CN106080166A - 混合动力装置及相应的驻车发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混合动力装置，包括：发动机；电动机；第一主减速器主动齿轮；第二主减速器主动齿轮；主减速器被动齿轮；第一变速机构；第二变速机构；中间传动齿轮；电磁离合器；所述发动机通过所述第一变速机构和所述第一主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；所述电动机通过所述第二变速机构和所述第二主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；所述第一变速机构的被动齿轮通过所述中间传动齿轮和所述电磁离合器可选择性地与所述电动机连接，所述中间传动齿轮为三个齿轮组成的齿轮组，驻车时，电磁离合器接合，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电，提供了驻车发电功能。

Description

混合动力装置及相应的驻车发电方法
技术领域
本发明涉及车辆驱动技术领域，具体涉及一种混合动力装置及相应的驻车发电方法。
背景技术
现有技术中的一种混合动力装置，是在对变速器改动最小的前提下通过在变速器上添加一个电动机形成的。电动机通过固定速比减速机构或者两挡变速机构与主减速器被动齿轮相连接，从而避免对变速输出轴之前的零部件进行修改，确保了最大程度地利用现有变速器的主要零部件。但这种混合动力装置存在一个功能性缺陷，即驻车时电动机不能被发动机驱动发电，因此难以保证蓄电装置的电量平衡。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种驻车时发动机可以驱动电动机进行发电的混合动力装置及相应的驻车发电方法。
本发明提供了一种混合动力装置，包括：发动机；电动机；第一主减速器主动齿轮；第二主减速器主动齿轮；主减速器被动齿轮；第一变速机构；第二变速机构；中间传动齿轮；电磁离合器；
所述发动机通过所述第一变速机构和所述第一主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；
所述电动机通过所述第二变速机构和所述第二主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；
所述第一变速机构的被动齿轮通过所述中间传动齿轮和所述电磁离合器可选择性地与所述电动机连接。
根据本发明的混合动力装置，所述中间传动齿轮包括啮合传动的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮；
所述第一齿轮空套在箱体上；
所述第二齿轮空套在所述第二变速机构的输出轴上；以及
所述第三齿轮空套在所述第二变速机构的输入轴上。
根据本发明的混合动力装置，所述电磁离合器安设在所述第三齿轮与所述第二变速机构的输入轴之间。
根据本发明的混合动力装置，还包括：主离合器，所述主离合器安设在所述第一变速机构的左侧。
根据本发明的混合动力装置，所述主离合器的主动边通过横轴与所述发动机连接；
所述主离合器的被动边与所述第一变速机构的输入轴连接。
根据本发明的混合动力装置，所述第一变速机构的输入轴为空心轴，套设在所述横轴的外侧。
根据本发明的混合动力装置，所述主减速器被动齿轮安设在所述差速器壳体的右侧；所述中间传动齿轮空套在所述差速器壳体上并位于所述主减速器被动齿轮的左侧。
根据本发明的混合动力装置，所述第二变速机构包括：低挡被动齿轮和高挡被动齿轮；
所述第二主减速器主动齿轮安设在所述低挡被动齿轮和所述高挡被动齿轮之间。
根据本发明的混合动力装置，所述高挡被动齿轮安设在所述第二主减速器主动齿轮的左侧并与所述中间传动齿轮啮合传动。
根据本发明的混合动力装置，所述电磁离合器安设在所述电动机的绕组端部和转子之间的空间内。
根据本发明的混合动力装置，根据驻车状况，所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电磁离合器选择性的连接第二变速机构的输入轴，所述的具体情况包括：
(1)驻车状态时，所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电
磁离合器连接第二变速机构的输入轴；
(2)非驻车状态时，所述的第一变速机构的被动齿轮不与第二变速机构的输入轴连接。
