CN110576732A - 一种插电式混合动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种插电式混合动力系统。一种插电式混合动力系统包含:第一动力机构、第二动力机构和传动轴系。第一动力机构为发动机动力机构,第二动力机构的电机被动齿轮空套在传动轴系的第一中间轴上,且可被第一中间轴上同步器选择将驱动电机的动力经由电机轴、电机主动齿轮、电机被动齿轮、第一中间轴输出。驱动电机实现一挡或倒挡的动力驱动。本发明的一种插电式混合动力系统解决一挡与二挡传动比大导致的发动机高效工作区域窄的问题,同时结构简单、提升换挡平顺性。

Description

一种插电式混合动力系统
技术领域
本发明涉及一种混合动力系统,具体涉及一种插电式混合动力系统。
背景技术
混合动力汽车的插电式混合动力系统,其驱动电机在离合器与动力输入之间布置,就是在DCT基础上让驱动电机在变速器内部介入,通常应该具有动力模式切换、发动机与驱动电机相匹配等功能。现有技术的插电式混合动力系统,为匹配多个挡位之间传动比具有一定差值,特别是一挡与二挡之间传动比差值较大,在挡位布置上由于考虑到一挡与二挡传动比较大因素,使得最高和最低挡位的传动比范围很难设计得过大,导致发动机的高效工作区域较窄;同时,需要布置一挡和倒挡传动齿轮,且倒挡往往接近一挡传动比,给布置方案带来一定困难,往往需要以牺牲成本和动力性来满足整车性能要求。
发明内容
本发明公开的一种插电式混合动力系统,解决一挡与二挡传动比大导致的发动机高效工作区域窄的问题,同时结构简单、提升换挡平顺性。
本发明还公开了采用一种插电式混合动力系统的汽车,解决一挡与二挡传动比大导致的发动机高效工作区域窄的问题,同时结构简单、提升换挡平顺性。
本发明公开的一种插电式混合动力系统,包含:第一动力机构、第二动力机构和传动轴系;
所述第一动力机构包含发动机及发动机驱动输出的曲轴;
所述第二动力机构包含驱动电机、电机轴、电机主动齿轮和与电机主动齿轮啮合的电机被动齿轮;
所述传动轴系包括第一离合器、第二离合器、外输出轴、内输入轴、第一中间轴和第二中间轴;所述第一离合器与内输入轴固定连接;所述第二离合器与外输入轴固定连接,所述外输入轴外套在内输入轴外;
所述曲轴通过第一离合器和第二离合器分别将发动机的动力输入内输入轴和外输出轴;
所述外输入轴、内输入轴上设置主动齿轮,所述主动齿轮与第一中间轴和第二中间轴上的被动齿轮对应啮合;
第二动力机构的电机被动齿轮空套在第一中间轴上,且可被第一中间轴上同步器选择将驱动电机的动力经由电机轴、电机主动齿轮、电机被动齿轮、第一中间轴输出;且驱动电机实现一挡或倒挡的动力驱动。
进一步地,所述内输入轴自左向右依次固定连接五挡主动齿轮和三挡主动齿轮;
所述外输入轴8自左向右依次固定布置二四挡主动齿轮、六挡主动齿轮;
所述第一中间轴自左向右依次布置第一常啮合齿轮、二挡被动齿轮、二挡电机同步器和电机被动齿轮;其中,第一常啮合齿轮、二挡电机同步器固定在第一中间轴上,二挡被动齿轮和电机被动齿轮空套在第一中间轴上;二挡电机同步器可切换选择二挡被动齿轮或电机被动齿轮;
所述第二中间轴自左向右依次布置第二常啮合齿轮、四挡被动齿轮、四六挡同步器、六挡被动齿轮、五挡被动齿轮、三五挡同步器和三挡被动齿轮;所述第二常啮合齿轮、四六挡同步器和三五挡同步器固定在第二中间轴上;所述四挡被动齿轮、六挡被动齿轮、五挡被动齿轮和三挡被动齿轮空套在第二中间轴上;所述四六挡同步器可切换选择四挡被动齿轮或六挡被动齿轮;所述三五挡同步器可切换选择五挡被动齿轮或三挡被动齿轮。
