CN114851828B - 变速传动系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种变速传动系统及车辆，其中变速传动系统包括：发动机、第一电机、变速传动组件、第一传动控制器件、第二传动控制器件、动力输出组件和第二电机；发动机和第一电机通过变速传动组件可断开地相连；第一传动控制器件的第一端与发动机相连，第二端与第一电机相连；第二传动控制器件的第一端与第一电机相连，第二端与动力输出组件相连，并且第二传动控制器件的第一端与第一传动控制器件的第二端相连；第二电机与动力输出组件相连；其中，第一传动控制器件和第二传动控制器件被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。本申请公开的变速传动系统及车辆具有多种工作模式，能够在保证动力性的同时提高节油率。

Description

变速传动系统和车辆
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种变速传动系统和车辆。
背景技术
随着人们环保意识的提高，传统的燃油车正在向纯电动汽车以及混合动力汽车转型。虽然纯电动汽车具有节能、环保及零排放的优点，但是受制于电池技术、快充技术以及充电桩等基础建设设施的影响，纯电动汽车的续航里程和充电难的问题一直难以突破。而混合动力汽车可以有效的解决上述问题，带来较为出色的用户体验，逐渐得到了市场的青睐。
各大汽车企业都在积极地进行着混合动力专用变速箱的集成开发。目前市场上的混合动力系统多是在传统的自动变速箱的基础上进行的开发，将电机简单的集成在传动自动变速箱的前端或者后端，构成混合动力系统。
虽然这种类型的变速传动系统技术难度较低，所需研发投入较少，但是也存在着工作模式较少，影响节油率的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种变速传动系统及车辆，具有多种工作模式，能够在保证动力性的同时提高节油率。本申请具体采用如下技术方案：
本申请的一方面是提供了一种变速传动系统，所述变速传动系统包括：发动机、第一电机、变速传动组件、第一传动控制器件、第二传动控制器件、动力输出组件和第二电机；
所述发动机和所述第一电机通过所述变速传动组件可断开地相连；
所述第一传动控制器件的第一端与所述发动机相连，第二端与所述第一电机相连；
所述第二传动控制器件的第一端与所述第一电机相连，第二端与所述动力输出组件相连，并且所述第二传动控制器件的第一端与所述第一传动控制器件的第二端相连；
所述第二电机与所述动力输出组件相连；
其中，所述第一传动控制器件和所述第二传动控制器件被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
可选地，所述第一传动控制器件和所述第二传动控制器件均为离合器；
所述第一传动控制器件包括与所述发动机连接的第一毂，以及与所述第一电机连接的第二毂，所述第一毂和所述第二毂能够可控制地结合和分离；
所述第二传动控制器件包括与所述第一电机连接的第三毂，以及与所述动力输出组件连接的第四毂，所述第三毂和所述第四毂能够可控制地结合和分离。
可选地，所述第二毂为所述第一传动控制器件的外毂，所述第三毂为所述第二传动控制器件的内毂，所述第二毂和所述第三毂相连。
可选地，所述第一传动控制器件位于所述第二传动控制器件的内侧，其中从外到内的方向为从所述第四毂指向所述第三毂的方向。
可选地，所述变速传动组件包括行星齿轮机构和第三传动控制器件；
所述行星齿轮机构包括齿圈、至少一对行星轮、行星架以及太阳轮，其中，
所述齿圈、所述至少一对行星轮和所述太阳轮依次啮合；
所述齿圈与所述第一电机相连；
所述太阳轮与所述发动机相连；
所述行星架的一端与所述至少一对行星轮相连，另一端与所述第三传动控制器件相连，所述第三传动控制器件被配置为接收所述控制器的指令并执行动作，以锁止或解锁所述行星架。
可选地，所述第三传动控制器件为制动器。
可选地，所述第一电机的转子具有两个分支输出轴，所述两个分支输出轴中的一个与所述齿圈相连，另一个与所述第一传动控制器件和所述第二传动控制器件相连。
可选地，所述变速传动系统还包括第四传动控制器件；
所述第四传动控制器件位于所述第二电机和所述动力输出组件之间，被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
可选地，所述第四传动控制器件为离合器或同步器。
本申请的另一方面是提供了一种车辆，所述车辆包括上述的变速传动系统。
本申请提供的变速传动系统具有三个动力源，分别是发动机、第一电机和第二电机，这三个动力源能够单独或者和联合输出动力而驱动车辆行驶，其中第二电机与动力输出组件直接相连，因此第二电机输出的转速可以不经过变速而直接自动力输出组件输出；发动机和第一电机均通过变速传动组件以及相应的传动控制器件与动力输出组件相连，因此发动机和第一电机输出的转速可以在经过变速后再自动力输出组件输出。因此，本申请提供的变速传动系统可以配置多种工作模式，满足不同工况下的驾驶需求，在保证动力性的同时提高节油率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种变速传动系统的第一结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种变速传动系统的第二结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种纯电动模式下的第一动力传递示意图；
