CN109986945A - 动力驱动系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种动力驱动系统及车辆。所述动力驱动系统包括发动机；变速器，所述变速器包括双离合器和单排复合行星齿轮机构，所述单排复合行星齿轮机构包括第一运动件、第二运动件、第三运动件、第四运动件和第五运动件，所述发动机的输出轴连接到所述双离合器的输入端，所述双离合器的第一输出轴连接到所述第一运动件，所述双离合器的第二输出轴连接到所述第二运动件，所述第一运动件或第二运动件或第三运动件或第四运动件或第五运动件作为所述变速器的输出端；输出部，所述输出部用于传递所述变速器输出的动力以驱动车辆。

Description

动力驱动系统及车辆
技术领域
本公开涉及一种动力驱动系统及车辆。
背景技术
当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统汽车日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为汽车行业的发展主题。近年来，具有两种不同动力源、实现降低油耗和排放的混合动力汽车，得到了开发应用，并投入商业生产推向市场。
混合动力驱动系统一般由发动机、发电机、电动机、动力电源等构成，发动机和动力电源共同为车辆提供动力，这就造成其结构通常比较复杂，占用空间较大，成本较高。
发明内容
本公开的目的是提供一种结构简单的动力驱动系统。
为了实现上述目的，本公开提供一种动力驱动系统，该系统包括发动机；变速器，所述变速器包括双离合器和单排复合行星齿轮机构，所述单排复合行星齿轮机构包括第一运动件、第二运动件、第三运动件、第四运动件和第五运动件，所述发动机的输出轴连接到所述双离合器的输入端，所述双离合器的第一输出轴连接到所述第一运动件，所述双离合器的第二输出轴连接到所述第二运动件，所述第一运动件或第二运动件或第三运动件或第四运动件或第五运动件作为所述变速器的输出端；输出部，所述输出部用于传递所述变速器输出的动力以驱动车辆。
可选地，所述第二运动件作为所述变速器的输出端。
可选地，所述系统还包括第一电机，所述第一电机在所述发动机的带动下进行发电。
可选地，所述第一电机的动力轴连接到所述第五运动件。
可选地，所述系统还包括第一制动装置，用于可释放地制动所述第一电机的动力轴。
可选地，所述系统还包括第二电机，所述输出部还用于输出来自所述第二电机的动力以驱动车辆。
可选地，所述第一电机的动力轴与所述第二电机的动力轴同轴空套。
可选地，所述第二电机的动力轴连接到所述第四运动件。
可选地，所述系统还包括第二制动装置，用于可释放地制动所述第二电机的动力轴。
可选地，所述系统还包括输出齿轮，所述变速器的输出端连接到所述输出齿轮，所述输出部用于传递所述输出齿轮输出的动力以驱动车辆，所述输出齿轮空套在所述第一电机的动力轴和所述第二电机的动力轴上。
可选地，所述系统还包括第三制动装置，用于可释放地制动所述第一运动件。
可选地，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件为所述大齿圈，所述第二运动件为所述大行星架，所述第三运动件为所述小齿圈，所述第四运动件为所述小行星架，所述第五运动件为所述小太阳轮。
可选地，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件为所述大齿圈，所述第二运动件为所述大行星架，所述第三运动件为所述小太阳轮，所述第四运动件为所述小齿圈，所述第五运动件为所述小行星架，所述第三运动件固定。
可选地，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件为所述大齿圈，所述第二运动件为所述大行星架，所述第三运动件为所述小行星架，所述第四运动件为所述小齿圈，所述第五运动件为所述小太阳轮，所述第五运动件固定。
在本公开中，通过双离合器与单排复合行星齿轮机构的结合，使得发动机能够实现两挡动力驱动，结构简单，操作方便。
本公开还提供一种车辆，包括如上所述的动力驱动系统。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的第一种实施方式的动力驱动系统的示意性原理图；
图2是根据本公开的第二种实施方式的动力驱动系统的示意性原理图；
图3是根据本公开的第三种实施方式的动力驱动系统的示意性原理图；
图4是根据本公开的第四种实施方式的动力驱动系统的示意性原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
根据本公开的一个方面，如图1所示，提供一种动力驱动系统，该系统包括发动机1、变速器、以及输出部。发动机1的输出轴连接到变速器的输入端，输出部用于传递变速器输出的动力以驱动车辆。
其中，变速器包括双离合器4和单排复合行星齿轮机构。
