CN111483312A - 混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具 - Google Patents

混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及移动工具制造技术领域，尤其涉及一种混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具。该混合动力系统包括：发动机、发电部件、离合器、差速器、驱动电机、齿轮传动机构；所述发动机带动所述发电部件发电；所述发动机的输出轴及所述发电部件的输出轴与所述离合器的输入轴连接；所述离合器的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器；所述发动机及所述发电部件通过所述离合器再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器。本发明摆脱了自动变速箱和行星齿轮装置技术发展的影响，结构简单、易操作。

Description

混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具
技术领域
本发明涉及移动工具制造技术领域，尤其涉及一种混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具。
背景技术
随着国内新能源移动工具的快速发展，混合动力作为解决续航里程以及能耗问题的解决方案被越来越多的主机厂以及系统供应商重视。当前的混合动力系统总成主要包括两大类：在自动变速箱的输出轴上增加一个驱动电机来实现混合动力的功能、依靠行星齿轮排的两个输入一个输出的特点来增加双电机来实现混合动力的功能。
在自动变速箱的输出轴上增加一个驱动电机来实现混合动力的功能，这种混合动力方案是基于现有动力系统的结构，更改较少，为多数传统动力总成供应商推动的主要解决方案。但是对于我国的新能源移动工具行业来讲，自动变速箱发展缓慢，至今没有形成足够的优势和产业链，虽然这种解决方案对动力系统的结构更改较少，但核心技术仍然控制在少数具有自动变速箱能力的巨头中
依靠行星齿轮排的两个输入一个输出的特点来增加双电机来实现混合动力的功能，这种方案由丰田普锐斯混合动力方案ECVT演变而来。该方案能够实现纯电、混合动力、发动机驱动等多种模式，并广泛应用。但该动力方案除电机外的核心机构为一套行星齿轮装置，行星齿轮装置产业链仍然处于初级水平，制约这种方案的发展和推广。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种混合动力系统、混合动力驱动方法及移动工具，用以解决现有技术中混合动力系统受制于自动变速箱和行星齿轮装置技术发展的影响，以及动力总成结构复杂等问题。
第一方面，本发明公开了一种混合动力系统，包括：发动机、发电部件、离合器、差速器、驱动电机、齿轮传动机构；所述发动机带动所述发电部件发电；所述发动机的输出轴及所述发电部件的输出轴与所述离合器的输入轴连接；所述离合器的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器；所述发动机及所述发电部件通过所述离合器再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器。
进一步的，所述驱动电机的输出轴为空心轴，所述差速器的输出轴穿设在所述驱动电机的输出轴中，用于实现所述驱动电机的输出轴与所述差速器的输出轴同轴式输出动力。
进一步的，所述齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、中间轴，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮与所述第三齿轮相互啮合，所述第四齿轮与所述第五齿轮相互啮合；所述第二齿轮与所述第四齿轮间隔设于所述中间轴上，所述第一齿轮设于所述驱动电机的输出轴上，所述第三齿轮设于所述离合器的输出轴上，所述第五齿轮设于所述差速器的输入轴上。
更进一步的，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合、所述第二齿轮与所述第三齿轮相互啮合以及所述第四齿轮与所述第五齿轮相互啮合中至少一组啮合为斜齿啮合。
