CN110239335A - 混合动力模块和车辆 - Google Patents

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    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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Abstract

本发明涉及一种混合动力模块和车辆。该混合动力模块用于包括内燃机的混合动力驱动系,该混合动力模块包括:用于与内燃机连接的输入端(10);具有转子(17)的电机;以及离合器装置,该离合器装置布置在转子的径向内侧,其中,该离合器装置包括摩擦盘(5)和压盘(6),并且包括与摩擦盘抗扭连接的摩擦盘支架(14)和与压盘抗扭连接的压盘支架(15),其中,摩擦盘支架与转子抗扭连接,并且在摩擦盘的径向内侧与摩擦盘抗扭连接;压盘支架与输入端抗扭连接,并且在压盘的径向外侧与压盘抗扭连接,其中,压盘支架与转子在径向上间隔开。该混合动力车辆包括上述混合动力模块。

Description

混合动力模块和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力驱动系的混合动力模块。本发明还涉及一种包括该混合动力模块的车辆。
背景技术
混合动力车辆使用内燃机和电机的组合来提供动力。由于电机的工作原理与内燃机不同,高温会导致电机故障,从而影响正常工作,以电机作为动力源的电力驱动组件需要设置用于电机散热的冷却系统,而最常见的是液冷系统,即,通过在电机外部设置冷却液套使冷却液可以流经需要散热的部位,从而实现电力驱动组件的降温,保证电机处于合理的工作温度范围。例如在中国专利申请201810282072.8中,公开了一种混合动力模块,其中借助液冷系统冷却电机。
P2混合动力模块主要包括自动分离离合器和电机,并且结合在内燃机和变速器之间。现有的P2型混合动力汽车的混合动力模块也同样采用冷却液套来使电机降温,冷却液套通常设置在电机定子径向外侧,并且处于P2模块壳体的径向内侧,冷却液在冷却液套内循环以带走电机定子上的热量。因为冷却液套实际上仅仅与电机定子接触并发生热传导,因此,这种液冷方案的冷却效果在电机定子上效果显著,但是其他部件,例如电机转子的冷却效果却不够理想。
另一方面,当前P2混合动力模块的两个问题在于混合动力模块的轴向长度太长而离合器热容量低。减少轴向空间的一种方案是移除例如离合器和变矩器的起步元件,只保留分离离合器。因此,移除起步元件后,分离离合器的热容量将变得更加重要。在实现分离离合器的较高热容量的情况下,应当避免分离离合器的热量对电机,尤其对转子的不良影响。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题提供一种用于混合动力驱动系的混合动力模块,这种混合动力模块具有较小的轴向尺寸,并且减小了分离离合器对电机在热学上的不良影响。
该技术问题通过一种用于混合动力驱动系的混合动力模块解决,该混合动力驱动系还包括内燃机。根据本发明的混合动力模块包括:用于与内燃机连接的输入端、具有转子的电机和布置在电机的径向内侧的离合器装置,其中,离合器装置包括摩擦盘和压盘,并且包括与摩擦盘抗扭连接的摩擦盘支架和与压盘抗扭连接的压盘支架。根据本发明的设计方案:摩擦盘支架与转子抗扭连接,并且在摩擦盘的径向内侧与摩擦盘抗扭连接;压盘支架与输入端抗扭连接,并且在压盘的径向外侧与压盘抗扭连接,其中,压盘支架与转子在径向上间隔开。
在本发明的范围内,电机可以用作电动机,也可以用作发电机。电机优选是内转子式的电机。离合器装置用作在混合动力模块中断开或连接内燃机的分离离合器。离合器装置可以设计为干式运行的离合器,也可以设计为湿式运行的离合器。离合器装置优选采用多片式离合器,即离合器装置包括多个摩擦盘和多个压盘。摩擦盘例如是覆有摩擦衬片的环形板件。压盘例如是钢制的环形板件。摩擦盘和压盘沿轴向交替布置。摩擦盘和压盘的个数可以根据不同的热容量要求和扭矩容量要求进行调整。
摩擦盘在其径向内侧分别与摩擦盘支架抗扭连接,也就是说,摩擦盘支架设置为内盘支架。压盘在其径向外侧分别与压盘支架抗扭连接,也就是说,压盘支架设置为外盘支架。
通过将压盘支架与转子在径向上的间隔布置,使得在转子的径向内侧和压盘支架之间,尤其在转子的径向内侧和压盘支架的轴向部段之间形成空气间隙,从而在压盘和摩擦盘摩擦接合时,因热传导性更好而具有更高温度的钢制的压盘和压盘支架的热量可以仅传递到电机和压盘支架之间的空腔中,而不会直接通过例如金属件的热传导来传递至电机上,从而减少传递至电机上的热量。特别是对于具有较高热容量的离合器装置来说,根据本发明的混合动力模块对电机的不良影响得以减小。这种改进的离合器装置还特别能够用于内燃机启动和重启阶段。
