CN109263459A - 混合动力汽车的动力总成及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车及动力总成，所述动力总成包括：电控自动变速器和驱动电机，所述电控自动变速器包括：两对空套齿轮组，每对空套齿轮组中的两个齿轮均空套于所在轴；所述电控自动变速器还包括：传动轴，所述传动轴上套设有能够周向固定于传动轴的传动齿轮，所述每对空套齿轮的其中一个齿轮均对应与其中一个所述传动齿轮啮合。在纯电机驱动模式下，通过同步器，使其分别与两对空套齿轮组中的齿轮接合，使得动力总成具有两个前进档位。在纯发动机驱动模式或混合动力模式下，通过同步器，使其分别与两对空套齿轮组中的齿轮接合，使得动力总成具有四个前进档位。因此，零部件相对较少，系统更简单，成本相对更低。

Description

混合动力汽车的动力总成及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车的动力总成及混合动力汽车。

背景技术

随着环境保护和节约燃料的要求，利用发动机、电动机的组合驱动的混合动力汽车越来越受到人们的关注，混合动力汽车也是目前行业发展的新趋势。现有技术中，混合动力汽车的动力总成一般分为两类，包括：双电机混动和单电机混动。

典型地，在双电机混合动力汽车中，设有两个驱动电机和一个动力分流装置(行星轮系)，通过控制两个驱动电机的转速，配合行星轮系使混合动力汽车实现无级变速，提高驾驶舒适性。在单电机混合动力汽车中，设有两个离合器，两个离合器分别对应两个变速结构，通过设置两个变速结构，使混合动力汽车具有更多的档位可以调节，提高驾驶舒适性。

以上两种混合动力汽车为了使动力总成具有更多的档位(无级变速可视为具有无数个档位)，提高驾驶舒适性，分别引入两个电机或两个离合器，使动力总成更为复杂，占用空间更大、成本相对更高。因此，如果能够设计一款混合动力汽车的动力总成，使其能够利用相对较少的材料、较低的成本实现相对较多档位的调节，提高驾驶舒适性，则可能具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中混合动力汽车的动力总成零件多、系统复杂、成本相对较高。

为解决上述问题，本发明提供一种合动力汽车的动力总成，包括：电控自动变速器和用于输出动力的驱动电机，所述电控自动变速器包括：输入轴和输出轴；多对齿轮组，每对齿轮组中，相啮合的两个齿轮中的其中一个齿轮套设于所述输入轴，另一个齿轮套设于所述输出轴；每对齿轮组中，至少一个齿轮空套于所在轴，且空套于所在轴的齿轮的一侧设有同步器；多对齿轮组中，至少包括：两对空套齿轮组，每对空套齿轮组中的两个齿轮均空套于所在轴；所述电控自动变速器还包括：传动轴，所述传动轴上套设有能够周向固定于传动轴的传动齿轮，所述每对空套齿轮的其中一个齿轮均对应与其中一个所述传动齿轮啮合；所述驱动电机连接所述输入轴，以驱动所述输入轴旋转；或，所述驱动电机连接所述传动轴，以驱动所述传动轴旋转。

可选的，所述传动齿轮与所述输入轴上的空套齿轮啮合；或，所述传动齿轮与所述输出轴上的空套齿轮啮合；或，所述输出轴上的空套齿轮通过所述传动齿轮与所述输入轴上的空套齿轮啮合。

可选的，所述传动齿轮固定设置于所述传动轴。

可选的，所述电控自动变速器还包括：第一同步器，套设于所述输入轴，且位于所述输入轴上的两个空套齿轮之间、能够与两个空套齿轮接合或分离；第二同步器，套设于所述输出轴，且位于所述输出轴上的两个空套齿轮之间，能够与两个空套齿轮接合或分离。

可选的，所述电控自动变速器还包括：单一空套齿轮，空套于所述输出轴，所述单一空套齿轮啮合于所述传动齿轮；第三同步器，套设于所述输出轴，用于与单一空套齿轮接合或分离。

