CN109795307A - 混合动力耦合系统及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力耦合系统及混合动力汽车，属于汽车制造领域。包括：壳体，位于壳体内的两个电机、发动机、行星轮机构、传动轴和多个离合器单元，每个电机包括定子和转子；多个离合器单元包括第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元；两个电机包括第一电机和第二电机，第一电机和第二电机同轴设置，第一电机的转子与内齿圈通过平键连接，第一电机的定子与壳体固定连接，第二电机的转子与第三离合器外毂通过平键连接，第二电机的定子与壳体固定连接。本发明通过将第一电机和第二电机的同轴设置，减小了混合动力耦合系统的径向尺寸，进而减小了混合动力耦合系统在整车上的占用空间。

Description

混合动力耦合系统及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，特别涉及一种混合动力耦合系统及混合动力汽车。

背景技术

为了解决汽车尾气排放导致环境污染日益严重的问题，汽车厂商开始大力度研究新能源汽车。目前常见的新能源汽车包括纯电动汽车和混合动力汽车。由于纯电动汽车存在续航里程短、充电时间长以及基础配套设施不完善的问题，因此混合动力汽车成为了新能源汽车领域的研究重点。混合动力汽车是指使用两种以上动力源的车辆。由于混合动力汽车中存在两种以上动力源，需要混合动力耦合系统实现动力源的动力分流。

相关技术中，混合动力汽车一般为油电混合动力汽车，其采用发动机和电动机作为动力源。其中，发动机消耗燃油，电动机消耗电能。相应的，混合动力耦合系统包括发动机、电动机和离合器单元等。

但是，混合动力耦合系统涉及到发动机、电动机和离合器单元等结构的集成设计及布置，其往往结构较复杂，占用空间较大，导致混合动力耦合系统在整车上的布置难度较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种混合动力耦合系统及混合动力汽车。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种混合动力耦合系统，包括：

壳体，以及位于所述壳体内的两个电机、发动机、行星轮机构、传动轴和多个离合器单元，每个所述电机包括定子和转子；

所述行星轮机构包括：太阳轮、行星轮、行星架、内齿圈和行星齿轮轴，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿圈啮合，所述行星轮和所述行星架通过所述行星齿轮轴连接，所述发动机的输入轴与所述太阳轮连接；

所述多个离合器单元包括第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元，所述第一离合器单元用于连接所述行星架和所述内齿圈，所述第二离合器单元包括第二离合器、第二离合器外毂和第二离合器内毂，所述第二离合器用于连接所述第二离合器外毂和所述第二离合器内毂，所述第三离合器单元包括第三离合器、第三离合器外毂和第三离合器内毂，所述第三离合器用于连接所述第三离合器外毂和所述第三离合器内毂，所述第二离合器外毂与所述第三离合器外毂通过花键套轴连接；

所述两个电机包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机同轴设置，所述第一电机的转子与所述内齿圈通过平键连接，所述第一电机的定子与所述壳体固定连接，所述第二电机的转子与所述第三离合器外毂通过平键连接，所述第二电机的定子与所述壳体固定连接；

所述传动轴的一端与所述行星架连接，所述传动轴的另一端与所述第三离合器外毂连接。

可选的，所述混合动力耦合系统还包括：同步器和多个齿轮组，所述同步器与所述第三离合器内毂连接，每个所述齿轮组包括相互啮合的两个齿轮；

所述同步器包括同步器套筒，所述同步器套筒用于与所述多个齿轮组中任一齿轮组中的一个齿轮连接。

可选的，所述同步器与所述第三离合器内毂通过平键连接。

可选的，所述混合动力耦合系统还包括：制动器；

所述制动器与所述太阳轮连接，用于对所述发动机进行制动控制。

可选的，所述制动器包括：制动器活塞盖板、制动器推杆、制动器压盘、制动器活塞、回位弹簧、制动器端盖、多块制动器摩擦盘和多块制动器钢片；

所述多块制动器钢片和所述多块制动器摩擦盘交错排布在所述太阳轮的内侧和所述制动器活塞盖板之间，所述多块制动器钢片与所述制动器活塞盖板固定连接，所述多块制动器摩擦盘与所述太阳轮固定连接；

