CN114633613A - 一种汽车的混合动力变速器传动系统 - Google Patents

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杨玉龙
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龚丽萍
董晓娜
王征
陈流明
袁浩然
刘斐
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Abstract

本发明提供了一种汽车的混合动力变速器传动系统，属于车辆技术领域。它解决了现有变速器传动系统工作平稳性不足等问题。本汽车的混合动力变速器传动系统，包括第一电机、第二电机、发动机离合器和变速器，还包括第一减振器和第二减振器，发动机的输出轴、第一减振器、第一电机的转子、第二减振器、发动机离合器、第二电机的转子和变速器的主输入轴依次连接。本变速器传动系统提高了工作的平稳性。

Description

一种汽车的混合动力变速器传动系统
技术领域
本发明属于车辆技术领域，涉及一种汽车的混合动力变速器传动系统。
背景技术
混合动力是指车辆兼具燃油驱动和电力驱动两种驱动方式，由于混合动力汽车同时具有电力驱动和燃油驱动，兼具了燃油车和纯电车的优点而受到重视。目前市面上常见的混合动力传动系统包括单电机混动系统和双电机混动系统，单电机混动系统包括发动机、单个电机和变速器，双电机混动系统包括发动机、两个电机和变速器。一般电机可设置在发动机前、发动机后变速器前和变速器中。
其中一种混合动力传动系统中，包括第一电机、第二电机、动力电池、发动机、离合器及变速器，动力电池连接第一电机和第二电机，发动机、第一电机、离合器和变速器依次连接，第二电机则与变速器直接连接，同时第二电机还与离合器连接。通过控制离合器的分离和闭合以及控制发动机的工作，可实现纯电机驱动模式、充电串联驱动模式和并联混合动力模式这样三种工作模式。比如，当发动机不工作且离合器分离时，动力电池给第二电机供电，仅第二电机驱动变速器，实现纯电机驱动模式；当发动机工作而离合器分离时，动力电池给第二电机供电，仅第二电机驱动变速器，同时发动机工作驱动第一电机转动，第一电机给动力电池充电，增加行程，实现充电串联驱动模式；当发动机工作且离合器闭合时，发动机与第二电机实现并联共同驱动变速器，实现并联混合动力模式。
在并联混合动力模式中，由于发动机与第一电机的转子连接，发动机工作时产生的振动会直接传导至第一电机的转子，导致第一电机转子发生振动。而且由于发动机、第一电机、离合器和变速器依次连接，离合器还与第二电机连接，第二电机又与变速器直接连接，当离合器闭合时，发动机工作时产生的振动还会分别通过离合器和第二电机传导到变速器，振动叠加后导致变速器的振动加剧，降低了传动系统工作的平稳性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车的混合动力变速器传动系统，解决的技术问题是：如何提高变速器传动系统工作的平稳性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种汽车的混合动力变速器传动系统，汽车包括发动机，汽车的混合动力变速器传动系统包括第一电机、第二电机、发动机离合器和变速器，还包括第一减振器和第二减振器，所述发动机的输出轴、第一减振器、第一电机的转子、第二减振器、发动机离合器、第二电机的转子和变速器的主输入轴依次连接。
由于发动机的输出轴与第一电机的转子之间连接有第一减振器，第一电机转子与发动机离合器之间连接有第二减振器，即通过第一减振器和第二减振器将发动机、第一电机和第二电机分别隔开，使发动机、第一电机和第二电机工作时产生的振动不会相互叠加，从而提高了传动系统工作的平稳性，并降低振动噪音。另外，通过对第一电机和第二电机的通断电控制以及发动机离合器的离合控制，可以使传动系统形成多种工作模式，在工作模式切换的过程中正是动力和运动突变的时刻，同时设置第一减振器和第二减振器后可以减缓动力和运动突变时发动机、第一电机和第二电机之间的影响，从而有利于提高工作模式切换时的平稳性。因此，本变速器传动系统提高了工作的平稳性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述第二减振器设置在第一电机转子的内孔中，所述发动机离合器设置在第二电机转子的内孔中。这样设置后在不影响第二减振器和发动机离合器功能保证传动系统工作平稳的同时，还能够缩短传动系统轴向长度，使传动系统结构紧凑。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，第一电机和第二电机分别与动力电池电连接，汽车的混合动力变速器传动系统具有以下任意一种或者多种工作模式：
