CN111775685A - 一种后驱混合动力车辆的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种后驱混合动力车辆的驱动系统，其属于车辆驱动技术领域，包括：发动机，主动端通过第一传动轴与发动机连接的连接断开装置，通过第二传动轴与连接断开装置的从动端连接的第一电机，一端固定于第二传动轴上，另一端固定于第三传动轴上的第一齿轮组件，固定于第四传动轴上的第二电机，一端固定于第四传动轴上，另一端固定于第五传动轴的一端上的第二齿轮组件；分别与第五传动轴的另一端和后驱动轴连接的后差动装置；发动机、连接断开装置、第一电机和第二电机沿车辆的前车轮指向后车轮的方向依次间隔排布。本发明中的发动机能在车速高时参与驱动，车速低时不参与驱动，使得车辆能够处在最经济的工作模式，降低了车辆的油耗。

Description

一种后驱混合动力车辆的驱动系统
技术领域
本发明涉及车辆驱动技术领域，尤其涉及一种后驱混合动力车辆的驱动系统。
背景技术
后驱混合动力车辆是指车辆采用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式驱动后轮转动。其优点在于车辆启动停止时，只靠电机带动，而发动机不工作。当达到一定车速时，发动机转动，使发动机能够一直保持在最佳工况状态，动力性好且排放量较低。
现有技术中，混合动力车辆的传动装置通常在汽油驱动装置的基础上，在发动机和变速器之间增加一个电机，进而实现电动驱动的功能。也即是，通过将普通的自动变速器改进为混合动力变速器的方式，以实现混合驱动。但是，通过这种方式形成的传动装置无法控制发动机长时间在低油耗区域工作，导致车辆油耗较低的幅度较小，且具有该种方式的混合动力车辆的驱动模式较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种后驱混合动力车辆的驱动系统，使得车辆能够处在最经济的工作模式，降低车辆的油耗。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种后驱混合动力车辆的驱动系统，包括：
发动机；
连接断开装置，连接断开装置的主动端通过第一传动轴与所述发动机连接；
第一电机，通过第二传动轴与所述连接断开装置的从动端连接；
第一齿轮组件，所述第一齿轮组件的一端固定于所述第二传动轴上，所述第一齿轮组件的另一端固定于第三传动轴上；
第二电机，固定于第四传动轴上，所述第四传动轴与所述第三传动轴刚性连接；
第二齿轮组件，所述第二齿轮组件的一端固定于所述第四传动轴上，所述第二齿轮组件的另一端固定于第五传动轴的一端上；
后差动装置，所述后差动装置分别与所述第五传动轴的另一端和后驱动轴连接；
逆变器，分别与所述第一电机和第二电机连接；
电能存储装置，与所述逆变器连接，用于存储所述第一电机产生的电能，及用于向所述第二电机提供电能；
所述发动机、所述连接断开装置、所述第一电机和所述第二电机沿车辆的前车轮指向后车轮的方向依次间隔排布。
可选地，还包括同步装置，所述同步装置固定于所述第三传动轴上，且所述同步装置能与所述第一齿轮组件接合或断开。
可选地，所述第一齿轮组件包括第一齿轮副和第二齿轮副，所述同步装置位于所述第一齿轮副和所述第二齿轮副之间。
可选地，所述第一齿轮副包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第二齿轮副包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮分别固定在所述第二传动轴上，所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮分别固定在所述第三传动轴上，所述同步装置与所述第一从动齿轮接合或断开，或所述同步装置与所述第二从动齿轮接合或断开。
可选地，所述第一齿轮副的传动比大于所述第二齿轮副的传动比，所述同步装置与所述第一从动齿轮接合时，所述发动机和/或所述第一电机产生的驱动力能够传递至所述第一从动齿轮，所述同步装置与所述第二从动齿轮接合时，所述发动机和/或所述第一电机产生的驱动力能够传递至所述第二从动齿轮。
可选地，还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承位于由所述第一从动齿轮和所述第三传动轴形成的内腔中，所述第二轴承位于由所述第二从动齿轮和所述第三传动轴形成的内腔中。