所述制动器推杆的右端与所述制动器压盘抵接，所述制动器推杆的左端与所述制动器活塞抵接；

所述回位弹簧位于所述制动器活塞和所述制动器端盖之间，所述制动器活塞盖板与制动器活塞之间形成液压腔体。

可选的，所述行星轮机构还包括：左侧齿圈支撑盘、右侧齿圈支撑盘、行星架轴向支撑轴承、太阳轮轴向支撑轴承、太阳轮径向支撑轴承、左侧支撑轴承和右侧支撑轴承；

所述左侧齿圈支撑盘的上端与所述内齿圈的左侧支撑连接，所述右侧齿圈支撑盘的上端与所述内齿圈的右侧支撑连接；

所述行星架轴向支撑轴承位于所述太阳轮与所述行星架之间；

所述太阳轮轴向支撑轴承位于所述太阳轮的右侧与所述制动器活塞盖板的左侧之间，所述太阳轮径向支撑轴承位于所述制动器活塞盖板的内侧和所述太阳轮的外侧之间。

可选的，所述混合动力耦合系统还包括：单向离合器单元；

所述单向离合器单元与所述太阳轮连接，用于控制所述发动机正转。

可选的，所述单向离合器单元包括：单向离合器、油封和卡环；

所述单向离合器位于所述太阳轮的外侧与所述制动器活塞盖板的内侧之间；

所述太阳轮轴向支撑轴承用于对所述单向离合器进行轴向定位；

所述油封用于密封所述制动器活塞盖板与所述太阳轮的外侧之间的区域；

所述卡环用于对所述油封进行轴向限位。

可选的，所述混合动力耦合系统还包括：差速器单元，所述差速器单元包括差速器壳体、从动齿轮、左端半轴齿轮、半轴齿轮轴、上部半轴齿轮、下部半轴齿轮、右端半轴齿轮、左端支撑轴承和右端支撑轴承；

所述从动齿轮与所述差速器壳体固定连接，且所述从动齿轮与所述传动轴啮合；

所述半轴齿轮轴与所述差速器壳体固定连接；

所述左端半轴齿轮分别与所述上部半轴齿轮和所述下部半轴齿轮啮合，所述右端半轴齿轮分别与所述上部半轴齿轮和下部半轴齿轮啮合；

所述左端支撑轴承和所述右端支撑轴承分别位于所述差速器壳体的两端。

第二方面，提供了一种混合动力汽车，包括如第一方面任一所述的混合动力耦合系统。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供的混合动力耦合系统，通过将第一电机的定子和壳体固定连接，第一电机的转子与内齿圈通过平键连接；内齿圈与行星轮啮合，行星轮与行星架连接；行星架与传动轴的一端连接，传动轴的另一端与第三离合器外毂连接，第三离合器外毂与第二电机的转子通过平键连接，第二电机的定子与壳体固定连接。上述混合动力耦合系统中的各个部件的连接方式，实现了第一电机和第二电机的同轴设置，减小了混合动力耦合系统的径向尺寸，进而减小了混合动力耦合系统在整车上的占用空间。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种混合动力耦合系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种混合动力耦合系统的局部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种混合动力耦合系统的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种差速器单元的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种第二离合器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种混合动力耦合系统的结构示意图，如图1所示，包括：

壳体10，以及位于壳体10内的两个电机、发动机(图中未画出)、行星轮机构30、传动轴40和多个离合器单元，每个电机包括定子和转子。

行星轮机构30包括：太阳轮301、行星轮302、行星架303、内齿圈304和行星齿轮轴(图中未标出)，行星轮302分别与太阳轮301和内齿圈304啮合，行星轮302和行星架303通过行星齿轮轴连接，发动机的输入轴与太阳轮301连接。

其中，行星齿轮轴通过滚针轴承支撑行星轮，行星齿轮轴的两侧分别设置有滑动止推垫圈，该滑动止推垫圈用于对行星齿轮轴起到支撑定位作用，且行星齿轮轴上设置有行星架集油挡圈；行星齿轮轴的右端与行星架抵接，行星齿轮轴的左端与行星架端盖相连。

