CN114834240A - 用于混合动力的传动系统、驱动系统以及混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于混合动力的传动系统、驱动系统以及混合动力车辆，包括能分别与电机、发动机和车轮连接的第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴；第一挡位齿轮组，用于连接第一传动轴和第三传动轴；设置在第二传动轴与第三传动轴之间的第二挡位齿轮组，第二档位齿轮组能与第二传动轴连接或分离，第二档位齿轮组与第二传动轴连接时，第二传动轴和第三传动轴连接；换挡结构，有第一挡位、第二挡位和空挡状态，在第一挡位状态时，第二传动轴与第一挡位齿轮组驱动连接，第二挡位齿轮组与第二传动轴分离；在第二挡位状态时，第二挡位齿轮组通过换挡结构与第二传动轴分离；在空挡状态时，第二传动轴与第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组均断开。

Description

用于混合动力的传动系统、驱动系统以及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于混合动力的传动系统、驱动系统以及混合动力车辆。
背景技术
现阶段市场上的混合动力系统具有发动机驱动模式和电机驱动模式，发动机驱动模式和电机驱动模式配合以使混合动力系统具有串联方案、并联方案以及混联方案。现有的混合动力系统的电机驱动模式和发动机驱动模式的传动比均唯一，进而导致车辆的加速动力性与燃油经济性难以兼顾。
发明内容
本发明提供一种用于混合动力的传动系统、驱动系统以及混合动力车辆，以解决现有技术中车辆的加速动力性与燃油经济性难以兼顾的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于混合动力的传动系统，其包括：第一传动轴，第一传动轴能够与第一驱动电机连接；第二传动轴，第二传动轴能够与发动机连接；第三传动轴，第三传动轴能够与车轮驱动连接；第一挡位齿轮组，设置在第一传动轴与第三传动轴之间，第一传动轴和第三传动轴通过第一挡位齿轮组相互连接；第二挡位齿轮组，设置在第二传动轴与第三传动轴之间，第二挡位齿轮组具有与第二传动轴连接的第一连接状态以及与第二传动轴分离的第一分离状态，当第二挡位齿轮组处于第一连接状态时，第二传动轴和第三传动轴通过第二挡位齿轮组相互连接；换挡结构，换挡结构具有第一挡位状态、第二挡位状态和空挡状态，在换挡结构处于第一挡位状态的情况下，第二传动轴与第一挡位齿轮组驱动连接，第二挡位齿轮组处于第一分离状态；在换挡结构处于第二挡位状态的情况下，第二挡位齿轮组通过换挡结构处于第一连接状态；在换挡结构处于空挡状态的情况下，第二传动轴与第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组均断开连接。
进一步地，第一传动轴与第二传动轴同轴设置。
进一步地，换挡结构包括：第一换挡单元，设置在第一传动轴或第一挡位齿轮组上；第二换挡单元，设置在第二挡位齿轮组上；换挡齿毂，固定在第二传动轴上；换挡齿套，与换挡齿毂啮合，换挡齿套能够相对第二传动轴移动，当换挡结构处于第一挡位状态时，换挡齿套同时与换挡齿毂以及第一换挡单元啮合；当换挡结构处于第二挡位状态时，换挡齿套同时与换挡齿毂以及第二换挡单元啮合；当换挡结构处于空挡状态时，换挡齿套与换挡齿毂啮合。
进一步地，传动系统还包括：第四传动轴，第四传动轴能够与第二驱动电机连接；发电齿轮组，设置在第四传动轴与第二传动轴之间，第四传动轴与第二传动轴通过发电齿轮组连接。
进一步地，第二传动轴包括第一轴段和第二轴段，第一轴段能够与发动机连接，发电齿轮组设置在第四传动轴与第一轴段之间，第二挡位齿轮组设置在第二轴段与第三传动轴之间，第一轴段和第二轴段具有相互连接的第二连接状态以及第二分离状态。
进一步地，传动系统还包括第一离合结构和第二离合结构，第一离合结构设置在第一轴段上，第二离合结构设置在第二轴段上，第一离合结构与第二离合结构相互配合以使第一轴段和第二轴段在第二连接状态和第二分离状态之间切换。
进一步地，第一挡位齿轮组包括相互啮合的第一挡位主动齿轮和第一挡位从动齿轮，第一挡位主动齿轮设置在第一传动轴上，第一挡位从动齿轮设置在第三传动轴上；