根据一种优选实施方式,混合动力模块还包括与转子抗扭连接的转子支架,摩擦盘支架与转子支架抗扭连接。例如,转子支架布置在转子的径向内侧。在这种情况下,在转子支架的内表面和压盘支架之间沿径向间隔开,从而形成空气间隙。可选地,转子与转子支架可以形状配合式连接、材料式连接或利用压配合来连接。可选地,摩擦盘支架与转子支架一体式形成,或者摩擦盘支架与转子支架形状配合式连接、材料式连接或利用压配合来连接通过抗扭连接。
有利地,转子支架通过柔性盘与用于向混合动力驱动系的下游传递动力的输出端连接。从而有利地减少振动,特别是轴向的振动。在这种情况下,输出端可选地是法兰件的形式。
在一种优选的实施方式中,离合器装置是干式运行的多片式离合器。从而无需特别设置与电机液体隔离的腔室,简化了设计,并且为减小混合动力模块的尺寸提供可能性。
在一种优选实施方式中,摩擦盘支架通过轴承可旋转地支承在混合动力模块的壳体上或可旋转地支承在与壳体抗扭连接的部件上。也就是说,摩擦盘支架不仅在摩擦盘与转子之间或者在摩擦盘与转子支架之间传递扭矩,同时还用于支承转子支架,进一步用于支承转子。由此,混合动力模块中在轴向上分布的部件数量可以减少,有利于减少混合动力模块的轴向尺寸。
在另一种优选实施方式中,输入端通过轴承可旋转地支承在混合动力模块的壳体上或可旋转地支承在与壳体抗扭连接的部件上。例如在输入端设计为中央法兰的实施方案中,压盘支架例如与中央法兰的法兰部抗扭连接。从而压盘支架间接地可旋转地支承在壳体上或可旋转地支承在与壳体抗扭连接的部件上。
在一种有利的实施方式中,混合动力模块还包括致动器,其中,致动器包括执行部件,执行部件连接到压盘,从而将轴向力施加到压盘上。由此实现离合器装置的接合和断开。
在这种情况下,有利地,压盘支架布置在压盘的、与执行部件相对置的一侧。具体地说,压盘支架的径向部段与执行部件相对布置。
附加地,电机的径向外侧设置有冷却套。具体地,冷却套布置在定子的径向外侧,从而冷却电机。
上述技术问题还通过一种混合动力车辆解决,其包括上述的混合动力模块。
附图说明
下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。
唯一的附图示出了根据一种优选实施方式的混合动力模块的截面图。
以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反,这些方案仅是所附权利要求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。
具体实施方式
本发明提供一种用于混合动力驱动系的混合动力模块,该混合动力驱动系具有内燃机(未示出),并且通过离合器装置可选地向混合动力驱动系下游的总成,例如向混合动力车辆的变速器提供混合驱动力。如图所示,混合动力模块可以包括壳体1、电机、输入端10、离合器装置40、输出端12。
壳体1用于支承和保护混合动力模块。例如可以借助螺栓将壳体1固定在内燃机的机体和变速器壳体上。
输入端可以设计为中央法兰10,中央法兰10用于将内燃机的扭矩引入到混合动力模块中。中央法兰10可以包括轴部和法兰部。轴部能够与内燃机的扭矩输出端,例如与曲轴相连。优选地,轴部通过减振器2与内燃机的扭矩输出端的相连。减振器2可以吸收内燃机输出扭矩中的振动,从而保护中央法兰10和离合器装置。此外,轴部例如借助轴承9支承在壳体1上或者如图所示支承在与壳体1连接的支承部件8上。
电机可以包括定子18和转子17。定子18和转子17都设置在壳体1内。定子18相对于电机的旋转轴线保持固定,转子17可以围绕旋转轴线旋转。在本实施方式中,电机是内转子电机,即转子17设置在定子18的径向内部。电机优选地既可以用作电动机,也可以用作发电机。电机的旋转轴线优选地与输入法兰10的旋转轴线共线。
电机还可以包括转子支架3。转子支架3设置在壳体1内。转子支架3与转子17抗扭连接。例如,转子支架3的径向外表面可以通过花键等与转子17接合。又例如,转子支架3的径向外表面可以通过压配合与转子17接合。在本实施方式中,转子支架3沿轴向方向延伸,以在转子17的轴向长度上与转子17接合。转子支架3同时用作转子17的支承件和扭矩传递件。
电机还可以包括冷却套19。冷却套19至少布置在定子18的径向外表面,从而能够支承定子18并且冷却电机,特别是冷却定子18。
离合器装置40在本实施方式中设置为干式运行的多片式离合器,用于连接或断开输入端10和转子支架3。
离合器装置布置在转子支架3的径向内侧。离合器装置包括多个摩擦盘5和多个压盘6。摩擦盘5例如是覆有摩擦衬片的环形板件。压盘6例如是钢制的环形板件。摩擦盘5和压盘6沿轴向交替布置。摩擦盘5和压盘6的个数可以根据不同的热容量要求和扭矩容量要求进行调整。