多个离合器单元包括第一离合器单元501、第二离合器单元502和第三离合器单元503。

第一离合器单元501用于连接行星架303和内齿圈304。

需要说明的是，当第一离合器单元处于闭合状态时，内齿圈和行星架处于锁死状态，内齿圈和行星架不可相对转动，也即是行星轮机构只能整体转动，内齿圈和行星架之间可以传递动力；当第一离合器单元处于分离状态时，内齿圈和行星架处于未锁死状态，内齿圈和行星架可相对转动，内齿圈和行星架之间不可传递动力。

第二离合器单元502包括第二离合器、第二离合器外毂和第二离合器内毂，

第二离合器用于连接第二离合器外毂和第二离合器内毂。

第三离合器单元503包括第三离合器、第三离合器外毂和第三离合器内毂，第三离合器用于连接第三离合器外毂和第三离合器内毂，第二离合器外毂与第三离合器外毂通过花键套轴连接。

传动轴40的一端与行星架303连接，传动轴40的另一端与第三离合器外毂503b连接。

第二离合器外毂与第三离合器外毂可相对发生轴向位移，不可发生径向位移，即第二离合器外毂与第三离合器外毂能够共同旋转，由于第三离合器外毂与传动轴连接，因此第二离合器外毂可以直接传递传动轴40上的作用力。

需要说明的是，当第二离合器单元处于闭合状态时，第二离合器外毂和第二离合器内毂处于锁死状态，第二离合器内毂和传动轴不可相对转动，第二离合器内毂和传动轴之间可传递动力；当第二离合器单元处于分离状态时，第二离合器外毂和第二离合器内毂处于未锁死状态，第二离合器内毂和传动轴可相对转动，第二离合器内毂和传动轴之间不可传递动力。

可选的，多个离合器单元可以均为湿式多片离合器，本发明实施例对此不做限定。

两个电机包括第一电机201和第二电机202，第一电机201和第二电机202同轴设置，第一电机201的转子与内齿圈304通过平键连接，第一电机201的定子与壳体10固定连接，第二电机202的转子与第三离合器外毂503b通过平键连接，第二电机202的定子与壳体10固定连接。

可选的，两个电机均为具有发动机和电动机两种功能的电动发电机，本发明实施例对此不做限定。

综上所述，本发明实施例提供的混合动力耦合系统，通过将第一电机的定子和壳体固定连接，第一电机的转子与内齿圈通过平键连接；内齿圈与行星轮啮合，行星轮与行星架连接；行星架与传动轴的一端连接，传动轴的另一端与第三离合器外毂连接，第三离合器外毂与第二电机的转子通过平键连接，第二电机的定子与壳体固定连接。上述混合动力耦合系统中的各个部件的连接方式，实现了第一电机和第二电机的同轴设置，减小了混合动力耦合系统的径向尺寸，进而减小了混合动力耦合系统在整车上的占用空间。

可选的，参见图1，混合动力耦合系统还包括：同步器60和多个齿轮组(图中未标出)，同步器60与第三离合器内毂连接，每个齿轮组包括相互啮合的两个齿轮。

可选的，同步器与第三离合器内毂通过平键连接，本发明实施例对同步器与第三离合器内毂的连接方式不做限定。

需要说明的是，同步器与第三离合器内毂连接，当第三离合器单元处于闭合状态时，第三离合器外毂和第三离合器内毂处于锁死状态，此时传动轴和同步器之间不可相对转动，此时传动轴和同步器之间可传递动力；当第三离合器单元处于分离状态时，此时传动轴和同步器之间可以相对转动，此时传动轴和同步器之间不可传递动力。

同步器包括同步器套筒，同步器套筒用于与多个齿轮组中任一齿轮组中的一个齿轮连接。多个齿轮组中的不同齿轮组与同步器连接会产生不同的固定速比。

需要说明的是，图2是本发明实施例提供的一种混合动力耦合系统的局部结构示意图，如图2所示，包括三组齿轮组，第一齿轮701和第二齿轮702啮合，第三齿轮703和第四齿轮704啮合，第五齿轮705和第六齿轮706啮合。同步器(图中未标出)位于第一齿轮701和第三齿轮703之间。

第二离合器内毂(图中未标出)与传动轴40之间左侧设置有滚针轴承801，滚针轴承801用于为第二离合器内毂提供径向定位和支撑，第五齿轮705与第二离合器内毂之间通过平键连接。