电机驱动模式，发动机离合器处于分离状态，发动机和第一电机处于停机状态，动力电池对第二电机放电使第二电机工作，变速器处于工作状态；
串联模式，发动机离合器处于分离状态，发动机工作使第一电机工作并通过第一电机对动力电池充电，动力电池对第二电机放电使第二电机工作，变速器处于工作状态；
并联模式，发动机离合器处于闭合状态，第一电机停机，发动机工作并通过第一电机的转子和发动机离合器向第二电机的转子传递动力，同时动力电池对第二电机放电使第二电机工作，变速器处于工作状态；
全驱模式，发动机离合器处于闭合状态，发动机工作并通过第一电机的转子和发动机离合器向第二电机的转子传递动力，同时动力电池对第一电机和第二电机放电使第一电机和第二电机工作，变速器处于工作状态；
充电模式，发动机离合器处于闭合状态，第二电机停机，发动机工作使第一电机工作并通过第一电机对动力电池充电，同时发动机通过第一电机的转子、发动机离合器和第二电机的转子向变速器传递动力，变速器处于工作状态；
怠速充电模式，发动机离合器处于分离状态，第二电机和变速器处于停机状态，发动机工作使第一电机工作并通过第一电机对动力电池充电；
能量回收模式，发动机离合器处于分离状态，发动机和第一电机处于停机状态，变速器工作使第二电机工作并通过第二电机对动力电池充电。
本混合动力变速器传动系统可以实现七种工作模式，使传动系统可以更好的适用各种工况条件，保证工作的平稳性，同时可以减少能量的浪费，有利于提高车辆的燃油经济性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述变速器包括同轴依次设置的第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系。
行星轮系结构紧凑，体积小。变速器由同轴依次设置的第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系组成，则可以使变速器结构更合理紧凑，减少传动系统整体体积。同时变速器为多档变速，提高了整车的动力性以及换档的柔顺性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述变速器还包括第一离合器、第二离合器和第三离合器，所述第一行星轮系包括第一太阳轮、第一行星架和第一外齿圈，所述第二行星轮系包括第二太阳轮、第二行星架和第二外齿圈，所述第三行星轮系包括第三太阳轮、第三行星架和第三外齿圈，所述第四行星轮系包括第四太阳轮、第四行星架和第四外齿圈，所述第一太阳轮上连接有第一制动器，所述第一外齿圈上连接有第二制动器，所述第一行星架与第四外齿圈固定连接，所述第二太阳轮与第一太阳轮固定连接，所述第二外齿圈与第三太阳轮固定连接，所述第二行星架与变速器的主输入轴固定连接，所述第三太阳轮通过第三离合器与第三外齿圈连接，所述第四太阳轮通过第一离合器与变速器的主输入轴连接，所述第三外齿圈与第四太阳轮固定连接，所述第三行星架通过第二离合器与第四行星架连接。
通过控制第一制动器、第二制动器、第一离合器、第二离合器以及第三离合器的分离和闭合，可以实现八个前进档和一个倒档，提高了整车的动力性以及换档的柔顺性。变速器的主输出轴只与第四行星架连接，且能够通过第二离合器分离，使变速器的主输出轴转动惯量降低，降低了无负载扭矩，提高了传动效率。而第一离合器、第二离合器和第三离合器靠近变速器的主输出轴可以减小变速器的拖拽扭矩。同时这样结构和布局还能够提高传动系统工作的平稳性和可靠性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述第一制动器设置在第二电机与第一行星轮系之间，所述第二制动器设置在第一行星轮系的外侧。这样可以使变速器结构紧凑，同时减少换挡过程中制动力矩突变带来的影响，使换档过程平稳过渡。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器均设置在第三行星轮系和第四行星轮系之间，所述第三离合器靠近第三行星轮系，所述第二离合器靠近第四行星轮系。这样可以使变速器结构紧凑，还可以减小变速器的拖拽扭矩。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮和第四太阳轮均套装于变速器的主输入轴，且变速器的主输入轴为一体化结构。