可选的，所述单一空套齿轮至少为两个，两个单一空套齿轮共用同一个第三同步器；

可选的，所述动力总成还包括差速器，所述输出轴通过齿轮连接所述差速器，以驱动所述差速器旋转。

可选的，所述动力总成还包括发动机，所述发动机通过离合器连接所述输入轴。

可选的，所述电驱动自动变速箱为四档位电控自动变速箱。

为解决上述技术问题，本技术方案还提供一种混合动力汽车，包括以上所述的动力总成。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案中混合动力汽车的动力总成，通过设置空套齿轮组和传动轴，且使设置于传动轴上的传动齿轮分别啮合于空套齿轮组。当空套齿轮组、传动齿轮中的任何其中一个齿轮旋转时，该齿轮通过啮合关系能够带动空套齿轮组、传动齿轮中的所有齿轮旋转；此时，通过控制输入轴上的同步器和输出轴上的同步器分别与不同的齿轮进行接合，即能够实现档位的调节。

在纯电机驱动模式下，通过控制输出轴上的同步器，使其分别与空套齿轮组中的齿轮接合，使得动力总成具有两个前进档位。在纯发动机驱动模式或混合动力模式下，分别通过控制输入轴、输出轴上的同步器，使其分别与空套齿轮组中的齿轮接合，使得动力总成具有四个前进档位。相较于现有技术的混合动力汽车，动力总成在具有较多档位的同时，零部件相对更少，系统相对更简单，成本相对更低。

附图说明

图1是本发明第一实施例混合动力汽车动力总成的结构示意图；

图2是图1所示的动力总成在不同驱动模式下的档位示意图，其中，“——”表示同步器的位置不受限定；

图3是本发明第二实施例混合动力汽车动力总成的结构示意图；

图4是本发明第三实施例混合动力汽车动力总成的结构示意图；

图5是本发明第四实施例混合动力汽车动力总成的结构示意图；

图6是本发明第五实施例混合动力汽车动力总成的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1，一种混合动力汽车的动力总成，包括：发动机I、驱动电机E和电控自动变速器T，发动机I、驱动电机E的动力能够通过电控自动变速器T传递至车轮，以驱动汽车行驶。

本实施例中，电控自动变速器T包括第一空套齿轮组G1和第二空套齿轮组G2。其中，第一空套齿轮组G1包括相啮合的第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12，第一空套齿轮G11空套于输入轴Z1，第二空套齿轮G12空套于输出轴Z2。第二空套齿轮组G2包括相啮合的第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22，第三空套齿轮G21空套于输入轴Z1，第四空套齿轮G22空套于输出轴Z2。

输入轴Z1上设有第一同步器A1，第一同步器A1周向固定于输入轴Z1。且位于第一空套齿轮G11、第三空套齿轮G21之间。第一同步器A1能够沿输入轴Z1轴向运动，与第一空套齿轮G11、第三空套齿轮G21接合或分离。

输出轴Z2上设有第二同步器A2，第二同步器A2周向固定于输出轴Z2。且位于第二空套齿轮G12、第四空套齿轮G22之间。第二同步器A2能够沿输出轴Z2轴向运动，与第二空套齿轮G12、第四空套齿轮G22接合或分离。

电控自动变速器T还包括：传动轴Z3，传动轴Z3上套设有第一传动齿轮P1和第二传动齿轮P2。其中，第一传动齿轮P1啮合于第二空套齿轮G12，且周向固定于传动轴Z3；第二传动齿轮P2啮合于第四空套齿轮G22，且周向固定于传动轴Z3。

发动机I通过离合器C1连接输入轴Z1，用于驱动传输入轴Z1旋转；驱动电机E连接传动轴Z3，用于驱动传动轴Z3旋转。

本实施例中，第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12、第一传动齿轮P1依次啮合，第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22、第二传动齿轮P2依次啮合，且第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2均周向固定于传动轴Z3。也就是说，上述六个齿轮中的任意一个齿轮旋转时，均能够带动其他齿轮作旋转运动，通过第一同步器A1、第二同步器A2与不同的齿轮进行接合，能够使电控自动变速器T具有不同的传动比，实现档位的调节。

参照图2，为动力总成在不同驱动模式下的档位示意图。

在纯电机驱动模式下，使离合器C1处于分离状态。当第二同步器A2处于左侧位置，将输出轴Z2与第二空套齿轮G12接合时，驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第一传动齿轮P1、第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2，此时为纯电机驱动模式下的第一档位。