第二离合器内毂上的作用力可直接传递到第五齿轮705上，第五齿轮705与端盖(图中未画出)之间设置有推力轴承802，推力轴承802用于对第五齿轮705进行轴向定位。

第五齿轮705与第六齿轮706啮合，第六齿轮706左侧设置有轴承803，轴承803用于对第六齿轮706进行轴向定位。

第一齿轮701和第二离合器内毂之间设置有滚针轴承804，滚针轴承804用于对第五齿轮705进行支撑和径向定位。

轴承803设置在第五齿轮705和第一齿轮701之间，轴承803用于对第一齿轮701进行轴向定位。

第一齿轮701与第二齿轮702啮合，第三离合器内毂和第二离合器内毂之间设置有滚针轴承805，滚针轴承805为第三离合器内毂提供支撑和径向定位。

第三离合器内毂和第一齿轮701在左侧设置有推力轴承806，推力轴承806用于对第三离合器内毂进行轴向定位。

同步器与第三离合器内毂通过平键连接，同步器套筒可与第一齿轮701和第三齿轮703中的一个齿轮接合，第三齿轮703的右侧和第三离合器内毂左侧之间设置有滚针轴承807，第三齿轮703可相对第三离合器内毂转动。第三齿轮703与第三离合器内毂之间装有轴承808，轴承808为第三齿轮703提供轴向定位，第三齿轮703与第四齿轮704啮合，第四齿轮704右侧装有轴承809。

当同步器套筒与第一齿轮连接时，第三离合器内毂与第一齿轮处于锁死状态，第一齿轮传递动力，第一齿轮和第二齿轮啮合，动力通过第二齿轮传递至传动轴上，第三齿轮和第五齿轮空转，第三齿轮和第五齿轮不传递动力。

当同步器套筒与第三齿轮连接时，第三离合器内毂与第三齿轮处于锁死状态，第三齿轮传递动力，第三齿轮和第四齿轮啮合，动力通过第四齿轮传递至传动轴上，第一齿轮和第五齿轮空转，第一齿轮和第五齿轮不传递动力。

当同步器套筒与第一齿轮和第三齿轮均不连接时，第三离合器内毂与第五齿轮处于锁死状态，第五齿轮传递动力，第一齿轮和第三齿轮空转。

可选的，如图1所示，混合动力耦合系统还包括：制动器90，制动器90与太阳轮301连接，用于对发动机进行制动控制。

本发明实施例所提供的混合动力耦合系统可实现混合动力汽车的多种工作模式，包括：纯发电机驱动模式、纯电动驱动模式、并联驱动模式、行车充电模式和再生制动模式等。可选的，混合动力耦合系统可以具备3个固定速比档，根据不同驾驶需求，混合动力耦合系统可以在3个固定速比档之间进行切换，以确保该混合动力耦合系统具有最大的能量传递效率。

其中，通过控制制动器、第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元的耦合状态及动力源(两个电机和发动机)的开闭状态，可以实现混合动力耦合系统在不同工作模式之间的切换；通过控制同步器连接不同的齿轮，以及调整第二离合器外毂和第三离合器外毂的套轴连接位置以改变第二离合器单元和第三离合器单元的耦合状态，可以实现混合动力耦合系统在3个固定速比档之间的切换。

示例的，本发明实施例提供的混合动力耦合系统所能实现的功能如下：

当制动器、第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元均处于分离状态，可实现第二电机的纯电动驱动；若同步器与第一齿轮连接，则固定速比档为1档。

当制动器、第一离合器单元和第二离合器单元均处于分离状态，第三离合器单元处于闭合状态时，可实现第一电机和第二电机的并联驱动；若同步器与第一齿轮连接，则固定速比档为1档；若同步器与第三齿轮连接，则固定速比档为3档。

当制动器、第一离合器单元和第三离合器单元均处于分离状态，第二离合器单元处于闭合状态，若同步器均不与第一齿轮和第三齿轮连接时，第五齿轮和第六齿轮啮合，则固定速比档为2档；若发动机关闭，则可实现第二电机的单独驱动；若发电机开启，则可实现第二电机和发动机的并联驱动。