进一步的，所述第五齿轮为主减速齿轮。
进一步的，所述混合动力系统工作在纯电驱动模式、发动机驱动模式以及混合驱动模式三种动力驱动模式之一。
更进一步的，所述纯电驱动模式包括纯电驱动子模式和增程式驱动子模式，当所述离合器断开，所述发电部件与所述发电机连接，在发动机运行且所述发电机工作时，处于所述增程式驱动子模式；当所述发动机不运行时实现纯电驱动，处于所述纯电驱动子模式，所述驱动电机通过所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述中间轴、所述第四齿轮、所述第五齿轮以及所述差速器将动力输出。
进一步的，当所述离合器闭合，所述发电部件和所述驱动电机同时处于驱动状态，所述发动机与所述发电部件通过所述离合器、所述第三齿轮输出的动力与所述驱动电机通过所述第一齿轮输出的动力在所述第二齿轮处相结合，并通过所述中间轴、所述第四齿轮、所述第五齿轮以及所述差速器将动力传输。
第二方面，本发明还公开了一种混合动力驱动方法，所述混合动力驱动方法包括：当接收到第一驱动模式工作的指令时，驱动离合器闭合，驱动发动机开启，发动机带动发电部件发电，发动机与发电部件产生的第一动力通过所述离合器传递至第三齿轮，驱动电机产生的第二动力传递至第一齿轮，通过所述第三齿轮与所述第一齿轮将所述第一动力和所述第二动力传递至第二齿轮处合成第三动力，所述第二齿轮将所述第三动力通过中间轴传递至第四齿轮，经所述第四齿轮传递至第五齿轮后输入差速器输出。
进一步的，当接收到第二驱动模式工作的指令时，选择工作在增程式驱动子模式还是纯电动驱动子模式；当选择工作在增程式驱动子模式时，驱动离合器断开，驱动发动机开启，发动机带动发电部件发电，所述驱动电机产生的第四动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮，所述第二齿轮将所述第四动力通过所述中间轴传递至所述第四齿轮，通过所述第四齿轮传递至所述第五齿轮后输入所述差速器；当选择工作在纯电动驱动子模式时，驱动离合器断开，所述驱动电机产生的第五动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮，所述第二齿轮将所述第五动力通过所述中间轴传递至所述第四齿轮，通过所述第四齿轮传递至所述第五齿轮后输入所述差速器输出。
进一步的，当接收到第三驱动模式工作的指令时，驱动所述离合器闭合，驱动发动机开启，所述发动机产生的第六动力通过所述离合器传递至所述第三齿轮，通过所述第三齿轮将所述第六动力经所述第二齿轮传递至所述中间轴，所述中间轴将所述第六动力经所述第四齿轮传递至第五齿轮后输入差速器输出。
第三方面，本发明还公开了一种移动工具，包括动力系统，所述动力系统为第一方面任一项所述的混合动力系统或采用第二方面所述的混合动力驱动方法。
综上所述，本发明具有如下有益效果：本发明的所述混合动力系统的所述发动机带动所述发电部件发电；所述发动机的输出轴及所述发电部件的输出轴与所述离合器的输入轴连接；所述离合器的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器；所述发动机及所述发电部件通过所述离合器再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器。采用齿轮传动机构传递动力，使发动机、发电部件、驱动电机有效结合，摆脱了自动变速箱技术发展的影响，而且结构简单，易控制；将发电部件与发动机直接连接，采用离合器与齿轮传动机构选择性连接，实现混合动力功能，摆脱了行星齿轮装置技术发展的影响。本发明的混合动力驱动方法及移动工具采用了上述混合动力系统，因此，本发明摆脱了自动变速箱和行星齿轮装置技术发展的影响，结构简单、易操作。
附图说明
图1是本发明的混合动力系统优选实施例的结构示意图。
图2是图1的混合动力系统的纯电驱动模式下的动力传递示意图。
图3是图1的混合动力系统的发动机驱动模式下的动力传递示意图。
图4是图1的混合动力系统的混合驱动模式下的动力传递示意图。
图5是本发明的混合动力驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