可选地，所述第二齿轮组件包括第三齿轮副，所述第三齿轮副中的第三主动齿轮固定于所述第四传动轴上，所述第三齿轮副中的第三从动齿轮固定于所述第五传动轴上。
可选地，所述第一传动轴、所述第二传动轴、所述第三传动轴、所述第四传动轴及所述第五传动轴的轴线相互平行，且所述第一传动轴、所述第二传动轴及所述第五传动轴位于同一条轴线上。
可选地，所述第一电机的一侧具有内腔，所述连接断开装置位于所述内腔中。
可选地，所述第一传动轴、所述第二传动轴、所述第三传动轴、所述第四传动轴和所述第五传动轴均通过轴承进行固定支撑。
本发明的有益效果至少包括：
本发明中，通过配置有两个电机和一个发动机，省去了传统变速器的多挡位设计，可以由发动机长时间的驱动第一电机及第二电机发电，以提供充足的电能，因此解决了纯电动车续航短、充电时间长等问题。发动机能够在车速高时参与驱动，车速低时不参与驱动，使得车辆能够处在最经济的工作模式，降低了车辆的油耗。
由于本发明中的发动机、连接断开装置、第一电机和第二电机沿车辆前车轮指向后车轮的方向依次间隔排布，也即是，本发明中的后驱混合动力车辆的驱动系统是纵置在车辆中的，使得该混合动力系统轴向空间较富裕，进而使得零部件设计和生产难度低，扭矩容量大。
附图说明
图1是本发明实施例提供的后驱混合动力车辆的驱动系统的示意图一；
图2是本发明实施例提供的后驱混合动力车辆的驱动系统的示意图二。
图中：
10、发动机；20、连接断开装置；21、主动端；22、从动端；31、第一传动轴；32、第二传动轴；33、第三传动轴；34、第四传动轴；35、第五传动轴；40、第一电机；51、第一齿轮副；511、第一主动齿轮；512、第一从动齿轮；52、第二齿轮副；521、第二主动齿轮；522、第二从动齿轮；60、第二电机；71、第三齿轮副；711、第三主动齿轮；712、第三从动齿轮；80、后差动装置；90、同步装置；100、逆变器；200、电能存储装置；101、前驱动轴；102、前车轮；103、后驱动轴；104、后车轮；
1、第一轴承；2、第二轴承；3、第三轴承；4、第四轴承；5、第五轴承；6、第六轴承；7、第七轴承；8、第八轴承；9、第九轴承；11、第十轴承；12、第十一轴承；13、第十二轴承；14、第十三轴承。
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，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
本实施例提供了一种后驱混合动力车辆的驱动系统，如图1和图2所示，该后驱混合动力车辆的驱动系统包括发动机10、连接断开装置20、第一电机40、第一齿轮组件、第二电机60、第二齿轮组件、后差动装置80、同步装置90、逆变器100、电能存储装置200、多个传动轴及多个轴承。
其中，发动机10靠近前驱动轴101设置，连接断开装置20的主动端21通过第一传动轴31与发动机10连接，并用于传递发动机10的动力，连接断开装置20的从动端22通过第二传动轴32与第一电机40连接，也即是，第二电机40固定在第二传动轴32上。可选地，第一电机40的一侧(可以为第一电机40的左侧)具有内腔，连接断开装置20位于内腔中，以合理利用内部空间。
第一齿轮组件的一端固定于第二传动轴32上，第一齿轮组件的另一端固定于第三传动轴33上，第一齿轮组件用于第二传动轴32与第三传动轴33之间的动力传递。第二电机60固定于第四传动轴34上，第四传动轴34与第三传动轴33同轴设置且刚性连接，以使得第三传动轴33上的动力能够传递至第四传动轴34。第二齿轮组件的一端固定于第四传动轴34上，第二齿轮组件的另一端固定于第五传动轴35的一端上；后差动装置80分别与第五传动轴35的另一端和后驱动轴103连接，后驱动轴103与后车轮104连接。逆变器100分别与第一电机40和第二电机60连接，电能存储装置200与逆变器100连接，并用于存储第一电机40在发动机10的带动下产生的电能，及用于向第二电机60提供电能，以使第二电机60能够驱动后差动装置80及后驱动轴103动作。其中，逆变器100与第一电机40、第二电机60及电能存储装置200电性连接。该电能存储装置200可以为电池。
发动机10、连接断开装置20、第一电机40和第二电机60沿车辆的前车轮102指向后车轮104的方向依次间隔排布。
