CN110949115A - 一种混合动力驱动系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆驱动技术领域，公开一种混合动力驱动系统及车辆。该混合动力驱动系统包括驱动电机、差速器、减速器输入轴、第一齿轮组件、发动机、发电机、发动机输入轴、发电机输入轴、第二齿轮组件和换挡离合器。减速器输入轴与驱动电机传动连接，减速器输入轴通过第一齿轮组件与差速器传动连接，差速器与车辆驱动轴连接。发动机输入轴与发动机传动连接，发电机输入轴与发电机传动连接，发电机输入轴与发动机输入轴平行且两者通过第二齿轮组件传动连接。发电机输入轴与减速器输入轴同轴设置并通过换挡离合器接合或断开。本发明提供的混合动力驱动系统，不仅结构简单，布局紧凑，而且能够实现多种工作模式，同时能够降低燃油消耗，减小排放量。

Description

一种混合动力驱动系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆驱动技术领域，尤其涉及一种混合动力驱动系统及车辆。
背景技术
目前，具有混合动力驱动系统的车辆应用越来越广泛。但是，现有的混合动力驱动系统，通常结构较为复杂而且庞大，不便于混合动力驱动系统在车辆中的布局，同时，燃油消耗较大，排放量较高。
因此，亟需一种新型的混合动力驱动系统以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种混合动力驱动系统，其与现有技术相比，结构简单，布局紧凑，能够实现多种的工作模式，而且能够降低燃油消耗。
本发明的另一个目的在于提供一种车辆，通过应用上述混合动力驱动系统，结构简单，布局紧凑，能够实现多种的工作模式，同时燃油经济性高，排放量小。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合动力驱动系统，包括：
驱动电机、差速器、减速器输入轴和第一齿轮组件，所述减速器输入轴与所述驱动电机传动连接，所述减速器输入轴通过第一齿轮组件与所述差速器传动连接，所述差速器被配置为与车辆驱动轴连接，以驱动车辆行驶；
发动机、发电机、发动机输入轴、发电机输入轴和第二齿轮组件，所述发动机输入轴与所述发动机传动连接，所述发电机输入轴与所述发电机传动连接，所述发电机输入轴与所述发动机输入轴平行且两者通过所述第二齿轮组件传动连接；
换挡离合器，所述发电机输入轴与所述减速器输入轴同轴设置并通过所述换挡离合器接合或断开。
进一步地，所述第一齿轮组件包括减速器输入齿轮和主减从动齿轮，所述减速器输入齿轮固定套设在所述减速器输入轴上，所述主减从动齿轮与所述差速器传动连接，所述减速器输入齿轮与所述主减从动齿轮传动连接。
进一步地，所述第一齿轮组件还包括减速器输出轴、减速器输出挡位齿轮和减速器主减主动齿轮，所述减速器输出轴与所述减速器输入轴平行，所述减速器输出挡位齿轮和所述减速器主减主动齿轮固定套设在所述减速器输出轴上，所述减速器输出挡位齿轮与所述减速器输入齿轮啮合，所述减速器主减主动齿轮与所述主减从动齿轮啮合。
进一步地，所述第二齿轮组件包括发动机输入齿轮和发电机轴齿轮，所述发动机输入齿轮固定套设在所述发动机输入轴上，所述发电机轴齿轮固定套设在所述发电机输入轴上，所述发动机输入齿轮和所述发电机轴齿轮传动连接。
进一步地，所述第二齿轮组件还包括惰轮轴和惰轮轴齿轮，所述惰轮轴平行设置在所述发电机输入轴和所述发动机输入轴之间，所述惰轮轴齿轮固定套设在所述惰轮轴上，所述发动机输入齿轮、所述惰轮轴齿轮和所述发电机轴齿轮依次啮合连接。
进一步地，还包括减震器，所述发动机输入轴通过所述减震器与所述发动机传动连接。
进一步地，所述混合动力驱动系统的工作模式包括：驱动电机纯电驱动行驶模式、发动机发电模式、发动机驱动行驶模式、驱动电机和发动机并联驱动行驶模式、三驱动行驶模式、驱动电机和发动机混动下的发电模式和/或发动机驱动下的发电模式。
进一步地，所述驱动电机纯电驱动行驶模式为：所述换挡离合器断开，所述驱动电机输出的动力通过所述减速器输入轴和所述第一齿轮组件传递到所述差速器，以实现所述驱动电机驱动所述车辆行驶；和/或
