CN108608853A - 混合动力系统及混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆领域，更具体地本发明涉及混合动力系统及混合动力车辆。该混合动力系统包括：变速器，其包括输入轴、输出轴以及同步啮合机构和齿轮；一个电机，其输入/输出轴与输入轴和输出轴间隔开地平行布置，电机的输入/输出轴通过至少一个同步啮合机构和包括多个齿轮的齿轮传动机构与输入轴和输出轴选择性地传动联接；发动机；以及离合器，发动机经由离合器与输入轴传动联接。这样，根据本发明的混合动力系统仅通过一电机就实现了与现有技术同样的两种扭矩传递模式，因此结构更简单；进一步地，该混合动力系统对于电机和发动机都具有足够多的挡位且在换挡过程中扭矩不会中断。

Description

混合动力系统及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆领域，更具体地本发明涉及混合动力系统及包括该混合动力系统的混合动力车辆。
背景技术
如图1所示，存在一种如下的混合动力系统，该混合动力系统包括发动机ENG、第一马达MO1(GEN)、第二马达MO2、电池BAT、离合器K0以及齿轮传动机构。
具体地，发动机ENG经由离合器K0分别与齿轮传动机构和第一马达MO1(GEN)传动联接，使得通过离合器K0的接合和断开控制发动机ENG带动第一马达MO1(GEN)发电来对电池BAT充电，并且控制发动机ENG向齿轮传动机构传递扭矩，进而通过齿轮传动机构将扭矩传递到轮胎TIRE。第一马达MO1(GEN)不经由离合器K0而与齿轮传动机构的输入轴直接传动联接，因此第一马达MO1(GEN)能够通过齿轮传动机构将扭矩传递到轮胎TIRE。另外，第二马达MO2不经由离合器K0而与齿轮传动机构的输出轴直接传动联接，因此第二马达MO2也能够通过齿轮传动机构将扭矩传递到轮胎TIRE。电池BAT与第一马达MO1(GEN)和第二马达MO2电连接，以用于对第一马达MO1(GEN)和第二马达MO2供电以及接收来自第一马达MO1(GEN)的电能。
显然，在具有上述结构的混合动力系统中，一方面，第一马达MO1(GEN)和第二马达MO2两个马达分别与齿轮传动机构的输入轴和输出轴传动联接，因此导致混合动力系统结构显得复杂；另一方面，在纯马达驱动模式和混合驱动模式下能够使用的挡位(齿轮传动比)过少，而在现有技术中具有其它结构的混合动力系统虽然存在较多的挡位，但是结构复杂且在换挡过程中扭矩传递会中断。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺点而做出了本发明。本发明的发明目的在于提供一种新型的混合动力系统，其相对于上述现有技术的混合动力系统能够使得结构更简单、具有足够多的挡位。此外，本发明的另一个发明目的在于提供采用该混合动力系统的混合动力车辆。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提供了一种如下的混合动力系统，所述混合动力系统包括：变速器，所述变速器包括输入轴、输出轴以及同步啮合机构和齿轮；一个电机，所述电机的输入/输出轴与所述输入轴和所述输出轴间隔开地平行布置，所述电机的输入/输出轴通过至少一个所述同步啮合机构和包括多个所述齿轮的齿轮传动机构与所述输入轴和所述输出轴选择性地传动联接；发动机；以及离合器，所述发动机经由所述离合器与所述输入轴传动联接。
优选地，所述齿轮传动机构包括固定于所述电机的输入/输出轴的输入/输出齿轮、设置于所述输入轴的第一传动齿轮、设置于所述输出轴的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮始终处于啮合状态且固定于所述变速器的中间轴的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述至少一个同步啮合机构包括设置于所述输入轴的第一同步啮合机构和设置于所述输出轴的第二同步啮合机构，所述第一中间齿轮或所述第二中间齿轮与所述电机的输入/输出齿轮始终处于啮合状态，所述第一传动齿轮能够与所述第一同步啮合机构接合以实现所述第一传动齿轮与所述输入轴传动联接，以及所述第二传动齿轮能够与所述第二同步啮合机构接合以实现所述第二传动齿轮与所述输出轴传动联接。