当第二同步器A2处于右侧位置，将输出轴Z2与第四空套齿轮G22接合时，驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第二传动齿轮P2、第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2，此时为纯电机驱动模式下的第二档位。

当第二同步器A2处于中间位置，与所述第二空套齿轮G12、第四空套齿轮G22均分离时，驱动电机E无法将动力传递至输出轴Z2，此时为纯电机驱动模式下的空档档位。

在纯发动机驱动模式下，使离合器C1处于接合状态。当第一同步器A1处于左侧位置，将输入轴Z1与第一空套齿轮G11接合，第二同步器A2处于左侧位置，将输出轴Z2与第二空套齿轮G12接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2。此时为纯发动机驱动模式下的第一档位。

当第一同步器A1处于左侧位置，将输入轴Z1与第一空套齿轮G11接合，第二同步器A2处于右侧位置，将输出轴Z2与第四空套齿轮G22接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12、第一传动齿轮P1、传动轴Z3、第二传动齿轮P2和第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2。此时为纯发动机驱动模式下的第二档位。

当第一同步器A1处于右侧位置，将输入轴Z1与第三空套齿轮G21接合，第二同步器A2处于左侧位置，将输出轴Z2与第二空套齿轮G12接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22、第二传动齿轮P2、传动轴Z3、第一传动齿轮P1和第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2。此时为纯发动机驱动模式下的第三档位。

当第一同步器A1处于右侧位置，将输入轴Z1与第三空套齿轮G21接合，第二同步器A2处于右侧位置，将输出轴Z2与第四空套齿轮G22接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2。此时为纯发动机驱动模式下的第四档位。

当第二同步器A2处于中间位置，与所述第二空套齿轮G12、第四空套齿轮G22均分离时，发动机I、驱动电机E均无法将动力传递至输出轴Z2，此时为纯发动机驱动模式下的空档档位。

在混合动力驱动模式下，使离合器C1处于接合状态。当第一同步器A1处于左侧位置，将输入轴Z1与第一空套齿轮G11接合，第二同步器A2处于左侧位置，将输出轴Z2与第二空套齿轮G12接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2；驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第一传动齿轮P1、第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2。此时为混合动力驱动模式下的第一档位。

当第一同步器A1处于左侧位置，将输入轴Z1与第一空套齿轮G11接合，第二同步器A2处于右侧位置，将输出轴Z2与第四空套齿轮G22接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12、第一传动齿轮P1、传动轴Z3、第二传动齿轮P2和第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2；驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第二传动齿轮P2、第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2。此时为混合动力驱动模式下的第二档位。

当第一同步器A1处于右侧位置，将输入轴Z1与第三空套齿轮G21接合，第二同步器A2处于左侧位置，将输出轴Z2与第二空套齿轮G12接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22、第二传动齿轮P2、传动轴Z3、第一传动齿轮P1和第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2；驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第一传动齿轮P1、第二空套齿轮G12传递至输出轴Z2。此时为混合动力驱动模式下的第三档位。

当第一同步器A1处于右侧位置，将输入轴Z1与第三空套齿轮G21接合，第二同步器A2处于右侧位置，将输出轴Z2与第四空套齿轮G22接合时，发动机I能够将动力依次通过输入轴Z1、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2；驱动电机E能够将动力依次通过传动轴Z3、第二传动齿轮P2、第四空套齿轮G22传递至输出轴Z2。此时为混合动力驱动模式下的第四档位。

当第二同步器A2处于中间位置，与所述第二空套齿轮G12、第四空套齿轮G22均分离时，发动机I、驱动电机E均无法将动力传递至输出轴Z2，此时为混合动力驱动模式下的空档档位。

本实施例中，仅采用一个发动机、一个离合器、一个驱动电机、两个同步器和六个齿轮，实现了纯电机驱动模式下的两档位转换、纯发动机驱动模式下的四档位转换和混合驱动模式下的四档位转换。相较于现有技术的混合动力汽车，动力总成所使用的零部件相对较少，系统相对更简单，结构更加紧凑，成本相对更低。

进一步的，第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2均固定设置于所述传动轴Z3，以实现第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2与传动轴Z3之间的周向固定。从而使得动力总成的结构更加简单。