当制动器处于分离状态，第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元均处于闭合状态时，可实现发动机、第一电机和第二电机的并联驱动；若同步器与第一齿轮连接，固定速比档为1档；若同步器与第三齿轮连接，固定速比档为3档；等等。

因此本发明实施例所提供的混合动力耦合系统，可以满足混合动力汽车在不同工况下的行驶需求，并且通过3个固定速比档的切换，可以保证混合动力耦合系统具有最大的动力传递效率。

可选的，图3是本发明实施例提供的另一种混合动力耦合系统的局部结构示意图，如图3所示，制动器包括：制动器活塞盖板901、制动器推杆902、制动器压盘(图中未标出)、制动器活塞903、回位弹簧904、制动器端盖905、多块制动器摩擦盘906和多块制动器钢片907。

多块制动器钢片907和多块制动器摩擦盘906交错排布在太阳轮的内侧和制动器活塞盖板901之间，多块制动器钢片907与制动器活塞盖板901固定连接，多块制动器摩擦盘906与太阳轮固定连接。

制动器推杆902的右端与制动器压盘903抵接，通过卡环实现对制动器压盘903的定位，制动器推杆902的左端与制动器活塞903抵接。

回位弹簧904位于制动器活塞903和制动器端盖905之间，制动器活塞盖板901与制动器活塞903之间形成液压腔体。

其中，回位弹簧设置在弹簧座上，弹簧座与第二离合器内毂右侧之间设置有推力轴承，该推力轴承用于实现对第二离合器内毂右侧的轴向定位。

可选的，壳体与制动器活塞盖板可通过螺栓进行连接，且壳体与制动器活塞盖板的连接处设置有密封圈。

需要说明的是，在制动器活塞盖板与制动器活塞之间的液压腔体的液压作用下，制动器活塞向右侧移动，通过制动器推杆将制动力传递至制动器压盘上，制动器压盘将多块制动器摩擦盘和多块制动器钢片压紧，此时多块制动器摩擦盘和多块制动器钢片之间无法进行相对运动，进而完成对太阳轮的制动。

可选的，如图3所示，行星轮机构还包括：左侧齿圈支撑盘305、右侧齿圈支撑盘306、行星架轴向支撑轴承307、太阳轮轴向支撑轴承308、太阳轮径向支撑轴承309、左侧支撑轴承310和右侧支撑轴承311。

左侧齿圈支撑盘305的上端与内齿圈304的左侧支撑连接，右侧齿圈支撑盘306的上端与内齿圈304的右侧支撑连接。

可选的，可以分别在左侧齿圈支撑盘的下部内侧与壳体之间以及侧齿圈支撑盘的下部内侧与壳体之间压入支撑轴承，通过支撑轴承实现对支撑内齿圈和第一电机的支撑作用。

行星架轴向支撑轴承307位于太阳轮301与行星架303之间，为行星架303提供轴向定位和轴向支撑。

太阳轮轴向支撑轴承308位于太阳轮301的右侧与制动器活塞盖板901的左侧之间，为太阳轮301提供轴向定位和轴向支撑。

太阳轮径向支撑轴承309位于制动器活塞盖板901的内侧和太阳轮301的外侧之间，为太阳轮301提供径向定位和径向支撑。

可选的，参见图1，混合动力耦合系统还包括：单向离合器单元100；单向离合器单元100与太阳轮301连接，用于控制发动机正转。

可选的，参见图3，单向离合器单元包括：单向离合器1001、油封1002和卡环1003。单向离合器1001位于太阳轮301的外侧与制动器活塞盖板901的内侧之间。太阳轮轴向支撑轴承308用于对单向离合器1001进行轴向定位；油封1002用于密封制动器活塞盖板901与太阳轮301的外侧之间的区域；卡环1003用于对油封1002进行轴向限位。

可选的，如图3所示，第一离合器单元501包括第一离合器支撑盘5011、多个第一离合器摩擦片5012、多个第一离合器钢片5013、第一离合器回位弹簧5014、离合器平衡活塞5015和第一离合器活塞5016。

可选的，第一离合器支撑盘5011固定安装在行星架上，多个第一离合器摩擦片5012和多个第一离合器钢片5013交错排布在右侧齿圈支撑盘306的内侧和第一离合器支撑盘5011之间，多个第一离合器摩擦片5012与右侧齿圈支撑盘306固定连接，多个第一离合器钢片5013与第一离合器支撑盘5011固定连接。