第二挡位齿轮组包括第二挡位主动齿轮和第二挡位从动齿轮，第二挡位主动齿轮套设在第二传动轴上，第二挡位从动齿轮设置在第三传动轴上，第二挡位主动齿轮通过换挡结构与第二传动轴连接或分离。
进一步地，传动系统还包括：车轮轴，车轮轴上设置有车轮；驱动齿轮组，设置在第三传动轴和车轮轴之间，第三传动轴和车轮轴通过驱动齿轮组连接。
进一步地，传动系统还包括：差速器，设置在驱动齿轮组合车轮轴之间，驱动齿轮组通过差速器与车轮轴连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于混合动力的驱动系统，其包括：第一驱动电机；发动机；上述中的传动系统，第一驱动电机与传动系统的第一传动轴驱动连接，发动机与传动系统的第二传动轴驱动连接。
进一步地，传动系统还包括第四传动轴和发电齿轮组，发电齿轮组设置在第四传动轴与第二传动轴之间，第四传动轴与第二传动轴通过发电齿轮组连接，驱动系统还包括：第二驱动电机，与第四传动轴驱动连接；电池；逆变器，逆变器的一端与电池连接，逆变器的另一端分别与第一驱动电机和第二驱动电机电连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种混合动力车辆，其包括上述中的用于混合动力的驱动系统。
应用本发明的技术方案，通过在传动系统中增加换挡结构，可以使得发动机的驱动模式具有两个不同的传动比，进而将本方案应用于车辆中，能够提升车辆的加速动力性和燃油经济性。具体地，当换挡结构处于第一挡位状态的情况下，第二传动轴与第一挡位齿轮组驱动连接，以使第三传动轴驱动车轮转动；当换挡结构处于第二挡位状态的情况下，第二传动轴与第二挡位齿轮组驱动连接，以使第三传动轴驱动车轮转动。因此，与传统技术方案中的发动机驱动模式仅有一个挡位的方案相比，本申请的多个挡位设置能够在发动机功率及扭矩一定的情况下，采用更大的传动比提升发动机输出到车轮端的驱动扭矩，进而提升汽车的加速和爬坡的能力，并且，本方案的两个挡位的设置，也能够增加发动机在高效率的转速区间及扭矩区间的工作占比，进而能够降低油耗。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例一提供的用于混合动力的传动系统的示意图；
图2示出了根据本发明实施例二提供的用于混合动力的传动系统的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
11、第一传动轴；12、第二传动轴；121、第一轴段；122、第二轴段；13、第三传动轴；14、第四传动轴；15、车轮轴；
20、第一挡位齿轮组；21、第一挡位主动齿轮；22、第一挡位从动齿轮；
30、第二挡位齿轮组；31、第二挡位主动齿轮；32、第二挡位从动齿轮；
40、换挡结构；41、第一换挡单元；42、第二换挡单元；43、换挡齿毂；44、换挡齿套；
50、发电齿轮组；51、发电主动齿轮；52、发电从动齿轮；
61、第一离合结构；62、第二离合结构；
70、驱动齿轮组；71、主动驱动齿轮；72、从动驱动齿轮；
80、差速器；
90、限扭减震器；
1、第一驱动电机；2、发动机；3、第二驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例一提供了一种用于混合动力的传动系统，其包括第一传动轴11、第二传动轴12、第三传动轴13、第一挡位齿轮组20、第二挡位齿轮组30和换挡结构40。其中，第一传动轴11能够与第一驱动电机1连接。第二传动轴12能够与发动机2连接。第三传动轴13能够与车轮驱动连接。第一挡位齿轮组20设置在第一传动轴11与第三传动轴13之间，第一传动轴11和第三传动轴13通过第一挡位齿轮组20相互连接。第二挡位齿轮组30设置在第二传动轴12与第三传动轴13之间，第二挡位齿轮组30具有与第二传动轴12连接的第一连接状态以及与第二传动轴12分离的第一分离状态，当第二挡位齿轮组30处于第一连接状态时，第二传动轴12和第三传动轴13通过第二挡位齿轮组30相互连接。换挡结构40具有第一挡位状态、第二挡位状态和空挡状态，在换挡结构40处于第一挡位状态的情况下，第二传动轴12与第一挡位齿轮组20驱动连接，第二挡位齿轮组30处于第一分离状态；在换挡结构40处于第二挡位状态的情况下，第二挡位齿轮组30通过换挡结构40处于第一连接状态；在换挡结构40处于空挡状态的情况下，第二传动轴12与第一挡位齿轮组20或第二挡位齿轮组30均断开连接。