进一步地,所述五挡主动齿轮与五挡被动齿轮啮合;所述三挡主动齿轮与三挡被动齿轮啮合;
所述二四挡主动齿轮分别与二挡被动齿轮和四挡被动齿轮啮合;所述六挡主动齿轮与六挡被动齿轮啮合。
进一步地,外输入轴和内输入轴与发动机的曲轴同轴,所述第一中间轴、第二中间轴、发动机的曲轴、驱动电机的电机轴平行布置且两两之间不同轴。
进一步地,所述第一离合器和第二离合器均为湿式离合器。
本发明技术效果为:
1)取消一挡齿轮和倒挡齿轮,将驱动电机来直接作为一挡和倒挡使用,能够减少一挡齿轮和倒挡齿轮,避开了一挡和二挡之间传动比范围大致使空间结构布置困难的缺陷,同时降低成本、结构更容易布置。
2)驱动电机具有低速启动阶段也能够平稳输出较大扭矩的特点,能够弥补发动机怠速不稳定和低速扭矩小且容易熄火的缺点,使整车的工作性能可靠,驱动电机能够低速输出较大扭矩能进一步提升整车的百公里加速性能。
3)第一离合器和第二离合器为湿式离合器,使得两个挡位动力切换时平稳,减少换挡冲击,避免换挡动力中断。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
参见图1,本发明公开的一种插电式混合动力系统,包含:第一动力机构、第二动力机构和传动轴系。
第一动力机构包含发动机1及发动机驱动输出的曲轴2。
第二动力机构包含驱动电机3、电机轴4、电机主动齿轮25和与电机主动齿轮25啮合的电机被动齿轮26。
传动轴系包括第一离合器5、第二离合器6、外输出轴7、内输入轴8、第一中间轴13和第二中间轴17。第一离合器5与内输入轴8固定连接,第二离合器6与外输入轴7固定连接,外输入轴7外套在内输入轴8外。
曲轴2通过第一离合器5和第二离合器6分别将发动机1的动力输入内输入轴8和外输出轴7。
内输入轴8自左向右依次固定连接五挡主动齿轮9和三挡主动齿轮10;
外输入轴7自左向右依次固定布置二四挡主动齿轮11和六挡主动齿轮12;
第一中间轴13自左向右依次布置第一常啮合齿轮14、二挡被动齿轮15、二挡电机同步器16和电机被动齿轮26。其中,第一常啮合齿轮14、二挡电机同步器16固定在第一中间轴13上,二挡被动齿轮15和电机被动齿轮26空套在第一中间轴上。二挡电机同步器16可切换选择二挡被动齿轮15或电机被动齿轮26。
第二中间轴17自左向右依次布置第二常啮合齿轮18、四挡被动齿轮19、四六挡同步器21、六挡被动齿轮20、五挡被动齿轮22、三五挡同步器24和三挡被动齿轮23。第二常啮合齿轮18、四六挡同步器21和三五挡同步器24固定在第二中间轴17上。四挡被动齿轮19、六挡被动齿轮20、五挡被动齿轮22和三挡被动齿轮23空套在第二中间轴17上。四六挡同步器21可切换选择四挡被动齿轮19或六挡被动齿轮20。三五挡同步器24可切换选择五挡被动齿轮22或三挡被动齿轮23。
五挡主动齿轮9与五挡被动齿轮22啮合,三挡主动齿轮10与三挡被动齿轮23啮合。
二四挡主动齿轮11分别与二挡被动齿轮15和四挡被动齿轮19啮合,六挡主动齿轮12与六挡被动齿轮20啮合。
外输入轴7和内输入轴8与发动机1的曲轴2同轴,第一中间轴13、第二中间轴17、发动机1的曲轴2、驱动电机3的电机轴4平行布置且两两之间不同轴。
第一离合器5和第二离合器6均为湿式离合器。
工作原理如下:
(一)纯电工作模式动力传递路线:
一挡动力传递路线:驱动电机3工作且正转,发动机1不工作,第一离合器5和第二离合器6均断开,二挡电机同步器16与空套的电机被动齿轮26结合;动力通过驱动电机3的电机轴4依次传递给电机主动齿轮25、电机被动齿轮26、二挡电机同步器16、第一中间轴13、第一常啮合齿轮14,最终通过第一常啮合齿轮14将动力传递出去。
倒挡动力传递路线:驱动电机3工作且反转,发动机1不工作,第一离合器5和第二离合器6均断开,二挡电机同步器16与空套的电机被动齿轮26结合;动力通过驱动电机3的电机轴4依次传递给电机主动齿轮25、电机被动齿轮26、二挡电机同步器16、第一中间轴13、第一常啮合齿轮14,最终通过第一常啮合齿轮14将动力传递出去。
(二)纯发动机模式动力传递路线:
1)二挡动力传递路线:驱动电机3不工作,发动机1工作,第一离合器5断开,第二离合器6结合,二挡电机同步器16与空套的二挡被动齿轮15结合;动力通过发动机1的曲轴2依次传递给第二离合器6、外输入轴7、二四挡主动齿轮11、二挡被动齿轮15、二挡电机同步器16、第一中间轴13、第一常啮合齿轮14,最终通过第一常啮合齿轮14将动力传递出去。
2)三挡动力传递路线:驱动电机3不工作,发动机1工作,第一离合器5结合,第二离合器6断开,三五挡同步器24与空套的三挡被动齿轮23结合;动力通过发动机1的曲轴2依次传递给第一离合器5、内输入轴8、三挡主动齿轮10、三挡被动齿轮23、三五挡同步器24、第二中间轴17、第二常啮合齿轮18,最终通过第二常啮合齿轮18将动力传递出去。
3)四挡动力传递路线:驱动电机3不工作,发动机1工作,第一离合器5断开,第二离合器6结合,四六挡同步器21与空套的四挡被动齿轮19结合;动力通过发动机1的曲轴2依次传递给第二离合器6、外输入轴7、二四挡主动齿轮11、四挡被动齿轮19、四六挡同步器21、第二中间轴17、第二常啮合齿轮18,最终通过第二常啮合齿轮18将动力传递出去。
4)五挡动力传递路线:驱动电机3不工作,发动机1工作,第一离合器5结合,第二离合器6断开,三五挡同步器24与空套的五挡被动齿轮22结合;动力通过发动机1的曲轴2依次传递给第一离合器5、内输入轴8、五挡主动齿轮9、五挡被动齿轮22、三五挡同步器24、第二中间轴17、第二常啮合齿轮18,最终通过第二常啮合齿轮18将动力传递出去。
5)六挡动力传递路线:驱动电机3不工作,发动机1工作,第一离合器5断开,第二离合器6结合,四六挡同步器21与空套的六挡被动齿轮20结合;动力通过发动机1的曲轴2依次传递给第二离合器6、外输入轴7、六挡主动齿轮12、六挡被动齿轮20、四六挡同步器21、第二中间轴17、第二常啮合齿轮18,最终通过第二常啮合齿轮18将动力传递出去。
(三)混合动力模式动力传递路线:
动力总成仅在三挡、四挡、五挡、六挡具有混合动力模式,该模式下既有来自发动机1的动力,也有来自驱动电机3的动力,这样模式下所列的四个挡位,发动机1的动力传递路线与纯发动机模式动力传递路线相同,二挡电机同步器16与空套的电机被动齿轮26结合,则驱动电机3部分的动力的传递路线相同都是通过电机轴4依次传递给电机主动齿轮25、电机被动齿轮26、二挡电机同步器16、第一中间轴13、第一常啮合齿轮14,最终通过第一常啮合齿轮14将动力传递出去。
能量回收:车辆行驶减速或下坡时,驱动电机4变为发电状态,二挡电机同步器16与空套的电机被动齿轮26结合,整车通过车轮将动力传递到第一常啮合齿轮14、第一中间轴13、二挡电机同步器16、电机被动齿轮26、电机主动齿轮25、电机轴4,最终通过电机轴4转动带动驱动电机3发电,实现能量回收。

