动机5为同步磁阻电机，所述电动机5的电机轴51靠近所述变速器4一端设计为与所述变速器输出轴42靠近所述电动机5一端的外花键对应的内花键，所述电动机轴51与所述变速器输出轴42通过花键连接。

上述混合动力驱动系统的动力电源选取动力电池或者超级电容，所述发电机3、电动机5还可以设计为双绕组电机，两套绕组分别连接动力电池和超级电容，由动力电池和超级电容共同驱动，利用超级电容的高功率密度特性和动力电池的高能量密度特性，实现动力电池的慢充慢放，保证在满足车辆大功率输出的同时也能有效的保护电池，延长电池寿命，而且在车辆制动回收时也能根据动力电池和超级电容的使用情况合理分配，以实现最高效率的动能回收。

本实施例所描述的混合动力驱动系统为混联式结构，使得车辆在行驶过程中能够更大限度的节省能耗，搭载本发明的混合动力驱动系统的客车主要有以下几种工作模式：

1、车辆起步时，发动机不启动，离合器2断开，由动力电源提供车辆行驶的动力，由整车控制器给出信号，电动机控制器驱动电动机5运转来实现车辆的整车行驶。

2、车速达到第一设定速度V1时，离合器2闭合，由整车控制器给出信号，发电机控制器驱动发电机3运转，并由发电机3快速拖动发动机启动，发动机驱动车辆行驶，并结合变速器4实现1-4挡的驱动。

3、车速达到一个较高速度V2时，发动机直接驱动车辆行驶，此时发动机处于高效区。

4、车辆处于加速或爬坡时，由发动机、动力电源驱动电动机5共同提高车辆所述动力，此时可根据坡道坡度和长度来自由选择发电机3是否参与。

5、车辆滑行或减速时，离合器2断开，由发电机3和电动机4实现运行发电并存储在动力电源中。

除上述5中工作模式之外，还有其他的工作模式，如发动机与电动机串联驱动模式、离合器半联动的故障模式等。

所述混合动力驱动系统集成装置共用一套水路，解决了多套水路的控制复杂的问题，而且提高了水冷的使用效率，上述结构也可以去掉发电机3及发电机控制器，实现并联混合动力驱动系统的集成装置。

本发明的混合动力驱动系统集成装置采用高度集成的方法，将离合器、发电机、发电机控制器、变速器、整车控制器、电动机、电动机控制器等部件集成于一个整体结构，发电机与变速器连接处共用一个端盖、变速器与电动机连接处共用一个端盖，该集成结构能够最大限度的缩短轴向长度，而且发电机电机轴与变速器输入轴共用一根传动轴、变速器与电动机通过修行过的渐开线花键连接保证了车辆运行过程中不会出现偏心所造成的时松时紧现象，且有效减少了运转过程中传动轴的磨损，延长传动轴的使用寿命。

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 (9)

1.一种混合动力驱动系统集成装置，包括离合器、发电机、变速器、电动机，其特征在于：所述离合器、发电机、变速器、电动机依次串行排列连接，所述离合器另一端连接发动机飞轮，所述离合器、发电机、变速器、电动机置于同一壳体内，所述发电机与所述变速器连接端公用一个端盖，所述变速器与所述电动机连接端公用一个端盖。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述混合动力驱动系统还包括整车控制器、发电机控制器、电动机控制器，所述整车控制器设置于所述变速器外侧、所述壳体内侧，所述发电机控制器设置于所述发电机外侧、所述壳体内侧，所述电动机控制器设置于所述电动机外侧、所述壳体内侧。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述发电机的电机轴与所述变速器输入轴共用同一根轴，所述变速器输入轴端连接所述离合器。

4.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述电动机的电机轴与所述变速器的输出轴通过花键连接，所述花键为渐开线花键，且对所述渐开线花键进行修行，以减小同轴度误差带来的花键轴压轴力，所述电机轴另一端连接车辆传动轴。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述离合器为气动离合器。

6.根据权利要求3或权利要求4所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述变速器为4挡且设置空挡。

7.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述发电机为永磁电机。

8.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述混合动力驱动系统采用水冷，且共用同一水路。

9.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统集成装置，其特征在于：所述混合动力驱动系统的动力电源为电池或超级电容。