CN105082992A - 动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力传动系统及具有其的车辆。该动力传动系统包括：双离合器，双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端；第一输入轴和第二输入轴，第一输入轴与第一输出端相连，第二输入轴与第二输出端相连；输出轴，输出轴设置成与第一输入轴和第二输入轴中的一个进行配合传动，以传输动力；发动机，发动机的输出端设置成与第一输入轴和第二输入轴中的另一个进行配合传动，以传输动力；以及电动发电机，电动发电机的输出端与双离合器的输入端相连。本发明的动力传动系统能够直接实现停车启停，节省了一个起动电机，另外怠速工况发动机能够驱动电动发电机进行发电，提高了动力传动系统的发动机热效率，成本和能耗均得到有效降低。

Description

动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆。

背景技术

随着能源的不断消耗，新能源车型的开发和利用已逐渐成为一种趋势。混合动力汽车作为新能源车型中的一种，通过发动机和/或电机进行驱动，具有多种模式，可以改善传动效率和燃油经济性。

但是，发明人所了解的相关技术中，混合动力汽车中的动力传动系统一般结构复杂，体积庞大，且其电机一般设置在输出轴上，电机与输出轴同步转动，从而导致该动力传动系统在停车时不能由该电机起动发动机，需增设单独的起动电机，且该动力传动系统也无法实现怠速发电功能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种动力传动系统，该动力传动系统中的电动发电机可以作为起动电机起动发动机，同时该动力传动系统还可以实现怠速发电功能。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述动力传动系统的车辆。

根据本发明实施例的动力传动系统，包括：双离合器，所述双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端；第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴与所述第一输出端相连，所述第二输入轴与所述第二输出端相连；输出轴，所述输出轴设置成与所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一个进行配合传动，以传输动力；发动机，所述发动机的输出端设置成与所述第一输入轴和所述第二输入轴中的另一个进行配合传动，以传输动力；以及电动发电机，所述电动发电机的输出端与所述双离合器的输入端相连。

根据本发明实施例的动力传动系统能够直接实现停车启停，节省了一个起动电机，另外怠速工况发动机能够驱动电动发电机进行发电，提高了动力传动系统的发动机热效率，成本和能耗均得到有效降低。

根据本发明另一方面实施例的车辆具有上述实施例中的动力传动系统。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的动力传动系统的示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的动力传动系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1和图2详细描述根据本发明实施例的动力传动系统，该动力传动系统可以应用于汽车中，并可提供驱动汽车行驶的动力。

参照图1和图2，根据本发明实施例的动力传动系统可以包括第一输入轴11、第二输入轴12、双离合器2、输出轴3、发动机4和电动发电机5。

双离合器2具有输入端23、第一输出端21和第二输出端22。双离合器2的输入端23可以是双离合器2的壳体，其第一输出端21和第二输出端22可以是两个从动盘。一般地，壳体与两个从动盘可以是都断开的，即输入端23与第一输出端21和第二输出端22均断开，在需要接合其中一个从动盘时，可以控制壳体与相应从动盘进行接合从而同步旋转，即输入端23与第一输出端21和第二输出端22之一接合。此外，壳体也可以与两个从动盘同时接合，即输入端23同时接合第一输出端21和第二输出端22。

应当理解，双离合器2的具体接合状态受到控制策略的影响，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际所需的传动模式而适应性设定控制策略。

第一输入轴11与第一输出端21相连，即第一输入轴11与第一输出端21是同步旋转的。第二输入轴12与第二输出端22相连，即第二输入轴12与第二输出端22是同步旋转的。

输出轴3设置成与第一输入轴11和第二输入轴12中的一个进行配合传动，以传输动力。以输出轴3与第二输入轴12进行配合传动以传输动力为例，输出轴3与第二输入轴12可以通过中间传动部件(例如，第二输入轴齿轮121和输出轴齿轮31)而间接地配合传动，从而动力可在输出轴3与第二输入轴12之间进行传递，例如动力可以从输出轴3向第二输入轴12进行传递，或者动力也可以从第二输入轴12向输出轴3进行传递。

发动机4的输出端(例如，曲轴)设置成与第一输入轴11和第二输入轴12中的另一个进行配合传动，以传输动力。以发动机4的输出端与第一输入轴11进行配合传动以传输动力为例，发动机4的输出端与第一输入轴11可以通过中间传动部件(例如，发动机输出齿轮41和第一输入轴齿轮111)而间接地配合传动，从而动力可在发动机4的输出端与第一输入轴11之间进行传递，例如动力可以从发动机4的输出端向第一输入轴11进行传递，或者动力也可以从第一输入轴11向发动机4的输出端进行传递。