可选的，第一离合器活塞包括环状缸体结构，第一离合器活塞安装在行星架上。第一离合器活塞的外侧与行星架之间形成液压腔体，第一离合器回位弹簧位于第一离合器活塞的环状缸体内部，离合器平衡活塞与第一离合器支撑盘抵接，第一回位弹簧安装在第一离合器活塞和离合器平衡活塞之间。第一离合器活塞、离合器平衡活塞和行星架之间形成平衡液压腔体。平衡液压腔体可以控制第一离合器活塞的轴向移动，同时可以平衡装置在高速转动过程中对第一离合器活塞产生的离心力，保证整个第一离合器单元的稳定性。

可选的，当第一离合器处于闭合状态时，第一离合器活塞的外侧与行星架之间的液压腔体的液压增大，在该液压作用下，第一离合器活塞沿着行星架的轴线向右移动，通过第一离合器活塞压紧多个第一离合器摩擦片和多个第一离合器钢片，此时多个第一离合器摩擦片和多个第一离合器钢片之间将无法发生相对运动，进而与第一离合器摩擦片间接固定相连的内齿圈以及与第一离合器钢片固定相连的行星架锁止在一起，此时，行星轮机构只能作为一个整体，此时可传递动力。

可选的，当第一离合器处于分离状态时，第一离合器活塞的外侧与行星架之间的液压腔体的液压减小，第一离合器活塞在第一回位弹簧的作用下沿行星架轴线方向向左移动，第一离合器摩擦片和第一离合器钢片逐渐分离，此时，内齿圈和行星架之间的锁止解除，两者之间可以相对转动。

可选的，参见图1，混合动力耦合系统还包括：差速器单元110，图4是本发明实施例提供的一种差速器单元的结构示意图，如图4所示，差速器单元包括差速器壳体1101、从动齿轮1102、左端半轴齿轮1103、半轴齿轮轴1104、上部半轴齿轮1105、下部半轴齿轮1106、右端半轴齿轮1107、左端支撑轴承1108和右端支撑轴承1109。

从动齿轮1102与差速器壳体1101固定连接，且从动齿轮1102与传动轴啮合；半轴齿轮轴1104与差速器壳体1101固定连接。

可选的，半轴齿轮轴与差速器壳体可通过定位销实现固定连接，本发明实施例对此不做限定。

左端半轴齿轮1103分别与上部半轴齿轮1105和下部半轴齿轮1106啮合，右端半轴齿轮1107分别与上部半轴齿轮1105和下部半轴齿轮1106啮合；左端支撑轴承1108和右端支撑轴承1109分别位于差速器壳体1101的两端，左端支撑轴承1108和右端支撑轴承1109为差速器单元110提供支撑。

可选的，差速器的左端输出轴1110和右端输出轴1111与变速箱壳体之间可以分别设置左端油封圈1112和右端油封圈1113，以实现密封作用。

可选的，图5是本发明实施例提供的一种第二离合器的结构示意图，如图5所示，第二离合器单元包括：第二离合器外毂5021、第二离合器内毂5022、第二离合器支撑盘(图中未标出)、第二离合器活塞5023、第二离合器回位弹簧5024、回位弹簧座5025、多个第二离合器摩擦片5026、多个第二离合器钢片5027和卡环5028。

其中，壳体和传动轴通过轴承5029相对固定连接，轴承5029用于实现对壳体右侧的径向定位和支撑；第二离合器内毂5022左侧和传动轴之间设置有轴承(图中未标出)，轴承用于实现对第二离合器内毂5022左侧的支撑和径向定位，第二离合器内毂5022右侧与回位弹簧座5025之间设置有推力轴承5030，推力轴承5030用于实现对第二离合器内毂5022右侧的轴向定位。

第三离合器外毂(图中未标出)右侧通过轴承5031与壳体固定连接，轴承5031用于实现对第三离合器外毂右侧的支撑和径向定位；推力轴承5030的右侧设置有卡环5028，卡环5028用于限定第三离合器外毂和第二离合器外毂5021的轴向移动。

