CN113212147A - 用于混合动力汽车的动力传动系统 - Google Patents

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汪国建
张兴江
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李江华
尹文杰
马连
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Abstract

一种用于混合动力汽车的动力传动系统，一输出轴、第一主动轴、第二主动轴相互平行支承于动力传动系统箱体内，一输入轴与输出轴位于同一轴心线上，所述第一主动轴的轴心线上设置第一从动轴，所述第一主动轴通过第二离合器与第一从动轴固定连接，所述第一主动轴上周向固定第八齿轮、第九齿轮，所述第二离合器的主动摩擦盘与第八齿轮固定连接，所述第二离合器的从动摩擦盘与第一从动轴固定连接，该第一从动轴上空套设置第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮，所述第十齿轮与第十一齿轮之间设置用于换挡的第一同步器，所述第十二齿轮与第十三齿轮之间设置用于换挡的第二同步器，所述第一同步器、第二同步器均周向固定在第一从动轴上。

Description

用于混合动力汽车的动力传动系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车领域，具体涉及一种用于混合动力汽车的动力传动系统。
背景技术
目前，大部分的混合动力汽车都是采用油电混合动力的传动系统，而多数油电混合动力的传动系统都采用了双电机结构，即油电混合动力传动系统包括从燃油得到动力的发动机和依靠电力运转的驱动电机以外，还增加了一个发电机，发电机利用机动车运行的动力发电，为机动车提供电能，发动机停机后，利用驱动电机驱动机动车行驶，降低机动车废气排放，保护环境。但是发动机、发电机和驱动电机三者之间的连接和控制对混合动力车辆的行驶性能有直接影响。
申请号为CN111845314A的专利《一种双电机混联式混合动力装置及车辆》公开了一种双电机混联式混合动力装置，所述双电机混联式混合动力装置包括前变速器、发电机、驱动电机和后变速器，所述发电机和驱动电机集成在一起且位于前变速器与后变速器之间，后变速器位于驱动电机一侧。由于该双电机混联式混合动力装置只有一个驱动电机进行纯电动力驱动，对电机尺寸需求极大，成本很高，而且传动系需与一组离合器配合使用，动力性能和平顺性差，如何在降低成本的同时，实现发动机及电机多挡位动力传动，提高用户体验与实用性是目前混合动力汽车领域中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种用于混合动力汽车的动力传动系统，采用两个驱动电机联合输出的方式，解决了只用一个驱动电机进行纯电动力驱动时，对电机尺寸需求极大的问题，大大降低了成本，提高了整个传动系统的动力性能和平顺性，用户体验与实用性极佳。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种用于混合动力汽车的动力传动系统，包括发动机、第一驱动电机、第二驱动电机，一输出轴、第一主动轴、第二主动轴相互平行支承于动力传动系统箱体内，一输入轴与输出轴位于同一轴心线上，所述输出轴上周向固定第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮；
所述发动机通过第一离合器与输入轴固定连接，所述第一离合器的主动摩擦盘与发动机固定连接，所述第一离合器的从动摩擦盘与输入轴固定连接，该输入轴上周向固定第五齿轮；
所述第一驱动电机的转子空套在输出轴上，所述第二驱动电机的转子空套在第一驱动电机的电机轴上，使第一驱动电机、第二驱动电机的电机轴均与输出轴位于同一轴心线上，所述第一驱动电机的电机轴上周向固定第六齿轮，所述第二驱动电机的电机轴上周向固定第七齿轮；