请参阅图1至图4，本发明公开了一种混合动力系统，包括：发动机1、发电部件4、离合器2、差速器11、驱动电机8、齿轮传动机构；所述发动机1带动所述发电部件4发电；所述发动机1的输出轴及所述发电部件4的输出轴与所述离合器2的输入轴连接；所述离合器2的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器11的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机8的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11；所述发动机1及所述发电部件4通过所述离合器2再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11。采用齿轮传动机构传递动力，使发动机1、发电部件4、驱动电机8有效结合，摆脱了自动变速箱技术发展的影响，而且结构简单，易控制；将发电部件4与发动机1直接连接，采用离合器2与齿轮传动机构选择性连接，实现混合动力功能，摆脱了行星齿轮装置技术发展的影响。
在本发明优选的实施例中，所述驱动电机8的输出轴为空心轴，所述差速器11的输出轴穿设在所述驱动电机8的输出轴中，用于实现所述驱动电机8的输出轴与所述差速器11的输出轴同轴式输出动力，从而优化混合动力系统总成结构，减少空间，进一步降低系统重量，提高系统功率质量比。可以理解的是，在一种实施例中，所述驱动电机8的输出轴包括实心轴，差速器11的输出轴位于驱动电机8侧面。
在本实施例中，所述差速器11的输出轴与车轮(图中12、13)连接，差速器11的输出轴穿设在所述驱动电机8的输出轴中。其中，所述驱动电机8通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11，再通过差速器11的输出轴传递至车轮(图中12、13)；所述发动机1及所述发电部件4通过所述离合器2再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11，再通过差速器11的输出轴传递至车轮(图中12、13)。
在本实施例的一个变形实施例中，差速器11与半轴连接，半轴与车轮连接，半轴穿设在所述驱动电机8的输出轴中，差速器11通过半轴传递动力至车轮。
在本实施例的另一个变形实施例中，差速器11的输出轴与半轴连接，半轴与车轮连接，差速器11的输出轴穿设在所述驱动电机8的输出轴中，差速器11通过半轴传递动力至车轮。
在本发明优选的实施例中，所述齿轮传动机构包括第一齿轮7、第二齿轮5、第三齿轮3、第四齿轮6、第五齿轮9、中间轴10，所述第一齿轮7与所述第二齿轮5相互啮合，所述第二齿轮5与所述第三齿轮3相互啮合，所述第四齿轮6与所述第五齿轮9相互啮合；所述第二齿轮5与所述第四齿轮6间隔设于所述中间轴10上，所述第一齿轮7设于所述驱动电机8的输出轴上，所述第三齿轮3设于所述离合器2的输出轴上，所述第五齿轮9设于所述差速器11的输入轴上。采用齿轮传动机构传递动力，摆脱了行星齿轮装置技术发展的影响。
在本发明优选的实施例中，所述第一齿轮7与所述第二齿轮5相互啮合、所述第二齿轮5与所述第三齿轮3相互啮合以及所述第四齿轮6与所述第五齿轮9相互啮合中至少一组啮合为斜齿啮合。采用斜齿啮合传递动力，抛弃了行星齿轮传递动力的方案，减少了齿轮的数量，从而减少了噪音、传动平稳。可以理解的是，在一种实施例中，所述第一齿轮7与所述第二齿轮5相互啮合、所述第二齿轮5与所述第三齿轮3相互啮合、所述第四齿轮6与所述第五齿轮9相互啮合三至少一组啮合为直齿啮合。
在本实施例中，齿轮传动机构采用的是二级齿轮传动，在考虑齿轮比的同时兼顾布置需求，从而使混合动力系统结构紧凑，具有良好的性能。其中，所述第一齿轮7设于所述驱动电机8的输出轴上，所述第一齿轮7与所述第二齿轮5相互啮合，所述第二齿轮5与所述第四齿轮6都套设在中间轴10上，所述第四齿轮6与所述第五齿轮9相互啮合，所述第五齿轮9套设在所述差速器11的输入轴，从而实现了驱动电机8到差速器11的二级齿轮传动；所述发动机1及所述发电部件4的输出轴与所述离合器2的输入轴连接，所述第三齿轮3套设在所述离合器2的输出轴上，所述第二齿轮5与所述第三齿轮3相互啮合，所述第二齿轮5与所述第四齿轮6都套设在中间轴10上，所述第四齿轮6与所述第五齿轮9相互啮合，所述第五齿轮9套设在所述差速器11的输入轴，从而实现了发动机1及发电部件4到差速器11的二级齿轮传动。可以理解的是，在传动比的要求和空间允许的情况下，混合动力系统还可以采用三级、四级等齿轮传动。