双离合器4具有输入端41、第一输出轴42和第二输出轴43。双离合器4的输入端41可以作为变速器的输入端。
单排复合行星齿轮机构包括第一运动件S1、第二运动件S2和第三运动件S3、第四运动件S4和第五运动件S5。单排复合行星齿轮机构为本领域技术人员所熟知，本公开对此不做详细描述。简而言之，单排复合行星齿轮机构由相互嵌套的两套行星齿轮机构组成，直径较小的一套行星齿轮机构的齿圈作为直径较大的一套行星齿轮机构的小太阳轮。
双离合器4的第一输出轴42与第一运动件S1相连，双离合器4的第二输出轴43与第二运动件S2相连，双离合器4的输入端41可以作为变速器的输入端，第一运动件S1、第二运动件S2、第三运动件S3、第四运动件S4和第五运动件S5中的任意一者可以作为变速器的输出端。
双离合器4的输入端41可以是双离合器4的壳体，双离合器4还包括两个从动盘，双离合器4的第一输出轴42可以与其中一个从动盘通过键连接，双离合器4的第二输出轴43可以与另一个从动盘通过键连接。一般地，双离合器4的壳体与两个从动盘可以是都断开的，即输入端41与第一输出轴42和第二输出轴43均断开。在需要接合其中一个从动盘时，可以控制壳体与相应的从动盘进行接合从而同步旋转，从动盘又带动相应的输出轴同步旋转，即输入端41与第一输出轴42和第二输出轴43之一传动连接，从而使得输入端41传来的动力可以通过第一输出轴42和第二输出轴43中的一个输出。
应当理解，双离合器4的具体接合状态受到控制策略的影响，对于本领域技术人员而言，可以根据实际所需的传动模式而适应性设定控制策略，从而可以在输入端41与两个输出轴全部断开以及输入端41与两个输出轴之一传动连接等多种模式之间进行切换。
为了使变速器的结构更紧凑，便于在整车上布置，如图1至图3所示，双离合器4的第一输出轴42可以空套在第二输出轴43上。
在本公开中，通过双离合器4与单排复合行星齿轮机构的结合，使得能够获得一种结构简单、操作方便的两挡变速器。
以单排复合行星齿轮机构的第二运动件S2作为变速器的输出端为例，当双离合器4的输入端41与第一输出轴42相连并与第二输出轴43断开时，从双离合器4的输入端41输入的动力依次经过双离合器4的第一输出轴42和第一运动件S1传递至第二运动件S2；当双离合器4的输入端41与第二输出轴43相连并与第一输出轴42断开时，从双离合器4的输入端41输入的动力依次经过双离合器4的第二输出轴43直接传递至第二运动件S2。由此可见，在上述两种状态下，变速器中的动力传递路径不同，传动比不同，因此能够使变速器具有两个挡位。
可选地，变速器还可以包括输出齿轮8，该输出齿轮8连接在变速器的输出端。
输出部可以包括传动齿轮9，也可以包括传动齿轮9和差速器11。传动齿轮9既与变速器的输出齿轮8啮合，又与差速器11的主减速齿轮10啮合。差速器11的功用是当车辆转弯行驶或者在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧车轮与地面间作纯滚动运动。差速器11上设置有主减速齿轮10，主减速齿轮10例如可以布置在差速器11的壳体上。
在图2所示的第二种实施方式中，动力驱动系统还可以包括第一电机2，第一电机2可以在发动机1带动下进行发电，也可以作为电动机输出动力以驱动车辆。
第一电机2可以通过多种方式耦合到动力驱动系统中。如图2所示，第一电机2的动力轴可以连接到第五运动件S5。第五运动件S5并与第一电机2的动力轴同步旋转。
进一步地，动力驱动系统还可以包括第一制动装置5，该第一制动装置5用于可释放地制动第一电机2的动力轴，即，可释放地制动第五运动件S5。当第一电机2不工作时，可以通过第一制动装置5将第一电机2制动，使第一电机2的动力轴固定，从而能够减小动力驱动系统的负载，提高工作效率。
动力驱动系统还可以包括第二电机3，第二电机3既可作为电动机以用于驱动车辆，又可以在发动机1的带动下进行发电。
第二电机3可以通过任意适当的方式耦合到动力驱动系统中。如图2所示，第二电机3的动力轴可以连接到第四运动件S4。第四运动件S4与第二电机3的动力轴同步旋转。
为了使动力驱动系统的结构更紧凑，在本公开中，第一电机2的动力轴和第二电机3的动力轴同轴空套，输出齿轮8空套在第一电机2的动力轴和第二电机3的动力轴上。
进一步地，动力驱动系统还可以包括第二制动装置6，该第二制动装置6用于可释放地制动第二电机3的动力轴，即，可释放地制动第四运动件S4。当第二电机3不工作时，可以通过第二制动装置6将第二电机3制动，使第二电机3的动力轴固定，从而能够减小动力驱动系统的负载，提高工作效率。
需要说明的是，在本公开中，通过设置第一制动装置5和第二制动装置6，不仅可以将电机及其对应的运动件制动，提高系统的工作效率，而且可以保证变速器传动时具有固定的传动比。
类似地，还可以通过设置其他制动装置以将第一运动件S1、第二运动件S2和第三运动件S3中的一者或多者制动，保证变速器传动时具有固定的传动比。如图2所示，动力驱动系统还可以包括第三制动装置7，该第三制动装置7用于可释放地制动第一运动件S1。