本发明还提供了一种基于上述混合动力装置实现驻车时发电的方法，其主要特点是，该方法包括以下步骤：
驻车时，所述第一变速机构的被动齿轮通过所述中间传动齿轮和所述电磁离合器与所述电动机连接，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电。
采用了本发明的混合动力装置及相应的驻车发电方法，由于其可选择性的通过中间传动齿轮和电磁离合器将使用第一变速机构与电动机连接，驻车时，电磁离合器接合，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电，提供了驻车发电功能。
附图说明
图1是本发明第一具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图；
图2是本发明第二具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图；
图3是本发明第三具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图；以及
图4是本发明第四具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图。
附图说明
1 发动机
2 电动机
21 绕组端部
22 转子
23 被动齿轮
31 第一主减速器主动齿轮
32 第二主减速器主动齿轮
33 主减速器被动齿轮
4 第一变速机构
5 第二变速机构
6 中间传动齿轮
61 第一齿轮
62 第二齿轮
63 第三齿轮
7 电磁离合器
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。
图1是本发明第一具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图。参照图1，混合动力装置包括：发动机1；电动机2；第一主减速器主动齿轮31；第二主减速器主动齿轮32；主减速器被动齿轮33；第一变速机构4；第二变速机构5；中间传动齿轮6；电磁离合器7；发动机1通过第一变速机构4和第一主减速器主动齿轮31驱动主减速器被动齿轮3；电动机2通过第二变速机构5和第二主减速器主动齿轮32驱动主减速器被动齿轮3；第一变速机构4的被动齿轮通过中间传动齿轮6和电磁离合器7可选择性地与电动机2连接。
本发明的混合动力装置，通过中间传动齿轮和电磁离合器将第一变速机构与电动机连接，驻车时，电磁离合器接合，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电，提供了驻车发电功能。
图2是本发明第二具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图。参照图2，中间传动齿轮6包括啮合传动的第一齿轮61、第二齿轮62和第三齿轮63；以及第一齿轮61空套在箱体8上。
第一变速机构4的被动齿轮可以是档位的被动齿轮，也可以是新增加的一对齿轮中的被动齿轮，该被动齿轮与第一齿轮61啮合传动，算上第一齿轮61与第二齿轮62啮合、第二齿轮62与第三齿轮63啮合，则从第一变速机构4的输入轴到第二变速机构5的输入轴共经过了四次啮合传动，因此发电时电动机2的转动方向与驱动时的一样，均为正向转动。
第一齿轮61空套在箱体8上，即在箱体8的内侧靠近差速器的部位设置一凸台和轴承，以支撑第一齿轮61。第一齿轮61也可以空套在主减速器被动齿轮3的侧面，或者空套在变速器壳体上，并不以此为限制。
第二齿轮62空套在第二变速机构5的输出轴52上；以及第三齿轮63空套在第二变速机构5的输入轴51上。如此设置，可以避免单独为第二齿轮62和第三齿轮63单独设置支撑轴，简化了轴系，但并不以此为限制。
电磁离合器7安设在第三齿轮63与第二变速机构5的输入轴51之间。正常行驶时，电磁离合器7分离，发动机1和电动机2可以正常驱动车辆；驻车时，主离合器接合，第一变速机构4挂空挡，电磁离合器7接合，发动机1的动力就传递到电动机2上驱动其发电给蓄电装置充电。
图3是本发明第三具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图。参照图3，混合动力装置还包括：主离合器9，主离合器9安设在第一变速机构4的左侧。
通常，发动机输出端与主离合器的主动边直接连接，其被动边与变速机构的输入轴连接以传递动力。但在具有多个动力源和多个变速机构的混合动力装置中，主离合器的位置限制了电动机及其变速机构的布置。
