CN109774454A - 混合动力模块、混合动力车辆的传动系及混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力模块、混合动力车辆的传动系以及混合动力车辆。根据本发明的混合动力模块用于混合动力车辆的传动系并且沿所述传动系的轴向布置在发动机的输出端和变速器的输入端之间，所述混合动力模块包括分离离合器、电驱动器以及用于所述变速器的第一和第二离合器，其中，所述分离离合器沿轴向布置在所述发动机的输出端与所述电驱动器的输入端之间，以连接或切断所述发动机与所述电驱动器之间的动力传输，其中所述分离离合器设置有减震器；以及所述第一和第二离合器在所述电驱动器的转子的径向内侧沿轴向并排布置在所述转子围成的空间内。

Description

混合动力模块、混合动力车辆的传动系及混合动力车辆

技术领域

本发明涉及混合动力模块、包括该混合动力模块的传动系以及包括该传动系的混合动力车辆。

背景技术

对于混合动力车辆中的混合动力模块尤其是P2型混合动力模块，由于在发动机的输出端和变速器的输入端之间沿轴向增加了驱动电机，使得P2型混合动力模块占据的轴向空间增加。这限制了P2型混合动力模块在车辆中的安装和使用，特别是在发动机较大、发动机舱较小等的车辆中，安装布局困难。

目前，双离合器变速器(DSG)变得越来越受欢迎。然而，当传统的P2型混合动力模块与双离合器变速器配合使用时，轴向空间增加的缺点变得尤其显著。图1示出了一种根据现有技术的P2型混合动力模块。如图1所示，P2混合动力模块P2包括同轴布置的发动机1、双质量飞轮2、电机3、分离离合器4以及变速器5，其中分离离合器4布置在电机3的转子围成的空间内。当变速器5为双离合器变速器时，图1所示的P2型混合动力模块占据的轴向空间进一步增加，导致在很多车辆中的安装困难。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种集成有用于变速器的双离合器的新型P2型混合动力模块、包括该混合动力模块的传动系及包括该传动系的混合动力车辆，其能够缩小轴向占据空间。本发明的另一个目的是提供一种集成有用于变速器的双离合器的新型P2型混合动力模块、包括该混合动力模块的传动系及包括该传动系的混合动力车辆，其能够减轻分离离合器的磨损并延长其使用寿命。本发明的另一个目的是提供一种集成有用于变速器的双离合器的新型P2型混合动力模块、包括该混合动力模块的传动系及包括该传动系的混合动力车辆，其能够提高分离离合器的扭矩传递能力。

根据本发明的一个方面，提供了一种混合动力模块，其用于混合动力车辆的传动系并且沿所述传动系的轴向布置在发动机的输出端和变速器的输入端之间，所述混合动力模块包括分离离合器、电驱动器以及用于所述变速器的第一和第二离合器，其中，所述分离离合器沿轴向布置在所述发动机的输出端与所述电驱动器之间，以连接或切断所述发动机与所述电驱动器之间的动力传输，其中所述分离离合器设置有减震器；所述第一和第二离合器在所述电驱动器的转子的径向内侧沿轴向并排布置在所述转子围成的空间内。

根据一个实施例，在所述分离离合器的接合状态下，来自所述发动机的扭矩经由所述分离离合器被传输到所述电驱动器的转子。

根据一个实施例，在所述第一离合器或第二离合器的接合状态下，所述转子的扭矩经由所述第一离合器或第二离合器被传输到所述变速器的输入轴。

根据一个实施例，所述发动机的扭矩经由所述电驱动器的转子支架传输到所述转子，并且所述转子的扭矩经由所述转子支架被传输到所述变速器的输入轴。

根据一个实施例，所述分离离合器为湿式离合器。

根据一个实施例，所述第一和第二离合器是湿式离合器。

根据一个实施例，所述分离离合器以及所述第一和第二离合器设置成通过液压操纵装置驱动。

根据一个实施例，所述分离离合器、所述第一和第二离合器以及所述液压操纵装置中的流体来自所述变速器油。

根据一个实施例，所述分离离合器包括多个摩擦片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种混合动力车辆的传动系，其包括如上任一实施例所述的混合动力模块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种混合动力车辆，其包括如上任一实施例所述的传动系。