图4是本申请实施例提供的一种纯电动模式下的第二动力传递示意图；
图5是本申请实施例提供的一种串联/增程式混合驱动模式下的第一动力传递示意图；
图6是本申请实施例提供的一种串联/增程式混合驱动模式下的第二动力传递示意图；
图7是本申请实施例提供的一种并联式混合驱动模式下的第一动力传递示意图；
图8是本申请实施例提供的一种并联式混合驱动模式下的第二动力传递示意图；
图9是本申请实施例提供的一种发动机直驱模式下的第一动力传递示意图；
图10是本申请实施例提供的一种发动机直驱模式下的第二动力传递示意图；
图11是本申请实施例提供的一种驻车发电模式下的第一动力传递示意图；
图12是本申请实施例提供的一种驻车发电模式下的第二动力传递示意图；
图13是本申请实施例提供的一种滑行/制动能量回收模式下的动力传递示意图。
附图标记：
1、发动机；2、第一电机；3、变速传动组件；31、第三传动控制器件；32、齿圈；33、行星轮；34、行星架；35、太阳轮；4、第一传动控制器件；41、第一毂；42、第二毂；5、第二传动控制器件；51、第三毂；52、第四毂；6、动力输出组件；61、第一齿轮；62、第二齿轮；63、中间轴；64、第三齿轮；7、第二电机；8、车轮驱动组件；81、驱动轴；82、输入齿轮；83、车轮。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种变速传动系统，如图1所示，该变速传动系统包括：发动机1、第一电机2、变速传动组件3、第一传动控制器件4、第二传动控制器件5、动力输出组件6和第二电机7；发动机1和第一电机2通过变速传动组件3可断开地相连；第一传动控制器件4的第一端与发动机1相连，第二端与第一电机2相连；第二传动控制器件5的第一端与第一电机2相连，第二端与动力输出组件6相连，并且第二传动控制器件5的第一端与第一传动控制器件4的第二端相连；第二电机7与动力输出组件6相连；其中，第一传动控制器件4和第二传动控制器件5被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
其中，发动机1和第一电机2“可断开地相连”指的是基于变速传动组件3，发动机1和第一电机2能够彼此连接，也能够断开连接而彼此分离。
本申请实施例提供的变速传动系统配置有三个动力源，分别是发动机1、第一电机2和第二电机7，这三个动力源既可以分别单独进行动力驱动，也可以联合进行动力驱动，并结合不同的挡位设置，从而实现在多种工作模式下运行，从而提高节油效果。
具体来讲，在本申请实施例中，第二电机7与动力输出组件6直接相连，而第一电机2和发动机1均通过若干传动结构与动力输出组件6间接相连。因此，根据不同工况下的实际需求，既可以选择第二电机7输出的直接传递到动力输出组件6的动力，也可以选择第一电机2和/或发动机1输出的经过协调控制之后再传递到动力输出组件6的动力。
其中，由于发动机1和第一电机2与变速传动组件3相连，因此发动机1和第一电机2输出的转速可以在经过变速后再传递至动力输出组件6；并且，由于发动机1和第一传动控制器件4相连，因此发动机1和第一电机2输出的转速也可以不经过变速传动组件3而直接传递至动力输出组件6。因此，本申请提供的变速传动系统可以配置多种工作模式，满足不同工况下的驾驶需求，在保证动力性的同时提高节油率。
在本申请实施例的一些实现方式中，第一传动控制器件4和第二传动控制器件5均为离合器；第一传动控制器件4包括与发动机1连接的第一毂41，以及与第一电机2连接的第二毂42，第一毂41和第二毂42能够可控制地结合和分离；第二传动控制器件5包括与第一电机2连接的第三毂51，以及与动力输出组件6连接的第四毂52，第三毂51和第四毂52能够可控制地结合和分离。
离合器与控制器电连接，控制器可以发出指令，以控制离合器的两个毂彼此结合或彼此分离。例如对第一传动控制器件4进行控制，当第一毂41和第二毂42在控制下结合时，动力可以从第一毂41和第二毂42中的一个传递至另一个；当第一毂41和第二毂42分离时，动力不能从第一毂41和第二毂42中的一个传递至另一个。容易理解的是，若发动机1或第一电机2输出的动力要传递至动力输出组件6，则需要对第二传动控制器件5进行控制，使得第三毂51和第四毂52在控制下结合。
示例性地，离合器可以选用摩擦式离合器，第一毂41和第二毂42分别包括多片摩擦片，第一毂41和第二毂42利用这些摩擦片之间的相互摩擦达到转速同步。当然，在其他的示例中，离合器也可以选用其他类型的离合器，例如电磁离合器等。