本发明优选的实施例中，所述第五齿轮9为主减速齿轮，用于通过所述第五齿轮9与所述第四齿轮6的配合得到较大转矩，从而第五齿轮9与第四齿轮6的配合实现现有混合动力系统中变速箱的功能，使混合动力系统的不采用变速箱也可以确保良好的性能，摆脱了自动变速箱能力技术发展的影响，而且结构简单，易控制。可以理解的是，在一种实施例中，第五齿轮9可以为常规齿轮。
本发明优选的实施例中，所述发动机1的输出轴与所述发电部件4的输出轴通过花键过盈配合连接，从而确保稳定性。可以理解的是，在一种实施例中，发动机1与发电部件4还可以采用齿轮副啮合。
在本发明优选的实施例中，所述混合动力系统工作在纯电驱动模式、发动机驱动模式以及混合驱动模式三种动力驱动模式之一。通过在不同动力驱动模式之间切换以适应不同的行驶需求，降低系统油耗，提高系统效率，提高了混合动力系统的性能。
在本发明优选的实施例中，请参阅图2，所述纯电驱动模式包括纯电驱动子模式和增程式驱动子模式，当所述离合器2断开，所述发电部件4与所述发电机连接，在发动机1运行且所述发电机工作时，处于所述增程式驱动子模式；当所述发动机1不运行时实现纯电驱动，处于所述纯电驱动子模式，所述驱动电机8通过所述第一齿轮7、所述第二齿轮5、所述中间轴10、所述第四齿轮6、所述第五齿轮9以及所述差速器11将动力输出。增程式驱动子模式下发动机1带动发电部件4发电向驱动电机8提供电能，提高了混合动力系统的纯电续航能力。纯电驱动模式因只采用驱动电机8驱动移动工具行驶，从而减少油耗，实现节能环保。
在本发明优选的实施例中，请参阅图3，处于发动机驱动模式时，当所述离合器2闭合，所述发动机1处于驱动状态，所述发动机1通过所述离合器2、所述第三齿轮3输出的动力至所述第二齿轮5，再通过所述中间轴10、所述第四齿轮6、所述第五齿轮9以及所述差速器11将动力传输。可以理解的是，在一种实施例中，处于发动机驱动模式时，所述第二齿轮5转动带动所述第一齿轮7转动，从而带动驱动电机8发电。
在本发明优选的实施例中，请参阅图4，处于混合驱动模式时，当所述离合器2闭合，所述发电部件4和所述驱动电机8同时处于驱动状态，所述发动机1与所述发电部件4通过所述离合器2、所述第三齿轮3输出的动力与所述驱动电机8通过所述第一齿轮7输出的动力在所述第二齿轮5处相结合，并通过所述中间轴10、所述第四齿轮6、所述第五齿轮9以及所述差速器11将动力传输。
在本实施例中，所述驱动电机8包括第一动力电机、动力电池，第一动力电机把动力电池的电能转化为动力输出。
在本发明优选的实施例中，发电部件4可以向动力电池充电，还可以直接向第一动力电机提供电能。
本发明优选的实施例中，本发明的混合动力系统还可以通过外部电源对动力电池充电，从而减少油耗，实现节能环保。
本实施例中，在纯电驱动模式下，车速中等，因只采用驱动电机8驱动移动工具行驶，从而减少油耗，实现节能环保；增程式驱动子模式下发动机1带动发电部件4发电向驱动电机8提供电能，提高了混合动力系统的纯电续航能力；在发动机驱动模式下车速中等，发动机1带动发电部件4发电向动力电池充电，同时发动机1驱动移动工具行驶，从而避免动力电池边充电边输出电力给驱动电机8，延长了驱动电池的使用寿命，降低了成本；在混合驱动模式下，移动工具高速行驶，整个混合动力系统可以达到最大输出以满足用户用车需求，整个混合动力系统未达到最大输出时可以向动力电池充电，从而在保证行驶速度的同时兼顾油耗的充分利用，实现了节能环保，降低了成本。
在本实施例中，所述混合动力系统还包括驻车机构(图中未示出)，所述驻车机构用于锁止或释放所述中间轴10，结构简单，节省空间，布置方便，提高了整个混合动力系统的安全性。
在本实施例的一个变形实施例中，所述驻车机构位于差速器11壳体上，用于锁止或释放差速器11的输入轴。
在本实施例的另一个变形实施例中，所述驻车机构的数量为两个，其中一个用于锁止或释放所述驱动电机8的电机轴的与输出轴相对的另一端，另一个用于锁止或释放离合器2的输出轴，从而进一步提高锁止移动工具的效率，提高了移动工具性能，特别是在混合动力下高速行驶时可以及时有效的实现驻车。
在本发明优选的实施例中，所述驻车机构驻车电机、第一减速部件、第一减速轴、驻车棘爪、驻车棘轮；所述驻车电机用于驱动所述第一减速部件转动；述第一减速部件用于带动所述第一减速轴转动；所述第一减速轴与所述驻车棘爪套设连接，用于带动所述驻车棘爪以所述第一减速轴的中心线为中心转动；所述驻车棘轮与所述驱动电机8的电机轴的与前端相对的后端套设连接以随所述驱动电机8的电机轴转动；其中，所述驻车棘爪用于锁止或释放所述驻车棘轮。
