CN114953962A - 混合动力传动装置及车辆 - Google Patents

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CN114953962A CN202110210119.1A CN202110210119A CN114953962A CN 114953962 A CN114953962 A CN 114953962A CN 202110210119 A CN202110210119 A CN 202110210119A CN 114953962 A CN114953962 A CN 114953962A
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Abstract

本发明混合动力传动装置及车辆，包括发动机、第一电机、第二电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器、同步器及第一、二、三挡位齿轮副，发动机通过离合器连接于第一传动轴，第一电机连接于第一传动轴；第一、二、三挡位齿轮副通过同步器结合于第一、二传动轴之间；第二电机连接于第二传动轴，第二传动轴输出动力至差速器。结构简单，第二电机至轮端的传力路径短，传动效率高，轮端所需的驱动动力尽可能多的落在发动机的高效率区域，实现纯电起步和大坡度的坡起工况，低车速低负荷的城市工况采用串联增程模式提升发动机的燃油消耗率，从而提高整车经济性。

Description

混合动力传动装置及车辆
技术领域
本发明属于变速器领域，特别是涉及混合动力传动装置及车辆。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车排放法规也日趋严格，用户对整车安全性，舒适性及油耗经济性的要求也越来越高，混合动力驱动汽车成为传统动力驱动汽车过渡到纯电动驱动汽车期间的主流趋势。
目前的混合动力系统主要分为三个方向，即串联型、并联型和混联型混动系统。
串联型依靠发动机带动发电机发电，产生的电能直接给到驱动电机驱动车辆行驶或者储存在动力电池中，这种系统结构简单，发动机扭矩与轮端解耦，可以有效控制发动机工作在高效率区间，但是由于传动链长系统效率损失高，节油能力有限。并且在要求车辆能够覆盖各种工况需求的情况下，驱动电机、发电机以及发动机的功率选型需要很大，造成成本上升和布置问题。
并联型依靠发动机和驱动电机共同输出动力以满足车辆的动力需求，对电机扭矩要求小，可以有效降低电池的尺寸。但是由于发动机转速无法和车速解耦，对发动机的高效区调整能力有限，节油效果有限。
混联型综合了串联型和并联型的优点，可以根据车辆的目标进行设计，选择方案在满足整车动力性能需求的前提下，节油空间较大。缺点是根据系统的复杂程度，控制难度偏大。
现有的一种能实现发动机三挡驱动的双电机混合动力传动装置，属于混联型混动系统，包括发动机、第一电机、第二电机、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组、第三挡位齿轮组和同步器，第一挡位齿轮组的主动齿轮空套于输入轴上，从动齿轮固设于输出轴上，第二挡位齿轮组和第三挡位齿轮组的主动齿轮固设于输入轴上，从动齿轮空套于输出轴上，发动机和第一电机同轴设置于输入轴的一端并通过单离合器连接，发动机和第一电机均通过双离合器连接于第一挡位齿轮组的主动齿轮和输入轴，输出轴上设有双边同步器，用于将第二挡位齿轮组和第三挡位齿轮组的从动齿轮与输出轴结合，第二电机通过减速齿轮副连接于第三挡位齿轮组的主动齿轮，虽然通过控制单离合器、双离合器和双边同步器的工作状态，就可实现发动机直驱模式的三个挡位，单电机纯电动模式的六个挡位，控制相对一般混联型混动系统简单，但该方案存在以下问题：
1)结构复杂；
2)第二电机至轮端的传力路径长，传动效率低；
3)发动机与第一电机同轴转动，较难匹配至第一电机的高效区间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有能实现发动直驱模式三个挡位的双电机混合动力传动装置结构复杂及传动效率低的问题，提供一种混合动力传动装置及车辆。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种混合动力传动装置，包括发动机、第一电机、第二电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器、同步器、第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副；