第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮和第四太阳轮均套装于变速器的主输入轴，使第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系的安装均通过变速器的主输入轴定位，使变速器结构紧凑，同时变速器的主输入轴为一体化结构，不仅可以提高速器的主输入轴的刚度，还可以使第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系的定位准确，有利于包括传动系统工作的平稳性和可靠性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，混合动力变速器传动系统还包括壳体，所述第一电机的定子和第二电机的定子均位于壳体内并与壳体固定，所述第一制动器和第二制动器均位于壳体内并与壳体固定，所述第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系均安装在壳体内。
将第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系和第四行星轮系均整合安装到一个壳体内可以缩减传动系统的整体体积，并使变速器内部结构紧凑。同时变速器的主输入轴、变速器的主输出轴、第一电机和第二电机可以形成以同一壳体为统一安装定位标准，使变速器的主输入轴、变速器的主输出轴、第一电机和第二电机安装位置准确，减少安装位置偏差带来的工作振动，有利于保证传动系统工作的平稳性和可靠性。
在上述的汽车的混合动力变速器传动系统中，所述第一减振器与第一电机的转子之间连接有中间输入轴，所述中间输入轴、变速器的主输入轴和变速器的主输出轴同轴设置。中间输入轴可以与第一电机的转子之间形成花键连接或者单键连接，中间输入轴的设置使第一减振器与第一电机转子之间安装方便，也可以减少径向振动的传递，有利于保证工作的平稳性。中间输入轴、变速器的主输入轴和变速器的主输出轴同轴设置则有利于保证传动系统工作的平稳性和可靠性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
同时设置第一减振器和第二减振器，且发动机的输出轴、第一减振器、第一电机的转子、第二减振器、发动机离合器、第二电机的转子和变速器的主输入轴依次连接，能够提高传动系统工作的平稳性和可靠性，并可降低噪音。具有七种工作模式，能够适应更多的工况条件，提高车辆的乘坐舒适性和燃油经济性。具有八个前进档和一个倒档，实现多变速比，提高换档的柔顺性，提升整车的动力性，满足驾驶员的驾驶动力需求。所有零部件的设置以及位置关系使传动系统内部空间布置紧凑合理，可靠性高且控制简单。总之本传动系统结构简单、内部空间布置紧凑合理、可靠性高、控制简单，且在传动系统工作平稳性、车辆乘坐舒适性、换档柔顺性以及燃油经济性方面都会有较大地提升。
附图说明
图1是本传动系统的传动关系示意图；
图2是本传动系统处于电机驱动模式时的能量流框图；
图3是本传动系统处于串联模式时的能量流框图；
图4是本传动系统处于并联模式时的能量流框图；
图5是本传动系统处于全驱模式时的能量流框图；
图6是本传动系统处于充电模式时的能量流框图；
图7是本传动系统处于怠速充电模式时的能量流框图；
图8是本传动系统处于能量回收模式时的能量流框图。
图中，1、动力电池；2、PCM电路保护模块；3、差速器；10、发动机；10a、输出轴；TD1、第一减振器；100、中间输入轴；EM1、第一电机；EM2、第二电机；C0、发动机离合器；TD2、第二减振器；20、变速器；200、主输入轴；300、主输出轴；400、壳体；B1、第一制动器；B2、第二制动器；201、第一行星轮系；S1、第一太阳轮；Z1、第一行星轮；R1、第一外齿圈；P1、第一行星架；202、第二行星轮系；S2、第二太阳轮；Z2、第二行星轮；R2、第二外齿圈；P2、第二行星架；203、第三行星轮系；S3、第三太阳轮；Z3、第三行星轮；R3、第三外齿圈；P3、第三行星架；204、第四行星轮系；S4、第四太阳轮；Z4、第四行星轮；R4、第四外齿圈；P4、第四行星架；C1、第一离合器；C2、第二离合器；C3、第三离合器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1-图8所示，汽车包括发动机10，一种汽车的混合动力变速器传动系统，包括第一减振器TD1、中间输入轴100、第一电机EM1、第二减振器TD2、发动机离合器C0、第二电机EM2、变速器20和壳体400。第一电机EM1和第二电机EM2分别与动力电池1电连接，即动力电池1分别与第一电机EM1和第二电机EM2通过电线连接。动力电池1安装在壳体400外，第一电机EM1和第二电机EM2设置在壳体400内，第一电机EM1的定子和第二电机EM2的定子与壳体400固定。动力电池1上安装有PCM电路保护模块2，保证动力电池1使用的稳定性和安全性。PCM电路保护模块2与车辆的控制器连接，车辆的控制器能够通过PCM电路保护模块2对动力电池1的充放电进行控制。动力电池1与第一电机EM1之间的充放电以及动力电池1与第二电机EM2之间的充放电可独立进行。
