CN112373287A - 汽车双电机混合动力驱动系统 - Google Patents

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罗会兵
廖金龙
王军民
郭星
蔺月萌
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Abstract

本发明涉及一种汽车双电机混合动力驱动系统，包括发动机、差速器，还包括第一电机、第二电机、输入轴、传动轴、空心轴，第一电机轴一端轴向延伸并固定输入齿轮，第二电机轴一端轴向延伸并固定同步器，第二电机轴上空套第一齿轮、第二齿轮，第一电机轴、第二电机轴、输入轴、传动轴平行，空心轴空套在输入轴上与，发动机转轴通过双离合器与输入轴、空心轴连接，输入轴一端延伸出空心轴并固定一档主动齿轮，空心轴上固定二档主动齿轮，传动轴上固定一档从动齿轮、传动齿轮、二档从动齿轮、输出齿轮，一档主动齿轮与一档从动齿轮、第一齿轮啮合，二档主动齿轮与二档从动齿轮、第二齿轮啮合，传动齿轮与输入齿轮啮合，差速器齿轮与输出齿轮啮合。

Description

汽车双电机混合动力驱动系统
技术领域
本发明涉及汽车的混合动力驱动领域，特别涉及一种汽车双电机混合动力驱动系统。
背景技术
传统汽车都是只以石油作为驱动能源，随着石油的不断开采，石油资源已越来越匮乏，产生的尾气也导致了环境的恶化，因此新能源汽车是目前汽车行业的主要研究方向，其具有低排放、低油耗等优点。混合动力汽车是新能源汽车的一种，其是采用发动机和电机混合驱动，同时具有燃油汽车和纯电汽车的优点。目前，混合动力汽车是普遍采用一个发动机和一个电机混合驱动，在换档时发动机、电机输出的动力都会被断开，存在动力不连续的现象，换档的舒适性差，降低了驱动系统的工作性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种汽车双电机混合动力驱动系统，其可实现换档时动力的连续，提高了换档的舒适性，其能在汽车行进中启动发动机，节油效果好，能量的回收效果也好。
本发明的技术方案是：一种汽车双电机混合动力驱动系统，包括发动机、差速器，还包括第一电机、第二电机、输入轴、传动轴、空心轴，所述第一电机的第一电机轴一端轴向延伸，该延伸端上周向固定输入齿轮，所述第二电机的第二电机轴一端轴向延伸，该延伸端上周向固定一同步器，所述第二电机轴上位于同步器的一侧空套第一齿轮，第二电机轴上位于同步器的另一侧空套第二齿轮，第一电机轴、第二电机轴、输入轴、传动轴平行，所述空心轴空套在输入轴上与输入轴同轴心线，所述发动机的转轴通过一双离合器与输入轴、空心轴连接，所述输入轴一端延伸出空心轴并周向固定一档主动齿轮，所述空心轴上周向固定二档主动齿轮，所述传动轴上周向固定一档从动齿轮、传动齿轮、二档从动齿轮、输出齿轮，所述一档主动齿轮分别与一档从动齿轮、第一齿轮啮合，所述二档主动齿轮分别与二档从动齿轮、第二齿轮啮合，所述传动齿轮与第一电机轴上的输入齿轮啮合，所述差速器的差速器齿轮与传动轴上的输出齿轮啮合。
所述双离合器包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述主动盘与发动机转轴周向固定，所述第一从动盘与输入轴周向固定，所述第二从动盘与空心轴周向固定。
所述第一齿轮的一端设置第一接合齿，所述第二齿轮的一端设置第二接合齿，所述同步器的齿圈分别与第一齿轮的第一接合齿、第二齿轮的第二接合齿对应。
所述传动轴上的一档从动齿轮、传动齿轮、二档从动齿轮、输出齿轮沿传动轴的轴向依次排列。
采用上述技术方案：包括发动机、差速器，还包括第一电机、第二电机、输入轴、传动轴、空心轴，所述第一电机的第一电机轴一端轴向延伸，该延伸端上周向固定输入齿轮，所述第二电机的第二电机轴一端轴向延伸，该延伸端上周向固定一同步器，所述第二电机轴上位于同步器的一侧空套第一齿轮，第二电机轴上位于同步器的另一侧空套第二齿轮，第一电机轴、第二电机轴、输入轴、传动轴平行，所述空心轴空套在输入轴上与输入轴同轴心线，所述发动机的转轴通过一双离合器与输入轴、空心轴连接，所述输入轴一端延伸出空心轴并周向固定一档主动齿轮，所述空心轴上周向固定二档主动齿轮，所述传动轴上周向固定一档从动齿轮、传动齿轮、二档从动齿轮、输出齿轮，所述一档主动齿轮分别与一档从动齿轮、第一齿轮啮合，所述二档主动齿轮分别与二档从动齿轮、第二齿轮啮合，所述传动齿轮与第一电机轴上的输入齿轮啮合，所述差速器的差速器齿轮与传动轴上的输出齿轮啮合。该驱动系统能够满足汽车的低排放、低油耗要求，且其结构紧凑，驱动系统的适应性好，有利于发动机仓内结构的布置。工作时，驱动系统通过换档时电机的持续工作保证了动力的不中断，实现了动力的连续，提高了换档的舒适性，驾驶体验也更好。同时，在汽车行进中也可启动发动机，节油效果好。此外，本驱动系统有多种工作模式，可满足汽车各工况的动力需求，提高了驱动系统的工作性能，实现了能量的回收。