在本发明优选的实施例中，驱动电机8和发动机1位于差速器11同侧，并且平行设置，从而减小混合动力系统的尺寸，方便布置。
在本发明优选的实施例中，发电部件4与差速器11平行设置，从而进一步减小混合动力系统的尺寸，方便布置。
在本发明优选的实施例中，发电部件4包括发电机、第二动力电机，发电机驱动第二动力电机运动，动力电机的输出轴与所述发动机1的输出轴通过花键过盈配合连接，用于发电的同时还可以向外提供动力。可以理解的是，在一种实施例中，发电部件4包括发电、动力一体机。
实施例2
请参阅图5，本发明还公开了一种混合动力驱动方法，所述混合动力驱动方法包括：
S1、接收启动混合动力驱动系统工作的指令；这里的混合动力驱动系统可以是实施例1中的混合动力驱动系统，有关这个混合动力驱动系统的详细介绍，请参见实施例1中的详细描述，在此不再赘述。
S2、选择动力驱动模式；这里动力驱动模式可以是包括第一驱动模式、第二驱动模式以及第三驱动模式这三种驱动模式。
S3、当接收到第一驱动模式工作的指令时，驱动离合器2闭合，驱动发动机1开启，发动机1带动发电部件4发电，发动机1与发电部件4产生的第一动力通过所述离合器2传递至第三齿轮3，驱动电机产生的第二动力传递至第一齿轮，通过所述第三齿轮3与所述第一齿轮将所述第一动力和所述第二动力传递至第二齿轮5处合成第三动力，所述第二齿轮5将所述第三动力通过中间轴10传递至第四齿轮6，经所述第四齿轮6传递至第五齿轮9后输入差速器11。混合驱动模式下，移动工具高速行驶，整个混合动力系统可以达到最大输出以满足用户用车需求，整个混合动力系统未达到最大输出时可以向动力电池充电，从而在保证行驶速度的同时兼顾油耗的充分利用，实现了节能环保，降低了成本。
S4、当接收到第二驱动模式工作的指令时，选择工作在增程式驱动子模式还是纯电动驱动子模式；当选择工作在增程式驱动子模式时，驱动离合器2断开，驱动发动机1开启，发动机1带动发电部件4发电，所述驱动电机产生的第四动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮5，所述第二齿轮5将所述第四动力通过所述中间轴10传递至所述第四齿轮6，通过所述第四齿轮6传递至所述第五齿轮9后输入所述差速器11；当选择工作在纯电动驱动子模式时，驱动离合器2断开，所述驱动电机产生的第五动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮5，所述第二齿轮5将所述第五动力通过所述中间轴10传递至所述第四齿轮6，通过所述第四齿轮6传递至所述第五齿轮9后输入所述差速器11。纯电驱动模式下因只采用驱动电机8驱动移动工具行驶，从而减少油耗，实现节能环保。
S5、当接收到第三驱动模式工作的指令时，驱动所述离合器2闭合，驱动发动机1开启，所述发动机1产生的第六动力通过所述离合器2传递至所述第三齿轮3，通过所述第三齿轮3将所述第六动力经所述第二齿轮5传递至所述中间轴10，所述中间轴10将所述第六动力经所述第四齿轮6传递至第五齿轮9后输入差速器11。在发动机驱动模式下，发动机1运行于最高效率点，整车处于发动机驱动模式。
可以理解的是第一动力、第二动力、第三动力、第四动力、第五动力、第六动力在传递的过程中有一定衰减。
通过在不同动力驱动模式之间切换以适应不同的行驶需求，降低系统油耗，提高系统效率，提高了混合动力系统的性能。其中，动力电池用于向驱动电机8提供电能。
在本发明优选的实施例中，动力电池的电量设置第一目标值，行驶速度设置第二目标值、第三目标值，第三目标值高于第二目标值，根据动力电池实际的电量和移动工具实际的行驶速度可以实现纯电驱动模式、发动机驱动模式以及混合驱动模式三种动力驱动模式的切换。
在本实施例中，第一目标值、第二目标值、第三目标值由混合动力系统制造商设置一个出厂值，以便提供一个最优的参数设置，提高混合动力系统的用户体验。
在本实施例的一个变形实施例中，第一目标值、第二目标值、第三目标值还可以由用户自主设置，以便用户根据自身用车需求设置最佳的参数，从而满足用户个性化的用车需求。