如图1所示，变速器20设置在壳体400内，变速器20包括主输入轴200、第一行星轮系201、第二行星轮系202、第三行星轮系203、第四行星轮系204和主输出轴300。主输入轴200为一体化结构且主输出轴300和主输入轴200同轴设置。第一行星轮系201、第二行星轮系202、第三行星轮系203和第四行星轮系204同轴设置并依次排列。主输出轴300的后端还与差速器3传动连接，车轮传动连接在差速器3上。
第一行星轮系201包括第一太阳轮S1、第一行星轮Z1、第一行星架P1和第一外齿圈R1。第一太阳轮S1套装于主输入轴200，第一外齿圈R1套装在第一太阳轮S1外侧，第一行星轮Z1转动安装在第一行星架P1上，第一行星轮Z1位于第一太阳轮S1与第一外齿圈R1之间并分别与两者啮合。第二行星轮系202包括第二太阳轮S2、第二行星轮Z2、第二行星架P2和第二外齿圈R2。第二太阳轮S2套装于主输入轴200，第二外齿圈R2套装在第二太阳轮S2外侧，第二行星轮Z2转动安装在第二行星架P2上，第二行星轮Z2位于第二太阳轮S2与第二外齿圈R2之间并分别与两者啮合。第三行星轮系203包括第三太阳轮S3、第三行星轮Z3、第三行星架P3和第三外齿圈R3。第三太阳轮S3套装于主输入轴200，第三外齿圈R3套装在第二太阳轮S2外侧，第三行星轮Z3转动安装在第三行星架P3上，第三行星轮Z3位于第三太阳轮S3与第三外齿圈R3之间并分别与两者啮合。第四行星轮系204包括第四太阳轮S4、第四行星轮Z4、第四行星架P4和第四外齿圈R4。第四太阳轮S4套装于主输入轴200，第四外齿圈R4套装在第四太阳轮S4外侧，第四行星轮Z4转动安装在第四行星架P4上，第四行星轮Z4位于第四太阳轮S4与第四外齿圈R4之间并分别与两者啮合。由于主输入轴200为一体化结构，且第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、第三太阳轮S3和第四太阳轮S4均套装于主输入轴200，保证第一行星轮系201、第二行星轮系202、第三行星轮系203和第四行星轮系204同轴设置。
变速器20还包括第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。第一制动器B1设置在第二电机EM2与第一行星轮系201之间，第一制动器B1的外毂固定连接在壳体400上，第一制动器B1的内毂与第一太阳轮S1固定连接。第二制动器B2设置在第一外齿圈R1的外侧，第二制动器B2的外毂固定连接在壳体400上，第二制动器B2的内毂与第一外齿圈R1固定连接。第一行星架P1与第四外齿圈R4固定连接。第一行星架P1与第四外齿圈R4之间设置的连接件位于第二行星轮系202、第三行星轮系203、第四行星轮系204、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器的外侧。第二太阳轮S2与第一太阳轮S1固定连接，即第一太阳轮S1和第二太阳轮S2均受到第一制动器B1的控制。第二外齿圈R2与第三太阳轮S3固定连接，第二行星架P2与变速器20的主输入轴200固定连接。第三太阳轮S3通过第三离合器C3与第三外齿圈R3连接，第四太阳轮S4通过第一离合器C1与变速器20的主输入轴200连接，第三外齿圈R3与第四太阳轮S4固定连接，第三行星架P3通过第二离合器C2与第四行星架P4连接。具体地，第三太阳轮S3与第三离合器C3的內毂固定连接，第三外齿圈R3与第三离合器C3的外毂固定连接，第三行星架P3与第二离合器C2的內毂固定连接；第四太阳轮S4与第一离合器C1的外毂固定连接，第一离合器C1的外毂还与第三离合器C3的外毂固定连接，第一离合器C1的内毂与变速器20的主输入轴200固定连接；第四行星架P4与第二离合器C2的外毂固定连接，第四行星架P4还与变速器20的主输出轴300固定连接。第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3均设置在第三行星轮系203和第四行星轮系204之间，第三离合器C3靠近第三行星轮系203，第二离合器C2靠近第四行星轮系204。第三行星架P3与第二制动器B2内毂之间设置的连接件位于第三行星轮系203、第一制动器B1和第三制动器的外侧。