所述发动机发电模式为：所述发动机启动，所述发动机输出的动力通过所述发动机输入轴和所述第二齿轮组件传递到所述发电机输入轴，以启动所述发电机并进行发电；和/或
所述发动机驱动行驶模式为：所述换挡离合器接合，所述驱动电机和所述发电机停止输出动力，所述发动机启动，所述发动机输出的动力依次通过所述发动机输入轴、所述第二齿轮组件、所述发电机输入轴、所述减速器输入轴和所述第一齿轮组件传递到所述差速器，以实现所述发动机驱动所述车辆行驶；和/或
所述驱动电机和发动机并联驱动行驶模式为：所述换挡离合器接合，所述驱动电机和所述发动机均启动，所述驱动电机输出的动力以及所述发动机输出的动力均传递到所述差速器，以实现所述驱动电机和所述发动机并联驱动所述车辆行驶；和/或
所述三驱动行驶模式为：所述换挡离合器接合，所述驱动电机、所述发动机和所述发电机均启动，所述驱动电机输出的动力、所述发动机输出的动力和所述发电机输出的动力均传递到所述差速器，以实现所述驱动电机、所述发动机和所述发电机共同驱动所述车辆行驶，其中，所述发电机输出的动力依次通过所述发电机输入轴、所述减速器输入轴和所述第一齿轮组件传递到所述差速器；和/或
所述驱动电机和发动机混动下的发电模式为：所述换挡离合器接合，所述驱动电机和所述发动机均启动，所述驱动电机输出的动力和所述发动机输出的动力均传递到所述差速器，以实现所述驱动电机和所述发动机驱动所述车辆行驶，同时所述驱动电机输出的剩余动力经所述减速器输入轴和所述发电机输入轴传递到所述发电机输入轴，所述发动机输出的剩余动力经所述发动机输入轴和所述第二齿轮组件传递到所述发电机输入轴，以启动所述发电机并进行发电；和/或
所述发动机驱动下的发电模式为：所述换挡离合器接合，所述发动机启动，所述驱动电机停止输出动力，所述发动机输出的动力传递到所述差速器，以实现所述驱动电机驱动所述车辆行驶，同时所述发动机输出的剩余动力传递到所述发电机输入轴，以启动所述发电机并进行发电。
本发明还提供一种车辆，包括如上所述的混合动力驱动系统。
本发明的有益效果为：
本发明提供的混合动力驱动系统，将减速器输入轴与驱动电机传动连接，同时减速器输入轴通过第一齿轮组件与差速器传动连接，差速器与车辆驱动轴连接，另外将发动机输入轴与发动机传动连接，发电机输入轴与发电机传动连接，并将发电机输入轴与发动机输入轴平行设置且两者通过第二齿轮组件传动连接，同时将发电机输入轴与减速器输入轴同轴设置，并通过换挡离合器控制发电机输入轴与减速器输入轴接合或断开。本发明提供的混合动力驱动系统，不仅结构简单，布局紧凑，而且通过驱动电机、差速器、发动机和发电机的配合能够实现多种的工作模式，同时能够降低燃油消耗，减小排放量。
本发明提供的车辆，通过应用上述混合动力驱动系统，结构简单，布局紧凑，能够实现多种的工作模式，同时燃油经济性高，排放量小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的混合动力驱动系统的工作原理图。
图中：
1-驱动电机；11-减速器输入轴；12-减速器输入齿轮；
2-差速器；21-主减从动齿轮；
3-发动机；31-发动机输入轴；32-发动机输入齿轮；33-减震器；
4-发电机；41-发电机输入轴；42-发电机轴齿轮；
5-换挡离合器；
61-减速器输出轴；62-减速器输出挡位齿轮；63-减速器主减主动齿轮；
71-惰轮轴；72-惰轮轴齿轮。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将接合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种混合动力驱动系统，包括驱动电机1、差速器2、减速器输入轴11和第一齿轮组件，减速器输入轴11与驱动电机1传动连接，减速器输入轴11通过第一齿轮组件与差速器2传动连接，差速器2被配置为与车辆驱动轴连接，以驱动车辆行驶。进一步地，还包括发动机3、发电机4、发动机输入轴31、发电机输入轴41和第二齿轮组件，发动机输入轴31与发动机3传动连接，发电机输入轴41与发电机4传动连接，发电机输入轴41与发动机输入轴31平行且两者通过第二齿轮组件传动连接。进一步地，还包括换挡离合器5，发电机输入轴41与减速器输入轴11同轴设置并通过换挡离合器5接合或断开。