在本发明优选的实施例中，混合动力系统采用自动切换动力驱动模式，切换方法如下：动力电池实际电量低于第一目标值并且移动工具实际的行驶速度低于第二目标值时，自动采用增程式驱动子模式；动力电池实际电量高于第一目标值且移动工具实际的行驶速度低于第二目标值时，自动采用纯电驱动子模式；移动工具实际的行驶速度高于第二目标值且低于第三目标值时，自动采用发动机驱动模式；移动工具实际的行驶速度高于第三目标值，自动采用混合驱动模式且以最大输出状态运行，从而实现了移动工具的自动行驶，提高混合动力系统的用户体验。可以理解的是，针对不同的用车环境，还可以设置其他自动切换动力驱动模式。
在本发明优选的实施例中，混合动力系统还可以直接手动设置动力驱动模式，从而更好的满足操作者的行驶需求和乐趣。
实施例3
本发明还公开了一种移动工具，包括动力系统，所述动力系统为实施例1所述的混合动力系统或采用实施例2所述的混合动力驱动方法。。该混合动力系统采用齿轮传动机构传递动力，使发动机1、发电部件4、驱动电机8有效结合，摆脱了自动变速箱技术发展的影响，而且结构简单，易控制；将发电部件4与发动机1直接连接，采用离合器2与齿轮传动机构选择性连接，实现混合动力功能，摆脱了行星齿轮装置技术发展的影响。这里移动工具可以是车、玩具、飞行器、船只、滑板、潜水艇以及机器人等陆上、空中、水上及水下移动的各式移动工具，尤其是应用该混合动力系统到车辆中较佳。
在本实施例中，在前驱或后驱的移动工具采用实施例1所述的混合动力系统。
在本实施例的一个变形实施例中，在前驱和后驱共同驱动的移动工具中，前驱动力系统和后驱动力系统均采用实施例1所述的混合动力系统，从而有效实现降低系统油耗，提高系统效率。
在本实施例的另一个变形实施例中，在前驱和后驱共同驱动的移动工具中，前驱动力系统采用实施例1所述的混合动力系统，后驱动力系统采用纯电驱动动力系统；或者后驱动力系统采用实施例1所述的混合动力系统，前驱动力系统采用纯电驱动动力系统。从而结构简单，移动工具成本低。
在本实施例中，纯电驱动动力系统包括驱动部件、差速部件，所述驱动部件输出动力至所述差速部件，差速部件再输出动力至车轮。
在本实施例的一个变形实施例中，纯电驱动动力系统还包括驻车机构，用于锁止或释放驱动部件的电机轴的与输出轴相对的另一端。
综上所述，本发明具有如下有益效果：本发明的所述混合动力系统的所述发动机1带动所述发电部件4发电；所述发动机1的输出轴及所述发电部件4的输出轴与所述离合器2的输入轴连接；所述离合器2的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器11的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机8的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11；所述发动机1及所述发电部件4通过所述离合器2再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器11。采用齿轮传动机构传递动力，使发动机1、发电部件4、驱动电机8有效结合，摆脱了自动变速箱技术发展的影响，而且结构简单，易控制；将发电部件4与发动机1直接连接，采用离合器2与齿轮传动机构选择性连接，实现混合动力功能，摆脱了行星齿轮装置技术发展的影响。本发明的混合动力驱动方法及移动工具采用了上述混合动力系统，因此，本发明摆脱了自动变速箱和行星齿轮装置技术发展的影响，结构简单、易操作。
以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了详细说明，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，此外本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的对象。综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：发动机、发电部件、离合器、差速器、驱动电机、齿轮传动机构；所述发动机带动所述发电部件发电；所述发动机的输出轴及所述发电部件的输出轴与所述离合器的输入轴连接；所述离合器的输出轴与所述齿轮传动机构连接；所述差速器的输入轴与所述齿轮传动机构连接；所述驱动电机的输出轴通过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器；所述发动机及所述发电部件通过所述离合器再经过所述齿轮传动机构输出动力至所述差速器。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述驱动电机的输出轴为空心轴，所述差速器的输出轴穿设在所述驱动电机的输出轴中，用于实现所述驱动电机的输出轴与所述差速器的输出轴同轴式输出动力。