第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3均与车辆的控制器连接。如表1所示，车辆的控制器通过控制第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2以及第三离合器C3的闭合和分离，能够实现多档变速。如表1所示，变速器20具有八个前进档和一个倒档。其中D1档为前进一档，D2档为前进二档，D3档为前进三档，D4档为前进四档，D5档为前进五档，D6档为前进六档，D7档为前进七档，D8档为前进八档，R档为倒档；变速比是主输入轴200转速与主输出轴300转速之间的比值；梯度是相邻两个档位变速比之间的比值，具体见表1中备注栏，如D1/D2指梯度为D1档变速比与D2档变速比之间的比值。
如图1和表1所示，处于D1档时，第一制动器B1、第二制动器B2和第一离合器C1处于闭合状态，第二离合器C2和第三离合器C3处于分离状态。处于D2档时，第一制动器B1、第二制动器B2和第三离合器C3处于闭合状态，第一离合器C1和第二离合器C2处于分离状态。处于D3档时，第二制动器B2、第一离合器C1和第三离合器C3处于闭合状态，第一制动器B1和第二离合器C2处于分离状态。处于D4档时，第二制动器B2、第二离合器C2和第三离合器C3处于闭合状态，第一制动器B1和第一离合器C1处于分离状态。处于D5档时，第二制动器B2、第一离合器C1和第二离合器C2处于闭合状态，第一制动器B1和第三离合器C3处于分离状态。处于D6档时，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3处于闭合状态，第一制动器B1和第二制动器B2处于分离状态。处于D7档时，第一制动器B1、第一离合器C1和第二离合器C2处于闭合状态，第二制动器B2和第三离合器C3处于分离状态。处于D8档时，第一制动器B1、第二离合器C2和第三离合器C3处于闭合状态，第二制动器B2和第一离合器C1处于分离状态。处于R档时，第一制动器B1、第二制动器B2和第二离合器C2处于闭合状态，第一离合器C1和第三离合器C3处于分离状态。
表1变速器中各档位对应的离合器和制动器的工作状态表
Figure BDA0003510397830000121
(其中●表示处于闭合状态，○表示可选择性闭合)
如图1所示，发动机10位于壳体400外，发动机10具有输出轴10a。发动机10的输出轴10a、第一减振器TD1、第一电机EM1的转子、第二减振器TD2、发动机离合器C0、第二电机EM2的转子和变速器20的主输入轴200依次连接。第一减振器TD1和第二减振器TD2均为市面上可以直接买到的扭转减振器，其具体结构不再详述。第一减振器TD1位于壳体400的外侧，第一减振器TD1与第一电机EM1的转子之间连接有中间轴，中间轴与变速器20的主输入轴200同轴设置。中间轴可以与第一电机EM1的转子之间形成花键连接或者单键连接，安装方便。第二减振器TD2设置在第一电机EM1转子的内孔中，发动机离合器C0设置在第二电机EM2转子的内孔中，发动机离合器C0的内毂与第二减振器TD2连接，发动机离合器C0的外毂与第二电机EM2转子固定连接。发动机10和发动机离合器C0也与车辆的控制器连接，车辆的控制器能够控制发动机10的工作状态，以及能够控制发动机离合器C0的闭合和分离。
如表2以及图2-图8所示，根据混合动力变速器传动系统各个部件工作状态的不同，汽车的混合动力变速器传动系统具有七种工作模式：电机驱动模式[Electric Drive模式]、串联模式[Series Hybrid Mode模式]、并联模式[Parallel Hybrid Drive模式]、全驱模式[All Power Drive模式]、充电模式[Charging模式]、怠速充电模式[Idling Charging模式]、能量回收模式[Energy Recovery模式]。