所述第一主动轴的轴心线上设置第一从动轴，所述第一主动轴通过第二离合器与第一从动轴固定连接，所述第一主动轴上周向固定第八齿轮、第九齿轮，所述第二离合器的主动摩擦盘与第八齿轮固定连接，所述第二离合器的从动摩擦盘与第一从动轴固定连接，该第一从动轴上空套设置第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮，所述第十齿轮与第十一齿轮之间设置用于换挡的第一同步器，所述第十二齿轮与第十三齿轮之间设置用于换挡的第二同步器，所述第一同步器、第二同步器均周向固定在第一从动轴上；
所述第二主动轴的轴心线上设置第二从动轴，所述第二主动轴通过第三离合器与第二从动轴固定连接，所述第二主动轴上周向固定第十四齿轮、第十五齿轮，所述第三离合器的主动摩擦盘与第十四齿轮固定连接，所述第三离合器的从动摩擦盘与第二从动轴固定连接，该第二从动轴上空套设置第十六齿轮、第十七齿轮、第十八齿轮、第十九齿轮，所述第十六齿轮与第十七齿轮之间设置用于换挡的第三同步器，所述第十八齿轮与第十九齿轮之间设置用于换挡的第四同步器，所述第三同步器、第四同步器均周向固定在第二从动轴上；
所述第十齿轮与第十六齿轮均分别与输出轴上周向固定的第一齿轮啮合，所述第十一齿轮与第十七齿轮均分别与输出轴上周向固定的第二齿轮啮合，所述第十二齿轮与第十八齿轮均分别与输出轴上周向固定的第三齿轮啮合，所述第十三齿轮与第十九齿轮均分别与输出轴上周向固定的第四齿轮啮合，所述第八齿轮与第十四齿轮均分别与输入轴上周向固定的第五齿轮啮合；
所述第十五齿轮与第一驱动电机电机轴上周向固定的第六齿轮啮合，所述第九齿轮与第二驱动电机电机轴上周向固定的第七齿轮啮合。
本发明包含如下有益效果：包括发动机、第一驱动电机、第二驱动电机，一输出轴、第一主动轴、第二主动轴相互平行支承于动力传动系统箱体内，一输入轴与输出轴位于同一轴心线上，所述输出轴上周向固定第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮；
所述发动机通过第一离合器与输入轴固定连接，所述第一离合器的主动摩擦盘与发动机固定连接，所述第一离合器的从动摩擦盘与输入轴固定连接，该输入轴上周向固定第五齿轮；
所述第一驱动电机的转子空套在输出轴上，所述第二驱动电机的转子空套在第一驱动电机的电机轴上，使第一驱动电机、第二驱动电机的电机轴均与输出轴位于同一轴心线上，所述第一驱动电机的电机轴上周向固定第六齿轮，所述第二驱动电机的电机轴上周向固定第七齿轮；
所述第一主动轴的轴心线上设置第一从动轴，所述第一主动轴通过第二离合器与第一从动轴固定连接，所述第一主动轴上周向固定第八齿轮、第九齿轮，所述第二离合器的主动摩擦盘与第八齿轮固定连接，所述第二离合器的从动摩擦盘与第一从动轴固定连接，该第一从动轴上空套设置第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮，所述第十齿轮与第十一齿轮之间设置用于换挡的第一同步器，所述第十二齿轮与第十三齿轮之间设置用于换挡的第二同步器，所述第一同步器、第二同步器均周向固定在第一从动轴上；
所述第二主动轴的轴心线上设置第二从动轴，所述第二主动轴通过第三离合器与第二从动轴固定连接，所述第二主动轴上周向固定第十四齿轮、第十五齿轮，所述第三离合器的主动摩擦盘与第十四齿轮固定连接，所述第三离合器的从动摩擦盘与第二从动轴固定连接，该第二从动轴上空套设置第十六齿轮、第十七齿轮、第十八齿轮、第十九齿轮，所述第十六齿轮与第十七齿轮之间设置用于换挡的第三同步器，所述第十八齿轮与第十九齿轮之间设置用于换挡的第四同步器，所述第三同步器、第四同步器均周向固定在第二从动轴上；
所述第十齿轮与第十六齿轮均分别与输出轴上周向固定的第一齿轮啮合，所述第十一齿轮与第十七齿轮均分别与输出轴上周向固定的第二齿轮啮合，所述第十二齿轮与第十八齿轮均分别与输出轴上周向固定的第三齿轮啮合，所述第十三齿轮与第十九齿轮均分别与输出轴上周向固定的第四齿轮啮合，所述第八齿轮与第十四齿轮均分别与输入轴上周向固定的第五齿轮啮合；