更优选地，所述变速器还包括多个挡位齿轮和设置于所述输出轴的第三同步啮合机构，所述多个挡位齿轮包括与所述第一同步啮合机构对应的一个挡位齿轮和与所述第三同步啮合机构对应的两个挡位齿轮。
优选地，所述齿轮传动机构包括固定于所述电机的输入/输出轴的输入/输出齿轮、固定于所述输入轴的第一传动齿轮、固定于所述输出轴的第二传动齿轮、分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮始终处于啮合状态且设置于所述变速器的中间轴的第一中间齿轮和第二中间齿轮以及与所述电机的输入/输出齿轮始终处于啮合状态且固定于所述中间轴的第三中间齿轮，并且所述至少一个同步啮合机构包括设置于所述中间轴的同步啮合机构，该同步啮合机构能够与所述第一中间齿轮接合使得所述第一中间齿轮与所述中间轴传动联接，并且该同步啮合机构能够与所述第二中间齿轮接合使得所述第二中间齿轮与所述中间轴传动联接。
优选地，所述混合动力系统还包括控制模块，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现并行驱动模式、纯电机驱动模式和/或纯发动机驱动模式，当所述混合动力系统处于所述并行驱动模式时，所述离合器接合，所述发动机和所述电机均处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，所述变速器的同步啮合机构与对应的挡位齿轮接合，所述发动机向所述输入轴传递扭矩，所述电机向所述输入轴传递正扭矩或负扭矩或者所述电机向所述输出轴传递正扭矩或负扭矩，当所述混合动力系统处于所述纯电机驱动模式时，所述离合器断开，所述发动机处于停止状态，所述电机处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，仅所述电机向所述输入轴或所述输出轴传递扭矩以用于驱动，和/或当所述混合动力系统处于所述纯发动机驱动模式时，所述离合器接合，所述电机处于停止状态且所述发动机处于运行状态，所述变速器的同步啮合机构与对应的挡位齿轮接合，仅所述发动机向所述输入轴传递扭矩以用于驱动。
更优选地，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现制动能量回收模式，其中所述离合器断开，所述发动机处于停止状态，所述电机处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，使得所述输入轴或所述输出轴向所述电机传递扭矩以使所述电机对电池进行充电。
更优选地，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现发动机启动模式，其中所述离合器接合，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，通过所述电机向所述输入轴或所述输出轴传递扭矩，使得所述电机的扭矩用于启动所述发动机的同时用于驱动。
更优选地，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现充电模式，其中所述离合器接合，所述发动机和所述电机均处于运行状态，所述电机与所述输入轴实现传动联接，所述发动机经由所述输入轴向所述电机传递扭矩以使所述电机对电池进行充电。
更优选地，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使得：在所述变速器进行换挡的过程中，所述电机与所述输出轴实现传动联接，以向所述输出轴传递扭矩使得在所述变速器进行换挡的过程中扭矩不会出现中断。
本发明还提供了一种如下的混合动力车辆，所述混合动力车辆包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的混合动力系统。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的混合动力系统及混合动力车辆。一方面，该混合动力系统仅具有一个电机，且该电机能够与变速器的输入轴和输出轴选择性地传动联接；另一方面，在变速器中设置多个同步啮合机构和多个挡位齿轮来实现足够多的挡位。这样，根据本发明的混合动力系统仅通过一电机就实现了与现有技术同样的扭矩传递模式，因此结构更简单；而且，该混合动力系统对于电机和发动机都具有足够多的挡位。