简言之，发动机4与输出轴3分别与第一输入轴11和第二输入轴12配合传动，在图1和图2的示例中，发动机4与第一输入轴11配合传动，输出轴3与第二输入轴12配合传动，但是可以理解的是，本发明并不限于这种设置方式。

电动发电机5的输出端与双离合器2的输入端23相连以进行配合传动，即双离合器2的输入端23可将动力传递给电动发电机5，此时电动发电机5以发电机模式工作以进行发电，或者电动发电机5输出的动力也可以输出至双离合器2的输入端23。

需要说明一点，电动发电机5是具有电动机和发电机功能的电机，在本发明有关“电动发电机5”的描述中，如果没有特殊说明，均作此理解。

根据本发明实施例的动力传动系统的两种较为典型的工况为启停模式和充电模式。

其中在动力传动系统处于启停模式时：电动发电机5以电动机模式工作，双离合器2的输入端23只接合第一输出端21，由此电动发电机5输出的动力可依次通过双离合器2的输入端23、第一输出端21、第一输入轴11后输出至发动机4，从而起动发动机4。或者双离合器2的输入端23同时接合第一输出端21和第二输出端22，由此电动发电机5输出的一部分动力依次通过双离合器2的输入端23、第一输出端21、第一输入轴11后输出至发动机4，从而起动发动机4，电动发电机5输出的另一部分动力可以依次通过双离合器2的输入端23、第二输出端22、第二输入轴12后输出至输出轴3，从而驱动车轮。

其中在动力传动系统处于充电模式时：发动机4工作，电动发电机5以发电机模式工作，双离合器2的输入端23只接合第一输出端21，由此发动机4输出的动力依次通过第一输入轴11、第一输出端21、双离合器2的输入端23后输出至电动发电机5，电动发电机5将来自发动机4的机械能转换为电能。或者双离合器2的输入端23同时接合第一输出端21和第二输出端22，由此发动机4输出的一部分动力可依次通过第一输入轴11、第一输出端21、双离合器2的输入端23后输出至电动发电机5，电动发电机5将来自发动机4的机械能转换为电能，发动机4输出的另一部分动力可依次通过第一输入轴11、第一输出端21、双离合器2的输入端23、第二输出端22、第二输入轴12后输出至输出轴3，从而驱动车轮。

但是，应当理解的是，上述启停模式和充电模式仅是根据本发明实施例的动力传动系统的典型工况，而根据本发明实施例的动力传动系统还可以具有多种其它模式，例如纯电动模式、混动模式、纯发动机模式等。上述两种模式仅为动力传动系统的一部分模式，仅为示意性说明，并不代表根据本发明实施例的动力传动系统仅具有该两种模式。而关于其他模式，将在后面给出详细地描述，这里不再进行说明。

由此，根据本发明实施例的动力传动系统，相比于将电机设置成与输出轴相连的传动系统而言，在停车情况下可以通过电动发电机5起动发动机4，从而可以省去传统的起动电机，简化动力传动系统的结构，减少了电机的数量，成本相对更低，而且在车辆怠速时，还能够实现发电功能，丰富了动力传动系统的工作模式。

简言之，根据本发明实施例的动力传动系统能够直接实现停车启停，节省了一个起动电机，另外怠速工况发动机4能够驱动电动发电机5进行发电，提高了动力传动系统的发动机4热效率，成本和能耗均得到有效降低。

下面将结合附图1-2对动力传动系统的具体细节结合具体实施例进行详细地描述。

参照图1和图2所示，第一输入轴11可以采用实心轴结构，第二输入轴12可以采用空心轴结构，第二输入轴12可以同轴地套设在第一输入轴11上，即第二输入轴12和第一输入轴11的中心轴线是重合的，第二输入轴12与第一输入轴11之间可以设置有轴承结构。

发动机4、输出轴3与两个输入轴之间的传动方式可以有多种。

例如，如图1和图2所示，第一输入轴11上设置有第一输入轴齿轮111，第一输入轴齿轮111优选是一个且与第一输入轴11固定，即第一输入轴齿轮111与第一输入轴11同步旋转。第二输入轴12上设置有第二输入轴齿轮121，第二输入轴齿轮121优选是一个且与第二输入轴12固定，即第二输入轴齿轮121与第二输入轴12同步旋转。输出轴3上设置有输出轴齿轮31，输出轴齿轮31优选是一个且与输出轴3固定，即输出轴齿轮31与输出轴3同步旋转。