在本申请的一些实施例中，第二毂42可以是第一传动器件的外毂，第三毂51可以是第二传动器件的内毂，第二毂42和第三毂51相连。如图2所示，第二毂42和第三毂51可以通过焊接、螺接、一体化连接等方式进行固定连接，从而集成在一起，使得变速传动系统的结构和布局更加紧凑。
在一些实施例中，第一传动控制器件4可以位于第二传动控制器件5的内侧，其中内侧的指向为从第四毂52指向第三毂51的方向。继续参见图2，第一传动控制器件4和第二传动控制器件5均为两端开口的筒状结构，并且第一传动控制器件4的径向尺寸小于第二传动控制器件5的径向尺寸，因此在布置时，可以使第一传动控制器件4位于第二传动控制器件5的内侧，从而使得结构更加紧凑，也便于第二毂42和第三毂51相连。
并且，由于加工工艺及构型的影响，离合器的外毂一般在内侧和外侧均具有齿，但是相关技术中通常仅利用外毂内侧的齿轮结合内毂，而外毂外侧的齿轮不能得到充分利用，处于闲置状态。在本申请实施例中，通过将第二传动控制器件5设置在第一传动控制器件4的外侧，使得第一传动控制器件4的第二毂42的内侧的齿可以用于与第一毂41结合，第二毂42的外侧的齿可以作为第三毂51的齿，用于与第四毂52进行结合，从而形成第二传动控制器件5。此时第二毂42和第三毂51为一体化结构，降低了制造和加工的成本。
如图2所示，变速传动组件可以包括行星齿轮机构和第三传动控制器件31；行星齿轮机构包括齿圈32、至少一对行星轮33、行星架34以及太阳轮35，其中，齿圈32、至少一对行星轮33和太阳轮35依次啮合；齿圈32与第一电机2相连；太阳轮35与发动机1相连；行星架34的一端与至少一对行星轮33相连，另一端与第三传动控制器件31相连，第三传动控制器件31被配置为接收控制器的指令并执行动作，以锁止或解锁行星架34。
其中，行星齿轮机构可以起到减速增扭的作用，提供传动比以改变经过该行星齿轮机构的动力。
第三传动控制器件31能够锁止或解锁行星架34。行星架34的转动方式为自转，并且在自转的同时还能够带动与其连接的行星轮33公转。其中，当行星架34被锁止时，行星架34不能发生自转，此时与该行星架34连接的两个行星轮33不能绕太阳轮35公转，只能自转，因此动力能够在齿圈32、行星轮33以及太阳轮35之间传递，即此时变速传动组件3能够传递动力；当行星架34被解锁时，行星架34可以自转，此时与该行星架34连接的两个行星轮33能够绕太阳轮35公转，因此传递至行星轮33处的动力被消耗掉，不能再向后传递，导致动力不能在齿圈32、行星轮33以及太阳轮35之间传递，即此时变速传动组件3不能传递动力。
在本申请实施例中，行星架34的数量可以为一个或多个。其中当行星架34的数量为一个时，该行星架34的用于与行星轮33连接的一端可以分化成多个子连接端部，这些子连接端部同时连接在至少一对行星轮33上，该行星架34的另一端直接与第三传动控制器件31相连。当行星架34的数量为多个时，例如每一对行星轮33可以对应一个行星架34，此时每个行星架34的一端可以具有两个子连接端部，这两个子连接端部分别连接在两个行星轮33上，多个行星架34的另一端均与第三传动控制器件31相连，并在第三传动控制器件31的控制下实现同时锁止和同时解锁。
在本申请实施例中，如图2所示，在行星齿轮机构中，包括至少一对行星轮33，并且每对行星轮33的数量为两个。行星轮33的数量为偶数，一方面是为了改变传递至发动机1处的动力的转扭方向，以避免发动机1反转而造成的故障；另一方面也是为了对发动机1通过变速传动组件3输出至第二毂42和第三毂51的动力的转扭方向进行调节，使其与发动机1通过第一毂41输出至第二毂42的动力的转扭方向相同。
在一些实施例中，第三传动控制器件31为制动器。制动器可以与控制器电连接，控制器可以向制动器发出指令，使得制动器根据接收到的指令执行动作，以锁止或解锁行星架34。
基于上述设计，该变速传动系统可以经过变速传动组件3进行动力传递，也可以不经过变速传动组件3进行动力传递，这两种动力传递方式对应不同的传动比，因而具有的挡位数量多于一个，能够满足不同的工况需求。
并且，上述变速传动组件3的结构简单紧凑，具有较好的承载能力和使用寿命，还能够在保证动力性和降低能耗的基础上增大输出扭矩，从而降低了对发动机1和电机的扭矩要求，进而降低了系统成本。
可选地，如图2所示，在本申请实施例提供的变速传动系统中，第一电机2的转子具有两个分支输出轴，两个分支输出轴中的一个与齿圈32相连，另一个与第一传动控制器件4和第二传动控制器件5相连。
示例性地，转子的一端可以从定子中伸出并分化为两个分支输出轴，转子在转动时，两个分支输出轴会已相同的转速同步转动。齿圈32固定连接在其中一个分支输出轴上，当第一电机2作为动力源时，齿圈32能够在转子的带动下发生转动；彼此连接的第二毂42和第三毂51固定连接在另一个分支输出轴上，当第一电机2作为动力源，或者发动机1作为动力源导致第一电机2的转子转动时，第二毂42和第三毂51能在转子的带动下发生转动。
在一些情况下，例如第二电机7发生故障时，也可以选择使用第一电机2和/或发动机1作为动力源进行驱动。但是由于第二电机7的转子是与动力输出组件6直接相连的，因此传递至动力输出组件6的动力在向轮端输出的同时，还会同时拖拽第二电机7的转子而产生较大的拖曳损耗。