附图说明
图1是示出了现有技术的混合动力系统的连接结构的示意图。
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的混合动力系统的连接结构的示意图。
图3是示出了根据本发明的第二实施方式的混合动力系统的连接结构的示意图。
附图标记说明
BAT 电池 MO1(GEN) 第一马达 MO2 第二马达 ENG 发动机 K0 离合器TIRE 轮胎
ICE 发动机 EM 电机 K0 离合器 S1 输入轴 S2 输出轴 S3 中间轴 G1-G13 齿轮 A1 第一同步啮合机构 A2 第二同步啮合机构 A3 第三同步啮合机构 DM差速器
具体实施方式
以下将结合说明书附图详细说明本发明的具体技术方案。需要说明的是，在本发明中，“传动联接”是指两个部件之间能够传递驱动力/扭矩。
(混合动力系统的结构)
如图2所示，根据本发明的第一实施方式的混合动力系统包括发动机ICE、离合器K0、电机EM、变速器和差速器DM。
在本实施方式中，发动机ICE为四缸发动机。但是该发动机ICE不限于四缸发动机，还可以是其它类型的发动机。如图2所示，发动机ICE经由离合器K0与变速器的输入轴S1传动联接。当离合器K0接合时，发动机ICE与变速器的输入轴S1实现传动联接；当离合器K0断开时，发动机ICE与变速器的输入轴S1的传动联接断开。
在本实施方式中，离合器K0不是双离合器，而是具有仅一个离合单元的单独的传统离合器。该离合器K0可以为例如干式离合器，在这里对该离合器K0的结构不进行具体说明。
在本实施方式中，电机EM为平行轴式电机(该电机EM的输入/输出轴相对于变速器的输入轴S1和输出轴S2偏置且与输入轴S1和输出轴S2间隔开地平行布置)，电机EM通过同步啮合机构和齿轮传动机构与变速器的输入轴S1和输出轴S2选择性地传动联接。也就是说，根据实际需要，电机EM可以选择与输入轴S1传动联接或者电机EM也可以选择与输出轴S2传动联接。
在本实施方式中，示出了变速器的三个挡位。该变速器包括彼此平行且间隔开设置的输入轴S1、输出轴S2和中间轴S3。进一步地，变速器包括用于组成与各挡位对应的齿轮副的挡位齿轮(齿轮G1-G3、G6-G8)和与这些挡位齿轮对应的同步啮合机构A1、A3以及使电机EM与输入轴S1和输出轴S3选择性传动联接的齿轮传动机构(包括齿轮G4、G5、G10-G12)和对应的同步啮合机构A1、A2。
在本实施方式中，第一同步啮合机构A1设置于输入轴S1，第二同步啮合机构A2和第三同步啮合机构A3均设置于输出轴S2，各同步啮合机构A1、A2、A3均包括同步器系统和齿轮致动器。其中第一同步啮合机构A1和第三同步啮合机构A3对应于至少一个挡位齿轮。具体地，第一同步啮合机构A1对应于挡位齿轮G3；第三同步啮合机构A3对应于挡位齿轮G7、G8。
以下将说明变速器的各挡位对应的齿轮副。
齿轮G1固定于输入轴S1，齿轮G8设置于输出轴S2并且齿轮G1与齿轮G8始终处于啮合状态，以组成对应于1挡挡位的齿轮副。
齿轮G2与齿轮G1间隔开地固定于输入轴S1，齿轮G7与齿轮G8间隔开地设置于输出轴S2并且齿轮G2与齿轮G7始终处于啮合状态，以组成对应于2挡挡位的齿轮副。
齿轮G3与齿轮G2间隔开地设置于输入轴S1，齿轮G6与齿轮G7间隔开地固定于输出轴S2并且齿轮G3与齿轮G6始终处于啮合状态，以组成对应于3挡挡位的齿轮副。
另外，虽然在本实施方式中没有设置与倒挡挡位对应的齿轮副而通过电机EM实现倒挡，但是仍然可以在变速器中设置与倒挡对应的齿轮副，在此就不详细说明与倒挡挡位对应的齿轮副了。
这样，通过采用上述结构，使得变速器的多个挡位齿轮G1-G3、G6-G8和对应的两个同步啮合机构A1、A3设置于输入轴S1和输出轴S2，多个挡位齿轮G1-G3、G6-G8彼此啮合以组成分别对应变速器的多个挡位的齿轮副，多个同步啮合机构A1、A3能够与对应的挡位齿轮接合或断开接合以实现换挡。当需要变速器进行换挡时，对应的同步啮合机构的同步器系统和齿轮致动器进行动作以使得与各挡位对应的齿轮副在输入轴和输出轴之间实现传动联接或断开传动联接。另外，对于变速器，根据需要还可以设置其它的输出轴、中间轴和/或其它的齿轮副和同步啮合机构。
以下将说明使电机EM与输入轴S1和输出轴S3选择性传动联接的齿轮传动机构和同步啮合机构。