Claims (5)

1.一种插电式混合动力系统,其特征在于:包含第一动力机构、第二动力机构和传动轴系;
所述第一动力机构包含发动机(1)及发动机驱动输出的曲轴(2);
所述第二动力机构包含驱动电机(3)、电机轴(4)、电机主动齿轮(25)和与电机主动齿轮(25)啮合的电机被动齿轮(26);
所述传动轴系包括第一离合器(5)、第二离合器(6)、外输出轴(7)、内输入轴(8)、第一中间轴(13)和第二中间轴(17);所述第一离合器(5)与内输入轴(8)固定连接;所述第二离合器(6)与外输入轴(7)固定连接,所述外输入轴(7)外套在内输入轴(8)外;
所述曲轴(2)通过第一离合器(5)和第二离合器(6)分别将发动机(1)的动力输入内输入轴(8)和外输出轴(7);
所述外输入轴(7)、内输入轴(8)上设置主动齿轮,所述主动齿轮与第一中间轴(13)和第二中间轴(17)上的被动齿轮对应啮合;
第二动力机构的电机被动齿轮(26)空套在第一中间轴(13)上,且可被第一中间轴上同步器选择将驱动电机(3)的动力经由电机轴(4)、电机主动齿轮(25)、电机被动齿轮(26)、第一中间轴输出;且驱动电机(3)实现一挡或倒挡的动力驱动。
2.如权利要求1所述的一种插电式混合动力系统,其特征在于:
所述内输入轴(8)自左向右依次固定连接五挡主动齿轮(9)和三挡主动齿轮(10);
所述外输入轴(7)自左向右依次固定布置二四挡主动齿轮(11)、六挡主动齿轮(12);
所述第一中间轴(13)自左向右依次布置第一常啮合齿轮(14)、二挡被动齿轮(15)、二挡电机同步器(16)和电机被动齿轮(26);其中,第一常啮合齿轮(14)、二挡电机同步器(16)固定在第一中间轴(13)上,二挡被动齿轮(15)和电机被动齿轮(26)空套在第一中间轴上;二挡电机同步器(16)可切换选择二挡被动齿轮(15)或电机被动齿轮(26);
所述第二中间轴(17)自左向右依次布置第二常啮合齿轮(18)、四挡被动齿轮(19)、四六挡同步器(21)、六挡被动齿轮(20)、五挡被动齿轮(22)、三五挡同步器(24)和三挡被动齿轮(23);所述第二常啮合齿轮(18)、四六挡同步器(21)和三五挡同步器(24)固定在第二中间轴(17)上;所述四挡被动齿轮(19)、六挡被动齿轮(20)、五挡被动齿轮(22)和三挡被动齿轮(23)空套在第二中间轴(17)上;所述四六挡同步器(21)可切换选择四挡被动齿轮(19)或六挡被动齿轮(20);所述三五挡同步器(24)可切换选择五挡被动齿轮(22)或三挡被动齿轮(23)。
3.如权利要求2所述的一种插电式混合动力系统,其特征在于:
所述五挡主动齿轮(9)与五挡被动齿轮(22)啮合;所述三挡主动齿轮(10)与三挡被动齿轮(23)啮合;
所述二四挡主动齿轮(11)分别与二挡被动齿轮(15)和四挡被动齿轮(19)啮合;所述六挡主动齿轮(12)与六挡被动齿轮(20)啮合。
4.如权利要求1或2所述的一种插电式混合动力系统,其特征在于:
外输入轴(7)和内输入轴(8)与发动机(1)的曲轴(2)同轴,所述第一中间轴(13)、第二中间轴(17)、发动机(1)的曲轴(2)、驱动电机(3)的电机轴(4)平行布置且两两之间不同轴。
5.如权利要求1所述的一种插电式混合动力系统,其特征在于:所述第一离合器(5)和第二离合器(6)均为湿式离合器。
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