应用本发明的技术方案，通过在传动系统中增加换挡结构40，可以使得发动机2的驱动模式具有两个不同的挡位，进而将本方案应用于车辆中，能够提升车辆的行驶经济性。具体地，当换挡结构40处于第一挡位状态的情况下，第二传动轴12与第一挡位齿轮组20驱动连接，以使第三传动轴13驱动车轮转动；当换挡结构40处于第二挡位状态的情况下，第二传动轴12与第二挡位齿轮组30驱动连接，以使第三传动轴13驱动车轮转动。因此，与传统技术方案中的发动机驱动模式仅有一个挡位的方案相比，本申请的设置能够增加发动机2发挥最大功率附近高功率的机会，进而能够提升汽车的加速和爬坡的能力，并且，本方案的设置，也能够增加发动机在低燃油消耗功率转速区工作的可能性，进而能够降低油耗。本方案的设置，其工程化和制造工艺简单，并且，能够使得应用本方案的车辆实现纯电驱动、并联驱动以及发动机直驱的驱动模式。
并且，本方案对第一挡位齿轮组20的传动比和第二挡位齿轮组30的传动比的大小不做限定，本实施例中，第一挡位齿轮组20的传动比大于第二挡位齿轮组30的传动比。
具体地，当车辆的电池系统的电量足够且驾驶员动力需求较小、低速行驶时，车辆可以按照纯电驱动模式行驶。此时，换挡结构40处于空挡状态，且发动机2不工作，第一驱动电机1驱动第一传动轴11转动，第一传动轴11通过第一挡位齿轮组20驱动第三传动轴13转动，第三传动轴13驱动车辆的车轮转动。
发动机直驱模式包括第一发动机直驱模式和发动机第二直驱模式。当车辆低速持续爬坡或中等油门低速加速时，车辆按照第一发动机直驱模式行驶，此时，第一驱动电机1不工作，换挡结构40处于第一挡位状态，发动机2驱动第二传动轴12转动，第二传动轴12通过第一挡位齿轮组20驱动第三传动轴13转动，第三传动轴13驱动车辆的车轮转动。当车辆中高速平稳行驶时，车辆按照第二发动机直驱模式行驶，此时，第一驱动电机1不工作，换挡结构40处于第二挡位状态，发动机2驱动第二传动轴12转动，第二传动轴12通过第二挡位齿轮组30驱动第三传动轴13转动，第三传动轴13驱动车辆的车轮转动。
并联驱动模式包括第一并联驱动模式和第二并联驱动模式。当车辆中低速大油门加速时，车辆按照第一并联驱动模式行驶，此时，换挡结构40处于第一挡位状态，第一驱动电机1驱动第一传动轴11转动，第一传动轴11通过第一挡位齿轮组20驱动第三传动轴13转动，同时，发动机2驱动第二传动轴12转动，第二传动轴12通过第一挡位齿轮组20驱动第三传动轴13转动，第三传动轴13驱动车辆的车轮转动。在第一并联驱动模式下，第一驱动电机1和发动机2同时驱动第一传动轴11转动，可以为车辆提供最大驱动扭矩，达到最佳动力性能。当车辆高速行驶小油门加速时，车辆可以按照第二并联驱动模式行驶，此时，换挡结构40处于第二挡位状态，第一驱动电机1驱动第一传动轴11转动，第一传动轴11通过第一挡位齿轮组20驱动第三传动轴13转动，同时，发动机2驱动第二传动轴12转动，第二传动轴12通过第二挡位齿轮组30驱动第三传动轴13转动，第三传动轴13驱动车辆的车轮转动。在第二并联驱动模式下，发动机2通过第二挡位齿轮组30参与驱动车辆的车轮，同时，车辆的电池系统提供的能量使得第一驱动电机1能够短时通过第一挡位齿轮组20参与驱动车辆的车轮，实现车辆高速平稳加速。
进一步地，第一传动轴11与第二传动轴12同轴设置。具体地，传动系统还包括第一连接轴承，第一传动轴11和第二传动轴12通过第一连接轴承连接。并且，第三传动轴13的延伸方向与第一传动轴11的延伸方向相同，且位于第一传动轴11和第二传动轴12连接形成的整体的一侧。如此设置，能够保证传动系统整体结构的紧凑性。
进一步地，换挡结构40包括第一换挡单元41、第二换挡单元42、换挡齿毂43和换挡齿套44。其中，第一换挡单元41设置在第一挡位齿轮组20上，第二换挡单元42设置在第二挡位齿轮组30上，换挡齿毂43固定在第二传动轴12上，换挡齿套44与换挡齿毂43啮合，换挡齿套44能够相对第二传动轴12移动。当换挡结构40处于第一挡位状态时，换挡齿套44同时与换挡齿毂43以及第一换挡单元41啮合；当换挡结构40处于第二挡位状态时，换挡齿套44同时与换挡齿毂43以及第二换挡单元42啮合；当换挡结构40处于空挡状态时，换挡齿套44与换挡齿毂43啮合。具体地，第一挡位齿轮组20、换挡结构40和第二挡位齿轮组30沿第一传动轴11的延伸方向间隔分布。第一换挡单元41设置在第一挡位齿轮组20的靠近第二挡位齿轮组30的一侧，第二换挡单元42设置在第二挡位齿轮组30的靠近第一挡位齿轮组20的一侧，换挡齿毂43位于第一换挡单元41和第二换挡单元42之间，并且换挡齿毂43与第二传动轴12固定连接，本方案对换挡齿毂43与第二传动轴12的具体固定连接的方式不做限定，换挡齿套44通过花键与换挡齿毂43周向转动连接并可沿轴线方向滑动。如此设置，能够保证换挡过程的顺畅性，并且，能够保证传动系统结构的紧凑性。