离合器装置还包括与摩擦盘5抗扭连接的摩擦盘支架14和与压盘6抗扭连接的压盘支架15。
摩擦盘支架14设置为内盘支架,也就是说,摩擦盘5在其径向内侧分别与摩擦盘支架14抗扭连接。在本实施方式中,如图所示,摩擦盘支架14可以包括第一轴向延伸部段141、第一径向延伸部段142、第二轴向延伸部段143、第二径向延伸部段144和第三轴向延伸部段145。上述五个部段依次首位相连,从而形成在半剖视图中类似S形的结构。第一轴向延伸部段141用于与转子17抗扭相连。备选地,第一轴向延伸部段141也可以不同于图示中的方向地、朝向内燃机侧地延伸。第二轴向延伸部段143相比于第一轴向延伸部段141更靠近电机的旋转轴线,第二轴向延伸部段143用于与各个摩擦盘5抗扭连接。第三轴向延伸部段145相比于第二轴向延伸部段143更靠近电机的旋转轴线,第三轴向延伸部段145用于借助轴承11支承在与壳体1相连的支承部件8上。第一径向延伸部段142用于连接第一轴向延伸部段141和第二轴向延伸部段143。第二径向延伸部段144用于连接第二轴向延伸部段143和第三轴向延伸部段145。可选地,转子支架3和摩擦盘支架14一体式形成。在本实施方式中,摩擦盘支架14不仅作为摩擦盘5与转子支架3之间的扭矩传递件,同时还作为摩擦盘5的支承件,特别还作为转子支架3的支承件。
压盘支架15设置为外盘支架,也就是说,压盘6在其径向外侧分别与压盘支架15抗扭连接。在本实施方式中,压盘支架15可以包括轴向延伸部段151和径向延伸部段152。轴向延伸部段151用于与各个压盘6抗扭连接。径向延伸部段152部分地抵靠压盘6并且用于与中央法兰10的法兰部例如通过螺栓连接。如图所示,压盘支架15的径向延伸部段152和摩擦盘支架14的第一轴向延伸部段141分别布置压盘6和摩擦盘5组成的离合器片组的轴向两侧。可选地,中央法兰10和压盘支架15一体式形成。由此,压盘支架15不仅作为压盘6与中央法兰10之间的扭矩传递件,同时还作为压盘6的支承件。
通过将压盘支架15与转子17在径向上的间隔布置,在本实施方式中更确切地说,通过压盘支架15的轴向延伸部段151与转子支架3在径向上的间隔布置,使得在摩擦接合时具有更高温度的钢制的压盘6和压盘支架15的热量仅传导到转子支架3和压盘支架15之间的空腔的空气中,而不会直接通过金属件的热传导来传递至转子支架3上,从而减少传递至转子17上的热量。如图所示,压盘支架15的轴向延伸部段151还可以布置在摩擦盘支架14的第一轴向延伸部段141的径向内侧,从而增大转子支架3和压盘支架15之间的空腔体积。这种增强的离合器能够特别能够用于干式运行的离合器装置,并且在内燃机启动和重启阶段都能够发挥作用。
在本实施方式中,混合动力模块还包括用于致动离合器装置的致动器。例如,致动器7是对中式分离副缸。对中式分离副缸例如布置与壳体1连接的支承部件8中。因此,支承部件8既用于支承中央法兰10和摩擦盘支架14等部件,也用于固持致动器7。在这种情况下,致动器可以包括例如活塞形式的执行部件13。执行部件13可以轴向作用于离合器装置的压盘6,以压紧或分离压盘6和摩擦盘5。致动器还可以通过模块化的离合器控制单元来控制,离合器控制单元例如通过油路与对中式分离副缸连接。
由此,当通过操纵致动器7接合离合器装置时,内燃机的扭矩依次经由减振器2、中央法兰10、压盘支架15、压盘6、摩擦盘5、摩擦盘支架14传递至转子支架3。转子支架3可以与作为混合动力模块输出端的法兰件12抗扭连接或一体式形成。特别优选地,转子支架3也可以通过柔性盘16与作为输出端的法兰件12连接,柔性盘16传递扭矩并按设计提供一定的轴向和径向刚度。
在本实施方式中,混合动力模块还可以包括传感/分析器4,以检测与电机的转速相关的物理量或者其他必要的物理量。对于包含多个部件的传感/分析器4,可以将一部分部件设置在壳体1或者支承部件8上,并且将另一部分设置在转子17或者转子支架3上。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例,但是应该理解到,仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到,示例性的实施方式仅仅作为一个例子,这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导,其中,只要不脱离权利要求书的保护范围,便可以进行各种改变,尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记列表
1 壳体
2 减振器
3 转子支架
4 传感/分析器
5 摩擦盘
6 压盘
7 致动器
8 支承部件
9 轴承
10 中央法兰
11 轴承
12 法兰件
13 活塞
14 摩擦盘支架
15 压盘支架
16 柔性盘
17 转子
18 定子
19 冷却套