所述发动机通过所述离合器连接于所述第一传动轴，所述第一电机连接于所述第一传动轴；
第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副各自通过同步器结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间；
所述第二传动轴输出动力至差速器；
所述第二电机连接于所述第二传动轴。
可选地，所述混合动力传动装置的同步器包括一个双边同步器和一个单边同步器；
所述双边同步器用于选择性地将所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副中的一个结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间；
所述单边同步器用于将所述第三挡位齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间。
可选地，所述第一挡位齿轮副包括第一挡位主动齿轮和第一挡位从动齿轮，所述第二挡位齿轮副包括第二挡位主动齿轮和第二挡位从动齿轮，所述第三挡位齿轮副包括第三挡位主动齿轮和第三挡位从动齿轮；
所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮空套于所述第一传动轴上，所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮固设于所述第二传动轴上，所述双边同步器设于所述第一传动轴上，并用于将所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮中的任意一个结合于所述第一传动轴；或，
所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮固设于所述第一传动轴上，所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮空套于所述第二传动轴上，所述双边同步器设于所述第二传动轴上，并用于将所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮中的任意一个结合于所述第二传动轴；
所述第三挡位主动齿轮空套于所述第一传动轴上，所述第三挡位从动齿轮固设于所述第二传动轴上，所述单边同步器设于所述第一传动轴上，并用于将所述第三挡位主动齿轮结合于所述第一传动轴；或，
所述第三挡位主动齿轮固设于所述第一传动轴上，所述第三挡位从动齿轮空套于所述第二传动轴上，所述单边同步器设于所述第二传动轴上，并用于将所述第三挡位从动齿轮结合于所述第二传动轴。
可选地，所述第三挡位齿轮副、所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副沿远离所述发动机的方向依次布置，所述单边同步器位于所述第三挡位齿轮副的背离或面向所述第一挡位齿轮副的一侧，所述双边同步器位于所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副之间。
可选地，所述发动机连接于所述第一传动轴的一端，所述第一电机连接于所述第一传动轴的另一端，所述第二电机连接于所述第二传动轴的远离所述发动机的一端。
可选地，还包括增速齿轮副，所述第一传动轴通过所述增速齿轮副连接于所述第一电机。
可选地，还包括减速齿轮副；
所述第二电机通过所述减速齿轮副连接于所述第二传动轴。
可选地，所述混合动力传动装置还包括设于所述第二传动轴上的第一主减齿轮，第一主减齿轮与所述差速器的齿圈啮合。
可选地，所述混合动力传动装置具有第一单电机纯电动模式、第二单电机纯电动模式、双电机纯电动模式、混合驱动模式、发动机直驱模式、串联增程模式、制动能量回收模式和驻车充电模式；
分离所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机和所述第二电机不工作，所述第一电机驱动，以建立第一单电机纯电动模式；
分离所述离合器，分离所述同步器，所述发动机和所述第一电机不工作，所述第二电机驱动，以建立第二单电机纯电动模式；
分离所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机不工作，所述第一电机和所述第二电机驱动，以建立双电机纯电动模式；