当主离合器9布置在在第一变速机构4的左侧，即布置在远离发动机1的位置上，则第一变速机构4的齿轮可以尽量靠近发动机1，而差速器由于左右传动轴的限制其位置并不能轻易移动，因此第一变速机构4的部分齿轮的轴向位置就可以与差速器的部分重合，从而带来了布置和润滑上的好处。
具体的，主离合器9的主动边通过横轴91与发动机1连接；主离合器9的被动边与第一变速机构4的输入轴连接。主离合器9与发动机1之间的距离比较长，因此增设了横轴91以将两者连接起来。与常规的发动机1与主离合器9直接连接方式相比，横轴91降低了两者直接的连接刚度，这有助于改善动力传动系的扭振特性。
进一步的，第一变速机构4的输入轴为空心轴，套设在横轴91的外侧。出于使得结构更紧凑的目的，将第一变速机构4的输入轴制成空心轴并套设在横轴91的外侧。
参照图3，主减速器被动齿轮33安设在差速器壳体34的右侧；中间传动齿轮6空套在所述差速器壳体34上并位于主减速器被动齿轮33的左侧。通常，主减速器被动齿轮33固定联接在差速器壳体34的左侧部位，而由于主离合器9的限制难以实现布置在差速器壳体34右侧部位。当主离合器9被移走，则主减速器被动齿轮33可以尽量右移，第一变速机构4也可以尽量靠右布置，从而使得第一变速机构4和第二变速机构5在轴向上可以尽量重合，不再被分割成两个部分，从而简化了布置和润滑。
图4是本发明第四具体实施例所涉及的混合动力装置的结构示意图。参照图4，第二变速机构5包括：低挡被动齿轮51和高挡被动齿轮52；第二主减速器主动齿轮32安设在低挡被动齿轮51和高挡被动齿轮52之间。
当第二主减速器主动齿轮32被安设在低挡被动齿轮51和高挡被动齿轮52之间时，显然可以留出更多的轴向空间布置电动机2。在实际布置中，电动机2在布置时的轴向空间非常紧张，如此也可以布置更大功率的电动机2，满足车辆纯电行驶对于电动机2的功率需求。
进一步的，高挡被动齿轮52安设在第二主减速器主动齿轮32的左侧并与中间传动齿轮6啮合传动。
如图4所示，第一变速机构4具有3个前进档和1个倒档，第二变速机构5包括低挡和高挡。由于电动机2的扩速比较大，因此发动机1用1挡和2挡得到的车速范围与电动机1用低挡得到的车速范围相当，而用3挡得到的车速范围对应的发动机1转速范围则可以覆盖电动机1用高档工作时的转速范围。
车辆以混合动力模式行驶时，发动机1用1挡和2挡加速，此时电动机2也挂低挡参与驱动车辆，当车速达到发动机1要升3挡的对应车速时，电动机2仍挂低挡驱动车辆，如此保证动力不中断，当发动机1挂上3挡后也开始驱动车辆，电动机2则从低挡挂到高挡，动力仍然不会中断。
当发动机1挂3挡而电动机2挂高档时，由于中间齿轮6将第一变速机构4的被动齿轮(这里是3挡被动齿轮，对于更多前进挡，则可以是最高挡被动齿轮)与高档被动齿轮连接，因此发动机1的转速和电动机2的转速之间存在固定的比例关系，例如，可以将3挡速比和高档的速比设置得基本相等，如此可以保证在驻车发动机1怠速发电时，发动机1和电动机2之间的速比接近1。也可以将3档速比设置得比高档的速比略低，如此可以保证电动机2的转速比发动机1的高，这有利于利用两者的高效率区，在驻车发电时，电动机2的工作转速也可以较高，有利于提高发电效率。
进一步的，电磁离合器7安设在电动机2的绕组端部21和转子22的端面之间的空间内。通常，电动机2的绕组端部21超出转子22的端面一定的距离，这段直径相当于转子22的外径且长度相当于绕组端部21的长度的空间可以用于嵌入电磁离合器7，如此可以使得电动机2的轴向可用空间最大化。
本发明具体实施例的混合动力装置，包括：发动机；电动机；第一主减速器主动齿轮；第二主减速器主动齿轮；主减速器被动齿轮；第一变速机构；第二变速机构；中间传动齿轮；电磁离合器；所述发动机通过所述第一变速机构和所述第一主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；所述电动机通过所述第二变速机构和所述第二主减速器主动齿轮驱动所述主减速器被动齿轮；所述第一变速机构的被动齿轮通过所述中间传动齿轮和所述电磁离合器可选择性地与所述电动机连接，驻车时，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电，从而提供了驻车发电功能。
采用了本发明的混合动力装置，由于其可选择性的通过中间传动齿轮和电磁离合器将使用第一变速机构与电动机连接，驻车时，电磁离合器接合，发动机的动力通过第一变速机构的被动齿轮和中间传动齿轮传递到第二变速机构的输入轴上驱动电动机发电，提供了驻车发电功能。
