CN105291807A - 一种混合动力车辆驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合动力车辆驱动装置包括内燃机、变速机构、电动/发电机，所述内燃机、变速机构、电动/发电机依次布置，还包括一级减速机构，设置于所述变速机构与所述电动/发电机之间或者所述电动/发电机与车辆后桥之间。本发明通过在混合动力系统中加入一级减速装置，拓宽发动机工作高效区，使系统在尽量选用传统基本变速箱的条件下，就能达到较好的节油效果，减少系统设计和制造成本，提高系统的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力驱动装置，适用于陆地车辆的驱动。
背景技术
混合动力车辆已经逐步被证明适应社会经济的发展，环境改善的需求。对于混合动力驱动装置，针对并联、串联、混联等结构衍生出多种多样的驱动结构。由于节油和减少废弃物排放是混合动力车辆的重要使命，几乎所有的结构设计都集中于如何降低油耗，提高发动机的使用空间。但大多数结构设计复杂，纯电驱动部分需要做较多的改动设计，使传统的车辆生产企业只能开辟新的设计生产线进行专门的混合动力驱动系统生产。尤其是用于城市公交的客车，许多传统车辆制造企业不敢轻易尝试生产转型，就是受困于混合动力系统设计上的专业性和复杂性。而事实上，复杂的设计虽然能很大程度上提高节油效果，但是其带来的系统不稳定性也加强，需要专业人员进行维护和修复，这又无形中增加了产品的成本。这阻止了混合动力系统类型多样化发展，不利于混合动力车辆普及。
发明内容
本发明提供一种混合动力车辆驱动装置，通过在混合动力系统中加入一级减速装置，拓宽发动机工作高效区，使系统在尽量选用传统基本变速箱的条件下，就能达到较好的节油效果，减少系统设计和制造成本，提高系统的经济性。一种混合动力车辆驱动装置，包括内燃机、变速机构、电动/发电机，所述内燃机、变速机构、电动/发电机依次布置，还包括一级减速机构，设置于所述变速机构与所述电动/发电机之间或者所述电动/发电机与车辆后桥之间。
在此基础上，所述一级减速机构为行星齿轮组结构，所述行星齿轮组结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述行星架连接所述变速机构输出端，同时，所述行星架连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
或者，所述一级减速机构为行星齿轮组结构，所述行星排结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述齿圈连接所述变速机构输出端，同时，所述行星架连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
在另一实施例下，所述一级减速机构为行星排结构，所述行星齿轮组结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述行星架连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
又或者，所述一级减速机构为行星排结构，所述行星齿轮组结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述齿圈连接所述车辆后桥，所述行星架固定锁止。
作为本发明的又一实施例，所述一级减速装置为齿轮组机构，包括固定设置于所述变速机构输出轴的一级齿轮，固定设置于所述电动/发电机输出轴的二级齿轮，所述一级齿轮和所述二级齿轮持续啮合连接。
进一步地，所述变速机构为平行轴变速箱。
附图说明
图1是本发明提供的混合动力驱动装置第一实施例。
图2是本发明提供的混合动力驱动装置第二实施例。
图3是本发明提供的混合动力驱动装置第三实施例。
图4是本发明提供的混合动力驱动装置第四实施例。
图5是本发明提供的混合动力驱动装置第五实施例。
具体实施方式
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。
图1显示了本发明的混合动力系统的一种实施结构示意图。本发明的混合动力车辆驱动装置，包括内燃机100、变速机构200、电动/发电机300，所述内燃机100、变速机构200、电动/发电机300依次布置，其特征在于，还包括一级减速机构400，设置于所述变速机构200与所述电动/发电机300之间。在第一实施例中，一级减速机构设置为行星齿轮组400，利用通常被指定为环形齿轮的外齿轮部件，在本发明中称为齿圈402。齿圈402与指定为太阳齿轮403的内齿轮部件外接。托架401可旋转地支撑多个行星齿轮，被称为行星架401，使得各个行星齿轮啮合式地与齿圈402和太阳轮403相互旋转作用。其中，发动机100连接变速机构200，所述变速机构设置有输入轴和输出轴，可以是常用平行轴变速箱，也可以是能够提供至少两个变比的功率转矩分配机构。发动机100输出轴连接变速机构200的输入轴，变速机构200输出轴连接行星齿轮组400的行星架401，行星齿轮组400的太阳轮403连接电动/发电机300。该电动/发电机300可以作为车辆的驱动电机或者发电机，在发动机低速或车辆起步时起到驱动车辆的作用，而当车辆减速起到发电机的作用回收车辆制动能量。另外设置有动力传递轴404，连接减速机构和车轮，用于来自发动机或/和电动机的动力输出。本实施例中，动力传递轴404一端连接行星齿轮组400的行星架401，穿过电动/发电机300设置的空心轴，另一端连接到车辆后桥。行星齿轮组400的齿圈固定于车体，目的是使齿圈不能自由转动。固定方式可以是多样的，例如，设置有减速机构的壳体，将齿圈固定于该壳体上。
单排行星齿轮的三个元件上输入和输出的功率的代数和应等于零，代数关系式：
n1+an2-(1+a)n3＝0(1)
其中n1是太阳轮转速，n2是齿圈转速，n3是行星架转速，a是齿圈与太阳轮齿数比。根据上述关系式，我们可以发现，当齿圈固定时，即n2＝0，行星架与太阳轮转动方向相同。这种设置方式使发动机、电动机的转动设计符合现有设计习惯，无需进行转动方向的特殊设计。该系统工作时，车辆低速或启动时，发动机不启动，此时变速机构200可以利用空档使发动机100与电动机300脱离动力联系，由电动机启动车辆。一级减速机构400的设置，能够使电动机以更高的转速工作，可以使电动机进行小尺寸设计。发动机启动后，发动机100动力由变速机构传递至车轮，以驱动车辆行驶。其间，电动机300可以通过减速机构400对发动机通过变速机构输出至车轮的转矩进行耦合调节。以达到发动机与电动机动力耦合的效果。