需要说明的是，在其他变形例中，第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2还可以如此设置：使第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2空套于所述传动轴Z3，通过同步器实现第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2与传动轴Z3之间的周向固定。

另外，如前所述，第一同步器A1位于第一空套齿轮G11、第三空套齿轮G21之间，能够分别与第一空套齿轮G11、第三空套齿轮G21相接合。在其他变形例中，也可以设置两个不同的同步器，分别用于与第一空套齿轮G11相接合、与第三空套齿轮G21相接合。

此外，本实施例中的齿轮组均为空套齿轮组，但并不说明动力总成只能用空套齿轮组。在其他变形例中，还可以如此设置齿轮组：使一对齿轮组中，相啮合的两个齿轮中的一个齿轮空套于所在轴，另一个齿轮固定设置与所在轴，且空套于所在轴的齿轮的一侧设有同步器，同步器能够与该空套齿轮接合或分离，以传递动力。

继续参照图1，动力总成还包括差速器D，输出轴Z2通过齿轮G0连接所述差速器D，以驱动差速器D旋转。差速器D通过驱动半轴将动力传递至车轮轮毂，以驱动车轮旋转，实现汽车的行驶。

第四空套齿轮G22还连接汽车前端附件系统F(例如：空调系统等)，用于对前端附件系统F进行供电。

本实施例还提供一种混合动力汽车，包括以上所述的动力总成。

第二实施例

参照图3，本实施例中，动力总成还包括：第三传动齿轮P3、单一空套齿轮G3和第三同步器A3。其中，第三传动齿轮P3固定套设于传动轴Z3，单一传动齿轮G3空套于输出轴Z2，第三同步器A3周向固定于输出轴Z2，且能够沿输出轴Z2轴向运动，与单一空套齿轮G3接合或分离。

具体的，第三传动齿轮P3为两个，沿传动轴Z3轴向分布；单一空套齿轮G3为两个，与所述第三传动齿轮P3一一对应设置，第三同步器A3位于两个单一空套齿轮G3之间，能够分别与两个单一空套齿轮G3接合或分离。

也就是说，第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12、第一传动齿轮P1依次啮合，第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22、第二传动齿轮P2依次啮合，单一空套齿轮G3、第三传动齿轮P3相啮合，且第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2、第三传动齿轮P3均周向固定于传动轴Z3。

当上述十个齿轮中的任意一个齿轮旋转时，均能够带动其他齿轮作旋转运动，通过第一同步器A1、第二同步器A2、第三同步器A3与不同的齿轮进行接合，能够使电控自动变速器T具有不同的传动比，实现档位的调节。

具体的，在纯电机驱动模式下，通过控制第二同步器A2或第三同步器A3，驱动电机E能够将动力传递至输出轴Z2，此时的纯电机驱动模式具有四个前进档位。

在纯发动机驱动模式下，通过控制第一同步器A1和第二同步器A2，或，控制第一同步器A1和第三同步器A3，发动机I能够将动力传递至输出轴Z2，此时的纯发动机驱动模式具有八个前进档位。

在混合动力驱动模式下，通过控制第一同步器A1和第二同步器A2，或，控制第一同步器A1和第三同步器A3，发动机I、驱动电机E能够将动力传递至输出轴Z2，此时的混合动力驱动模式具有八个前进档位。

本实施例中，仅采用一个发动机、一个离合器、一个驱动电机、三个同步器和十个齿轮，实现了纯电机驱动模式下的四档位转换、纯发动机驱动模式下的八档位转换和混合驱动模式下的八档位转换。相较于现有技术的混合动力汽车，动力总成所使用的零部件相对较少，系统相对更简单，结构更加紧凑，成本相对更低。

需要说明的是，第三传动齿轮P3的数量不限于两个，相应的，单一空套齿轮G3的数量也不限于两个。在其他变形例中，可以通过设置更多的传动齿轮和单一空套齿轮，以使动力总成具有更多的档位可以选择。

第三实施例

参照图4，本实施例中，第一传动齿轮P1啮合于第一空套齿轮G11，第二传动齿轮P2啮合于第三空套齿轮G21。

同样的，第一传动齿轮P1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12依次啮合，第二传动齿轮P2、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22依次啮合。且第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2均周向固定于传动轴Z3。