因此，在本申请的一些实施例中，变速传动系统还可以包括第四传动控制器件；第四传动控制器件位于第二电机7和动力输出组件6之间，被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
当使用第一电机2和/或发动机1作为动力源进行驱动时，可以控制第四传动控制器件切断动力，从而传递至动力输出组件6的动力在向轮端输出时，不需要拖拽第二电机7的转子，因此降低了动力损耗，提高了动力性和能量利用效率。
示例性地，第四传动控制器件可以为离合器或者同步器。
在本申请的一些实施例中，动力输出组件6是用于将参与驱动的各个动力源所输出的动力汇聚在一起并进行传递的部件。如图2所示，动力输出组件6可以包括第一齿轮61、第二齿轮62、第三齿轮64和中间轴63，其中第一齿轮61固定在第二电机7的输出轴上，第二电机7的输出轴还与第二传动控制器件5的第四毂52相连；第二齿轮62和第三齿轮64均固定在中间轴63上，并且第二齿轮62还与第一齿轮61啮合。其中第二齿轮62的齿数多于第一齿轮61的齿数，也多于第三齿轮64的齿数，因此从第一齿轮61向第二齿轮62传递动力时，可以起到减速增扭的效果，而第三齿轮64与第二齿轮62同步转动，具有相同的角速度。
本申请实施例提供的变速传动系统，可以为能将燃料(如汽油、柴油等)和电能结合使用的混合动力系统，应用于混合动力汽车。该变速传动系统还可以包括电源组件，第一电机2和第二电机7均可以与电源组件电连接而发生能量交换。当第一电机2和/或第二电机7工作时，电源组件可以为第一电机2和/或第二电机7提供能量；当第一电机2和/或第二电机7处于发电模式时，电源组件可以接收并存储第一电机2和/或第二电机7工转化的电能。
在本申请的实施例中，电机“工作”即指电机处于将电能转化为机械能的状态，“不工作”即指电机处于既不将电能转化为机械能又不将机械能转化为电能的状态，“处于发电模式”即指电机处于将机械能转化为电能的状态。
第一电机2和第二电机7均可以正转或反转，当正转时车辆前行，当反转时为启动车辆的倒车功能，车辆后退。
在本申请实施例中，如图2所示，电源组件可以包括电池管理系统BMS(BatteryManagement System)、动力电池、第一电机2控制器MCU(Motor Control Unit，电机控制器)、第二电机7控制器、第一逆变器和第二逆变器。动力电池分别与第一逆变器和第二逆变器电连接，第一逆变器与第一电机2控制器电连接或集成在一起，第一电机2控制器与第一电机2电连接；第二逆变器与第二电机7控制器电连接或集成在一起，第二电机7控制器与第二电机7电连接。在其它的一些示例中，逆变器的数量也可以为一个，第一电机2控制器和第二电机7控制器均连接在这一个逆变器上。
电池管理系统能够时刻监控动力电池的使用状态，通过必要措施缓解动力电池的不一致性，为动力电池的使用安全提供保障。
需要说明的是，由于第一电机2的输出轴可以变速传动组件3与发动机1的输出轴相连的，因此在某些情况下，若是以第一电机2为单独动力源进行驱动，则第一电机2的动力传递路径通常不经过变速传动组件3，这是因为若是经过变速传动组件3的话，则第一电机2需要拖着发动机1一起转动。然而，发动机1的转动惯量通常比较大，会造成第一电机2输出的动力损耗严重，不够经济。
但是，第一电机2可以用于辅助发动机1的起动。发动机1的起动是需要外力支持的，通常情况下会为发动机1配置起动机，并通过起动机来驱动发动机1的飞轮旋转，从而起动发动机1。但是在本申请实施例中，通过第一电机2带动发动机1起动，则可以节省起动机，简化系统结构。在一些实施例中，第二电机7也可以用于辅助发动机1的启动。或者，技术人员还可以根据实际需求，选择不使用第一电机2和第二电机7启动发动机1，而是为发动机1额外布置起动机。
本申请实施例提供的变速传动系统，在应用于车辆时，还可以包括车轮驱动组件8，车轮驱动组件8可以包括驱动轴81、输入齿轮82和车轮。83其中，输入齿轮82可以固定在驱动轴81上，并与动力输出组件6中的第三齿轮64啮合，驱动轴81的两端分别连接两个车轮。83在一些实施例中，输入齿轮82可以为差速器，差速器可以使两个车轮以不同的转速转动。
综上所述，本申请实施例提供的变速传动系统的有益效果至少包括：
第一，设置行星齿轮机构，以及彼此连接布置的两个离合器，结构简单紧凑。
第二，配置有三个动力源和两个挡位，对应多种工作模式，能够根据工况需求切换不同挡位，降低对各动力源的扭矩要求，同时使得各动力源更多地在高效区工作。
第三，在换挡过程中通过两个离合器滑磨换挡，使得整车平顺性得到了很大的提升，满足了舒适性要求。
本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述的变速传动系统。示例性地，该车辆可以为混合动力车辆。