作为电机EM的输入/输出齿轮的齿轮G12与作为第二中间齿轮的齿轮G10始终处于啮合状态，该齿轮G10与设置于变速器的输出轴S2的作为第二传动齿轮的齿轮G5始终处于啮合状态，齿轮G5能够通过与第二同步啮合机构A2接合以使得齿轮G5与输出轴S2实现传动联接；进一步地，齿轮G10和作为第一中间齿轮的齿轮G11均固定于中间轴S3，齿轮G11与设置于变速器的输入轴S1的作为第一传动齿轮的齿轮G4始终处于啮合状态(图中以虚线示出该啮合关系)，齿轮G4能够与第一同步啮合机构A1接合以实现齿轮G4与输入轴S1传动联接。
通过采用这样的结构，使得电机EM能够不经过变速器中的挡位齿轮组成的齿轮副与输入轴S1和输出轴S2选择性地传动联接。另外，虽然在本实施方式中，该齿轮传动机构包括齿轮G4、G5、G10、G11和G12，但是本发明不限于此，例如还可以使齿轮传动机构包括更多的中间齿轮并使这些中间齿轮顺次啮合。
进一步地，作为输出轴S2的输出齿轮的齿轮G9固定于输出轴S2并且与差速器DM的外齿圈始终处于啮合状态(图中以虚线示出该啮合关系)，以实现输出轴S2与差速器DM之间的传动联接。这样，差速器DM与变速器的输出轴S2传动联接，用于将来自变速器的驱动力/扭矩传递到车辆的车轮。在本实施方式中，差速器DM不包括在变速器中，但是根据需要也可以将差速器DM整合到变速器中。
通过采用上述的混合动力系统的总成设计，电机EM可以选择与变速器的输入轴S1或输出轴S2传动联接，使得一个电机EM就实现了两种不同的扭矩传递模式，相对于图1中的现有技术的混合动力系统的结构更加简单。另外，还增加了纯电机驱动模式和混合驱动模式下的挡位选择。并且电机EM可以在变速器进行换挡时向变速器的输出轴S2直接传递扭矩，从而消除了混合动力系统在换挡过程中扭矩中断现象。
如图3所示，根据本发明的第二实施方式的混合动力系统包括发动机ICE、离合器K0、电机EM、变速器和差速器DM。根据本发明的第二实施方式的混合动力系统的结构与根据本发明的第一实施方式的混合动力系统的结构的区别仅在于用于实现电机EM与输入轴S1和输出轴S2选择性地传动联接的齿轮传动机构和同步啮合机构不同。
在本实施方式中，作为电机EM的输入/输出齿轮的齿轮G12与作为第三中间齿轮的齿轮G10始终处于啮合状态，该齿轮G10固定于中间轴S3；作为第一中间齿轮且设置于中间轴S3的齿轮G13与固定于变速器的输入轴S1的作为第一传动齿轮的齿轮G4始终处于啮合状态(图中以虚线示出该啮合关系)，齿轮G13能够与设置于中间轴S3的第二同步啮合机构A2接合以实现齿轮G13与中间轴S3传动联接；作为第二中间齿轮且设置于中间轴S3的齿轮G11与固定于变速器的输出轴S2的作为第二传动齿轮的齿轮G5始终处于啮合状态，齿轮G11能够通过与第二同步啮合机构A2接合以使得齿轮G11与中间轴S3实现传动联接。
通过采用这样的结构，使得电机EM能够不经过变速器中的挡位齿轮组成的齿轮副与输入轴S1和输出轴S2选择性地传动联接。另外，虽然在本实施方式中，齿轮传动机构包括齿轮G4、G5、G10、G11、G12和G13，但是本发明不限于此，例如还可以使齿轮传动机构包括更多的中间齿轮并使这些中间齿轮顺次啮合。
以上详细地说明了根据本发明的混合动力系统的具体结构，以下将说明该混合动力系统的控制方式。
(混合动力系统的控制方式)
以图2中所示的根据本发明的第一实施方式的混合动力系统说明根据本发明的混合动力系统的控制方法。根据本发明的第一实施方式的混合动力系统还包括控制模块(图中未示出)，该控制模块例如包括混合动力控制单元以及与该混合动力控制单元双向数据连通的发动机控制单元、变速器控制单元和电机控制单元。该控制模块用于控制混合动力系统以使混合动力系统分别处于三种基本运行模式，即并行驱动模式、纯电机驱动模式和纯发动机驱动模式。
当混合动力系统处于并行驱动模式时，离合器K0接合，发动机ICE和电机EM均处于运行状态。
在混合动力系统处于并行驱动模式时包括如下两种情况：
第一同步啮合机构A1与齿轮G4接合，第二同步啮合机构A2与齿轮G5断开接合，使得电机EM与变速器的输入轴S1传动联接，并且第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮G7或G8接合，发动机ICE向输入轴S1传递扭矩，电机EM向输入轴S1传递正扭矩或负扭矩；或者