其中，输出轴齿轮31与第二输入轴齿轮121啮合，发动机4的输出端可以设置有发动机输出齿轮41，发动机输出齿轮41可与第一输入轴齿轮111啮合以进行配合传动，发动机输出齿轮41可以固定在曲轴上。但是，本明并不限于此，在其中一个未示出的实施例中，输出轴齿轮31也可以与第一输入轴齿轮111啮合，而发动机4的输出端仍然可以设置发动机输出齿轮41，发动机输出齿轮41对应地可与第二输入轴齿轮121啮合以进行配合传动。

电动发电机5与双离合器2的输入端23的传动方式可以有多种。

首先参照图1，电动发电机5的输出端可以是直接与双离合器2的输入端23固定的，例如可以通过花键连接，当然也可以通过螺栓等螺纹紧固件进行紧固，或者焊接为一体，但不限于此。进一步，电动发电机5与第一输入轴11以及第二输入轴12同轴布置，即三者的中心轴线是重合的。这样，使得动力传动系统的结构更加紧凑，占用空间更小，便于布置在机舱内。

作为另一种实施方式，参照图2所示，电动发电机5的输出端与双离合器2的输入端23之间也可以是通过其它部件而间接连接传动的。例如，电动发电机5的输出端与双离合器2的输入端23之间可以通过变速机构51间接相连。该变速机构51可以减速机构，减速机构可以是蜗轮蜗杆减速机构、齿轮减速机构等。该减速机构的传动速比可以根据实际需要而进行适应设定，例如可以是一级减速机构，当然也可以是多级减速机构。在其中一个实施例中，如图2所示，该变速机构51为一级齿轮传动减速机构。

通过增设变速机构51，可以对电动发电机5输出给双离合器2输入端23的转速、扭矩进行调整，提高传动效率，从而更好地满足驾驶要求。

下面以图1为例，详细描述图1中所示动力传动系统所具有的多种模式，该多种模式至少包括：启停模式、纯电动模式、混动模式、纯发动机模式、充电模式和回馈模式。

在动力传动系统处于启停模式时，进一步可以分为停车启动和行车启动两种。

首先描述停车启动：此时发动机4处于停机状态且车辆静止，双离合器2的输入端23只与第一输出端21接合，电动发电机5以电动机模式工作。电动发电机5产生的动力可以通过其输出端如电机轴输出，动力依次经过双离合器2的输入端23、第一输出端21、第一输入轴11、第一输入轴齿轮111、发动机输出齿轮41后输出至曲轴，带动曲轴旋转以起动发动机4。

其次描述行车启动：此时发动机4处于停机状态而车辆处于行驶状态(行驶动力可以来源于电动发电机5)，双离合器2的输入端23接合第一输出端21和第二输出端22，电动发电机5以电动机模式工作。电动发电机5产生的动力可以通过其输出端如电机轴输出至双离合器2的输入端23，此时一部分动力可依次经过第一输出端21、第一输入轴11、第一输入轴齿轮111、发动机输出齿轮41后输出至曲轴，带动曲轴旋转以起动发动机4，另一部分动力可以依次经过双离合器2的第二输出端22、第二输入轴12、第二输入轴齿轮121、输出轴齿轮31、输出轴3后输出给车轮，驱动车辆行驶。

在动力传动系统处于纯电动模式时，发动机4可处于停机状态，双离合器2的输入端23接合第二输出端22，电动发电机5以电动机模式工作。电动发电机5产生的动力可以通过双离合器2的输入端23、第二输出端22、第二输入轴12、第二输入轴齿轮121、输出轴齿轮31、输出轴3后输出给车轮，驱动车辆行驶。

在动力传动系统处于混动模式时，发动机4工作且电动发电机5以电动机模式工作，双离合器2的输入端23接合第一输出端21和第二输出端22。一方面，发动机4输出的动力依次经过曲轴、发动机输出齿轮41、第一输入轴齿轮111、第一输入轴11后输出至双离合器2。另一方面，电动发电机5输出的动力通过电机轴输出至双离合器2，这两部分动力可以在双离合器2处进行动力耦合，耦合后的动力从第二输出端22、第二输入轴12、第二输入轴齿轮121、输出轴齿轮31、输出轴3后输出给车轮，驱动车辆行驶。