本发明的第二实施例如图2，内燃机100、变速机构200、电动/发电机300、一级减速装置400的布置顺利与实施例一相似，发动机100输出轴连接变速机构200的输入轴，变速机构200输出轴连接行星齿轮组400的齿圈402，行星齿轮组400的太阳轮403连接电动/发电机300，输出轴404连接齿圈402和车辆后桥，行星架401锁止。实施例二的结构与实施例一的结构相似，工作方式相同，同样可以达到实施例一的效果。
本发明还可以通过另一实施例实现，如图3。包括内燃机100、变速机构200、电动/发电机300，所述内燃机100、变速机构200、电动/发电机300依次布置，其特征在于，还包括一级减速机构400，设置于所述电动/发电机300与车辆后桥之间。该实施例中一级减速机构400同样设置为行星齿轮组，关于行星齿轮组的特征已经描述过，不再赘述。其中，发动机100连接变速机构200，所述变速机构设置有输入轴和输出轴，可以是常用平行轴变速箱，也可以是能够提供至少两个变比的功率转矩分配机构。发动机100输出轴连接变速机构200的输入轴，变速机构200输出轴连接至电动机300的转轴输入端。电动机300的转轴输出端连接行星齿轮组400的太阳轮403，该电动/发电机300可以作为车辆的驱动电机或者发电机，在发动机低速或车辆起步时起到驱动车辆的作用，而当车辆减速起到发电机的作用回收车辆制动能量。行星齿轮组400的齿圈固定于车体，目的是使齿圈不能自由转动。固定方式可以是多样的，例如，设置有减速机构的壳体，将齿圈固定于该壳体上。行星齿轮组400的行星架401连接动力传递轴404。该系统工作时，车辆低速或启动时，发动机不启动，此时变速机构200可以利用空档使发动机100与电动机300脱离动力联系，由电动机启动车辆。一级减速机构400的设置，能够使电动机以更高的转速工作，可以使电动机进行小尺寸设计。发动机启动后，发动机100动力由变速机构传递至车轮，以驱动车辆行驶。其间，电动机300对发动机通过变速机构输出至车轮的转矩进行耦合调节。相比之下，该布局方式的混合动力系统也能够在一定程度上使电机设计更加自由，同时使系统更加节能。
本发明的第四实施例如图4，内燃机100、变速机构200、电动/发电机300、一级减速装置400的布置顺利与实施例三相似，发动机100输出轴连接变速机构200的输入轴，变速机构200输出轴连接至电动机300的转轴输入端。电动机300的转轴输出端连接行星齿轮组400的太阳轮403，行星齿轮组400齿圈402连接车辆后桥，行星架401锁止。实施例四的结构与实施例三的结构相似，工作方式相同，同样可以达到实施例三的效果。
作为一种更加简单的布局方式，本发明还提供了第五实施方式，如图5。包括内燃机100、变速机构200、电动/发电机300，所述内燃机100、变速机构200、电动/发电机300依次布置，一级减速机构400设置于所述变速机构200与所述电动/发电机300之间。该一级减速机构400使用不同尺寸的齿轮啮合，能够提供一固定的传动比，实现减速的目的。具体地，包括固定设置于所述变速机构输出轴的一级齿轮401，固定设置于所述电动/发电机输出轴的二级齿轮402，所述一级齿轮401和所述二级齿轮402持续啮合连接。在这种布局下，由于齿轮布置的影响，使发动机和电动机转动方向相反，但是通过设计电动机的控制，同样可以实现本发明的目的，具本实施例一级减速装置结构简单，系统可靠性更高。
Claims (7)
1.一种混合动力车辆驱动装置，内燃机、变速机构、电动/发电机，所述内燃机、变速机构、电动/发电机依次布置，其特征在于，还包括一级减速机构，设置于所述变速机构与所述电动/发电机之间或者所述电动/发电机与车辆后桥之间。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述一级减速机构为行星齿轮组结构，所述行星排结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述行星架连接所述变速机构输出端，同时，所述齿圈连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述一级减速机构为行星齿轮组结构，所述行星排结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述齿圈连接所述变速机构输出端，同时，所述行星架连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述一级减速机构为行星排结构，所述行星齿轮组结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述行星架连接所述车辆后桥，所述齿圈固定锁止。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述一级减速机构为行星排结构，所述行星齿轮组结构的太阳轮连接所述电动/发电机输出轴，所述齿圈连接所述车辆后桥，所述行星架固定锁止。
6.根据权利要求1所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述一级减速装置为齿轮组机构，包括固定设置于所述变速机构输出轴的一级齿轮，固定设置于所述电动/发电机输出轴的二级齿轮，所述一级齿轮和所述二级齿轮持续啮合连接。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的混合动力车辆驱动装置，其特征在于，所述变速机构为平行轴变速箱。
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2014
- 2014-05-28 CN CN201410234119.5A patent/CN105291807A/zh not_active Withdrawn
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