在表2以及图2-图8中，动力电池1放电是指动力电池1放电向第一电机EM1或/和第二电机EM2输送电能；动力电池1放电充电是指第一电机EM1或/和第二电机EM2向动力电池1输送电能；发动机10停机是指发动机10没有工作不输出动能，即发动机10的输出轴10a没有转动；发动机10工作是指发动机10输出动能，即发动机10的输出轴10a转动；第一电机EM1停机是指第一电机EM1没有通电或者不产生电能，即动力电池1与第一电机EM1之间没有电能输送；第一电机EM1工作是指第一电机EM1通电或产生电能，即动力电池1与第一电机EM1之间有电能输送；第二电机EM2停机是指第二电机EM2没有通电或者不产生电能，即动力电池1与第二电机EM2之间没有电能输送；第二电机EM2工作是指第二电机EM2通电或产生电能，即动力电池1与第二电机EM2之间有电能输送；变速器20工作是指变速器20主输入轴200和主输出轴300之间传递动力；变速器20停机是指变速器20主输入轴200和主输出轴300之间不传递动力。
如表2和图2所示，第1种工作模式为电机驱动模式，此时发动机离合器C0处于分离状态，发动机10和第一电机EM1处于停机状态，动力电池1对第二电机EM2放电使第二电机EM2工作，变速器20处于工作状态。车辆的行驶动力来源于第二电机EM2，动力电池1给第二电机EM2提供电能，第二电机EM2的转子转动并通过变速器20驱动车轮转动。比较适合在动力电池1电量充足且中低速行驶时，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图3所示，第2种工作模式为串联模式，此时发动机离合器C0处于分离状态，发动机10工作使第一电机EM1工作并通过第一电机EM1对动力电池1充电，动力电池1对第二电机EM2放电使第二电机EM2工作，变速器20处于工作状态。车辆的行驶动力来源于第二电机EM2，发动机10驱动第一电机EM1转子转动，第一电机EM1作为发电机使用并给动力电池1充电，动力电池1再给第二电机EM2提供电能，第二电机EM2的转子转动并通过变速器20驱动车轮转动。比较适合在动力电池1电量不足且中低速行驶时，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图4所示，第3种工作模式为并联模式，发动机离合器C0处于闭合状态，第一电机EM1停机，发动机10工作并通过第一电机EM1的转子和发动机离合器C0向第二电机EM2的转子传递动力，同时动力电池1对第二电机EM2放电使第二电机EM2工作，变速器20处于工作状态。车辆的行驶动力来源于发动机10和第二电机EM2，发动机10依次驱动第一电机EM1的转子和第二电机EM2的转子转动，同时动力电池1给第二电机EM2提供电能，动力电池1也驱动第二电机EM2的转子转动，驱动力在第二电机EM2转子上叠加后通过变速器20驱动车轮转动。比较适合在动力电池1电量充足且高速行驶时，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图5所示，第4种工作模式为全驱模式，发动机离合器C0处于闭合状态，发动机10工作并通过第一电机EM1的转子和发动机离合器C0向第二电机EM2的转子传递动力，同时动力电池1对第一电机EM1和第二电机EM2放电使第一电机EM1和第二电机EM2工作，变速器20处于工作状态。车辆的行驶动力来源于发动机10、第一电机EM1和第二电机EM2，发动机10依次驱动第一电机EM1的转子和第二电机EM2的转子转动，同时动力电池1给第一电机EM1和第二电机EM2提供电能，动力电池1驱动第一电机EM1转子和第二电机EM2的转子转动，驱动力在第二电机EM2转子上叠加后通过变速器20驱动车轮转动。比较适合在动力电池1电量充足且加速行驶时，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图6所示，第5种工作模式为充电模式，发动机离合器C0处于闭合状态，第二电机EM2停机，发动机10工作使第一电机EM1工作并通过第一电机EM1对动力电池1充电，同时发动机10通过第一电机EM1的转子、发动机离合器C0和第二电机EM2的转子向变速器20传递动力，变速器20处于工作状态。车辆的行驶动力来源于发动机10，发动机10依次驱动第一电机EM1的转子和第二电机EM2的转子转动，第二电机EM2转子转动并通过变速器20驱动车轮转动，同时第一电机EM1作为发电机使用并给动力电池1充电。比较适合在动力电池1电量不足且高速行驶时，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图7所示，第6种工作模式为怠速充电模式，发动机离合器C0处于分离状态，第二电机EM2和变速器20处于停机状态，发动机10工作使第一电机EM1工作并通过第一电机EM1对动力电池1充电。此时车辆处于空档，发动机10驱动第一电机EM1转动，第一电机EM1作为发电机使用并给动力电池1充电。比较适合在停车等红绿灯或者临时待机停车时给动力电池1充电，减少能量的浪费，也可以用于其它合适的工况。