结合所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机驱动，所述第一电机和所述第二电机中的至少一个驱动，以建立所述混合驱动模式；
结合所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机驱动，所述第一电机和所述第二电机不工作，以建立所述发动机直驱模式；
结合所述离合器，分离所述同步器，所述第一电机在所述发动机的驱动下发电，所述第二电机驱动，以建立所述串联增程模式；
分离所述离合器，分离所述同步器，所述发动机和所述第一电机不工作，所述第二电机发电，以建立所述制动能量回收模式；
结合所述离合器，分离所述同步器，所述第一电机在所述发动机的驱动下发电，以建立所述驻车充电模式。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括前述混合动力传动装置。
本发明实施例提供的混合动力传动装置及车辆，发动机、第一电机和第二电机作为动力源，通过离合器控制发动机的动力输出，通过同步器控制发动机和第一电机输出的三个挡位，通过第二电机输出实现电机参与驱动时的第四个挡位，结构简单；
第二电机连接于第二传动轴，结构简单，使得第二电机至轮端的传力路径短，传动效率高。
通过控制离合器和同步器的工作状态可实现发动机直驱模式下的三个挡位、单电机纯电动模式下的四个挡位、混合驱动模式、串联增程模式等多种驱动形式，适用于各种路况，保证发动机始终运转在最佳工作区域，提高发动机效率，有效提升动力性和经济性；
发动机至轮端的三挡速比选型灵活；
第一电机既作为发电机，又作为驱动电机使用，单电机驱动模式下具有四个前进挡位，可以降低对电机的扭矩需求，从而减小第一电机的体积，作为起步电机的第一电机的扭矩可以直接输出至轮端，扭矩响应快，并且满足大扭矩的纯电起步需求；
换挡时可通过第二电机输出动力至轮端，实现无动力中断换挡；
在动力调节方面，本混合动力传动装置可通过发动机的三个档位以及动力电池输出输入功率调节，使轮端所需的驱动动力尽可能多的落在发动机的高效率区域，保持发动机的工作状态不受或少受路况的影响，还可通过电机档位实现纯电起步和大坡度的坡起工况，另外在低车速低负荷的城市工况，采用串联增程模式可有效提升发动机的燃油消耗率，还可回收制动时的动能至动力电池中；所有这些举措不仅可以大幅度地提高整体车辆的经济性能，而且可以提升低车速的大扭矩输出能力；
适用于HEV车型和PHEV车型，平台化好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的混合动力传动装置的结构简图一；
图2为本发明实施例提供的混合动力传动装置的结构简图二；
说明书中的附图标记如下：
1、发动机；2、第一电机；3、第二电机；4、第一传动轴；5、第二传动轴；7、离合器；8、双边同步器；9、单边同步器；
10、第一主减齿轮；12、差速器、121、齿圈；
211、第一挡位主动齿轮；212、第一挡位从动齿轮；
221、第二挡位主动齿轮；222、第二挡位从动齿轮；
231、第三挡位主动齿轮；232、第三挡位从动齿轮；
241、第一增速齿轮；242、第二增速齿轮；
251、第一减速齿轮；252、第二减速齿轮。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的混合动力传动装置，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、第一传动轴4、第二传动轴5、离合器7、同步器、第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副；
发动机1通过离合器7连接于第一传动轴4，第一电机2连接于第一传动轴4；
第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副各自通过同步器结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间；
第二传动轴5输出动力至差速器12；
第二电机3连接于第二传动轴5。动力源输送至差速器的动力，经半轴传递至轮端。
具体地，第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副中的任意一个齿轮副为一挡齿轮副，任意一个齿轮副为二挡齿轮副，任意一个齿轮副为三挡齿轮副，即对一挡齿轮副、二挡齿轮副和三挡齿轮副在第一传动轴4上的排布顺序不做要求。图1中，第一挡位齿轮副为一挡齿轮副，第二挡位齿轮副为二挡齿轮副，第三挡位齿轮副为三挡齿轮副，但实际布置时，第一挡位齿轮副也可不是一挡齿轮副，而是二挡齿轮副或三挡齿轮副中的一种，同理，第二挡位齿轮副也可不是二挡齿轮副，第三挡位齿轮副也可不是三挡齿轮副。当然，第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副的速比不同。