单排复合行星齿轮机构包括沿径向从内向外依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈(大太阳轮)、大行星架、大齿圈。其中，小太阳轮、小行星架和小齿圈(大太阳轮)组成一套行星齿轮机构，小齿圈(大太阳轮)、大行星架和大齿圈组成另一套行星齿轮机构。第一运动件S1、第二运动件S2、第三运动件S3、第四运动件S4和第五运动件S5分别可以为上述小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈中的任一者。
在图1所示的第一种实施方式和图2所示的第二种实施方式中，第一运动件S1为大齿圈，第二运动件S2为大行星架，第三运动件S3为小齿圈(大太阳轮)，第四运动件S4为小行星架，第五运动件S5为小太阳轮。
在图3所示的第三种实施方式中，第一运动件S1为大齿圈，第二运动件S2为大行星架，第三运动件S3为小太阳轮，第四运动件S4为小齿圈(大太阳轮)，第五运动件S5为小行星架，其中，小太阳轮固定。
本公开的第三种实施方式的动力驱动系统可以具有以下工作模式：
一、单电机纯电动驱动模式一，第二电机3单独驱动车辆，动力传递路线为：第二电机3—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
二、单电机纯电动驱动模式二，第一电机2单独驱动车辆，动力传递路线为：第一电机2—小行星架—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
三、双电机纯电动驱动模式，第一电机2电机和第二电机3共同驱动车辆，动力传递路线有两条，路线1：第一电机2—小行星架—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；路线2：第二电机3—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
四、双电机低速增程驱动模式，发动机1驱动车辆，第一电机2和第二电机3发电，动力传递路线有三条，驱动路线：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；发电路线1：发动机1—双离合器4—大行星架—小齿圈—小行星架—第一电机2；发电路线2：发动机1—双离合器4—大行星架—小齿圈—第二电机3。
五、发动机中低速增程驱动模式一，发动机1驱动车辆，第一电机2发电，动力传递路线有两条，驱动路线：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；发电路线：发动机1—双离合器4—大行星架—小齿圈—小行星架—第一电机2。
六、发动机中低速增程驱动模式二，发动机1驱动，第一电机2发电，动力传递路线有两条，驱动路线：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；发电路线：发动机1—双离合器4—大行星架—小齿圈—第二电机3。
七、发动机直接驱动模式一，动力传递路线为：发动机1—双离合器4—大齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
八、发动机直接驱动模式二，动力传递路线为：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
九、发动机电机混连驱动模式一，发动机1驱动车辆，第二电机3驱动车辆，动力传递路线有两条，发动机驱动路线：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；第二电机驱动路线：第二电机3—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
十、发动机电机混连驱动模式二，发动机1驱动车辆，第一电机2驱动车辆，第二电机3驱动车辆，动力传递路线有三条，发动机驱动路线：发动机1—双离合器4—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；第二电机驱动路线：第二电机3—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11；第一电机驱动路线：第一电机2—小行星架—小齿圈—大行星架—输出齿轮8—传动齿轮9—差速器11。
十一、减速发电模式，车轮带动第二电机3发电，动力传递路线为：差速器12—输出齿轮10—输出轴9—第二传动齿轮8—第一传动齿轮7—第二电机3。
在图4所示的第四种实施方式中，第一运动件S1为大齿圈，第二运动件S2为大行星架，第三运动件S3为小行星架，第四运动件S4为小齿圈(大太阳轮)，第五运动件S5为小太阳轮，其中，小太阳轮固定。
根据本公开的另一方面，提供一种车辆，包括如上所述的动力驱动系统。