如表2和图8所示，第7种工作模式为能量回收模式，发动机离合器C0处于分离状态，发动机10和第一电机EM1处于停机状态，变速器20工作使第二电机EM2工作并通过第二电机EM2对动力电池1充电。此时车轮转动反向驱动变速器20工作，变速器20工作反向驱动第二电机EM2转子转动，第二电机EM2作为发电机使用并给动力电池1充电。比较适合车辆下坡时，也可以用于其它合适的工况。
表2传动系统在七种工作模式时各个部件的工作状态表
Figure BDA0003510397830000161
本混合动力变速器传动系统可以实现七种工作模式，使传动系统可以更好的适用各种工况条件，保证工作的平稳性，同时可以减少能量的浪费，有利于实现车辆的燃油经济性。而第一减振器TD1和第二减振器TD2的设置将发动机10、第一电机EM1和第二电机EM2分别隔开，使发动机10、第一电机EM1和第二电机EM2工作时产生的振动不会相互叠加，提高了传动系统工作的平稳性和可靠性，并降低了振动噪音。而且第一减振器TD1和第二减振器TD2的设置还可以减缓动力和运动突变时发动机10、第一电机EM1和第二电机EM2之间的影响，从而有利于提高工作模式切换时的平稳性。另外本混合动力变速器传动系统具有多个档位变速比，并使各个档位变速比的间隔和梯度分配更加合理，配合双电机七种工作模式可以更好的发挥车辆的乘坐舒适性、换挡柔顺性以及燃油经济性，且本传动系统双电机的最高转速需求相对单级变速混动电机明显降低，电机的转速范围与发动机10转速范围相当，整机噪音明显降低，同时由于多档变速比的介入，提升了整车的动力性，满足驾驶员的驾驶动力需求。而第一电机EM1、第二减振器TD2、发动机离合器C0、第二电机EM2、第一制动器B1、第二制动器B2、第一行星轮系201、第二行星轮系202、第三行星轮系203、第三离合器C3、第二离合器C2、第一离合器C1和第四行星轮系204在壳体400内的整体布局，使本传动系统具有结构相对简单，内部空间布置紧凑合理，可靠性高，控制简单等优点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种汽车的混合动力变速器传动系统，汽车包括发动机(10)，汽车的混合动力变速器传动系统包括第一电机(EM1)、第二电机(EM2)、发动机离合器(C0)和变速器(20)，其特征在于，还包括第一减振器(TD1)和第二减振器(TD2)，所述发动机(10)的输出轴(10a)、第一减振器(TD1)、第一电机(EM1)的转子、第二减振器(TD2)、发动机离合器(C0)、第二电机(EM2)的转子和变速器(20)的主输入轴(200)依次连接。
2.根据权利要求1所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述第二减振器(TD2)设置在第一电机(EM1)转子的内孔中，所述发动机离合器(C0)设置在第二电机(EM2)转子的内孔中。
3.根据权利要求1所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，第一电机(EM1)和第二电机(EM2)分别与动力电池(1)电连接，汽车的混合动力变速器传动系统具有以下任意一种或者多种工作模式：
电机驱动模式，发动机离合器(C0)处于分离状态，发动机(10)和第一电机(EM1)处于停机状态，动力电池(1)对第二电机(EM2)放电使第二电机(EM2)工作，变速器(20)处于工作状态；
串联模式，发动机离合器(C0)处于分离状态，发动机(10)工作使第一电机(EM1)工作并通过第一电机(EM1)对动力电池(1)充电，动力电池(1)对第二电机(EM2)放电使第二电机(EM2)工作，变速器(20)处于工作状态；
并联模式，发动机离合器(C0)处于闭合状态，第一电机(EM1)停机，发动机(10)工作并通过第一电机(EM1)的转子和发动机离合器(C0)向第二电机(EM2)的转子传递动力，同时动力电池(1)对第二电机(EM2)放电使第二电机(EM2)工作，变速器(20)处于工作状态；
全驱模式，发动机离合器(C0)处于闭合状态，发动机(10)工作并通过第一电机(EM1)的转子和发动机离合器(C0)向第二电机(EM2)的转子传递动力，同时动力电池(1)对第一电机(EM1)和第二电机(EM2)放电使第一电机(EM1)和第二电机(EM2)工作，变速器(20)处于工作状态；