多个第二离合器摩擦片和多个第二离合器钢片交错排布在第二离合器内毂和第二离合器外毂之间，多个第二离合器摩擦片与第二离合器外毂固定相连固定连接，多个第二离合器钢片与第二离合器内毂固定相连。

第二离合器支撑盘与齿轮相连，第二离合器活塞包括环状缸体结构，第二离合器活塞的右侧通过离合器压盘与离合器钢片抵接，第二离合器活塞的下端与第三离合器外毂抵接，第二离合器活塞的环状缸体外侧与第三离合器外毂的外侧面形成液压腔体，第二离合器回位弹簧位于第二离合器活塞的环状缸体内部，第二离合器回位弹簧安装在第二离合器活塞和回位弹簧座之间。第二离合器活塞、回位弹簧座和第三离合器外毂之间形成平衡液压腔体。

可选的，当第二离合器处于闭合状态时，第二离合器活塞的环状缸体外侧与第三离合器外毂的外侧面形成液压腔体的液压增大，在该液压作用下，第二离合器活塞会沿着传动轴的轴线向左移动，通过第二离合器活塞压紧第二离合器摩擦片和第二离合器钢片，此时第二离合器摩擦片与第二离合器钢片之间将无法发生相对运动，进而将与第二离合器摩擦片间接固定相连的第二离合器外毂和与第二离合器钢片固定相连的第二离合器内毂锁止在一起，此时第二离合器单元可以将传动轴的动力传递至齿轮。

可选的，当第二离合器处于分离状态时，第二离合器活塞的环状缸体外侧与第三离合器外毂的外侧面形成液压腔体的液压减小，第二离合器活塞在第二回位弹簧的作用下沿传动轴轴线方向向右移动，第二离合器摩擦片和第二离合器钢片逐渐分离，此时第二离合器外毂和第二离合器内毂锁止解除，可以相对转动。

第三离合器单元与第二离合器单元的工作原理相同。第二离合器外毂与第三离合器单元的活塞复用。在第三离合器单元外毂与第二离合器单元外毂、第二离合器单元内毂之间形成液压腔体。在第三离合器单元工作时，可将传动轴与第二电机的作用力结合，传递至同步器。

以上对本发明实施例所提出的混合动力耦合系统的设计原理和机械结构进行了详细说明。通过将行星轮机构内嵌于电机内部、双离合机构内嵌于电机内部和采用同轴结构的电机布置方式，使整个混合动力耦合系统具备了径向尺寸小的特点，减小了混合动力耦合系统在整车的占用空间，便于实现集成布置。同时通过创新布置离合器单元和同步器的位置，使系统具备了三个固定速比档，可以确保混合动力耦合系统在不同的工况下具备最大的动力传递效率。所提出的混合动力耦合系统可以实现多种工作模式，纯电动驱动时具备较高的最高车速，混合驱动时具备更好的动力性能，同时由于能量利用率和动力传递效率的提高，整车油耗将进一步降低。

综上所述，本发明实施例提供的混合动力耦合系统，通过将第一电机的定子和壳体固定连接，第一电机的转子与内齿圈通过平键连接；内齿圈与行星轮啮合，行星轮与行星架连接；行星架与传动轴的一端连接，传动轴的另一端与第三离合器外毂连接，第三离合器外毂与第二电机的转子通过平键连接，第二电机的定子与壳体固定连接。上述混合动力耦合系统中的各个部件的连接方式，实现了第一电机和第二电机的同轴设置，减小了混合动力耦合系统的径向尺寸，进而减小了混合动力耦合系统在整车上的占用空间。

本发明实施例提供了一种混合动力汽车，包括如图1所示的混合动力耦合系统。

本发明实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力耦合系统，其特征在于，包括：

壳体，位于所述壳体内的两个电机、发动机、行星轮机构、传动轴和多个离合器单元，每个所述电机包括定子和转子；

所述行星轮机构包括：太阳轮、行星轮、行星架、内齿圈和行星齿轮轴，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿圈啮合，所述行星轮和所述行星架通过所述行星齿轮轴连接，所述发动机的输入轴与所述太阳轮连接；