所述双离合器包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述主动盘与发动机转轴周向固定，所述第一从动盘与输入轴周向固定，所述第二从动盘与空心轴周向固定。当双离合器的主动盘与第一从动盘接合时，发动机即驱动输入轴旋转，当双离合器的主动盘与第二从动盘接合时，发动机即驱动空心轴旋转。双离合器实现了发动机与输入轴、空心轴之间动力的断开与接合，简化了系统的结构。
所述第一齿轮的一端设置第一接合齿，所述第二齿轮的一端设置第二接合齿，所述同步器的齿圈分别与第一齿轮的第一接合齿、第二齿轮的第二接合齿对应。通过同步器齿圈与第一接合齿或第二接合齿的接合，实现了第二电机轴与第一齿轮、第二齿轮之间动力的传递。
所述传动轴上的一档从动齿轮、传动齿轮、二档从动齿轮、输出齿轮沿传动轴的轴向依次排列，该顺序排列可使驱动系统的结构更紧凑。
本汽车双电机混合动力驱动系统的结构紧凑、适应性好，有利于发动机仓内结构的布置。且其通过换档时电机的持续工作保证了动力的不中断，实现了动力的连续，提高了换档的舒适性，驾驶体验也更好。同时其在汽车行进中也可启动发动机，节油效果好。本驱动系统的工作模式多样，可满足汽车各工况的动力需求。
下面接合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种汽车双电机混合动力驱动系统，包括发动机1、差速器20，还包括第一电机3、第二电机4、输入轴5、传动轴7、空心轴6，第一电机3为主电机，第二电机4为副电机。所述第一电机3的第一电机轴3-1一端轴向延伸通过轴承支承于变速器壳体，该延伸端上周向固定输入齿轮16。所述第二电机4的第二电机轴8一端轴向延伸通过轴承支承于变速壳体，该延伸端上周向固定一同步器14。所述第二电机轴8上位于同步器14的一侧空套第一齿轮13，第二电机轴8上位于同步器14的另一侧空套第二齿轮15。所述第一齿轮13的一端设置第一接合齿，所述第二齿轮15的一端设置第二接合齿，所述同步器14的齿圈分别与第一齿轮13的第一接合齿、第二齿轮15的第二接合齿对应。通过同步器14齿圈与第一接合齿或第二接合齿的接合，实现了第二电机轴8与第一齿轮13、第二齿轮15之间动力的传递。第一电机轴3-1、第二电机轴8、输入轴5、传动轴7平行，所述空心轴6空套在输入轴5上与输入轴5同轴心线。输入轴5、传动轴7、空心轴6分别通过轴承支承于变速器壳体。所述发动机1的转轴通过一双离合器2与输入轴5、空心轴6连接。所述双离合器2包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述主动盘与发动机1转轴周向固定，所述第一从动盘与输入轴5周向固定，所述第二从动盘与空心轴6周向固定。当双离合器2的主动盘与第一从动盘接合时，发动机1即驱动输入轴5旋转，当双离合器2的主动盘与第二从动盘接合时，发动机1即驱动空心轴6旋转。双离合器2实现了发动机1与输入轴5、空心轴6之间动力的断开与接合，简化了系统的结构。所述输入轴5一端延伸出空心轴6并周向固定一档主动齿轮9，所述空心轴6上周向固定二档主动齿轮10。所述传动轴7上轴向依次周向固定一档从动齿轮11、传动齿轮17、二档从动齿轮12、输出齿轮18，该排列顺序可使驱动系统的结构更紧凑。所述一档主动齿轮9分别与一档从动齿轮11、第一齿轮13啮合，所述二档主动齿轮10分别与二档从动齿轮12、第二齿轮15啮合，所述传动齿轮17与第一电机轴3-1上的输入齿轮16啮合，所述差速器20的差速器齿轮19与传动轴7上的输出齿轮18啮合。
工作时，本汽车双电机混合动力驱动系统由汽车上的控制系统控制，其有如下几种工作模式：
纯发动机模式