充电模式，发动机离合器(C0)处于闭合状态，第二电机(EM2)停机，发动机(10)工作使第一电机(EM1)工作并通过第一电机(EM1)对动力电池(1)充电，同时发动机(10)通过第一电机(EM1)的转子、发动机离合器(C0)和第二电机(EM2)的转子向变速器(20)传递动力，变速器(20)处于工作状态；
怠速充电模式，发动机离合器(C0)处于分离状态，第二电机(EM2)和变速器(20)处于停机状态，发动机(10)工作使第一电机(EM1)工作并通过第一电机(EM1)对动力电池(1)充电；
能量回收模式，发动机离合器(C0)处于分离状态，发动机(10)和第一电机(EM1)处于停机状态，变速器(20)工作使第二电机(EM2)工作并通过第二电机(EM2)对动力电池(1)充电。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述变速器(20)包括同轴依次设置的第一行星轮系(201)、第二行星轮系(202)、第三行星轮系(203)和第四行星轮系(204)。
5.根据权利要求4所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述变速器(20)还包括第一离合器(C1)、第二离合器(C2)和第三离合器(C3)，所述第一行星轮系(201)包括第一太阳轮(S 1)、第一行星架(P1)和第一外齿圈(R1)，所述第二行星轮系(202)包括第二太阳轮(S2)、第二行星架(P2)和第二外齿圈(R2)，所述第三行星轮系(203)包括第三太阳轮(S3)、第三行星架(P3)和第三外齿圈(R3)，所述第四行星轮系(204)包括第四太阳轮(S4)、第四行星架(P4)和第四外齿圈(R4)，所述第一太阳轮(S1)上连接有第一制动器(B1)，所述第一外齿圈(R1)上连接有第二制动器(B2)，所述第一行星架(P1)与第四外齿圈(R4)固定连接，所述第二太阳轮(S2)与第一太阳轮(S 1)固定连接，所述第二外齿圈(R2)与第三太阳轮(S3)固定连接，所述第二行星架(P2)与变速器(20)的主输入轴(200)固定连接，所述第三太阳轮(S3)通过第三离合器(C3)与第三外齿圈(R3)连接，所述第四太阳轮(S4)通过第一离合器(C1)与变速器(20)的主输入轴(200)连接，所述第三外齿圈(R3)与第四太阳轮(S4)固定连接，所述第三行星架(P3)通过第二离合器(C2)与第四行星架(P4)连接。
6.根据权利要求5所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述第一制动器(B1)设置在第二电机(EM2)与第一行星轮系(201)之间，所述第二制动器(B2)设置在第一行星轮系(201)的外侧。
7.根据权利要求5所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述第一离合器(C1)、第二离合器(C2)和第三离合器(C3)均设置在第三行星轮系(203)和第四行星轮系(204)之间，所述第三离合器(C3)靠近第三行星轮系(203)，所述第二离合器(C2)靠近第四行星轮系(204)。
8.根据权利要求5所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述第一太阳轮(S1)、第二太阳轮(S2)、第三太阳轮(S3)和第四太阳轮(S4)均套装于变速器(20)的主输入轴(200)，且变速器(20)的主输入轴(200)为一体化结构。
9.根据权利要求5所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，混合动力变速器传动系统还包括壳体(400)，所述第一电机(EM1)的定子和第二电机(EM2)的定子均位于壳体(400)内并与壳体(400)固定，所述第一制动器(B1)和第二制动器(B2)均位于壳体(400)内并与壳体(400)固定，所述第一行星轮系(201)、第二行星轮系(202)、第三行星轮系(203)和第四行星轮系(204)均安装在壳体(400)内。
10.根据权利要求1或2或3所述的汽车的混合动力变速器传动系统，其特征在于，所述第一减振器(TD1)与第一电机(EM1)的转子之间连接有中间输入轴(100)，所述中间输入轴(100)、变速器(20)的主输入轴(200)和变速器(20)的主输出轴(300)同轴设置。
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