可选地，第一换挡单元41、第一挡位齿轮组20、换挡齿毂43、第二换挡单元42和第二挡位齿轮组30沿第一传动轴11的延伸方向间隔设置。其中，第一换挡单元41设置在第一传动轴11上且位于第一挡位齿轮组20的远离第二挡位齿轮组30的一侧，换挡齿毂43固定在第二传动轴12上且位于第一挡位齿轮组20和第二换挡单元42之间，第二换挡单元42设置在在第二传动轴12上且位于第二挡位齿轮组30的靠近第一挡位齿轮组20的一侧。
进一步地，传动系统还包括第四传动轴14和发电齿轮组50。其中，第四传动轴14能够与第二驱动电机3连接。发电齿轮组50设置在第四传动轴14与第二传动轴12之间，第四传动轴14与第二传动轴12通过发电齿轮组50连接。本方案对发电齿轮组50的具体位置不做限定。本实施例中，发电齿轮组50位于第二挡位齿轮组30的远离第一挡位齿轮组20的一侧，第四传动轴14与第二传动轴12同轴设置。且发电齿轮组50包括相互啮合的发电主动齿轮51和发电从动齿轮52，其中，发电主动齿轮51与第二传动轴12同轴设置且固定设置在第二传动轴12上，发电从动齿轮52与第四传动轴14同轴设置且固定设置在第四传动轴14上。并且，第四传动轴14和第三传动轴13分别位于第一传动轴11以及第二传动轴12组成的整体结构的两侧。如此设置，能够保证传动系统布局的合理性，且不会出现发电齿轮组50和第一挡位齿轮组20以及换挡结构40之间发生相互干涉的情况。
并且，发电主动齿轮51的直径大于发电从动齿轮52的直径。将本传动系统应用于车辆中时，当车辆原地静止状态且电量较低需要用电时，发动机2产生的机械能通过发电齿轮组50和第四传动轴14传递给第二驱动电机3发电。发电主动齿轮51的直径大于发电从动齿轮52的直径，如此设置，能够使得发动机2的效率和第二驱动电机3的效率相匹配，保证能量传递的综合效率，增加能量转化效率。
进一步地，在整车系统中，第二驱动电机3可以对第一驱动电机1提供电能。如此设置，使得应用本方案传动系统的车辆具有串联驱动模式。当车辆的电池系统的电量不足且处于低速行驶时，车辆按照串联驱动模式行驶。此时，换挡结构40处于空挡状态，发动机2产生的机械能传递给第二驱动电机3发电，然后，第二驱动电机3将电能提供给第一驱动电机1以驱动车辆。如此设置，使得在传动系统处于串联驱动模式的情况下，发动机2能够通过第一挡位齿轮组20驱动车辆的同时，也能够通过发电齿轮组50向第一驱动电机1提供电能，通过上述设置能够提升车辆的燃油经济性。
具体地，第二传动轴12包括第一轴段121和第二轴段122，第一轴段121能够与发动机2连接，发电齿轮组50设置在第四传动轴14与第一轴段121之间，第二挡位齿轮组30设置在第二轴段122与第三传动轴13之间，第一轴段121和第二轴段122具有相互连接的第二连接状态以及第二分离状态。本实施例中，第一传动轴11、第二轴段122和第一轴段121依次连接，第二挡位齿轮组30设置在第二轴段122上。进一步地，传动系统还包括限扭减震器90，限扭减震器90设置在第一轴段121上。上述设置，能够保证只要发动机2处于工作状态，就能够为第二驱动电机3提供能量。并且，通过上述技术方案，使得应用本传动系统的车辆具有怠速发电模式，即当车辆处于原地静止状态且电量较低需要用电时，第二轴段122与第一轴段121分离，发动机2仅通过第一轴段121和发电齿轮组50这一线路为第二驱动电机3提供能量即可。如此设置，能够避免出现在不需要换挡结构40以及第二挡位齿轮组30工作时，第二轴段122驱动换挡结构40以及第二挡位齿轮组30工作的情况，减少换挡结构40以及第二挡位齿轮组30发生磨损的情况，保证传动系统的工作的稳定性。