本申请中，为简化说明，将第一电机2和第二电机3统称为电机，第一传动轴4、第二传动轴5统称为传动轴，第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副统称为挡位齿轮副。
分离离合器7时，第一电机2可单独驱动轮端，切换同步器的工作状态即可实现第一电机2单独驱动的三个前进挡位，同时分离离合器7和同步器时，第二电机3可单独驱动轮端，设置第二电机3传递至差速器12的扭矩与第一电机2传递至差速器12的扭矩不同，以此通过第一电机2或第二电机3单独驱动实现单电机纯电动模式下的四个挡位；
分离离合器7时，第一电机2和第二电机3可共同驱动轮端，切换同步器的工作状态即可实现双电机纯电动模式下的三个挡位。
结合离合器7时，发动机1可单独驱动轮端，切换同步器的工作状态即可实现发动机直驱模式下的三个前进挡位，发动机1也可和第一电机2或第二电机3共同驱动轮端，切换同步器的工作状态即可实现混合驱动模式下的多个前进挡位。
结合离合器7，分离同步器时，第一电机2在发动机1的驱动下发电，第二电机3驱动轮端，即可实现串联增程模式。
分离离合器7和同步器，第二电机3在轮端的带动下发电，即可实现制动能量回收模式，最大限度节能减排。
结合离合器7，分离同步器时，第一电机2在发动机1的驱动下发电，第二电机3不工作，即可实现驻车发电模式。
本发明实施例提供的混合动力传动装置，发动机1、第一电机2和第二电机3作为动力源，通过离合器7控制发动机的动力输出，通过同步器控制发动机和第一电机输出的三个挡位，通过第二电机输出实现电机参与驱动时的第四个挡位，结构简单；
第二电机3连接于第二传动轴5，结构简单，使得第二电机3至轮端的传力路径短，传动效率高。
通过控制离合器7和同步器的工作状态可实现发动机直驱模式下的三个挡位、单电机纯电动模式下的四个挡位、混合驱动模式、串联增程模式等多种驱动形式，适用于各种路况，保证发动机1始终运转在最佳工作区域，提高发动机1效率，有效提升动力性和经济性；
发动机至轮端的三挡速比选型灵活；
第一电机2既作为发电机，又作为驱动电机使用，单电机驱动模式下具有四个前进挡位，可以降低对电机的扭矩需求，从而减小第一电机2的体积，作为起步电机的第一电机2的扭矩可以直接输出至轮端，扭矩响应快，并且满足大扭矩的纯电起步需求；
换挡时可通过第二电机3输出动力至轮端，实现无动力中断换挡；
在动力调节方面，本混合动力传动装置可通过发动机1的三个档位以及动力电池输出输入功率调节，使轮端所需的驱动动力尽可能多的落在发动机的高效率区域，保持发动机1的工作状态不受或少受路况的影响，还可通过电机档位实现纯电起步和大坡度的坡起工况，另外在低车速低负荷的城市工况，采用串联增程模式可有效提升发动机的燃油消耗率，还可回收制动时的动能至动力电池中；所有这些举措不仅可以大幅度地提高整体车辆的经济性能，而且可以提升低车速的大扭矩输出能力；
适用于HEV车型和PHEV车型，平台化好。
在一实施例中，如图1和图2所示，混合动力传动装置的同步器包括一个双边同步器8和一个单边同步器9；
双边同步器8用于选择性地将第一挡位齿轮副和第二挡位齿轮副中的一个结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间；
单边同步器9用于将第三挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间。
可根据轮端扭矩需求，控制双边同步器8将第一挡位齿轮副或第二挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，以使第一传动轴4的动力可经第一挡位齿轮副或第二挡位齿轮副传递至第二传动轴5，或控制单边同步器9将第三挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，以使第一传动轴4的动力经第三挡位齿轮副传递至第二传动轴5，即通过双边同步器8可实现两个前进挡位控制，通过单边同步器9可实现一个前进挡位控制，结构简单、紧凑，有利于缩减混合动力传动装置的轴向尺寸。当然，也可选择三个单边同步器9分别控制三个前进挡位，或两个双边同步器8控制三个前进挡位，结构相对复杂，轴向尺寸较长。