第二同步啮合机构A2与齿轮G5接合，第一同步啮合机构A1与齿轮G4断开接合，使得电机EM与变速器的输出轴S2传动联接，并且第一同步啮合机构A1与对应的挡位齿轮G3接合或者第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮G7或G8接合，发动机ICE向变速器的输入轴S1传递扭矩，电机EM向输出轴S2传递正扭矩或负扭矩。
这里，正扭矩和副扭矩是相对于发动机ICE向变速器的输入轴S1或输出轴S2传递的扭矩而言的，当作为电动机的电机EM与发动机ICE一起向变速器传递扭矩用于驱动时，电机EM向变速器传递的是正扭矩；当作为发电机的电机EM接收来自变速器的扭矩时，电机EM向变速器传递的是负扭矩。
当混合动力系统处于纯电机驱动模式时，离合器K0断开，发动机ICE处于停止状态，电机EM处于运行状态。
在混合动力系统处于纯电机驱动模式时包括如下两种情况：
第一同步啮合机构A1与齿轮G4接合，第二同步啮合机构A2与齿轮G5断开接合，使得电机EM与变速器的输入轴S1传动联接，并且第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮G7或G8接合，仅电机EM向输入轴S1传递扭矩以用于驱动；或者
第二同步啮合机构A2与齿轮G5接合，第一同步啮合机构A1与齿轮G4断开接合，使得电机EM与变速器的输出轴S2传动联接，并且第一同步啮合机构A1和第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮均断开接合，仅电机EM向输出轴S2传递扭矩以用于驱动。
当混合动力系统处于纯发动机驱动模式时，离合器K0接合，电机EM处于停止状态且发动机ICE处于运行状态，第一同步啮合机构A1或第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮接合，仅发动机ICE向变速器的输入轴S1传递扭矩。这时，混合动力系统与传统的汽油动力系统的工作状态是一样的。
进一步地，控制模块还能够使混合动力系统实现如下的制动能量回收模式。在混合动力系统处于制动能量回收模式时，离合器K0断开，发动机ICE处于停止状态，电机EM处于运行状态。
在混合动力系统处于制动能量回收模式时包括如下两种情况：
第一同步啮合机构A1与齿轮G4接合，第二同步啮合机构A2与齿轮G5断开接合，使得电机EM与变速器的输入轴S1传动联接，并且第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮G7或G8接合，变速器的输入轴S1向电机EM传递扭矩,这时制动能量的一部分经由变速器的输出轴S2再经由输入轴S1传递到电机EM，作为发电机的电机EM对电池进行充电，从而回收一部分制动能量；或者
第二同步啮合机构A2与齿轮G5接合，第一同步啮合机构A1与齿轮G4断开接合，使得电机EM与变速器的输出轴S2传动联接，并且第一同步啮合机构A1和第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮均不接合，变速器的输出轴S2向电机EM传递扭矩，这时制动能量的一部分经由变速器的输出轴S2传递到电机EM，作为发电机的电机EM对电池进行充电，从而回收一部分制动能量。
另外，需要说明的是，当发动机ICE在混合动力系统处于制动能量回收模式时处于怠速运转状态的情况下，则K0也可以是闭合的。
进一步地，当混合动力系统进行发动机启动时，控制模块能够控制混合动力系统使混合动力系统实现发动机启动模式。其中使离合器K0接合，电机EM处于运行状态，通过电机EM向变速器的输入轴S1或输出轴S2传递扭矩，使得电机EM的扭矩用于启动发动机ICE的同时用于驱动。
在混合动力系统处于发动机启动模式时包括如下两种情况：
第一同步啮合机构A1与齿轮G4接合，第二同步啮合机构A2与齿轮G5断开接合，使得电机EM与变速器的输入轴S1传动联接，第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮G7或G8接合，电机EM通过向输入轴S1传递扭矩来启动发动机ICE同时电机EM的扭矩经由输入轴S1之后再经由输出轴S2用于驱动；或者