在本申请的一些实施例中，该车辆还可以包括控制器，发动机1、第一电机2、第二电机7，以及第一传动控制器件4、第二传动控制器件5、第三传动控制器件31、第四传动控制器件均与该控制器电连接。控制器能够根据当前车辆状态，控制车辆切换至对应的工作模式，并根据对应的工作模式调整上述三个动力源以及相应的传动控制器件的工作状态。其中，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量、当前车速和当前工况；对应的工作模式可包括纯电动模式、串联/增程式混合驱动模式、并联式混合驱动模式、发动机1直驱模式、驻车发电模式、滑行/制动能量回收模式等，每个工作模式下又可以根据挡位的不同而分为不同的情况。
下面以该变速传动系统包括发动机1、第一电机2、第二电机7、第一传动控制器件4、第二传动控制器件5、第三传动控制器件31为例，结合图3至图12，对该系统所对应的一些工作模式所适用的工况，以及车辆在各工作模式下的动力传递路径进行详细的说明。
(1)纯电动模式
本申请实施例所提供的车辆在处于纯电动模式时，可以利用第二电机7单独作为动力源，该工作模式通常适用于车辆处于低速蠕行或巡航状态的情况，例如城市工况下，能够降低拥堵以及停车等待过程中的功耗，更加节省电力，满足了用户追求经济性、动力性和舒适型等多方面的要求。
此时，控制器可以被配置为：控制第二电机7工作，控制发动机1和第一电机2不工作，控制第一传动控制器件4、第二传动控制器件5、第三传动控制器件31分离。
如图3所示，当第二电机7单独驱动车辆行驶时，动力电池释放出的直流电，经过第二逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第二电机7的输出轴旋转，第二电机7输出的动力可直接传递至动力输出组件6。之后，动力在动力输出组件6和车轮驱动组件8之间的传递路径为：第一齿轮61在接收到动力之后，传递给第二齿轮62，并引起中间轴63和第三齿轮64的旋转，然后经与第三齿轮64啮合的输入齿轮82传递至驱动轴81，进而传递至车轮处，从而驱动车辆行驶。
其中，第二电机7可以正转或反转，当正转时车辆前行，当反转时即为启动车辆的倒车功能。
需要说明的是，正如前文中所提到的，在一些情况下，例如第二电机7发生故障时，也是可以使用第一电机2单独驱动车辆行驶的。第一电机2单独驱动车辆行驶可以分为以下两种情况：
第一种情况下，第一电机2单独驱动车辆以第一挡位行驶。此时控制器可以被配置为：控制第一电机2工作，控制发动机1和第二电机7不工作，控制第二传动控制器件5结合，控制第一传动控制器件4和第三传动控制器件31分离。
第一电机2在第一挡位下输出的动力的传递路径为：动力电池释放出的直流电，经过第一逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第一电机2的输出轴旋转，第一电机2输出的动力经过结合的第二传动控制器件5传递至动力输出组件6。而动力在动力输出组件6和车轮驱动组件8之间的传递路径在上文中已经做过详细的分析说明，这里不再赘述。
第二种情况下：第一电机2单独驱动车辆以第二挡位行驶。此时控制器可以被配置为：控制第一电机2工作，控制发动机1和第二电机7不工作，控制第一传动控制器件4、第二传动控制器件5和第三传动控制器件31结合。
第一电机2在第二挡位下输出的动力的传递路径为：动力电池释放出的直流电，经过第一逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第一电机2的输出轴旋转，第一电机2输出的动力分成两个部分，其中一部分动力经过结合的第二传动控制器件5直接传递至动力输出组件6，另一部分动力经过变速传动组件3、结合的第一传动控制组件和结合的第二传动控制组件之后再传递至动力输出组件6。然而，该种情况下动力在传递过程中的损耗过大，在实际的生产设计中通常不采用。
需要说明的是，在单电机驱动的模式下，相比于使用第二电机7驱动，使用第一电机2驱动需要经历更长的动力传递路径或者需要拖拽发动机1，导致动力损耗相对更大，因此，在第二电机7运行正常的情况下，通常不选用将第一电机2作为单独动力源进行驱动的模式。
本申请实施例所提供的车辆在处于纯电动模式时，还可以利用第一电机2和第二电机7作为动力源联合驱动车辆行驶，双电机驱动通常适用于用户需要使车辆处于低速状态下，但临时需要较大扭矩进行超车的场景下，以使车辆短时间内获得较大扭矩，具有良好的动力响应性。
在使用双电机驱动时，控制器可以被配置为：控制第一电机2和第二电机7工作，控制发动机1不工作，控制第二传动控制器件5结合，控制第一传动控制器件4、第三传动控制器件31分离。
如图4所示，当第一电机2和第二电机7联合驱动车辆行驶时，动力电池释放出的直流电，经过第一逆变器和第二逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第一电机2和第二电机7的输出轴旋转，第一电机2以第一挡位输出动力，第二电机7直接输出动力至动力输出组件6。其中，第一电机2以第一挡位输出动力时的动力传递路径已经在上文中做过详细的分析说明，这里不再赘述。
第一电机2和第二电机7所输出的动力在动力输出组件6处汇总之后，一起向车轮驱动组件8传递。而动力在动力输出组件6和车轮驱动组件8之间的传递路径也在上文中已经做过详细的分析说明，这里不再赘述。