具体地，传动系统还包括第一离合结构61和第二离合结构62，第一离合结构61设置在第一轴段121上，第二离合结构62设置在第二轴段122上，第一离合结构61与第二离合结构62相互配合以使第一轴段121和第二轴段122在第二连接状态和第二分离状态之间切换。第一离合结构61以及第二离合结构62的设置，其结构简单，且操作方便，且容易使得第一轴段121和第二轴段122在第二连接状态和第二分离状态之间切换。
本方案对第一挡位齿轮组20中包含的具体的齿轮的数量不做限制。本实施例中，第一挡位齿轮组20包括相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22，第一挡位主动齿轮21设置在第一传动轴11上，第一挡位从动齿轮22设置在第三传动轴13上。并且，第一挡位主动齿轮21的直径小于第一挡位从动齿轮22的直径。如此设置，能够使得第三传动轴13的转速小于第一传动轴11的速度，同时第三传动轴13的输出扭矩大于第一传动轴11的输出扭矩，提升车辆加速动力性。
本方案对第二挡位齿轮组30中包含的具体的齿轮的数量不做限制。本实施例中，第二挡位齿轮组30包括第二挡位主动齿轮31和第二挡位从动齿轮32，第二挡位主动齿轮31套设在第二传动轴12上，第二挡位从动齿轮32设置在第三传动轴13上，第二挡位主动齿轮31通过换挡结构40与第二传动轴12连接或分离。具体地，传动系统还包括第二连接轴承，第二挡位主动齿轮31通过第二连接轴承与第二轴段122连接。第二挡位主动齿轮31的直径与第二挡位从动齿轮32的直径比设置在0.8至1.2之间，本实施例中，第二挡位主动齿轮31的直径与第二挡位从动齿轮32的直径相等。如此设置，能够兼顾车辆动力性及经济性需求。
进一步地，第一换挡单元41为第一换挡接合齿，第一换挡接合齿固定设置在第一挡位主动齿轮21的靠近第二挡位主动齿轮31的一侧，且与第一挡位主动齿轮21同轴设置。第二换挡单元42为第二换挡接合齿，第二换挡接合齿设置在第二挡位主动齿轮31的靠近第一挡位主动齿轮21的一侧，且与第二挡位主动齿轮31同轴设置。并且，第一挡位主动齿轮21的直径小于第二挡位主动齿轮31的直径。如此设置，能够保证在第一挡位状态和第二挡位状态之间切换的顺畅性，并且，能够保证传动系统运行的稳定性。
进一步地，传动系统还包括车轮轴15和驱动齿轮组70。其中，车轮轴15上设置有车轮。驱动齿轮组70设置在第三传动轴13和车轮轴15之间，第三传动轴13和车轮轴15通过驱动齿轮组70连接。驱动齿轮组70和第三传动轴13同轴设置，且位于第三传动轴13的远离第一传动轴11的一侧。本方案对驱动齿轮组70中的具体的齿轮的数量不做限定，本实施例中，驱动齿轮组70包括相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72。其中，主动驱动齿轮71的直径小于从动驱动齿轮72的直径，主动驱动齿轮71固定设置在第三传动轴13上，且位于第一挡位从动齿轮22和第二挡位从动齿轮32之间。如此设置，能够使得车轮轴15的速度小于第三传动轴13的速度，车轮轴15的输出扭矩大于第三传动轴13的输出扭矩。并且，将主动驱动齿轮71设置在第一挡位从动齿轮22和第二挡位从动齿轮32之间，能够进一步提升系统的动力性。
进一步地，传动系统还包括差速器80，差速器80设置在驱动齿轮组70合车轮轴15之间，驱动齿轮组70通过差速器80与车轮轴15连接。具体地，差速器80设置在从动驱动齿轮72和车轮轴15之间。如此设置，能够进一步提升传动系统的动力传动的平稳性，保证整车运行的平稳性。如此设置，使得应用本传动系统的车辆还具有制动能量回收模式。当应用本传动系统的车辆减速时，系统通过第一驱动电机1发电施加制动力，实现动能回收。当车辆低速行驶时，当驾驶员踩下车辆的制动踏板时，车辆的控制系统将车轮前端机械能通过固定在差速器80上的从动驱动齿轮72传递给主动驱动齿轮71，然后通过第一挡位从动齿轮22带动第一挡位主动齿轮21将动力传递至第一驱动电机1，第一驱动电机1将机械能转化为电能。
通过本申请提供的传动系统，可以使车辆实现纯电驱动模式、串联驱动模式、发动机第一直驱模式、发动机第二直驱模式、第一并联驱动模式、第二并联驱动模式、制动能量回收模式、怠速发电模式。具体操作如下：