第二同步啮合机构A2与齿轮G5接合，第一同步啮合机构A1与齿轮G4断开接合，使得电机EM与变速器的输出轴S2传动联接，第一同步啮合机构A1或第三同步啮合机构A3与对应的挡位齿轮接合，电机EM通过向输出轴S2传递扭矩再传递到输入轴S1来启动发动机ICE同时电机EM的扭矩经由输出轴S2用于驱动。
进一步地，当混合动力系统需要对车载电池进行充电时，控制模块能够控制混合动力系统使混合动力系统实现充电模式。其中优选地，使离合器K0接合，发动机ICE和电机EM均处于运行状态，第一同步啮合机构A1与齿轮G4接合，第二同步啮合机构A2和第三同步啮合机构A3均与对应的齿轮断开接合，使得电机EM与输入轴S1实现传动联接，发动机ICE经由输入轴S1向电机EM传递扭矩以使电机EM对电池进行充电。
进一步地，当混合动力系统进行换挡时，控制模块控制混合动力系统使混合动力系统实现换挡模式。在该模式下，使电机EM向变速器的输出轴S2传递扭矩以用于驱动，并且使变速器的待接合的挡位齿轮与待接合的同步啮合机构进行接合以完成换挡。这样，当混合动力系统处于并行驱动模式或纯发动机驱动模式时，在混合动力系统进行换挡时都不会发生扭矩中断的现象。
还需要说明的是，对于混合动力系统处于不同模式下和/或变速器处于不同挡位时驱动力/扭矩的传递路线彼此不同，本领域技术人员根据本发明的示教能够根据不同模式和/或变速器处于何种挡位来确定，在这里就不进行更详细地说明了。
另外，本发明还提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括具有以上结构的混合动力系统。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的混合动力系统及混合动力车辆。一方面，该混合动力系统仅具有一个电机，且该电机能够与变速器的输入轴和输出轴选择性地传动联接；另一方面，在变速器中设置多个同步啮合机构和多个挡位齿轮来实现足够多的挡位。这样，根据本发明的混合动力系统仅通过一电机就实现了与现有技术同样的扭矩传递模式，因此结构更简单；进一步地，该混合动力系统对于电机和发动机都具有足够多的挡位，而且通过该电机提供用于驱动的扭矩从而保证在换挡过程中扭矩传递不会中断。这样，根据本发明的混合动力系统更适合动态工况，从而实现了更好的燃油经济性和更好的排放性能。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统包括：
变速器，所述变速器包括输入轴、输出轴以及同步啮合机构和齿轮；
一个电机，所述电机的输入/输出轴与所述输入轴和所述输出轴间隔开地平行布置，所述电机的输入/输出轴通过至少一个所述同步啮合机构和包括多个所述齿轮的齿轮传动机构与所述输入轴和所述输出轴选择性地传动联接；
发动机；以及
离合器，所述发动机经由所述离合器与所述输入轴传动联接。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，
所述齿轮传动机构包括固定于所述电机的输入/输出轴的输入/输出齿轮、设置于所述输入轴的第一传动齿轮、设置于所述输出轴的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮始终处于啮合状态且固定于所述变速器的中间轴的第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述至少一个同步啮合机构包括设置于所述输入轴的第一同步啮合机构和设置于所述输出轴的第二同步啮合机构，
所述第一中间齿轮或所述第二中间齿轮与所述电机的输入/输出齿轮始终处于啮合状态，
所述第一传动齿轮能够与所述第一同步啮合机构接合以实现所述第一传动齿轮与所述输入轴传动联接，以及
所述第二传动齿轮能够与所述第二同步啮合机构接合以实现所述第二传动齿轮与所述输出轴传动联接。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述变速器还包括多个挡位齿轮和设置于所述输出轴的第三同步啮合机构，所述多个挡位齿轮包括与所述第一同步啮合机构对应的一个挡位齿轮和与所述第三同步啮合机构对应的两个挡位齿轮。