(2)串联/增程式混合驱动模式
本申请实施例所提供的车辆在处于串联/增程式混合驱动模式时，可以将发动机1和第二电机7作为混合动力源，第一电机2作为发电设备，该工作模式通常适用于大扭矩工况、急加速工况等，例如车辆处于高速状态下但临时需要较大扭矩进行超车的情况，既能够利用发动机1在高转速下的动力优势，又能够利用电机响应性快的特点，使得车辆在高速行驶时能够在短时间内获得较大扭矩；当然，该工作模式也可适用于动力电池电量不足的情况，通过第一电机2发电为第二电机7供给能量，驱动车辆行驶。
在本申请实施例中，当控制车辆处于串联/增程式混合驱动模式时，根据驾驶需求的不同，可以分为以下两种情况进行控制：
第一种情况下，发动机1以第一挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第二电机7工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第一传动控制器件4结合，控制第二传动控制器件5和第三传动控制器件31分离。
图5示出了车辆以串联/增程式混合驱动模式，在第一挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。发动机1运行在高效区带动第一电机2定点发电，发出的电能经第一逆变器、第二逆变器转化，传递至第二电机7，用于供给第二电机7驱动车辆行驶。同时结合第二电机7的电能使用情况，当存在多余的电能时，可以将多余的电能储存在动力电池中。当第一电机2的发电量不足时，动力电池也可以进行电量补充，从而第一电机2和动力电池共同满足第二电机7的用电需求。
其中发动机1在第一挡位下向第一电机2输出动力时，动力的传递路径为：发动机1的曲轴将动力输出至与其相连的第一传动控制组件，然后经结合的第一传动控制组件输出至第一电机2。而第二电机7向轮端输出动力的动力传递路径已经在上文中做出过详细的分析说明，这里不再赘述。
第二种情况下，发动机1以第二挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第二电机7工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第三传动控制器件31结合，控制第一动控制器件和第二传动控制器件5分离。
图6示出了车辆以串联/增程式混合驱动模式，在第二挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。与图5中所示出的动力传递路线的不同之处在于发动机1向第一电机2输出动力这个过程的动力传递路径。而发动机1在第二挡位下向第一电机2输出动力时，动力的传递路径为：发动机1的曲轴将动力输出至与其相连的变速传动组件3的太阳轮35，太阳轮35自转并带动两个行星轮33自转，自转的行星轮33带动齿圈32转动，从而带动第一电机2的转子转动。
在上述的串联/增程式混合驱动模式中，发动机1与差速器和车轮是解耦的，仅带动第一电机2转动，并且发动机1向第一电机2输出动力这个过程对应两个不同的挡位(不同的速比)，因此可使发动机1具有较好的节油效果，并保持较高的经济性。
(3)并联式混合驱动模式
本申请实施例所提供的车辆在处于并联式混合驱动模式时，可以将发动机1和第二电机7均作为动力源，即两个动力源共同工作，联合驱动车辆行驶。该工作模式下变速传动系统可以输出较大的功率，提高整车动力性，通常适用于大扭矩工况、急加速工况等，也可以适用于动力电池电量不足的情况。
在本申请实施例中，当控制车辆处于并联式混合驱动模式时，也可以分为以下两种情况：
第一种情况下，发动机1以第一挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第二电机7工作，控制第一传动控制器件4和第二传动控制器件5结合，控制第三传动控制器件31分离。
图7示出了车辆以并联式混合驱动模式，在第一挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。发动机1运行在高效区输出动力，其中一部分动力用于带动第一电机2定点发电，发出的电能经第一逆变器、第二逆变器转化，传递至第二电机7，用于供给第二电机7驱动车辆行驶，另一部分动力用于直接驱动车辆行驶。
同时结合第二电机7的电能使用情况，当存在多余的电能时，可以将多余的电能储存在动力电池中。当第一电机2的发电量不足时，动力电池也可以进行电量补充，从而第一电机2和动力电池共同满足第二电机7的用电需求。
其中，发动机1在第一挡位直接驱动车辆行驶的动力传递路径为：发动机1的曲轴将动力输出至与其相连的第一传动控制组件，然后经结合的第一传动控制组件输出至第二传动控制组件，并由第二传动控制组件传递至动力输出组件6以及车轮驱动组件8。其中，发动机1输出的用于驱动车辆行驶的一部分动力会在动力输出组件6处于第二电机7输出的动力汇合，并继续向后传递。动力在动力输出组件6和车辆驱动组件之间的动力传递路径已经在上文中做出过详细的分析说明，这里不再赘述。