本实施例中，通过配置有两个电机(第一电机40和第二电机60)和一个发动机10，省去了传统变速器的多挡位设计，可以由发动机10长时间的驱动第一电机40及第二电机60发电，以提供充足的电能，因此解决了纯电动车续航短、充电时间长等问题。发动机10能够在车速高时参与驱动，车速低时不参与驱动，使得车辆能够处在最经济的工作模式，降低了车辆的油耗。
由于本实施例中的发动机10、连接断开装置20、第一电机40和第二电机60沿车辆前车轮102指向后车轮104的方向依次间隔排布，也即是，本实施例中的后驱混合动力车辆的驱动系统是纵置在车辆中的，使得该混合动力系统轴向空间较富裕，进而使得零部件设计和生产难度低，扭矩容量大。
可选地，如图1所示，后驱混合动力车辆的驱动系统还包括同步装置90。同步装置90固定于第三传动轴33上，具体的，同步装置90固定在第三传动轴33的中部，且同步装置90能与第一齿轮组件接合或断开。
进一步地，请继续参考图1，第一齿轮组件可以包括第一齿轮副51和第二齿轮副52，同步装置90位于第一齿轮副51和第二齿轮副52之间，并且，同步装置90能够与第一齿轮副51和第二齿轮副52中的一个接合或断开。当同步装置90与第一齿轮副51接合时，能够将发动机10和/或第一电机40产生的驱动力传递至第一齿轮副51，当同步装置90与第二齿轮副52接合时，能够将发动机10和/或第二电机40产生的驱动力传递至第二齿轮副52。
可选地，第一齿轮副51包括相互啮合的第一主动齿轮511和第一从动齿轮512，第二齿轮副52包括相互啮合的第二主动齿轮521和第二从动齿轮522，第一主动齿轮511和第二主动齿轮521分别固定在第二传动轴32上，第一从动齿轮512和第二从动齿轮522分别固定在第三传动轴33上，并且，同步装置90与第一从动齿轮512和第二从动齿轮522中的一个接合或断开，也即是，同步装置90与第一从动齿轮512接合或断开，或者，同步装置90与第二从动齿轮522接合或断开。
本实施例中，第一齿轮副51和第二齿轮副52可以具有不同的传动比(即转速比)，以使得发动机10产生的驱动力以不同的转速比传递至第五传动轴35，示例地，第一齿轮副51的传速比大于第二齿轮副52的传速比，使得当同步装置90与第一从动齿轮512接合时，发动机10和/或第一电机40产生的驱动力能够以较大的传速比传递至第一从动齿轮512，进而通过第三传动轴33及第四传动轴34传递至第五传动轴35。当同步装置90与第二从动齿轮522接合时，发动机10和/或第一电机40产生的驱动力能够以较小的传速比传递至第二从动齿轮522，进而通过第三传动轴33及第四传动轴34传递至第五传动轴35。
可选地，如图2所示，后驱混合动力车辆的驱动系统还包括第一轴承1和第二轴承2。其中，第一轴承1位于由第一从动齿轮512和第三传动轴33形成的内腔中，并用于支撑第一从动齿轮512；第二轴承2位于由第二从动齿轮522和第三传动轴33形成的内腔中，并用于支撑第二从动齿轮522。
本实施例中，请结合图1和图2，第二齿轮组件包括第三齿轮副71，且第三齿轮副71包括第三主动齿轮711及第三从动齿轮71。其中，第三主动齿轮711固定于第四传动轴34上，第三从动齿轮712固定于第五传动轴35上，以使得第四传动轴34上的驱动力能够通过第三主动齿轮711和第三从动齿轮712传递至第五传动轴35上。
本实施例中，第一传动轴31、第二传动轴32、第三传动轴33、第四传动轴34及第五传动轴35的轴线相互平行，均由前车轮102指向后车轮104。并且，第一传动轴31、第二传动轴32及第五传动轴35可以位于同一条轴线上，第三传动轴33及第四传动轴34位于同一条轴线上。
可选地，如图2所示，后驱混合动力车辆的驱动系统，还可以包括第三轴承3、第四轴承4、第五轴承5、第六轴承6、第七轴承7、第八轴承8、第九轴承9、第十轴承11、第十一轴承12、第十二轴承13及第十三轴承14。其中，第一传动轴31通过第三轴承3和第四轴承4支撑固定，第二传动轴32通过第五轴承5和第六轴承6支撑固定，第三传动轴33通过第七轴承7和第八轴承8支撑固定，第四传动轴34通过第九轴承9、第十轴承11和第十一轴承12支撑固定，其中，第九轴承9和第十轴承11位于第四传动轴34的两端，第十一转动轴12位于第四传动轴34的中部，第五传动轴35通过第十二轴承13和第十三轴承14支撑固定。
下面，本实施例将后驱混合动力车辆的驱动系统能够实现的功能分几种情况进行说明。
第一种情况，车辆通过发动机10驱动，且发动机10处于发电状态。