当应用本实施例的传动系统的车辆处于纯电驱动模式时，发动机2不工作，第一离合结构61和第二离合结构62相互分离，换挡齿套44处于空挡状态。第一驱动电机1将电能转化为机械能，第一驱动电机1驱动第一传动轴11转动，第一传动轴11通过相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22将动力传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。
当应用本实施例的传动系统的车俩处于串联驱动模式时，第一离合结构61和第二离合结构62相互分离，换挡齿套44处于空挡状态。第一驱动电机1将电能转化为机械能，第一驱动电机1驱动第一传动轴11转动，第一传动轴11通过相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22将动力传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。同时，发动机2的动力通过相互啮合的发电主动齿轮51和发电从动齿轮52传递至第二驱动电机3，第二驱动电机3将机械能转化为电能，并传递至第一驱动电机1。
当应用本实施例的传动系统的车辆处于发动机第一直驱模式时，第一驱动电机1不工作，第一离合结构61和第二离合结构62相互连接，第二轴段122和第一轴段121同步转动，换挡齿套44处于第一挡位状态，第一换挡接合齿和换挡齿毂43同步转动。发动机2的动力经过第一轴段121输入，经过第一离合结构61和第二离合结构62传递至第二轴段122，再经过换挡齿毂43和第一换挡接合齿传递至相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22，之后再传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。
当应用本实施例的传动系统的车辆处于发动机第二直驱模式时，第一驱动电机1不工作，第一离合结构61和第二离合结构62相互连接，第二轴段122和第一轴段121同步转动，换挡齿套44处于第二挡位状态，第二换挡接合齿和换挡齿毂43同步转动。发动机2的动力经过第一轴段121输入，经过第一离合结构61和第二离合结构62传递至第二轴段122，再经过第二换挡接合齿和换挡齿毂43传递至相互啮合的第二挡位主动齿轮31和第二挡位从动齿轮32，之后再传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。
当应用本实施例的传动系统的车辆处于第一并联驱动模式时，第一离合结构61和第二离合结构62相互连接，第二轴段122和第一轴段121同步转动，换挡齿套44处于第一挡位状态，第一换挡接合齿和换挡齿毂43同步转动。第一驱动电机1通过相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22将动力传递至第三传动轴13；同时，发动机2的动力经过第一轴段121输入，经过第一离合结构61和第二离合结构62传递至第二轴段122，再经过换挡齿毂43和第一换挡接合齿传递至相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22，之后再传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。
当应用本实施例的传动系统的车辆处于第二并联驱动模式时，第一离合结构61和第二离合结构62相互连接，第二轴段122和第一轴段121同步转动，换挡齿套44处于第二挡位状态，第二换挡接合齿和换挡齿毂43同步转动。第一驱动电机1通过相互啮合的第一挡位主动齿轮21和第一挡位从动齿轮22将动力传递至第三传动轴13；同时，发动机2的动力经过第一轴段121输入，经过第一离合结构61和第二离合结构62传递至第二轴段122，再经过第二换挡接合齿和换挡齿毂43传递至相互啮合的第二挡位主动齿轮31和第二挡位从动齿轮32，之后再传递至第三传动轴13，第三传动轴13通过相互啮合的主动驱动齿轮71和从动驱动齿轮72将动力通过差速器80和车轮轴15传递至车轮。
当应用本实施例的传动系统的车辆处于制动能量回收模式时，第一离合结构61和第二离合结构62相互分离，发动机2不工作。车轮前端机械能通过固定在差速器80上的从动驱动齿轮72传递给主动驱动齿轮71，然后通过第一挡位从动齿轮22带动第一挡位主动齿轮21将动力传递至第一驱动电机1，第一驱动电机1将机械能转化为电能。