所述第十五齿轮与第一驱动电机的电机轴上周向固定的第六齿轮啮合，所述第九齿轮与第二驱动电机的电机轴上周向固定的第七齿轮啮合。
所述第一驱动电机（2）、第二驱动电机（3）的电机轴均为空心轴，空心轴的一端分别与对应的驱动电机的转子固定连接，另一端用于周向固定齿轮。
根据动力传递路径的需求来增加第一从动轴/第二从动轴，以及输出轴上布置的齿轮副，用于增加不同速率的挡位。
本发明的纯发动机模式中发动机可实现多档位独立驱动；
本发明的纯电模式中第一驱动电机/第二驱动电机可实现多档位独立驱动，也可同时运行输出动力进行驱动；
本发明的混合驱动模式中发动机与第一驱动电机/第二驱动电机可实现多档位混合动力驱动；
本发明中，所述发动机可第一驱动电机/第二驱动电机发电，第一驱动电机/第二驱动电机可实现独立发电，也可以同时运行共同进行发电；
本发明中，在发动机怠速时，第一驱动电机/第二驱动电机均可实现动力回收发电。
本发明的优点如下：
① 本发明的结构简单，参与的功能部件目的明确、成本低，有利于混合动力系统车辆的集成匹配；
② 本发明的技术方案扩展性好，可实现更合理的模块化、平台化开发，以适应更多车型的要求；
③ 本发明的技术方案在实现发动机及电机多个混合动力挡位传动的同时，可匹配更小扭矩需求的驱动电机及控制器，以降低成本。
④ 本发明的技术方案采用多个离合器参与发动机与驱动电机之间多个挡位之间的扭矩切换，保证了切换时的平顺性，不但提高了汽车的动力响应性能，还保证了汽车行驶途中的舒适性，提高了用户体验感。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于混合动力汽车的动力传动系统，包括发动机1、第一驱动电机2、第二驱动电机3，一输出轴4、第一主动轴5、第二主动轴6相互平行支承于动力传动系统箱体内，一输入轴7与输出轴4位于同一轴心线上，所述输出轴4上周向固定第一齿轮9、第二齿轮10、第三齿轮11、第四齿轮12；
所述发动机1通过第一离合器8与输入轴7固定连接，所述第一离合器8的主动摩擦盘与发动机1固定连接，所述第一离合器8的从动摩擦盘与输入轴7固定连接，该输入轴7上周向固定第五齿轮13；
所述第一驱动电机2的转子空套在输出轴4上，所述第二驱动电机3的转子空套在第一驱动电机2的电机轴上，使第一驱动电机2、第二驱动电机3的电机轴均与输出轴4位于同一轴心线上，所述第一驱动电机2的电机轴上周向固定第六齿轮14，所述第二驱动电机3的电机轴上周向固定第七齿轮15；
所述第一驱动电机2、第二驱动电机3的电机轴均为空心轴，空心轴的一端分别与对应的驱动电机的转子固定连接，另一端用于周向固定齿轮。
所述第一主动轴5的轴心线上设置第一从动轴16，所述第一主动轴5通过第二离合器17与第一从动轴16固定连接，所述第一主动轴5上周向固定第八齿轮18、第九齿轮19，所述第二离合器17的主动摩擦盘与第八齿轮18固定连接，所述第二离合器17的从动摩擦盘与第一从动轴16固定连接，该第一从动轴16上空套设置第十齿轮20、第十一齿轮21、第十二齿轮22、第十三齿轮23，所述第十齿轮20与第十一齿轮21之间设置用于换挡的第一同步器24，所述第十二齿轮22与第十三齿轮23之间设置用于换挡的第二同步器25，所述第一同步器24、第二同步器25均周向固定在第一从动轴16上；
所述第二主动轴6的轴心线上设置第二从动轴26，所述第二主动轴6通过第三离合器27与第二从动轴26固定连接，所述第二主动轴6上周向固定第十四齿轮28、第十五齿轮29，所述第三离合器27的主动摩擦盘与第十四齿轮28固定连接，所述第三离合器27的从动摩擦盘与第二从动轴26固定连接，该第二从动轴26上空套设置第十六齿轮30、第十七齿轮31、第十八齿轮32、第十九齿轮33，所述第十六齿轮30与第十七齿轮31之间设置用于换挡的第三同步器34，所述第十八齿轮32与第十九齿轮33之间设置用于换挡的第四同步器35，所述第三同步器34、第四同步器35均周向固定在第二从动轴26上；