第二种情况下，发动机1以第二挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第二电机7工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第一传动控制器件4分离，控制第二传动控制器件5和第三传动控制器件31结合。
图8示出了车辆以并联式混合驱动模式，在第二挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。与图7中所示出的动力传递路线的不同之处在于发动机1所输出的用于直接驱动车辆行驶的一部分动力的传递路径。而发动机1在第二挡位下直接驱动车辆行驶的动力的传递路径为：发动机1的曲轴将动力输出至与其相连的变速传动组件3的太阳轮35，太阳轮35自转并带动两个行星轮33自转，自转的行星轮33带动齿圈32转动，从而带动第一电机2的转子转动，转动的转子将动力传递给与其相连的结合的第二传动控制组件，并由第二传动控制组件向动力传动组件输出。
在上述的并联式混合驱动模式中，发动机1与差速器及车轮之间是存在直接能量传递的，结合发动机1向第一电机2输出动力这个过程对应的两个不同的挡位(不同的速比)，匹配第二电机7同时驱动车辆，因此可使发动机1具有较好的节油效果，并保持较高的经济性。
需要说明的是，本申请实施例所提供的变速传动系统，理论上也可以实现第一电机2、第二电机7和发动机1这三个动力源共同驱动车辆行驶。但是由于三个动力源同时输出动力时，第一电机2的输出轴以及第二传动控制器件5都需要承受很大的扭矩，出现故障的概率较高，因此在本申请实施例中通常不使用这种三个动力源同时驱动的混合驱动模式。当然，在客观条件允许或者存在相应需求的情况下，这种三个动力源同时驱动的混合驱动模式也是可行的。
(4)发动机直驱模式
本申请实施例所提供的车辆在处于发动机1直驱模式时，可以将发动机1作为单独动力源驱动车辆行驶。该工作模式下可以适用于变速传动系统出现高压故障或电池电量不足的情况，也可以适用于高速工况下，此时若使用电机驱动可能功耗较高，若使用发动机1直接驱动，能够降低功耗。
在本申请实施例中，当控制车辆处于发动机1直驱模式时，也可以分为以下两种情况：
第一种情况下，发动机1以第一挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第一电机2根据电量需求选择性地处于发电模式，控制第二电机7不工作，控制第一传动控制器件4和第二传动控制器件5结合，控制第三传动控制器件31分离。
第二种情况下，发动机1以第二挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第一电机2根据电量需求选择性地处于发电模式，控制第二电机7不工作，控制第一传动控制器件4分离，控制第二传动控制器件5和第三传动控制器件31结合。
图9示出了车辆以发动机1直驱模式，在第一挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。图10示出了车辆以发动机1直驱模式，在第二挡位下驱动车辆行驶时的动力传递路线。上述两种情况下发动机1输出的动力的传递路径与并联式混合驱动模式下发动机1用于驱动的动力的传递路径相同，前文中已详细说明过，此处不再赘述。
在一些实施例中，若是动力电池不需要充电，则控制第一电机2不工作即可，此时发动机1输出的动力在第一电机2的转子处分为两路，其中一路动力带动第一电机2的转子空转，另一路动力用于驱动车辆行驶。
(5)驻车发电模式
驻车发电模式通常适用于动力电池电量不足的情况，利用发动机1输出的动力为动力电池充电。在本申请实施例中，当控制车辆处于驻车发电模式时，也可以分为以下两种情况：
第一种情况下，发动机1以第一挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第二电机7不工作，控制第一传动控制器件4件结合，控制第二传动控制器和第三传动控制器件31分离。
第二种情况下，发动机1以第二挡位输出动力。此时控制器被配置为：控制发动机1工作，控制第一电机2处于发电模式，控制第二电机7不工作，控制第一动控制器件和第二传动控制器件5分离，控制第三传动控制器件31结合。
图11示出了车辆以驻车发电模式，在第一挡位下为动力电池充电时的动力传递路线。图12示出了车辆以驻车发电模式，在第二挡位下为动力电池充电时的动力传递路线。上述两种情况下发动机1输出的动力的传递路径与并联式混合驱动模式下发动机1利用第一电机2充电的动力传递路径相同，前文中已详细说明过，此处不再赘述。
(6)滑行/制动能量回收模式
本申请实施例所提供的变速传动系统在处于滑行/制动能量回收模式时，可以利用第二电机7作为发电设备，将汽车的动能转换为电能存储在动力电池中备用。该工作模式通常适用于滑行和制动工况下，车辆能够回收部分动能并将其转化为电能存储，为后续车辆的运行提供能量，从而提高了车辆的续航里程。