一档驱动，双离合器2主动盘与第一从动盘接合，发动机1的转轴与输入轴5连接向输入轴5传递扭矩，输入轴5上的扭矩依次经一档主动齿轮9、一档从动齿轮11传递到传动轴7上，最终经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19，由差速器的两个半轴输出动力。同时，同步器14与第一齿轮13接合，使输入轴5的扭矩依次经过一档主动齿轮9、第一齿轮13、同步器14传递到第二电机4上，通过第二电机4对电池进行充电，实现能量回收。
二档驱动，双离合器2主动盘与第二从动盘接合，发动机1的转轴与空心轴6连接向空心轴6传递扭矩，空心轴6上的扭矩依次经二档主动齿轮10、二档从动齿轮12传递到传动轴7上，最终经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19，由差速器的两个半轴输出动力。同时，同步器14与第二齿轮15接合，使空心轴6的扭矩依次经过二档主动齿轮10、第二齿轮15、同步器14传递到第二电机轴8上，通过第二电机4对电池进行充电。
纯电模式：
双离合器2断开，发动机1和第二电机4不工作，第一电机3向传动轴7传递扭矩，经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19，由差速器的两个半轴输出动力。或者，也可通过第二电机4工作驱动，发动机1、第一电机3不工作，动力依次经第二电机轴8、输入轴5或空心轴6、传动轴7后由差速器输出动力。
混合驱动模式：
一档驱动，双离合器2主动盘与第一从动盘接合，发动机1的转轴与输入轴5连接，发动机1、第一电机3均处于工作状态。其中，发动机1向输入轴5传递扭矩，输入轴5的扭矩依次经一档主动齿轮9、一档从动齿轮11传递到传动轴7上；第一电机3的第一电机轴3-1的扭矩依次经输入齿轮16、传动齿轮17将扭矩传递到传动轴7上。最终，发动机1与第一电机3的动力汇合于传动轴7后经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19，由差速器的两个半轴输出动力。同时，所述的同步器14与第一齿轮13接合，发动机1向输入轴5传递的扭矩，依次经一档主动齿轮9、第一齿轮13、同步器14传递到第二电机轴8上，通过第二电机4对电池进行充电。
二档驱动，双离合器2主动盘与第二从动盘接合，发动机1的转轴与空心轴6连接，发动机1、第一电机3均处于工作状态。其中，发动机1向空心轴5传递扭矩，空心轴6的扭矩依次经二档主动齿轮10、二档从动齿轮12传递到传动轴7上；第一电机3的第一电机轴3-1的扭矩依次经输入齿轮16、传动齿轮17将扭矩传递到传动轴7上。最终，发动机1与第一电机3的动力汇合于传动轴7后经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19，由差速器的两个半轴输出动力。同时，所述的同步器14与第二齿轮15接合，发动机1向空心轴6传递的扭矩，依次经二档主动齿轮10、第二齿轮15、同步器14传递到第二电机轴8上，通过第二电机4对电池进行充电。
或者，也可由发动机1、第二电机4、第一电机3同时工作混合驱动。当双离合器2的主动盘与第一从动盘接合，且同步器14与第一齿轮13接合，则为一档驱动；当双离合器2的主动盘与第二从动盘接合，且同步器14与第二齿轮15接合，为二档驱动。同时，第一电机3通过输入齿轮16、传动齿轮17输出扭矩至传动轴17。最终动力经输出齿轮18将扭矩传递到差速器齿轮19上由差速器20输出。
能量回收：
在整车滑行时，双离合器2的主动盘与从动盘断开，发动机1、第二电机4不工作，同步器14与第一齿轮13、第二齿轮15处于断开状态。汽车车轮的扭矩通过差速器20的差速器齿轮19将动力传递至输出齿轮18，并经传动轴7、传动齿轮17将扭矩传递到第一电机轴3-1，使第一电机3对电池进行充电。
在整车制动时，双离合器2的主动盘与第一从动盘或第二从动盘接合，发动机1处于工作状态，第二电机4不工作，同步器14与第一齿轮13、第二齿轮15处于断开状态。动力经过各档位传动齿轮传递至传动轴7上，并经传动齿轮17将扭矩传递到第一电机轴3-1，使第一电机3对电池进行充电。
在整车怠速时，双离合器2的主动盘与第一从动盘或第二从动盘接合，发动机1处于怠速状态，第一电机3不工作，同步器14与第一齿轮13或第二齿轮15处于接合状态。发动机1经过双离合器2向输入轴5或空心轴6传递扭矩，该扭矩依次经过一档主动齿轮9、第一齿轮13、同步器14，或者依次经过二档主动齿轮10、第二齿轮15、同步器14，将动力传递至第二电机轴8，使第二电机4对电池进行充电。