本实施例提供的混合动力驱动系统，将减速器输入轴11与驱动电机1传动连接，同时减速器输入轴11通过第一齿轮组件与差速器2传动连接，差速器2与车辆驱动轴连接，另外将发动机输入轴31与发动机3传动连接，发电机输入轴41与发电机4传动连接，并将发电机输入轴41与发动机输入轴31平行设置且两者通过第二齿轮组件传动连接，同时将发电机输入轴41与减速器输入轴11同轴设置，并通过换挡离合器5控制发电机输入轴41与减速器输入轴11接合或断开。本实施例提供的混合动力驱动系统，不仅结构简单，布局紧凑，而且通过驱动电机1、差速器2、发动机3和发电机4的配合能够实现多种的工作模式，同时能够降低燃油消耗，减小排放量。
在本实施例中，由驱动电机1、差速器2、减速器输入轴11和第一齿轮组件所组成的系统称为减速器，由发动机3、发电机4、发动机输入轴31、发电机输入轴41和第二齿轮组件所组成的系统称为增速箱。
具体地，本实施例提供的第一齿轮组件包括减速器输入齿轮12和主减从动齿轮21，减速器输入齿轮12固定套设在减速器输入轴11上，主减从动齿轮21与差速器2传动连接，减速器输入齿轮12与主减从动齿轮21传动连接。
进一步地，本实施例提供的第一齿轮组件还包括减速器输出轴61、减速器输出挡位齿轮62和减速器主减主动齿轮63，减速器输出轴61与减速器输入轴11平行，减速器输出挡位齿轮62和减速器主减主动齿轮63固定套设在减速器输出轴61上，减速器输出挡位齿轮62与减速器输入齿轮12啮合，减速器主减主动齿轮63与主减从动齿轮21啮合。
具体地，本实施例提供的第二齿轮组件包括发动机输入齿轮32和发电机轴齿轮42，发动机输入齿轮32固定套设在发动机输入轴31上，发电机轴齿轮42固定套设在发电机输入轴41上，发动机输入齿轮32和发电机轴齿轮42传动连接。
进一步地，本实施例提供的第二齿轮组件还包括惰轮轴71和惰轮轴齿轮72，惰轮轴71平行设置在发电机输入轴41和发动机输入轴31之间，惰轮轴齿轮72固定套设在惰轮轴71上，发动机输入齿轮32、惰轮轴齿轮72和发电机轴齿轮42依次啮合连接。
优选地，本实施例提供的混合动力驱动系统还包括减震器33，发动机输入轴31通过减震器33与发动机3传动连接。
具体地，本实施例提供的混合动力驱动系统的工作模式包括：驱动电机纯电驱动行驶模式、发动机发电模式、发动机驱动行驶模式、驱动电机和发动机并联驱动行驶模式、三驱动行驶模式、驱动电机和发动机混动下的发电模式和发动机驱动下的发电模式。
其中，驱动电机纯电驱动行驶模式为：换挡离合器5断开，驱动电机1输出的动力通过减速器输入轴11和第一齿轮组件传递到差速器2，以实现驱动电机1驱动车辆行驶。具体地，驱动电机1输出的动力依次通过减速器输入轴11、减速器输入齿轮12、减速器输出挡位齿轮62、减速器输出轴61、减速器主减主动齿轮63和主减从动齿轮21传递到差速器2。
发动机发电模式为：发动机3启动，发动机3输出的动力通过发动机输入轴31和第二齿轮组件传递到发电机输入轴41，以启动发电机4并进行发电。具体地，发动机3输出的动力依次通过发动机输入轴31、发动机输入齿轮32、惰轮轴齿轮72和发电机轴齿轮42传递到发电机输入轴41。
发动机驱动行驶模式为：换挡离合器5接合，驱动电机1和发电机4停止输出动力，发动机3启动，发动机3输出的动力依次通过发动机输入轴31、第二齿轮组件、发电机输入轴41、减速器输入轴11和第一齿轮组件传递到差速器2，以实现发动机3驱动车辆行驶。具体地，发动机3输出的动力依次通过发动机输入轴31、发动机输入齿轮32、惰轮轴齿轮72和发电机轴齿轮42传递到发电机输入轴41、减速器输入轴11和减速器输入齿轮12、减速器输出挡位齿轮62、减速器输出轴61、减速器主减主动齿轮63和主减从动齿轮21传递到差速器2。