在一实施例中，如图1和图2所示，第一挡位齿轮副包括第一挡位主动齿轮211和第一挡位从动齿轮212，第二挡位齿轮副包括第二挡位主动齿轮221和第二挡位从动齿轮222，第三挡位齿轮副包括第三挡位主动齿轮231和第三挡位从动齿轮232。本申请中，为简化说明，将第一挡位主动齿轮211、第二挡位主动齿轮221和第三挡位主动齿轮231统称为挡位主动齿轮，第一挡位从动齿轮212、第二挡位从动齿轮222和第三挡位从动齿轮232统称为挡位从动齿轮，挡位主动齿轮和挡位从动齿轮统称为挡位齿轮。
其中：如图1和图2所示，第一挡位主动齿轮211和第二挡位主动齿轮221空套于第一传动轴4上，第一挡位从动齿轮212和第二挡位从动齿轮222固设于第二传动轴5上，双边同步器8设于第一传动轴4上，并用于将第一挡位主动齿轮211和第二挡位主动齿轮221中的任意一个结合于第一传动轴4；或，
未图示地，第一挡位主动齿轮和第二挡位主动齿轮固设于第一传动轴上，第一挡位从动齿轮和第二挡位从动齿轮空套于第二传动轴上，双边同步器设于第二传动轴上，并用于将第一挡位从动齿轮和第二挡位从动齿轮中的任意一个结合于第二传动轴；
如图1所示，第三挡位主动齿轮231空套于第一传动轴4上，第三挡位从动齿轮232固设于第二传动轴5上，单边同步器9设于第一传动轴4上，并用于将第三挡位主动齿轮231结合于第一传动轴4；或，
如图2所示，第三挡位主动齿轮231固设于第一传动轴4上，第三挡位从动齿轮232空套于第二传动轴5上，单边同步器9设于第二传动轴5上，并用于将第三挡位从动齿轮232结合于第二传动轴5。
双边同步器8可设于第一传动轴4上，也可设于第二传动轴5上，只需选择第一挡位齿轮副和第二挡位齿轮副的与双边同步器8位于同一传动轴上的挡位齿轮空套于相应传动轴上，不与双边同步器8位于同一传动轴上的挡位齿轮固设于相应传动轴上，即可通过控制双边同步器8实现从第一传动轴4向第二传动轴5输出动力的两种速比；单边同步器9可设于第一传动轴4上，也可设于第二传动轴5上，只需选择第三挡位齿轮副的与单边同步器9位于同一传动轴上的挡位齿轮空套于相应传动轴上，不与单边同步器9位于同一传动轴上的挡位齿轮固设于相应传动轴上，即可通过控制单边同步器9实现从第一传动轴4向第二传动轴5输出动力；从而通过单边同步器9和双边同步器8实现三个前进挡位的控制，结构简单。
优选地，双边同步器8设于第一传动轴4上，当发动机1或第一电机2输出动力至轮端时，双边同步器8具有良好的传动效果，当发动机1驱动第一电机2发电时，挡位齿轮不随第一传动轴4转动，有利于提高发动机1驱动第一电机2发电的效率。
可以根据单边同步器9对应的挡位齿轮副的速比，选择将单边同步器9设置在第一传动轴4或第二传动轴5上，以减小传递误差，达到更好的传动效果。如设置在第一传动轴4或第二传动轴5上都能实现相应速比的挡位齿轮副的良好传动，则优选单边同步器9设置于第二传动轴5上，有利于缩短混合动力传动装置的轴向尺寸。更优选，双边同步器8设于第一传动轴4上，单边同步器设于第二传动轴4上，两个同步器分布在两个传动轴上，结构简单，易于布置。
在一实施例中，如图1和图2所示，第三挡位齿轮副、第一挡位齿轮副和第二挡位齿轮副沿远离发动机1的方向依次布置；
双边同步器8位于第一挡位齿轮副和第二挡位齿轮副之间；
单边同步器9位于第三挡位齿轮副的背离或面向第一挡位齿轮副的一侧。结构简单、紧凑，双边同步器8可在其两侧结合两个挡位齿轮副，单边同步器9在其一侧结合一个挡位齿轮副，避免为将单边同步器9设置在两个挡位齿轮副之间的需要而加大两个挡位齿轮副的轴向间距，有利于缩短轴向尺寸。
在一实施例中，如图1和图2所示，发动机1连接于第一传动轴4的一端，第一电机2连接于第一传动轴4的另一端，第二电机3连接于第二传动轴5的远离发动机1的一端，便于将第一电机2和第二电机3集成于同一壳体内，以简化结构，有利于缩小混合动力传动装置的尺寸，第二电机至轮端的传递路径短，传动效率高。
在一实施例中，如图1和图2所示，还包括增速齿轮副，第一传动轴4通过增速齿轮副连接于第一电机2，第一电机不与发动机同轴，通过增速齿轮副实现第一传动轴4向第一电机2输送动力时的增速降扭，及从第一电机2向第一传动轴4输送动力时的减速增扭，提高发动机1驱动第一电机2发电的效率，及第一电机2驱动轮端的效率，有利于缩小第一电机2的尺寸，可匹配至第一电机的高效区间。
具体地，增速齿轮副包括固设于第一传动轴4上的第一增速齿轮241和固设于第一电机2的转轴上的第二增速齿轮242，结构简单。
在一实施例中，如图1和图2所示，还包括减速齿轮副，第二电机3通过减速齿轮副连接于第二传动轴5；通过减速齿轮副实现第二电机3输出动力的减速增扭，有利于缩小第二电机3的尺寸。