所述第十齿轮20与第十六齿轮30均分别与输出轴4上周向固定的第一齿轮9啮合，所述第十一齿轮21与第十七齿轮31均分别与输出轴4上周向固定的第二齿轮10啮合，所述第十二齿轮22与第十八齿轮32均分别与输出轴4上周向固定的第三齿轮11啮合，所述第十三齿轮23与第十九齿轮33均分别与输出轴4上周向固定的第四齿轮12啮合，所述第八齿轮18与第十四齿轮28均分别与输入轴7上周向固定的第五齿轮13啮合；
所述第十五齿轮29与第一驱动电机2电机轴上周向固定的第六齿轮14啮合，所述第九齿轮19与第二驱动电机3电机轴上周向固定的第七齿轮15啮合。
本实施例中，所述动力传动系统的部分运行模式如下所示：
纯发动机模式：
所述第一离合器8的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，第二离合器17/第三离合器27的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，第一同步器24与第十齿轮20/第十一齿轮21结合，或者第二同步器25与第十二齿轮22/第十三齿轮23结合，或者第三同步器34与第十六齿轮30/第十七齿轮31结合，或者第四同步器35与第十八齿轮32/第十九齿轮33结合，发动机1的动力通过第一离合器8依次传递给第五齿轮13、第一主动轴5/第二主动轴6、第一从动轴16/第二从动轴26，最后由输出轴4上周向固定的第一齿轮9/第二齿轮10/第三齿轮11/第四齿轮12将动力传递到输出轴4。
此模式下，第一驱动电机2/第二驱动电机3均用于发电且存储在电池中。
纯电模式：
所述第一离合器8的主动摩擦盘与从动摩擦盘没有结合时，第二离合器17/第三离合器27的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，第一同步器24与第十齿轮20/第十一齿轮21结合，或者第二同步器25与第十二齿轮22/第十三齿轮23结合，或者第三同步器34与第十六齿轮30/第十七齿轮31结合，或者第四同步器35与第十八齿轮32/第十九齿轮33结合，第一驱动电机2/第二驱动电机3的动力通过第二离合器17/第三离合器27依次由第一主动轴5/第二主动轴6、第一从动轴16/第二从动轴26传递给输出轴4上周向固定的第一齿轮9/第二齿轮10/第三齿轮11/第四齿轮12，最后由输出轴4将动力输出。
混合驱动模式：
发动机1、第一驱动电机2/第二驱动电机3均处于运行状态，用于输出动力，第一驱动电机2、第二驱动电机3也可同时输出动力。
所述第一离合器8的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，第二离合器17/第三离合器27的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，第一同步器24与第十齿轮20/第十一齿轮21结合，或者第二同步器25与第十二齿轮22/第十三齿轮23结合，或者第三同步器34与第十六齿轮30/第十七齿轮31结合，或者第四同步器35与第十八齿轮32/第十九齿轮33结合，发动机1的动力通过第一离合器8依次传递给第五齿轮13、第一主动轴5/第二主动轴6、第一从动轴16/第二从动轴26，最后由输出轴4上周向固定的第一齿轮9/第二齿轮10/第三齿轮11/第四齿轮12将动力传递到输出轴4。
第一驱动电机2/第二驱动电机3的动力通过第二离合器17/第三离合器27依次由第一主动轴5/第二主动轴6、第一从动轴16/第二从动轴26传递给输出轴4上周向固定的第一齿轮9/第二齿轮10/第三齿轮11/第四齿轮12，最后由输出轴4将动力输出。
能量回收模式：
整车怠速时，发动机1处于怠速状态，所述第一离合器8的主动摩擦盘与从动摩擦盘没有结合，第二离合器17/第三离合器27的主动摩擦盘与从动摩擦盘结合，由于惯性，汽车继续行驶使车轮产生的动力通过输出轴4依次传递给第一从动轴16/第二从动轴26、第一主动轴5/第二主动轴6，第六齿轮14/第七齿轮15带动第一驱动电机2/第二驱动电机3的电机轴进行发电，并存储在电池中。