在本公开中，通过将双离合器4与单排复合行星齿轮机构巧妙地结合在一起，使得能够获得一种结构简单、操作方便的两挡变速器。由于该变速器可提供两个挡位，因此能够在一定程度上调节发动机1的转速及扭矩，提高发动机1的工作效率。
在本公开中，变速器的挡位切换是通过双离合器4来实现的，双离合器4能够允许换挡切换时一个从动盘的接合过程与另一从动盘的断开过程发生重叠，从而避免扭矩传递的瞬时中断，保证换挡过程及整车运行的平顺性。相比于机械结构更加复杂的同步器，双离合器无论是在平顺性还是可靠性方面都具有较大优势。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种动力驱动系统，其特征在于，包括：
发动机(1)；
变速器，所述变速器包括双离合器(4)和单排复合行星齿轮机构，所述单排复合行星齿轮机构包括第一运动件(S1)、第二运动件(S2)、第三运动件(S3)、第四运动件(S4)和第五运动件(S5)，所述发动机(1)的输出轴连接到所述双离合器(4)的输入端(41)，所述双离合器(4)的第一输出轴(42)连接到所述第一运动件(S1)，所述双离合器(4)的第二输出轴(43)连接到所述第二运动件(S2)，所述第一运动件(S1)或第二运动件(S2)或第三运动件(S3)或第四运动件(S4)或第五运动件(S5)作为所述变速器的输出端；
输出部，所述输出部用于传递所述变速器输出的动力以驱动车辆。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二运动件(S2)作为所述变速器的输出端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一电机(2)，所述第一电机(2)在所述发动机(1)的带动下进行发电。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一电机(2)的动力轴连接到所述第五运动件(S5)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一制动装置(5)，用于可释放地制动所述第一电机(2)的动力轴。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二电机(3)，所述输出部还用于输出来自所述第二电机(3)的动力以驱动车辆。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一电机(2)的动力轴与所述第二电机(3)的动力轴同轴空套。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴连接到所述第四运动件(S4)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第三制动装置(7)，用于可释放地制动所述第二电机(3)的动力轴。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述变速器还包括输出齿轮(8)，所述输出齿轮(8)连接到所述变速器的输出端，所述输出部用于传递所述输出齿轮(8)输出的动力以驱动车辆，所述输出齿轮(8)空套在所述第一电机(2)的动力轴和所述第二电机(3)的动力轴上。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第三制动装置(7)，用于可释放地制动所述第一运动件(S1)。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件(S1)为所述大齿圈，所述第二运动件(S2)为所述大行星架，所述第三运动件(S3)为所述小齿圈，所述第四运动件(S4)为所述小行星架，所述第五运动件(S5)为所述小太阳轮。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件(S1)为所述大齿圈，所述第二运动件(S2)为所述大行星架，所述第三运动件(S3)为所述小太阳轮，所述第四运动件(S4)为所述小齿圈，所述第五运动件(S5)为所述小行星架，所述小太阳轮固定。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单排复合行星齿轮机构包括沿径向依次布置的小太阳轮、小行星架、小齿圈、大行星架、大齿圈，所述第一运动件(S1)为所述大齿圈，所述第二运动件(S2)为所述大行星架，所述第三运动件(S3)为所述小行星架，所述第四运动件(S4)为所述小齿圈，所述第五运动件(S5)为所述小太阳轮，所述小太阳轮固定。
15.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-14中任一项所述的动力驱动系统。
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