本发明并不局限于上述实施例，而是覆盖在不脱离本发明的精神和范围的情况下所进行的所有改变和修改。这些改变和修改不应被认为是脱离了本发明的精神和范围，并且所有诸如对于本领域技术人员来说显而易见的修改均应被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种混合动力装置，其特征在于，包括：发动机；电动机；第一主减速器主动齿轮；第二主减速器主动齿轮；主减速器被动齿轮；第一变速机构；第二变速机构；中间传动齿轮；电磁离合器；
所述的发动机通过所述的第一变速机构和所述的第一主减速器主动齿轮驱动所述的主减速器被动齿轮；
所述的电动机通过所述的第二变速机构和所述的第二主减速器主动齿轮驱动所述的主减速器被动齿轮；
所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电磁离合器可选择性地与所述的电动机连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的中间传动齿轮包括啮合传动的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮；
所述的第一齿轮空套在箱体上；
所述的第二齿轮空套在所述的第二变速机构的输出轴上；以及
所述的第三齿轮空套在所述的第二变速机构的输入轴上。
3.根据权利要求3所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的电磁离合器安设在所述的第三齿轮与所述的第二变速机构的输入轴之间。
4.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，还包括：主离合器，所述的主离合器安设在所述的第一变速机构的左侧。
5.根据权利要求4所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的主离合器的主动边通过横轴与所述的发动机连接；
所述的主离合器的被动边与所述的第一变速机构的输入轴连接。
6.根据权利要求5所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的第一变速机构的输入轴为空心轴，套设在所述的横轴的外侧。
7.根据权利要求4所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的主减速器被动齿轮安设在所述的差速器壳体的右侧；
所述的中间传动齿轮空套在所述的差速器壳体上并位于所述的主减速器被动齿轮的左侧。
8.根据权利要求7所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的第二变速机构包括：低挡被动齿轮和高挡被动齿轮；
所述的第二主减速器主动齿轮安设在所述的低挡被动齿轮和所述的高挡被动齿轮之间。
9.根据权利要求8所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的高挡被动齿轮安设在所述的第二主减速器主动齿轮的左侧并与所述的中间传动齿轮啮合传动。
10.根据权利要求9所述的混合动力装置，其特征在于，
所述的电磁离合器安设在所述的电动机的绕组端部和转子之间的空间内。
11.根据权利要求9所述的混合动力装置，其特征在于，根据驻车状况，所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电磁离合器选择性的连接所述的第二变速机构的输入轴，所述的具体情况包括：
(1)驻车状态时，所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电磁离合器连接所述的第二变速机构的输入轴；
(2)非驻车状态时，所述的第一变速机构的被动齿轮与所述的第二变速机构的输入轴不连接。
12.一种基于权利要求1至11中任一项所述的混合动力装置实现驻车时发电的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
驻车时，所述的第一变速机构的被动齿轮通过所述的中间传动齿轮和所述的电磁离合器与所述的电动机连接，所述的发动机的动力通过所述的第一变速机构的被动齿轮和所述的中间传动齿轮传递到所述的第二变速机构的输入轴上驱动所述的电动机发电。
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