在动力传动系统处于纯发动机模式时，双离合器2的输入端23接合第一输出端21和第二输出端22，发动机4输出的动力依次经过曲轴、发动机输出齿轮41、第一输入轴齿轮111、第一输入轴11、双离合器2、第二输入轴12、第二输入轴齿轮121、输出轴齿轮31、输出轴3后输出给车轮，驱动车辆行驶，此时电动发电机5处于随动状态。

在动力传动系统处于充电模式时，进一步可以分为怠速发电和行车发电。

首先描述怠速发电，此时双离合器2的输入端23只接合第一输出端21。发动机4输出的动力依次经过曲轴、发动机输出齿轮41、第一输入轴齿轮111、第一输入轴11、第一输出端21、双离合器2的输入端23后输出给电动发电机5，电动发电机5将来自发动机4的机械能转换为电能并可存储在电池中。

其次描述行车发电，此时双离合器2的输入端23同时接合第一输出端21和第二输出端22，发动机4输出的动力中的一部分仍按照上述怠速发电的路径传递外，另一部分动力则由于输入端23与第二输出端22的接合而输出至输出轴3，用于驱动车辆行驶。

在动力传动系统处于回馈模式时，此时双离合器2的输入端23只接合第二输出端22。车轮的制动力可以通过输出轴3、双离合器2后输出至电动发电机5，此时电动发电机5以发电机模式工作，从而将制动能量转换为电能并可存储在蓄电池中。

此外，根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述的动力传动系统的车辆。应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此对习知结构的详细说明此处进行省略。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种动力传动系统，其特征在于，包括：

双离合器，所述双离合器具有输入端、第一输出端和第二输出端；

第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴与所述第一输出端相连，所述第二输入轴与所述第二输出端相连；

输出轴，所述输出轴设置成与所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一个进行配合传动，以传输动力；

发动机，所述发动机的输出端设置成与所述第一输入轴和所述第二输入轴中的另一个进行配合传动，以传输动力；以及

电动发电机，所述电动发电机的输出端与所述双离合器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的动力传动系统，其特征在于，所述第一输入轴为实心轴，所述第二输入轴为空心轴，所述第二输入轴同轴地套设在所述第一输入轴上。

3.根据权利要求2所述的动力传动系统，其特征在于，所述第一输入轴上设置有第一输入轴齿轮，所述第二输入轴上设置有第二输入轴齿轮；以及

所述输出轴上设置有输出轴齿轮，所述输出轴齿轮与一个所述第一输入轴齿轮啮合且所述发动机的输出端与一个所述第二输入轴齿轮配合传动，或者所述输出轴齿轮与一个所述第二输入轴齿轮啮合且所述发动机的输出端与一个所述第一输入轴齿轮配合传动。

4.根据权利要求3所述的动力传动系统，其特征在于，所述第一输入轴齿轮为一个且与所述第一输入轴固定，所述第二输入轴齿轮为一个且与所述第二输入轴固定，所述输出轴齿轮为一个且与所述第二输入轴齿轮啮合，所述发动机的输出端与所述第一输入轴齿轮配合传动。

5.根据权利要求4所述的动力传动系统，其特征在于，所述发动机的输出端设置有发动机输出齿轮，所述发动机输出齿轮与所述第一输入轴齿轮啮合。

6.根据权利要求2所述的动力传动系统，其特征在于，所述电动发电机的输出端直接与所述双离合器的输入端固定。

7.根据权利要求6所述的动力传动系统，其特征在于，所述电动发电机与所述第一输入轴以及所述第二输入轴同轴布置。

8.根据权利要求2所述的动力传动系统，其特征在于，所述电动发电机的输出端与所述双离合器的输入端之间通过变速机构间接相连。

9.根据权利要求8所述的动力传动系统，其特征在于，所述变速机构为一级齿轮传动减速机构。

10.根据权利要求1所述的动力传动系统，其特征在于，所述动力传动系统具有启停模式，其中在所述动力传动系统处于所述启停模式时，所述电动发电机以电动机模式工作，所述双离合器的输入端只接合所述第一输出端或者所述双离合器的输入端同时接合所述第一输出端和第二输出端，从而起动所述发动机。

11.根据权利要求1所述的动力传动系统，其特征在于，所述动力传动系统具有充电模式，其中在所述动力传动系统处于所述充电模式时，所述发动机工作，所述电动发电机以发电机模式工作，所述双离合器的输入端只接合所述第一输出端或者所述双离合器的输入端同时接合所述第一输出端和所述第二输出端。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的动力传动系统。