具体地，减速齿轮副包括固设于第二电机3的转轴上的第一减速齿轮251和固设于第二传动轴5上的第二减速齿轮252，结构简单。
在一实施例中，如图1和图2所示，混合动力传动装置还包括设于第二传动轴5上的第一主减齿轮10，第一主减齿轮10与差速器12的齿圈121啮合，第一主减齿轮10与差速器12的齿圈121构成第一主减齿轮副。发动机1或第一电机2输出的动力先经三个挡位齿轮副进行减速，再经第一主减齿轮副进行主减速，更好的匹配轮端的动力需求，第二电机3输出的动力先经减速齿轮副(如有设置)进行减速，再经第一主减齿轮副进行主减速，更好的匹配轮端的动力需求。
具体地，第一传动轴4、第二传动轴5通过轴承支撑在变速器壳体上。
具体地，固设于相应传动轴上的齿轮(挡位齿轮、第一主减齿轮10、第一增速齿轮241)可通过焊接、花键、过盈压装或者直接生成于相应的传动轴，从而实现相应齿轮与传动轴的连接及同步转动。
具体地，空套于相应传动轴上的挡位齿轮通过轴承空套在相应的传动轴上，从而实现相应挡位齿轮与传动轴的转动连接。
具体地，所有同步器的齿毂通过花键连接在相应的传动轴上。
本申请混合动力传动装置具有第一单电机纯电动模式、第二单电机纯电动模式、双电机纯电动模式、混合驱动模式、发动机直驱模式、串联增程模式、制动能量回收模式和驻车充电模式；
1)分离离合器7，同步器将第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，发动机1和第二电机3不工作，第一电机2驱动，以建立第一单电机纯电动模式；本申请发动机1不工作，指不参与驱动，既不驱动第一电机2发电，也不驱动轮端；
2)分离离合器7，分离同步器(指同步器都处于分离状态)，发动机1和第一电机2不工作，第二电机3驱动，以建立第二单电机纯电动模式；
同步器都处于分离状态或同步器将某一挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，可通过两个电机(第一电机2或第二电机3)实现单电机纯电动模式下的四个挡位。
优选实施例单电机纯电动模式下的四个挡位如下：
第一个挡位工作时，双边同步器8将第一挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，动力传递路线为：第一电机2－〉第一传动轴4－〉双边同步器8、第一挡位齿轮副－〉第二传动轴5－〉第一主减齿轮10－〉差速器12－〉轮端。
第二个挡位工作时，双边同步器8将第二挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，动力传递路线为：第一电机2－〉第一传动轴4－〉双边同步器8、第二挡位齿轮副－〉第二传动轴5－〉第一主减齿轮10－〉差速器12－〉轮端。
第三个挡位工作时，单边同步器9将第三挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，动力传递路线为：第一电机2－〉第一传动轴4－〉单边同步器9、第三挡位齿轮副－〉第二传动轴5－〉第一主减齿轮10－〉差速器12－〉轮端。
第四个挡位工作时，动力传递路线为：第二电机3－〉第二传动轴5－〉第一主减齿轮10－〉差速器12－〉轮端。
3)分离离合器7，同步器将第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，发动机1不工作，第一电机2和第二电机3驱动，以建立双电机纯电动模式；同步器将某一挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，可通过两个电机(第一电机2和第二电机3)实现双电机纯电动模式下的三个挡位。
双电机纯电动模式下的三个挡位的动力传递路线，在前述单电机纯电动模式下的前三个挡位的动力传递路线的基础上，对应每个挡位的动力传递路线增加前述单电机纯电动模式下的最后一个挡位的动力传递路线，此处不再赘述。
4)结合离合器7，同步器将第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，发动机1驱动，第一电机2和第二电机3中的至少一个驱动，以建立混合驱动模式；同步器将某一挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，可通过发动机1和两个电机(第一电机2和第二电机3)实现混合驱动模式下的多个挡位。当发动机1与第二电机3共同驱动时，第一电机2可发电。
当发动机1与第一电机2驱动时，具有三个混合驱动模式挡位，动力路线与前述单电机纯电动模式下的前三个挡位类似，只是发动机1和第一电机2共同作动力源；