由此，根据本发明的实施例的混合动力模块、包括该混合动力模块的传动系及包括该传动系的混合动力车辆，其能够在集成用于变速器的双离合器的情况下缩小轴向占据空间。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的示例性实施例的特征、优点和技术效果进行描述，附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：

图1示出了根据现有技术的P2型混合动力模块的示意性截面图。

图2示出了根据本发明的实施例的混合动力模块的示意性截面图。

图3示出了根据本发明的实施例的混合动力模块的发动机模式下的工作原理示意图。

图4示出了根据本发明的实施例的混合动力模块的电动机模式下的工作原理示意图。

图5示出了根据本发明的实施例的混合动力模块的混合动力模式下的工作原理示意图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

下文中，“轴向”通常是指混合动力车辆的传动系的旋转轴线方向。此外，说明书中引用的示图均仅示出了沿传动系的旋转轴线所取的截面图的一半，本领域技术人员可以想象完整的截面图。

本发明的实施例提供了一种混合动力模块，其可以用于混合动力车辆的传动系。图2示出了根据本发明的实施例的混合动力模块10示意性截面图。混合动力模块10用于混合动力车辆的传动系，并且沿轴向布置在发动机20的动力输出端和变速器30的动力输入端之间。具体地，混合动力模块10包括分离离合器11、电驱动器12以及用于变速器30的第一和第二离合器13、14。

分离离合器11沿轴向布置在发动机20的输出端与电驱动器12之间，用于连接和切断发动机20与电驱动器12之间的动力传输。特别地，分离离合器11设置有减震器111。减震器111可以是任何适合的扭转减震器，例如弧形弹簧等。设置有减震器111的分离离合器11可以代替现有技术的P2型混合动力模块(如图1所示的P2型混合动力模块)中的双质量飞轮，来降低由发动机的不均匀旋转造成的车辆传动系的扭转振动，减小噪声，并提高车辆的舒适性。

此外，分离离合器11可以采用湿式离合器，并且优选地采用液压操纵装置来驱动。湿式离合器内包括流体，该流体有利于改善混合动力模块10内的冷却条件，相对于干式离合器，能够延长离合器的使用寿命。分离离合器11和液压操纵装置中的流体优选地采用来自变速器30的变速器油。

此外，分离离合器11还可以包括多个摩擦片，以增加扭矩传递能力。摩擦片的数量可以根据扭矩传递能力的要求而适应性设置。

电驱动器12沿轴向布置在分离离合器11与变速器30的输入端之间。电驱动器12具体地可以是电机，并且具有转子121，其中电机可以是内转子电机，并且转子121可以是内转子。转子121可以经由转子支架122连接到电机12的主轴123。分离离合器11可以布置在电机12的主轴123的径向外侧，并且分离离合器11的从动件连接到主轴123并能够与其同步转动。

用于变速器30的第一和第二离合器13、14在电机12的转子121的径向内侧沿轴向并排布置在转子121围成的内部空间中。第一和第二离合器13、14安装在变速器30的输入轴31的径向外侧。因此，相应地，变速器30的输入轴31可以的输入端可以延伸到转子121围成的内部空间中。这里，变速器30优选地是双离合器变速器，并且第一和第二离合器13、14可以是根据现有技术的双离合变速器中的任意适合的双离合器。优选地，第一和第二离合器13、14采用湿式离合器，并且优选地采用液压操纵装置来驱动。湿式第一和第二离合器13、14布置在电机12的转子121围成的空间中，其所包括的流体有利于改善电机12的冷却条件，有利于延长电机12的使用寿命。第一和第二离合器13、14及其液压操纵装置中的流体优选地采用来自变速器30的变速器油。