所述多个离合器单元包括第一离合器单元、第二离合器单元和第三离合器单元，所述第一离合器单元用于连接所述行星架和所述内齿圈，所述第二离合器单元包括第二离合器、第二离合器外毂和第二离合器内毂，所述第二离合器用于连接所述第二离合器外毂和所述第二离合器内毂，所述第三离合器单元包括第三离合器、第三离合器外毂和第三离合器内毂，所述第三离合器用于连接所述第三离合器外毂和所述第三离合器内毂，所述第二离合器外毂与所述第三离合器外毂通过花键套轴连接；

所述两个电机包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机同轴设置，所述第一电机的转子与所述内齿圈通过平键连接，所述第一电机的定子与所述壳体固定连接，所述第二电机的转子与所述第三离合器外毂通过平键连接，所述第二电机的定子与所述壳体固定连接；

所述传动轴的一端与所述行星架连接，所述传动轴的另一端与所述第三离合器外毂连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统还包括：同步器和多个齿轮组，所述同步器与所述第三离合器内毂连接，每个所述齿轮组包括相互啮合的两个齿轮；

所述同步器包括同步器套筒，所述同步器套筒用于与所述多个齿轮组中任一齿轮组中的一个齿轮连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力耦合系统，其特征在于，

所述同步器与所述第三离合器内毂通过平键连接。

4.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统还包括：制动器；

所述制动器与所述太阳轮连接，用于对所述发动机进行制动控制。

5.根据权利要求4所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述制动器包括：制动器活塞盖板、制动器推杆、制动器压盘、制动器活塞、回位弹簧、制动器端盖、多块制动器摩擦盘和多块制动器钢片；

所述多块制动器钢片和所述多块制动器摩擦盘交错排布在所述太阳轮的内侧和所述制动器活塞盖板之间，所述多块制动器钢片与所述制动器活塞盖板固定连接，所述多块制动器摩擦盘与所述太阳轮固定连接；

所述制动器推杆的右端与所述制动器压盘抵接，所述制动器推杆的左端与所述制动器活塞抵接；

所述回位弹簧位于所述制动器活塞和所述制动器端盖之间，所述制动器活塞盖板与制动器活塞之间形成液压腔体。

6.根据权利要求5所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述行星轮机构还包括：左侧齿圈支撑盘、右侧齿圈支撑盘、行星架轴向支撑轴承、太阳轮轴向支撑轴承、太阳轮径向支撑轴承、左侧支撑轴承和右侧支撑轴承；

所述左侧齿圈支撑盘的上端与所述内齿圈的左侧支撑连接，所述右侧齿圈支撑盘的上端与所述内齿圈的右侧支撑连接；

所述行星架轴向支撑轴承位于所述太阳轮与所述行星架之间；

所述太阳轮轴向支撑轴承位于所述太阳轮的右侧与所述制动器活塞盖板的左侧之间，所述太阳轮径向支撑轴承位于所述制动器活塞盖板的内侧和所述太阳轮的外侧之间。

7.根据权利要求6所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统还包括：单向离合器单元；

所述单向离合器单元与所述太阳轮连接，用于控制所述发动机正转。

8.根据权利要求7所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述单向离合器单元包括：单向离合器、油封和卡环；

所述单向离合器位于所述太阳轮的外侧与所述制动器活塞盖板的内侧之间；

所述太阳轮轴向支撑轴承用于对所述单向离合器进行轴向定位；

所述油封用于密封所述制动器活塞盖板与所述太阳轮的外侧之间的区域；

所述卡环用于对所述油封进行轴向限位。

9.根据权利要求1至8任一所述的混合动力耦合系统，其特征在于，所述混合动力耦合系统还包括：差速器单元，所述差速器单元包括差速器壳体、从动齿轮、左端半轴齿轮、半轴齿轮轴、上部半轴齿轮、下部半轴齿轮、右端半轴齿轮、左端支撑轴承和右端支撑轴承；

所述从动齿轮与所述差速器壳体固定连接，且所述从动齿轮与所述传动轴啮合；

所述半轴齿轮轴与所述差速器壳体固定连接；

所述左端半轴齿轮分别与所述上部半轴齿轮和所述下部半轴齿轮啮合，所述右端半轴齿轮分别与所述上部半轴齿轮和下部半轴齿轮啮合；

所述左端支撑轴承和所述右端支撑轴承分别位于所述差速器壳体的两端。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的混合动力耦合系统。