在该种情况中，发动机10处于工作状态，连接断开装置20处于连接状态，此时，发动机10带动第一电机40转动，使得第一电机40能够发电，并存储在电能存储装置200中。并且，同步装置90与第一从动齿轮512和第二从动齿轮522中的一个接合，使得发动机10产生的驱动力通过第一齿轮副51或第二齿轮副52传递至第三传动轴33，第三传动轴33带动第四传动轴34转动，然后通过第三齿轮副71将驱动力传递至第五传动轴35，再由后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动。
第二电机60随第四传动轴34转动，不产生驱动力。
第二种情况，车辆通过第二电机60驱动，发动机10处于发电状态。
在该种情况中，发动机10处于工作状态，连接断开装置20处于连接状态，此时，发动机10带动第一电机40进行发电。与此同时，同步装置90与第一从动齿轮512及第二从动齿轮522均未结合，因此，第一主动齿轮511和第二主动齿轮521分别带动第一从动齿轮512和第二从动齿轮522在第三传动轴33上空转，发动机10的驱动力未通过第一齿轮副51和第二齿轮副52传递至第三传动轴33。
第二电机60利用电能存储装置200的电能产生驱动力，然后通过第三齿轮副71将驱动力传递至第五传动轴35，再经后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动。
第三种情况，车辆通过第二电机60驱动，发动机处于不发电状态。
在该种情况中，发动机处于不工作状态，连接断开装置20处于断开状态，此时，第一电机40处于不发电状态。
第二电机60利用电能存储装置200的电能产生驱动力，然后通过第三齿轮副71将驱动力传递至第五传动轴35，再经后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动。
第四种情况，车辆通过混合驱动，发动机10处于发电状态。
在该种情况中，发动机10处于工作状态，连接断开装置20处于连接状态，发动机10带动第一电机40转动，使得第一电机40能够发电，并存储在电能存储装置200装置中。并且，同步装置90与第一从动齿轮512和第二从动齿轮522中的一个接合，使得发动机10产生的驱动力通过第一齿轮副51或第二齿轮副52传递至第三传动轴33，第三传动轴33带动第四传动轴34转动，然后通过第三齿轮副71将驱动力传递至第五传动轴35，再由后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动。
第二电机60利用电能存储装置200的电能产生驱动力，然后通过第三齿轮副71将驱动力传递至第五传动轴35，再经后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动。
第五种情况，车辆处于倒车状态，发动机10处于不发电状态。
在该种情况中，第二电机60利用车辆的电池装置中的电能产生反向驱动力，并将该反向驱动力通过第三齿轮副71传递至第五传动轴35，再经由后差动装置80和后驱动轴103，驱动后车轮104转动，实现倒车。
发动机10处于不工作状态，连接断开装置20处于断开状态，第一电机40既不发电，也不产生驱动力。
第六种情况，车辆静止，发动机10处于发电状态。
在该种情况中，发动机10处于工作状态，连接断开装置20处于连接状态，此时，发动机10带动第一电机40转动，以使第一电机40发电。同步装置90与第一从动齿轮512和第二从动齿轮522均未发生接合，此时，第一主动齿轮511和第二主动齿轮521分别带动第一从动齿轮512和第二从动齿轮522在第三转动轴33上空转，发动机10的驱动力不能传递至第五传动轴35，使得第五传动轴35无法向后差动装置80传递驱动力，使得后车轮104未被驱动。
第二电机60处于不工作状态，也即是，第二电机60不产生驱动力，因此不驱动后车轮104。
由上可知，本实施例提供的后驱混合动力车辆的驱动模式较多。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，包括：
发动机(10)；
连接断开装置(20)，连接断开装置(20)的主动端(21)通过第一传动轴(31)与所述发动机(10)连接；
第一电机(40)，通过第二传动轴(32)与所述连接断开装置(20)的从动端(22)连接；
第一齿轮组件，所述第一齿轮组件的一端固定于所述第二传动轴(32)上，所述第一齿轮组件的另一端固定于第三传动轴(33)上；
第二电机(60)，固定于第四传动轴(34)上，所述第四传动轴(34)与所述第三传动轴(33)刚性连接；