Claims (10)

1.一种用于混合动力驱动系的混合动力模块,所述混合动力驱动系还包括内燃机,所述混合动力模块包括:
-输入端(10),其用于与所述内燃机连接;
-电机,其具有转子(17);
-离合器装置,其布置在所述电机的径向内侧,
其中,所述离合器装置包括摩擦盘(5)和压盘(6),并且包括与所述摩擦盘(5)抗扭连接的摩擦盘支架(14)和与所述压盘(6)抗扭连接的压盘支架(15);
其特征在于,
所述摩擦盘支架(14)与所述转子(17)抗扭连接,并且在所述摩擦盘(5)的径向内侧与所述摩擦盘(5)抗扭连接;
所述压盘支架(15)与所述输入端(10)抗扭连接,并且在所述压盘(6)的径向外侧与所述压盘(6)抗扭连接,其中,所述压盘支架(15)与所述转子(17)在径向上间隔开。
2.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述混合动力模块还包括与所述转子(17)抗扭连接的转子支架(3),所述摩擦盘支架(14)与所述转子支架(3)抗扭连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力模块,其特征在于,所述转子支架(3)通过柔性盘(16)与用于向所述混合动力驱动系的下游传递动力的输出端(12)连接。
4.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述离合器装置是干式运行的多片式离合器。
5.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述摩擦盘支架(14)通过轴承(11)可旋转地支承在所述混合动力模块的壳体(1)上或可旋转地支承在与所述壳体(1)抗扭连接的部件(8)上。
6.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述输入端(10)通过轴承(9)可旋转地支承在所述混合动力模块的壳体(1)上或可旋转地支承在与所述壳体(1)抗扭连接的部件(8)上。
7.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述混合动力模块还包括致动器(7),其中,所述致动器包括执行部件(13),所述执行部件(13)连接到所述压盘(6)。
8.根据权利要求7所述的混合动力模块,其特征在于,所述压盘支架(15)布置在所述压盘的、与所述执行部件(13)相对置的一侧。
9.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述电机的径向外侧设置有冷却套(19)。
10.一种混合动力车辆,其包括根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021109069A1 (zh) * 2019-12-05 2021-06-10 舍弗勒技术股份两合公司 混合动力系统用传动机构及混合动力系统

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