当然，电机12也可以是外转子电机，但要求转子与定子之间的空间足够大以容纳变速器30的双离合器。

分离离合器11以如下方式控制发动机20和电机12之间的动力传输。分离离合器11的主动件与发动机20的输出端(例如曲轴末端)连接并能够与其同步转动，而从动件与电机12的主轴123连接并能够与其同步转动(如图2所示，分离离合器11的从动件以及减震器可以安装在电机的主轴123的径向外侧)。电机12的主轴123与转子支架122连接，并且转子支架122转而与转子121连接，三者能够同步转动。在分离离合器11的接合状态下，分离离合器11的主动件与发动机20的输出端同步转动，并且带动其从动件同步转动；继而，分离离合器11的从动件带动电机12的主轴123同步转动，并且经由转子支架122带动转子121同步转动。由此，在分离离合器11的接合状态下，来自发动机20的扭矩可以经由分离离合器11传输到电机12的主轴123，并最终经由转子支架122传输到转子121，带动转子121与发动机10的输出端同步转动。

用于变速器30的第一和第二离合器13、14的主动件与电机12的转子121(具体地经由转子支架122)连接并能够与其同步转动，并且其从动件与变速器30的输入轴31连接并能够同步转动。当电机12的转子121在例如发动机20的驱动下或者电机12的电驱动作用下转动时，转子121(例如经由转子支架122)带动第一和第二离合器13、14的主动件与其同步转动。当第一离合器13或第二离合器14接合时，该主动件可以带动从动件同步转动，继而带动变速器30的输入轴31同步转动。由此，电机12的转子121的扭矩可以在第一离合器13或第二离合器14的接合状态下传递到变速器30的输入轴31，使输入轴31与转子121同步转动。

参考图3、图4和图5分别示出了根据上述实施例的混合动力模块10在发动机模式、电动机模式和混合动力模式下的工作原理示意图。

如图3所示，在发动机工作模式下，分离离合器11在液压操纵装置的驱动下接合，发动机20的扭矩通过分离离合器11从输出端(例如曲轴末端)经由分离离合器11传输到电机12的主轴123，继而经由转子支架122传输到转子121，并带动转子121与发动机20的输出端同步转动。转子121通过转子支架122带动第一、第二离合器13、14的主动件同步转动。用于变速器30的第一离合器13在液压操纵装置的作用下接合。第一离合器13的从动件随主动件同步转动，并继而带动变速器30的输入轴31同步转动。图3中以箭头示出了动力传输方向，并且以阴影部分表示了使分离离合器11和第一离合器13接合的高压流体分布。

如图4所示，在电动机工作模式下，控制液压操纵装置使分离离合器11断开，发动机20的扭矩不能传递到电机12的主轴123。电机12接收来自车辆的电力设备(例如蓄电池等)的电力，驱动转子121转动。转子121带动转子支架122以及主轴123同步转动，并且经由转子支架122带动第一、第二离合器13、14的主动件同步转动。用于变速器30的第二离合器14在液压操纵装置的作用下接合。第二离合器14的从动件随主动件同步转动，并且继而带动变速器30的输入轴31同步转动。图4中以箭头示出了动力传输方向，并且以阴影部分表示了使第二离合器14接合的高压流体分布。

如图5所示，在混合动力模式下，分离离合器11在液压操纵装置的作用下接合，发动机20的扭矩通过分离离合器11从发动机20的输出端(例如曲轴末端)传输到电机12的主轴123，继而经由转子支架122传输到转子121，并带动转子121与发动机20的输出端同步转动。转子121经由转子支架122带动第一、第二离合器13、14的主动件同步转动。同时，电机12接收来自车辆的电力设备(例如蓄电池等)的电力，驱动转子121转动。转子121带动转子支架122以及主轴123同步转动，并且经由转子支架122带动第一、第二离合器13、14的主动件同步转动。因此，转子121在发动机20和电机12两者的驱动下转动并且经由转子支架122带动第一、第一离合器13、14的主动件同步转动。用于变速器30的第一离合器13在液压操纵装置的作用下接合。第一离合器13的从动件随主动件同步转动，并继而带动变速器30的输入轴31同步转动。图5中以实线箭头示出了来自发动机20的动力传输方向，以虚线箭头示出了来自电机12的动力传输方向，并且以阴影部分表示了使分离离合器11和第一离合器13接合的高压流体分布。