第二齿轮组件，所述第二齿轮组件的一端固定于所述第四传动轴(34)上，所述第二齿轮组件的另一端固定于第五传动轴(35)的一端上；
后差动装置(80)，所述后差动装置(80)分别与所述第五传动轴(35)的另一端和后驱动轴连接；
逆变器(100)，分别与所述第一电机(40)和第二电机(60)连接；
电能存储装置(200)，与所述逆变器(100)连接，用于存储所述第一电机(40)产生的电能，及用于向所述第二电机(60)提供电能；
所述发动机(10)、所述连接断开装置(20)、所述第一电机(40)和所述第二电机(60)沿车辆的前车轮指向后车轮的方向依次间隔排布。
2.根据权利要求1所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，还包括同步装置(90)，所述同步装置(90)固定于所述第三传动轴(33)上，且所述同步装置(90)能与所述第一齿轮组件接合或断开。
3.根据权利要求2所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮组件包括第一齿轮副(51)和第二齿轮副(52)，所述同步装置(90)位于所述第一齿轮副(51)和所述第二齿轮副(52)之间。
4.根据权利要求3所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮副(51)包括第一主动齿轮(511)和第一从动齿轮(512)，所述第二齿轮副(52)包括第二主动齿轮(521)和第二从动齿轮(522)，所述第一主动齿轮(511)和所述第二主动齿轮(521)分别固定在所述第二传动轴(32)上，所述第一从动齿轮(512)和所述第二从动齿轮(522)分别固定在所述第三传动轴(33)上，所述同步装置(90)与所述第一从动齿轮(512)接合或断开，或所述同步装置(90)与所述第二从动齿轮(522)接合或断开。
5.根据权利要求4所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮副(51)的传动比大于所述第二齿轮副(52)的传动比，所述同步装置(90)与所述第一从动齿轮(512)接合时，所述发动机(10)和/或所述第一电机(40)产生的驱动力能够传递至所述第一从动齿轮(512)，所述同步装置(90)与所述第二从动齿轮(522)接合时，所述发动机(10)和/或所述第一电机(40)产生的驱动力能够传递至所述第二从动齿轮(522)。
6.根据权利要求4所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，还包括第一轴承(1)和第二轴承(2)，所述第一轴承(1)位于由所述第一从动齿轮(512)和所述第三传动轴(33)形成的内腔中，所述第二轴承(2)位于由所述第二从动齿轮(522)和所述第三传动轴(33)形成的内腔中。
7.根据权利要求1-6任一项所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮组件包括第三齿轮副(71)，所述第三齿轮副(71)中的第三主动齿轮(711)固定于所述第四传动轴(34)上，所述第三齿轮副(71)中的第三从动齿轮(712)固定于所述第五传动轴(35)上。
8.根据权利要求1-6任一项所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一传动轴(31)、所述第二传动轴(32)、所述第三传动轴(33)、所述第四传动轴(34)及所述第五传动轴(35)的轴线相互平行，且所述第一传动轴(31)、所述第二传动轴(32)及所述第五传动轴(35)位于同一条轴线上。
9.根据权利要求1-6任一项所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一电机(40)的一侧具有内腔，所述连接断开装置(20)位于所述内腔中。
10.根据权利要求1-6任一项所述的后驱混合动力车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一传动轴(31)、所述第二传动轴(32)、所述第三传动轴(33)、所述第四传动轴(34)和所述第五传动轴(35)均通过轴承进行固定支撑。
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