启动发动机：
当发动机1处于停止运行状态时，使第一离合器8的主动摩擦盘与从动摩擦盘接合，第一驱动电机2/第二驱动电机3处于运行状态，第二电机4的电机轴输出的动力通过第一离合器8传递到发动机1的曲轴上，用于启动发动机1。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于混合动力汽车的动力传动系统，包括发动机（1）、第一驱动电机（2）、第二驱动电机（3），其特征在于，一输出轴（4）、第一主动轴（5）、第二主动轴（6）相互平行支承于动力传动系统箱体内，一输入轴（7）与输出轴（4）位于同一轴心线上，所述输出轴（4）上周向固定第一齿轮（9）、第二齿轮（10）、第三齿轮（11）、第四齿轮（12）；
所述发动机（1）通过第一离合器（8）与输入轴（7）固定连接，所述第一离合器（8）的主动摩擦盘与发动机（1）固定连接，所述第一离合器（8）的从动摩擦盘与输入轴（7）固定连接，该输入轴（7）上周向固定第五齿轮（13）；
所述第一驱动电机（2）的转子空套在输出轴（4）上，所述第二驱动电机（3）的转子空套在第一驱动电机（2）的电机轴上，使第一驱动电机（2）、第二驱动电机（3）的电机轴均与输出轴（4）位于同一轴心线上，所述第一驱动电机（2）的电机轴上周向固定第六齿轮（14），所述第二驱动电机（3）的电机轴上周向固定第七齿轮（15）；
所述第一主动轴（5）的轴心线上设置第一从动轴（16），所述第一主动轴（5）通过第二离合器（17）与第一从动轴（16）固定连接，所述第一主动轴（5）上周向固定第八齿轮（18）、第九齿轮（19），所述第二离合器（17）的主动摩擦盘与第八齿轮（18）固定连接，所述第二离合器（17）的从动摩擦盘与第一从动轴（16）固定连接，该第一从动轴（16）上空套设置第十齿轮（20）、第十一齿轮（21）、第十二齿轮（22）、第十三齿轮（23），所述第十齿轮（20）与第十一齿轮（21）之间设置用于换挡的第一同步器（24），所述第十二齿轮（22）与第十三齿轮（23）之间设置用于换挡的第二同步器（25），所述第一同步器（24）、第二同步器（25）均周向固定在第一从动轴（16）上；
所述第二主动轴（6）的轴心线上设置第二从动轴（26），所述第二主动轴（6）通过第三离合器（27）与第二从动轴（26）固定连接，所述第二主动轴（6）上周向固定第十四齿轮（28）、第十五齿轮（29），所述第三离合器（27）的主动摩擦盘与第十四齿轮（28）固定连接，所述第三离合器（27）的从动摩擦盘与第二从动轴（26）固定连接，该第二从动轴（26）上空套设置第十六齿轮（30）、第十七齿轮（31）、第十八齿轮（32）、第十九齿轮（33），所述第十六齿轮（30）与第十七齿轮（31）之间设置用于换挡的第三同步器（34），所述第十八齿轮（32）与第十九齿轮（33）之间设置用于换挡的第四同步器（35），所述第三同步器（34）、第四同步器（35）均周向固定在第二从动轴（26）上；
所述第十齿轮（20）与第十六齿轮（30）均分别与输出轴（4）上周向固定的第一齿轮（9）啮合，所述第十一齿轮（21）与第十七齿轮（31）均分别与输出轴（4）上周向固定的第二齿轮（10）啮合，所述第十二齿轮（22）与第十八齿轮（32）均分别与输出轴（4）上周向固定的第三齿轮（11）啮合，所述第十三齿轮（23）与第十九齿轮（33）均分别与输出轴（4）上周向固定的第四齿轮（12）啮合，所述第八齿轮（18）与第十四齿轮（28）均分别与输入轴（7）上周向固定的第五齿轮（13）啮合；
所述第十五齿轮（29）与第一驱动电机（2）电机轴上周向固定的第六齿轮（14）啮合，所述第九齿轮（19）与第二驱动电机（3）电机轴上周向固定的第七齿轮（15）啮合。
2.根据权利要求1所述的动力传动系统，其特征在于：所述第一驱动电机（2）、第二驱动电机（3）的电机轴均为空心轴。
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