驱动电机和发动机并联驱动行驶模式为：换挡离合器5接合，驱动电机1和发动机3均启动，驱动电机1输出的动力以及发动机3输出的动力均传递到差速器2，以实现驱动电机1和发动机3并联驱动车辆行驶。具体地，驱动电机1输出的动力依次通过减速器输入轴11、减速器输入齿轮12、减速器输出挡位齿轮62、减速器输出轴61、减速器主减主动齿轮63和主减从动齿轮21传递到差速器2；发动机3输出的动力依次通过发动机输入轴31、发动机输入齿轮32、惰轮轴齿轮72和发电机轴齿轮42传递到发电机输入轴41、减速器输入轴11和减速器输入齿轮12、减速器输出挡位齿轮62、减速器输出轴61、减速器主减主动齿轮63和主减从动齿轮21传递到差速器2；通过两个动力叠加联合驱动车辆行驶。
三驱动行驶模式为：换挡离合器5接合，驱动电机1、发动机3和发电机4均启动，驱动电机1输出的动力、发动机3输出的动力和发电机4输出的动力均传递到差速器2，以实现驱动电机1、发动机3和发电机4共同驱动车辆行驶，其中，发电机4输出的动力依次通过发电机输入轴41、减速器输入轴11和第一齿轮组件传递到差速器2。具体地，发电机4输出的动力依次通过发电机输入轴41、减速器输入轴11、减速器输入齿轮12、减速器输出挡位齿轮62、减速器输出轴61、减速器主减主动齿轮63和主减从动齿轮21传递到差速器2。
驱动电机和发动机混动下的发电模式为：换挡离合器5接合，驱动电机1和发动机3均启动，驱动电机1输出的动力和发动机3输出的动力均传递到差速器2，以实现驱动电机1和发动机3驱动车辆行驶，同时驱动电机1输出的剩余动力经减速器输入轴11和发电机输入轴41传递到发电机输入轴41，发动机3输出的剩余动力经发动机输入轴31和第二齿轮组件传递到发电机输入轴41，以启动发电机4并进行发电。
发动机驱动下的发电模式为：换挡离合器5接合，发动机3启动，驱动电机1停止输出动力，发动机3输出的动力传递到差速器2，以实现驱动电机1驱动车辆行驶，同时发动机3输出的剩余动力传递到发电机输入轴41，以启动发电机4并进行发电。
本实施例还提供一种车辆，包括上述的混合动力驱动系统。本实施例提供的车辆，通过应用上述混合动力驱动系统，结构简单，布局紧凑，能够实现多种的工作模式，同时燃油经济性高，排放量小。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括：
驱动电机(1)、差速器(2)、减速器输入轴(11)和第一齿轮组件，所述减速器输入轴(11)与所述驱动电机(1)传动连接，所述减速器输入轴(11)通过第一齿轮组件与所述差速器(2)传动连接，所述差速器(2)被配置为与车辆驱动轴连接，以驱动车辆行驶；
发动机(3)、发电机(4)、发动机输入轴(31)、发电机输入轴(41)和第二齿轮组件，所述发动机输入轴(31)与所述发动机(3)传动连接，所述发电机输入轴(41)与所述发电机(4)传动连接，所述发电机输入轴(41)与所述发动机输入轴(31)平行且两者通过所述第二齿轮组件传动连接；
换挡离合器(5)，所述发电机输入轴(41)与所述减速器输入轴(11)同轴设置并通过所述换挡离合器(5)接合或断开。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮组件包括减速器输入齿轮(12)和主减从动齿轮(21)，所述减速器输入齿轮(12)固定套设在所述减速器输入轴(11)上，所述主减从动齿轮(21)与所述差速器(2)传动连接，所述减速器输入齿轮(12)与所述主减从动齿轮(21)传动连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮组件还包括减速器输出轴(61)、减速器输出挡位齿轮(62)和减速器主减主动齿轮(63)，所述减速器输出轴(61)与所述减速器输入轴(11)平行，所述减速器输出挡位齿轮(62)和所述减速器主减主动齿轮(63)固定套设在所述减速器输出轴(61)上，所述减速器输出挡位齿轮(62)与所述减速器输入齿轮(12)啮合，所述减速器主减主动齿轮(63)与所述主减从动齿轮(21)啮合。
4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮组件包括发动机输入齿轮(32)和发电机轴齿轮(42)，所述发动机输入齿轮(32)固定套设在所述发动机输入轴(31)上，所述发电机轴齿轮(42)固定套设在所述发电机输入轴(41)上，所述发动机输入齿轮(32)和所述发电机轴齿轮(42)传动连接。