在该工作模式下，控制器可以被配置为：控制第二电机7处于发电模式，控制发动机1和第二电机7不工作，控制第一动控制器件、第二传动控制器件5和第三传动控制器件31分离。
如图13所示，当车辆在滑行和制动工况下开启能量回收模式时，则车轮输出的反向力矩依次通过驱动轴81、输入齿轮82、第三齿轮64、中间轴63、第二齿轮62、第一齿轮61传递至第二电机7，第二电机7能够将被制动的这部分动能转化为电能，并存入动力电池中备用。该模式下的动力传递路径与第二电机7在纯电动模式下单独驱动车辆行驶时的动力传递路径刚好相反。
综上所述，本申请实施例提供的混合动力变速传动系统包括双电机和发动机1共三个动力源，保证了整车强大的动力性能。其中，高性能双电机可以保证车辆在正常行驶时足够的动力，在车辆急加速时提供强大的低速扭矩；发动机1可以保证整车在全速段具备优良的加速性能，在车速提高后提供足够的后备功率。
本申请实施例提供的混合动力变速传动系统具备优良的经济性。在车辆中低负荷时，高性能双电机之间配合工作能满足车辆行驶的大部分性能要求，大大减少发动机1运行时间，减小油耗和排放；在车辆低负荷时，两台电机可以选择性工作，保证电机工作在良好效率区内。
本申请实施例提供的混合动力变速传动系统续航里程长，不会发生纯电动汽车的里程焦虑。在长途行驶时可以配置为纯发动机1驱动模式，配合优化的三档速比，可提供优良的行驶舒适性和续航里程。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种变速传动系统，其特征在于，所述变速传动系统包括：发动机(1)、第一电机(2)、变速传动组件(3)、第一传动控制器件(4)、第二传动控制器件(5)、动力输出组件(6)和第二电机(7)；
所述发动机(1)和所述第一电机(2)通过所述变速传动组件(3)可断开地相连；
所述第一传动控制器件(4)的第一端与所述发动机(1)相连，第二端与所述第一电机(2)相连；
所述第二传动控制器件(5)的第一端与所述第一电机(2)相连，第二端与所述动力输出组件(6)相连，并且所述第二传动控制器件(5)的第一端与所述第一传动控制器件(4)的第二端相连；
所述第二电机(7)与所述动力输出组件(6)相连；
其中，所述第一传动控制器件(4)和所述第二传动控制器件(5)被配置为接收控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
2.根据权利要求1所述的变速传动系统，其特征在于，所述第一传动控制器件(4)和所述第二传动控制器件(5)均为离合器；
所述第一传动控制器件(4)包括与所述发动机(1)连接的第一毂(41)，以及与所述第一电机(2)连接的第二毂(42)，所述第一毂(41)和所述第二毂(42)能够可控制地结合和分离；
所述第二传动控制器件(5)包括与所述第一电机(2)连接的第三毂(51)，以及与所述动力输出组件(6)连接的第四毂(52)，所述第三毂(51)和所述第四毂(52)能够可控制地结合和分离。
3.根据权利要求2所述的变速传动系统，其特征在于，所述第二毂(42)为所述第一传动控制器件(4)的外毂，所述第三毂(51)为所述第二传动控制器件(5)的内毂，所述第二毂(42)和所述第三毂(51)相连。
4.根据权利要求2或3所述的变速传动系统，其特征在于，所述第一传动控制器件(4)位于所述第二传动控制器件(5)的内侧，其中内侧的指向为从所述第四毂(52)指向所述第三毂(51)的方向。
5.根据权利要求1所述的变速传动系统，其特征在于，所述变速传动组件(3)包括行星齿轮机构和第三传动控制器件(31)；
所述行星齿轮机构包括齿圈(32)、至少一对行星轮(33)、行星架(34)以及太阳轮(35)，其中，
所述齿圈(32)、所述至少一对行星轮(33)和所述太阳轮(35)依次啮合；
所述齿圈(32)与所述第一电机(2)相连；
所述太阳轮(35)与所述发动机(1)相连；
所述行星架(34)的一端与所述至少一对行星轮(33)相连，另一端与所述第三传动控制器件(31)相连，所述第三传动控制器件(31)被配置为接收所述控制器的指令并执行动作，以锁止或解锁所述行星架(34)。
6.根据权利要求5所述的变速传动系统，其特征在于，所述第三传动控制器件(31)为制动器。
7.根据权利要求5所述的变速传动系统，其特征在于，所述第一电机(2)的转子具有两个分支输出轴，所述两个分支输出轴中的一个与所述齿圈(32)相连，另一个与所述第一传动控制器件(4)和所述第二传动控制器件(5)相连。
8.根据权利要求1所述的变速传动系统，其特征在于，所述变速传动系统还包括第四传动控制器件；
所述第四传动控制器件位于所述第二电机(7)和所述动力输出组件(6)之间，被配置为接收所述控制器的指令并执行动作，以传递或切断动力。
9.根据权利要求8所述的变速传动系统，其特征在于，所述第四传动控制器件为离合器或同步器。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9任一项所述的变速传动系统。
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