3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、中间轴，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮与所述第三齿轮相互啮合，所述第四齿轮与所述第五齿轮相互啮合；所述第二齿轮与所述第四齿轮间隔设于所述中间轴上，所述第一齿轮设于所述驱动电机的输出轴上，所述第三齿轮设于所述离合器的输出轴上，所述第五齿轮设于所述差速器的输入轴上。
4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合、所述第二齿轮与所述第三齿轮相互啮合以及所述第四齿轮与所述第五齿轮相互啮合中至少一组啮合为斜齿啮合。
5.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述第五齿轮为主减速齿轮。
6.根据权利要求3至5任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统工作在纯电驱动模式、发动机驱动模式以及混合驱动模式三种动力驱动模式之一。
7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，所述纯电驱动模式包括纯电驱动子模式和增程式驱动子模式，当所述离合器断开，所述发电部件与所述发电机连接，在发动机运行且所述发电机工作时，处于所述增程式驱动子模式；当所述发动机不运行时实现纯电驱动，处于所述纯电驱动子模式，所述驱动电机通过所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述中间轴、所述第四齿轮、所述第五齿轮以及所述差速器将动力输出。
8.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，当所述离合器闭合，所述发电部件和所述驱动电机同时处于驱动状态，所述发动机与所述发电部件通过所述离合器、所述第三齿轮输出的动力与所述驱动电机通过所述第一齿轮输出的动力在所述第二齿轮处相结合，并通过所述中间轴、所述第四齿轮、所述第五齿轮以及所述差速器将动力传输。
9.一种混合动力驱动方法，其特征在于，所述混合动力驱动方法包括：
当接收到第一驱动模式工作的指令时，驱动离合器闭合，驱动发动机开启，发动机带动发电部件发电，发动机与发电部件产生的第一动力通过所述离合器传递至第三齿轮，驱动电机产生的第二动力传递至第一齿轮，通过所述第三齿轮与所述第一齿轮将所述第一动力和所述第二动力传递至第二齿轮处合成第三动力，所述第二齿轮将所述第三动力通过中间轴传递至第四齿轮，经所述第四齿轮传递至第五齿轮后输入差速器输出。
10.根据权利要求9所述的混合动力驱动方法，其特征在于，
当接收到第二驱动模式工作的指令时，选择工作在增程式驱动子模式还是纯电动驱动子模式；当选择工作在增程式驱动子模式时，驱动离合器断开，驱动发动机开启，发动机带动发电部件发电，所述驱动电机产生的第四动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮，所述第二齿轮将所述第四动力通过所述中间轴传递至所述第四齿轮，通过所述第四齿轮传递至所述第五齿轮后输入所述差速器；当选择工作在纯电动驱动子模式时，驱动离合器断开，所述驱动电机产生的第五动力通过所述第一齿轮传递给所述第二齿轮，所述第二齿轮将所述第五动力通过所述中间轴传递至所述第四齿轮，通过所述第四齿轮传递至所述第五齿轮后输入所述差速器输出。
11.根据权利要求10所述的混合动力驱动方法，其特征在于，
当接收到第三驱动模式工作的指令时，驱动所述离合器闭合，驱动发动机开启，所述发动机产生的第六动力通过所述离合器传递至所述第三齿轮，通过所述第三齿轮将所述第六动力经所述第二齿轮传递至所述中间轴，所述中间轴将所述第六动力经所述第四齿轮传递至第五齿轮后输入差速器输出。
12.一种移动工具，其特征在于，包括动力系统，所述动力系统为权利要求1至8任一项所述的混合动力系统或采用权利要求9至11所述的混合动力驱动方法。
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