5.根据权利要求4所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮组件还包括惰轮轴(71)和惰轮轴齿轮(72)，所述惰轮轴(71)平行设置在所述发电机输入轴(41)和所述发动机输入轴(31)之间，所述惰轮轴齿轮(72)固定套设在所述惰轮轴(71)上，所述发动机输入齿轮(32)、所述惰轮轴齿轮(72)和所述发电机轴齿轮(42)依次啮合连接。
6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，还包括减震器(33)，所述发动机输入轴(31)通过所述减震器(33)与所述发动机(3)传动连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统的工作模式包括：驱动电机纯电驱动行驶模式、发动机发电模式、发动机驱动行驶模式、驱动电机和发动机并联驱动行驶模式、三驱动行驶模式、驱动电机和发动机混动下的发电模式和/或发动机驱动下的发电模式。
8.根据权利要求7所述的混合动力驱动系统，其特征在于，
所述驱动电机纯电驱动行驶模式为：所述换挡离合器(5)断开，所述驱动电机(1)输出的动力通过所述减速器输入轴(11)和所述第一齿轮组件传递到所述差速器(2)，以实现所述驱动电机(1)驱动所述车辆行驶；和/或
所述发动机发电模式为：所述发动机(3)启动，所述发动机(3)输出的动力通过所述发动机输入轴(31)和所述第二齿轮组件传递到所述发电机输入轴(41)，以启动所述发电机(4)并进行发电；和/或
所述发动机驱动行驶模式为：所述换挡离合器(5)接合，所述驱动电机(1)和所述发电机(4)停止输出动力，所述发动机(3)启动，所述发动机(3)输出的动力依次通过所述发动机输入轴(31)、所述第二齿轮组件、所述发电机输入轴(41)、所述减速器输入轴(11)和所述第一齿轮组件传递到所述差速器(2)，以实现所述发动机(3)驱动所述车辆行驶；和/或
所述驱动电机和发动机并联驱动行驶模式为：所述换挡离合器(5)接合，所述驱动电机(1)和所述发动机(3)均启动，所述驱动电机(1)输出的动力以及所述发动机(3)输出的动力均传递到所述差速器(2)，以实现所述驱动电机(1)和所述发动机(3)并联驱动所述车辆行驶；和/或
所述三驱动行驶模式为：所述换挡离合器(5)接合，所述驱动电机(1)、所述发动机(3)和所述发电机(4)均启动，所述驱动电机(1)输出的动力、所述发动机(3)输出的动力和所述发电机(4)输出的动力均传递到所述差速器(2)，以实现所述驱动电机(1)、所述发动机(3)和所述发电机(4)共同驱动所述车辆行驶，其中，所述发电机(4)输出的动力依次通过所述发电机输入轴(41)、所述减速器输入轴(11)和所述第一齿轮组件传递到所述差速器(2)；和/或
所述驱动电机和发动机混动下的发电模式为：所述换挡离合器(5)接合，所述驱动电机(1)和所述发动机(3)均启动，所述驱动电机(1)输出的动力和所述发动机(3)输出的动力均传递到所述差速器(2)，以实现所述驱动电机(1)和所述发动机(3)驱动所述车辆行驶，同时所述驱动电机(1)输出的剩余动力经所述减速器输入轴(11)和所述发电机输入轴(41)传递到所述发电机输入轴(41)，所述发动机(3)输出的剩余动力经所述发动机输入轴(31)和所述第二齿轮组件传递到所述发电机输入轴(41)，以启动所述发电机(4)并进行发电；和/或
所述发动机驱动下的发电模式为：所述换挡离合器(5)接合，所述发动机(3)启动，所述驱动电机(1)停止输出动力，所述发动机(3)输出的动力传递到所述差速器(2)，以实现所述驱动电机(1)驱动所述车辆行驶，同时所述发动机(3)输出的剩余动力传递到所述发电机输入轴(41)，以启动所述发电机(4)并进行发电。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的混合动力驱动系统。
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