当发动机1与第二电机3驱动时，具有三个混合驱动模式挡位，发动机1输出动力的路线与前述单电机纯电动模式下的前三个挡位类似，只是发动机1作动力源，第二电机3输出动力的路线与前述单电机纯电动模式下的最后一个挡位相同；
当发动机1、第一电机2与第二电机3驱动时，具有三个混合驱动模式挡位，发动机1和第一电机2输出动力的路线与前述单电机纯电动模式下的前三个挡位类似，只是发动机1和第一电机2作动力源，第二电机3输出动力的路线与前述单电机纯电动模式下的最后一个挡位相同。
5)结合离合器7，同步器将第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，发动机1驱动，第一电机2和第二电机3不工作，以建立发动机直驱模式；同步器将某一挡位齿轮副结合于第一传动轴4与第二传动轴5之间，可实现发动机直驱模式下的三个挡位。
发动机直驱模式下的三个挡位的动力传递路线与前述单电机纯电动模式下的前三个挡位类似，只是发动机1作动力源。
6)结合离合器7，分离同步器，第一电机2在发动机1的驱动下发电，第二电机3驱动，以建立串联增程模式；
7)分离离合器7，分离同步器，发动机1和第一电机2不工作，第二电机3发电，以建立制动能量回收模式；
8)结合离合器7，分离同步器，第一电机2在发动机1的驱动下发电，以建立驻车充电模式。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括前述任一实施例述及的混合动力传动装置。可以实现单电机纯电动、双电机纯电动、发动机直驱、混合驱动、串联增程、制动能量回收和驻车充电等工作模式，在纯电驱动/制动能量回收模式中，由于离合器存在，能够断开发动机，避免反拖发动机造成额外的能量损耗，可回收制动时的动能，可通过发动机的三个档位以及动力电池输出输入功率调节，使轮端所需的驱动动力尽可能多的落在发动机的高效率区域，保持发动机的工作状态不受或少受路况的影响，还可通过电机档位实现纯电起步和大坡度的坡起工况，另外在低车速低负荷的城市工况，采用串联模式可有效提升发动机的燃油消耗率，所有这些举措不仅可以大幅度地提高整体车辆的经济性能，而且可以提升低车速的大扭矩输出能力。
具体地，发动机1、第一电机2、第二电机3、离合器7、双边同步器8和单边同步器9均连接于控制器并受控制器控制。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力传动装置，包括发动机、第一电机、第二电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器、同步器、第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副，其特征在于，所述发动机通过所述离合器连接于所述第一传动轴，所述第一电机连接于所述第一传动轴；
第一挡位齿轮副、第二挡位齿轮副和第三挡位齿轮副各自通过同步器结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间；
所述第二传动轴输出动力至差速器；
所述第二电机连接于所述第二传动轴。
2.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述混合动力传动装置的同步器包括一个双边同步器和一个单边同步器；
所述双边同步器用于选择性地将所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副中的一个结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间；
所述单边同步器用于将所述第三挡位齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间。
3.根据权利要求2所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第一挡位齿轮副包括第一挡位主动齿轮和第一挡位从动齿轮，所述第二挡位齿轮副包括第二挡位主动齿轮和第二挡位从动齿轮，所述第三挡位齿轮副包括第三挡位主动齿轮和第三挡位从动齿轮；
所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮空套于所述第一传动轴上，所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮固设于所述第二传动轴上，所述双边同步器设于所述第一传动轴上，并用于将所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮中的任意一个结合于所述第一传动轴；或，