4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述齿轮传动机构包括固定于所述电机的输入/输出轴的输入/输出齿轮、固定于所述输入轴的第一传动齿轮、固定于所述输出轴的第二传动齿轮、分别与所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮始终处于啮合状态且设置于所述变速器的中间轴的第一中间齿轮和第二中间齿轮以及与所述电机的输入/输出齿轮始终处于啮合状态且固定于所述中间轴的第三中间齿轮，并且
所述至少一个同步啮合机构包括设置于所述中间轴的同步啮合机构，该同步啮合机构能够与所述第一中间齿轮接合使得所述第一中间齿轮与所述中间轴传动联接，并且该同步啮合机构能够与所述第二中间齿轮接合使得所述第二中间齿轮与所述中间轴传动联接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括控制模块，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现并行驱动模式、纯电机驱动模式和/或纯发动机驱动模式，
当所述混合动力系统处于所述并行驱动模式时，所述离合器接合，所述发动机和所述电机均处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，所述变速器的同步啮合机构与对应的挡位齿轮接合，所述发动机向所述输入轴传递扭矩，所述电机向所述输入轴传递正扭矩或负扭矩或者所述电机向所述输出轴传递正扭矩或负扭矩，
当所述混合动力系统处于所述纯电机驱动模式时，所述离合器断开，所述发动机处于停止状态，所述电机处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，仅所述电机向所述输入轴或所述输出轴传递扭矩以用于驱动，和/或
当所述混合动力系统处于所述纯发动机驱动模式时，所述离合器接合，所述电机处于停止状态且所述发动机处于运行状态，所述变速器的同步啮合机构与对应的挡位齿轮接合，仅所述发动机向所述输入轴传递扭矩以用于驱动。
6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现制动能量回收模式，其中
所述离合器断开，所述发动机处于停止状态，所述电机处于运行状态，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，使得所述输入轴或所述输出轴向所述电机传递扭矩以使所述电机对电池进行充电。
7.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现发动机启动模式，其中所述离合器接合，所述电机与所述输入轴或所述输出轴实现传动联接，通过所述电机向所述输入轴或所述输出轴传递扭矩，使得所述电机的扭矩用于启动所述发动机的同时用于驱动。
8.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使所述混合动力系统实现充电模式，其中所述离合器接合，所述发动机和所述电机均处于运行状态，所述电机与所述输入轴实现传动联接，所述发动机经由所述输入轴向所述电机传递扭矩以使所述电机对电池进行充电。
9.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制模块能够控制所述混合动力系统使得：在所述变速器进行换挡的过程中，所述电机与所述输出轴实现传动联接，以向所述输出轴传递扭矩使得在所述变速器进行换挡的过程中扭矩不会出现中断。
10.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括权利要求1至9中任一项所述的混合动力系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113329898A (zh) * 2019-03-01 2021-08-31 舍弗勒技术股份两合公司 混合动力系统
US20230160464A1 (en) * 2021-11-24 2023-05-25 Dana Automotive Systems Group, Llc Integrated gearbox in electric motor systems

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