当上述六个齿轮中的任意一个齿轮旋转时，均能够带动其他齿轮作旋转运动，通过第一同步器A1、第二同步器A2与不同的齿轮进行接合，能够使电控自动变速器T具有不同的传动比，实现档位的调节。

第四实施例

参照图5，本实施例中，第一传动齿轮P1位于第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12之间，第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12通过第一传动齿轮P1实现啮合；第二传动齿轮P2位于第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22之间，第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22通过第二传动齿轮P2实现啮合。

同样的，第一传动齿轮P1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12依次啮合，第二传动齿轮P2、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22依次啮合。且第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2均周向固定于传动轴Z3。

当上述六个齿轮中的任意一个齿轮旋转时，均能够带动其他齿轮作旋转运动，通过第一同步器A1、第二同步器A2与不同的齿轮进行接合，能够使电控自动变速器T具有不同的传动比，实现档位的调节。

第五实施例

参照图6，本实施例中，驱动电机E连接所述输入轴Z1，以驱动输入轴Z1旋转。

同样的，第一传动齿轮P1、第一空套齿轮G11、第二空套齿轮G12依次啮合，第二传动齿轮P2、第三空套齿轮G21、第四空套齿轮G22依次啮合。且第一传动齿轮P1、第二传动齿轮P2均周向固定于传动轴Z3。

当上述六个齿轮中的任意一个齿轮旋转时，均能够带动其他齿轮作旋转运动，通过第一同步器A1、第二同步器A2与不同的齿轮进行接合，能够使电控自动变速器T具有不同的传动比，实现档位的调节。

具体在本实施例中，驱动电机E通过输入轴Z1输出动力。此时，无论在纯电机驱动模式下、还是在纯发动机或混合动力驱动模式下，动力总成均具有四个档位可以选择。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车的动力总成，包括：电控自动变速器和用于输出动力的驱动电机，所述电控自动变速器包括：

输入轴和输出轴；

多对齿轮组，每对齿轮组中，相啮合的两个齿轮中的其中一个齿轮套设于所述输入轴，另一个齿轮套设于所述输出轴；

每对齿轮组中，至少一个齿轮空套于所在轴，且空套于所在轴的齿轮的一侧设有同步器；

其特征在于，多对齿轮组中，至少包括：

两对空套齿轮组，每对空套齿轮组中的两个齿轮均空套于所在轴；

所述电控自动变速器还包括：传动轴，所述传动轴上套设有能够周向固定于传动轴的传动齿轮，所述每对空套齿轮的其中一个齿轮均对应与其中一个所述传动齿轮啮合；

所述驱动电机连接所述输入轴，以驱动所述输入轴旋转；或，所述驱动电机连接所述传动轴，以驱动所述传动轴旋转。

2.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述传动齿轮与所述输入轴上的空套齿轮啮合；或，

所述传动齿轮与所述输出轴上的空套齿轮啮合；或，

所述输出轴上的空套齿轮通过所述传动齿轮与所述输入轴上的空套齿轮啮合。

3.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述传动齿轮固定设置于所述传动轴。

4.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述电控自动变速器还包括：

第一同步器，套设于所述输入轴，且位于所述输入轴上的两个空套齿轮之间、能够与两个空套齿轮接合或分离；

第二同步器，套设于所述输出轴，且位于所述输出轴上的两个空套齿轮之间，能够与两个空套齿轮接合或分离。

5.如权利要求4所述的动力总成，其特征在于，所述电控自动变速器还包括：

单一空套齿轮，空套于所述输出轴，所述单一空套齿轮啮合于所述传动齿轮；

第三同步器，套设于所述输出轴，用于与单一空套齿轮接合或分离。

6.如权利要求5所述的动力总成，其特征在于，所述单一空套齿轮至少为两个，两个单一空套齿轮共用同一个第三同步器。

7.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，还包括差速器，所述输出轴通过齿轮连接所述差速器，以驱动所述差速器旋转。

8.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，还包括发动机，所述发动机通过离合器连接所述输入轴。

9.如权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述电驱动自动变速箱为四档位电控自动变速箱。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的动力总成。