启动发动机：
双离合器2的主动盘与第一从动盘接合，使发动机1的转轴与输入轴5连接，同步器14与第一齿轮13接合，第一电机3不工作。第二电机4工作，第二电机轴8的扭矩依次经同步器14、第一齿轮13、一档主动齿轮9，将动力传递至输入轴5上，输入轴5便驱动发动机1的转轴转动，启动发动机1。
或者，双离合器2的主动盘与第二从动盘接合，使发动机1的转轴与空心轴6连接，同步器14与第二齿轮15接合，第一电机3不工作。第二电机4工作，第二电机轴8的扭矩依次经同步器14、第二齿轮15、二档主动齿轮10，将动力传递至空心轴6上，空心轴6便驱动发动机1的转轴转动，启动发动机1。
动力补偿：
在档位切换，即双离合器2切换主动盘与两个从动盘之间的接合过程中，第一电机3工作，由第一电机轴3-1驱动输入齿轮16转动，并依次经传动齿轮17、传动轴7、输出齿轮18，将动力传递至差速器齿轮19，由差速器20输出动力。使换档时第一电机3能输出动力，实现了换档时动力的补偿。
该驱动系统能够满足汽车的低排放、低油耗要求，且其结构紧凑，驱动系统的适应性好，有利于发动机仓内结构的布置。工作时，驱动系统通过换档时第一电机的持续工作保证了动力的不中断，实现了动力的连续，提高了换档的舒适性，驾驶体验也更好。同时，在汽车行进中也可启动发动机，节油效果好。此外，本驱动系统有多种工作模式，可满足汽车各工况的动力需求，提高了驱动系统的工作性能，并可对能量进行回收，增加了汽车的续航能力。

Claims (4)

1.一种汽车双电机混合动力驱动系统，包括发动机（1）、差速器（20），其特征在于：还包括第一电机（3）、第二电机（4）、输入轴（5）、传动轴（7）、空心轴（6），所述第一电机（3）的第一电机轴（3-1）一端轴向延伸，该延伸端上周向固定输入齿轮（16），所述第二电机（4）的第二电机轴（8）一端轴向延伸，该延伸端上周向固定一同步器（14），所述第二电机轴（8）上位于同步器（14）的一侧空套第一齿轮（13），第二电机轴（8）上位于同步器（14）的另一侧空套第二齿轮（15），第一电机轴（3-1）、第二电机轴（8）、输入轴（5）、传动轴（7）平行，所述空心轴（6）空套在输入轴（5）上与输入轴（5）同轴心线，所述发动机（1）的转轴通过一双离合器（2）与输入轴（5）、空心轴（6）连接，所述输入轴（5）一端延伸出空心轴（6）并周向固定一档主动齿轮（9），所述空心轴（6）上周向固定二档主动齿轮（10），所述传动轴（7）上周向固定一档从动齿轮（11）、传动齿轮（17）、二档从动齿轮（12）、输出齿轮（18），所述一档主动齿轮（9）分别与一档从动齿轮（11）、第一齿轮（13）啮合，所述二档主动齿轮（10）分别与二档从动齿轮（12）、第二齿轮（15）啮合，所述传动齿轮（17）与第一电机轴（3-1）上的输入齿轮（16）啮合，所述差速器（20）的差速器齿轮（19）与传动轴（7）上的输出齿轮（18）啮合。
2.根据权利要求1所述的汽车双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述双离合器（2）包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述主动盘与发动机（1）转轴周向固定，所述第一从动盘与输入轴（5）周向固定，所述第二从动盘与空心轴（6）周向固定。
3.根据权利要求1所述的汽车双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述第一齿轮（13）的一端设置第一接合齿，所述第二齿轮（15）的一端设置第二接合齿，所述同步器（14）的齿圈分别与第一齿轮（13）的第一接合齿、第二齿轮（15）的第二接合齿对应。
4.根据权利要求1所述的汽车双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述传动轴（7）上的一档从动齿轮（11）、传动齿轮（17）、二档从动齿轮（12）、输出齿轮（18）沿传动轴（7）的轴向依次排列。
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