当应用根本实施例的传动系统的车辆处于怠速发电模式时，第一驱动电机1不工作，第一离合结构61和第二离合结构62相互分离，换挡齿套44处于空挡位置。发动机2产生的机械能通过发电齿轮组50和第四传动轴14传递给第二驱动电机3发电。
如图2所示，本发明实施例二提供了一种用于混合动力的传动系统，与实施例一的区别在于，本实施例中的第一挡位齿轮组20的传动比小于第二挡位齿轮组30的传动比。将本实施例中的传动系统应用于车辆时，起步时，第二挡位齿轮组30处于第二挡位状态，发动机2通过第二挡位齿轮组30驱动第三传动轴13以实现对车辆的起步动作。并且，上述设置，使得当车辆处于中低速行驶状态时，其动力性较佳。
本发明实施例三提供了一种用于混合动力的驱动系统，其包括第一驱动电机1、发动机2和实施例一中的传动系统。其中，第一驱动电机1与传动系统的第一传动轴11驱动连接，发动机2与传动系统的第二传动轴12驱动连接。
进一步地，传动系统还包括第四传动轴14和发电齿轮组50，发电齿轮组50设置在第四传动轴14与第二传动轴12之间，第四传动轴14与第二传动轴12通过发电齿轮组50连接。驱动系统还包括第二驱动电机3、电池和逆变器。其中第二驱动电机3与第四传动轴14驱动连接。逆变器的一端与电池连接，逆变器的另一端分别与第一驱动电机1和第二驱动电机3电连接。
具体地，当应用本驱动系统的车辆处于纯电驱动模式时，电池通过逆变器提供电能给第一驱动电机1。
具体地，当应用本传动系统的车辆处于串联驱动模式时，第二驱动电机3通过逆变器将机械能转化为电能以向第一驱动电机1供电。
具体地，当应用本驱动系统的车辆处于制动能量回收模式时，第一驱动电机1通过逆变器将机械能转化为电能以对电池充电。
具体地，当应用本驱动系统的车辆处于怠速充电模式时，第二驱动电机3产生的电能通过逆变器给电池充电。
本发明实施例四提供了一种混合动力车辆，其包括上述实施例中提供的用于混合动力的驱动系统。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于混合动力的传动系统，其特征在于，所述传动系统包括：
第一传动轴(11)，所述第一传动轴(11)能够与第一驱动电机(1)连接；
第二传动轴(12)，所述第二传动轴(12)能够与发动机(2)连接；
第三传动轴(13)，所述第三传动轴(13)能够与车轮驱动连接；
第一挡位齿轮组(20)，设置在所述第一传动轴(11)与所述第三传动轴(13)之间，所述第一传动轴(11)和所述第三传动轴(13)通过所述第一挡位齿轮组(20)相互连接；
第二挡位齿轮组(30)，设置在所述第二传动轴(12)与所述第三传动轴(13)之间，所述第二挡位齿轮组(30)具有与所述第二传动轴(12)连接的第一连接状态以及与所述第二传动轴(12)分离的第一分离状态，当所述第二挡位齿轮组(30)处于所述第一连接状态时，所述第二传动轴(12)和所述第三传动轴(13)通过所述第二挡位齿轮组(30)相互连接；
换挡结构(40)，所述换挡结构(40)具有第一挡位状态、第二挡位状态和空挡状态，在所述换挡结构(40)处于所述第一挡位状态的情况下，所述第二传动轴(12)与所述第一挡位齿轮组(20)驱动连接，所述第二挡位齿轮组(30)处于所述第一分离状态；在所述换挡结构(40)处于所述第二挡位状态的情况下，所述第二挡位齿轮组(30)通过所述换挡结构(40)处于所述第一连接状态；在所述换挡结构(40)处于所述空挡状态的情况下，所述第二传动轴(12)与所述第一挡位齿轮组(20)或所述第二挡位齿轮组(30)均断开连接。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述第一传动轴(11)与所述第二传动轴(12)同轴设置。
3.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述换挡结构(40)包括：
第一换挡单元(41)，设置在所述第一传动轴(11)或所述第一挡位齿轮组(20)上；
第二换挡单元(42)，设置在所述第二挡位齿轮组(30)上；
换挡齿毂(43)，固定在所述第二传动轴(12)上；
换挡齿套(44)，与所述换挡齿毂(43)啮合，所述换挡齿套(44)能够相对所述第二传动轴(12)移动，当所述换挡结构(40)处于所述第一挡位状态时，所述换挡齿套(44)同时与所述换挡齿毂(43)以及所述第一换挡单元(41)啮合；当所述换挡结构(40)处于所述第二挡位状态时，所述换挡齿套(44)同时与所述换挡齿毂(43)以及所述第二换挡单元(42)啮合；当所述换挡结构(40)处于所述空挡状态时，所述换挡齿套(44)与所述换挡齿毂(43)啮合。