需要说明的是，在上述三种工作模式的描述中，在发动机模式下，转子121的扭矩经由第一离合器13传输到变速器30的输入轴31，在电动机模式下，转子121的扭矩经由第二离合器14传输到变速器30的输入轴31，并且在混合动力模式下，转子121的扭矩经由第一离合器13传输到变速器30的输入轴31。但是，在实际使用情况下，转子121的转矩根据变速器30的换挡要求可以经由第一离合器13和第二离合器14中的任一者传输到变速器30的输入轴31，而不受工作模式的限制。

以上描述了根据本发明的实施例的混合动力模块10在发动机工作模式、电机工作模式和混合动力模式下的工作原理。本领域技术人员根据发动机、分离离合器、电机、第一和第二离合器以及变速器的输入轴等各个部件的相互连接关系以及工作原理，可以了解混合动力模块10在其他工作模式例如启动模式，恢复模式下等的工作原理。

根据本发明的实施例的混合动力模块，将分离离合器设置在发动机的输出轴与电驱动器的输入轴之间，使用设置有减震器的分离离合器代替双质量飞轮，并且将双离合变速器的第一和第二离合器设置在电驱动器的转子围成的内部空间中。与现有的P2型混合动力模块(如图1所示)相比，提供了一种占据较小轴向空间的适合于双离合变速器的解决方案，可以应用于各种布局紧凑的车辆。

此外，根据本发明的实施例的混合动力模块，将分离离合器设置在发动机的输出轴与电驱动器的输入轴之间，与将分离离合器设置在电机的转子围成的内部空间中的现有P2型混合动力模块(如图1所示)相比，分离离合器的径向尺寸可以设计得更大，因此，可以提高其扭矩传递能力。此外，分离离合器的轴向空间的受限程度减轻，可以设置多个摩擦片，从而进一步提高其扭矩传递能力。

此外，根据本发明的实施例的混合动力模块采用湿式分离离合器，与采用干式离合器的现有P2型混合动力模块(如图1所示)相比，可以改善混合动力模块内的冷却条件，提高离合器的使用寿命。

此外，根据本发明的实施例的混合动力模块，用于变速器的第一和第二离合器采用湿式离合器。由于第一和第二离合器布置在电驱动器的转子围成的内部空间中，湿式离合器的设置有利于改善电机的冷却条件，延长电机使用寿命。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种混合动力模块，其用于混合动力车辆的传动系并且沿所述传动系的轴向布置在发动机的输出端和变速器的输入端之间，所述混合动力模块包括分离离合器、电驱动器以及用于所述变速器的第一和第二离合器，其中，

所述分离离合器沿轴向布置在所述发动机的输出端与所述电驱动器之间，以连接或切断所述发动机与所述电驱动器之间的动力传输，其中所述分离离合器设置有减震器；以及

所述第一和第二离合器在所述电驱动器的转子的径向内侧沿轴向并排布置在所述转子围成的空间内。

2.根据权利要求1所述的混合动力模块，其中

在所述分离离合器的接合状态下，来自所述发动机的扭矩经由所述分离离合器被传输到所述电驱动器的转子。

3.根据权利要求2所述的混合动力模块，其中

在所述第一离合器或第二离合器的接合状态下，所述转子的扭矩经由所述第一离合器或第二离合器被传输到所述变速器的输入轴。

4.根据权利要求3所述的混合动力模块，其中

所述发动机的扭矩经由所述电驱动器的转子支架传输到所述转子，并且所述转子的扭矩经由所述转子支架被传输到所述变速器的输入轴。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的混合动力模块，其中

所述分离离合器为湿式离合器。

6.根据权利要求5所述的混合动力模块，其中

所述第一和第二离合器是湿式离合器。

7.根据权利要求6所述的混合动力模块，其中

所述分离离合器以及所述第一和第二离合器设置成通过液压操纵装置驱动。

8.根据权利要求7所述的混合动力模块，其中

所述分离离合器、所述第一和第二离合器以及所述液压操纵装置中的流体来自所述变速器油。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的混合动力模块，其中

所述分离离合器包括多个摩擦片。

10.一种混合动力车辆的传动系，其包括如权利要求1-9中任一项所述的混合动力模块。

11.一种混合动力车辆，其包括如权利要求10所述的传动系。