所述第一挡位主动齿轮和所述第二挡位主动齿轮固设于所述第一传动轴上，所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮空套于所述第二传动轴上，所述双边同步器设于所述第二传动轴上，并用于将所述第一挡位从动齿轮和所述第二挡位从动齿轮中的任意一个结合于所述第二传动轴；
所述第三挡位主动齿轮空套于所述第一传动轴上，所述第三挡位从动齿轮固设于所述第二传动轴上，所述单边同步器设于所述第一传动轴上，并用于将所述第三挡位主动齿轮结合于所述第一传动轴；或，
所述第三挡位主动齿轮固设于所述第一传动轴上，所述第三挡位从动齿轮空套于所述第二传动轴上，所述单边同步器设于所述第二传动轴上，并用于将所述第三挡位从动齿轮结合于所述第二传动轴。
4.根据权利要求2所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第三挡位齿轮副、所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副沿远离所述发动机的方向依次布置，所述单边同步器位于所述第三挡位齿轮副的背离或面向所述第一挡位齿轮副的一侧，所述双边同步器位于所述第一挡位齿轮副和所述第二挡位齿轮副之间。
5.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述发动机连接于所述第一传动轴的一端，所述第一电机连接于所述第一传动轴的另一端，所述第二电机连接于所述第二传动轴的远离所述发动机的一端。
6.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，还包括增速齿轮副，所述第一传动轴通过所述增速齿轮副连接于所述第一电机。
7.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，还包括减速齿轮副；
所述第二电机通过所述减速齿轮副连接于所述第二传动轴。
8.根据权利要求6所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述混合动力传动装置还包括设于所述第二传动轴上的第一主减齿轮，第一主减齿轮与所述差速器的齿圈啮合。
9.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述混合动力传动装置具有第一单电机纯电动模式、第二单电机纯电动模式、双电机纯电动模式、混合驱动模式、发动机直驱模式、串联增程模式、制动能量回收模式和驻车充电模式；
分离所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机和所述第二电机不工作，所述第一电机驱动，以建立第一单电机纯电动模式；
分离所述离合器，分离所述同步器，所述发动机和所述第一电机不工作，所述第二电机驱动，以建立第二单电机纯电动模式；
分离所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机不工作，所述第一电机和所述第二电机驱动，以建立双电机纯电动模式；
结合所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机驱动，所述第一电机和所述第二电机中的至少一个驱动，以建立所述混合驱动模式；
结合所述离合器，所述同步器将所述第一挡位齿轮副、所述第二挡位齿轮副和所述第三挡位齿轮副中的任一齿轮副结合于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间，所述发动机驱动，所述第一电机和所述第二电机不工作，以建立所述发动机直驱模式；
结合所述离合器，分离所述同步器，所述第一电机在所述发动机的驱动下发电，所述第二电机驱动，以建立所述串联增程模式；
分离所述离合器，分离所述同步器，所述发动机和所述第一电机不工作，所述第二电机发电，以建立所述制动能量回收模式；
结合所述离合器，分离所述同步器，所述第一电机在所述发动机的驱动下发电，以建立所述驻车充电模式。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的混合动力传动装置。
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