4.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括：
第四传动轴(14)，所述第四传动轴(14)能够与第二驱动电机(3)连接；
发电齿轮组(50)，设置在所述第四传动轴(14)与所述第二传动轴(12)之间，所述第四传动轴(14)与所述第二传动轴(12)通过所述发电齿轮组(50)连接。
5.根据权利要求4所述的传动系统，其特征在于，所述第二传动轴(12)包括第一轴段(121)和第二轴段(122)，所述第一轴段(121)能够与所述发动机(2)连接，所述发电齿轮组(50)设置在所述第四传动轴(14)与所述第一轴段(121)之间，所述第二挡位齿轮组(30)设置在所述第二轴段(122)与所述第三传动轴(13)之间，所述第一轴段(121)和所述第二轴段(122)具有相互连接的第二连接状态以及第二分离状态。
6.根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括第一离合结构(61)和第二离合结构(62)，所述第一离合结构(61)设置在所述第一轴段(121)上，所述第二离合结构(62)设置在所述第二轴段(122)上，所述第一离合结构(61)与所述第二离合结构(62)相互配合以使所述第一轴段(121)和所述第二轴段(122)在所述第二连接状态和所述第二分离状态之间切换。
7.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，
所述第一挡位齿轮组(20)包括相互啮合的第一挡位主动齿轮(21)和第一挡位从动齿轮(22)，所述第一挡位主动齿轮(21)设置在所述第一传动轴(11)上，所述第一挡位从动齿轮(22)设置在所述第三传动轴(13)上；
所述第二挡位齿轮组(30)包括第二挡位主动齿轮(31)和第二挡位从动齿轮(32)，所述第二挡位主动齿轮(31)套设在所述第二传动轴(12)上，所述第二挡位从动齿轮(32)设置在所述第三传动轴(13)上，所述第二挡位主动齿轮(31)通过所述换挡结构(40)与所述第二传动轴(12)连接或分离。
8.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括：
车轮轴(15)，所述车轮轴(15)上设置有车轮；
驱动齿轮组(70)，设置在所述第三传动轴(13)和所述车轮轴(15)之间，第三传动轴(13)和所述车轮轴(15)通过所述驱动齿轮组(70)连接。
9.根据权利要求8所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括：
差速器(80)，设置在所述驱动齿轮组(70)合所述车轮轴(15)之间，所述驱动齿轮组(70)通过所述差速器(80)与所述车轮轴(15)连接。
10.一种用于混合动力的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括：
第一驱动电机(1)；
发动机(2)；
传动系统，所述传动系统为权利要求1至9中任一项所述的传动系统，所述第一驱动电机(1)与所述传动系统的第一传动轴(11)驱动连接，所述发动机(2)与所述传动系统的第二传动轴(12)驱动连接。
11.根据权利要求10所述的驱动系统，其特征在于，所述传动系统还包括第四传动轴(14)和发电齿轮组(50)，所述发电齿轮组(50)设置在所述第四传动轴(14)与所述第二传动轴(12)之间，所述第四传动轴(14)与所述第二传动轴(12)通过所述发电齿轮组(50)连接，所述驱动系统还包括：
第二驱动电机(3)，与所述第四传动轴(14)驱动连接；
电池；
逆变器，所述逆变器的一端与所述电池连接，所述逆变器的另一端分别与所述第一驱动电机(1)和所述第二驱动电机(3)电连接。
12.一种混合动力车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的用于混合动力的驱动系统。
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