CN117021926A - 一种混合驱动系统及混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合驱动系统领域，具体来说是一种混合驱动系统及混合动力车辆，包括发动机、发电机、传动装置、第一驱动电机以及第二驱动电机；所述第一驱动电机与第二驱动电机分别连接有一个驱动车轮；所述发电机也同时与对应驱动车轮相连接；发明公开的混合驱动系统整体结构更小，可以解决由于纵梁Y向跨距小的车型无法搭载横置布局的混合动力箱问题；同时双电机分别驱动对应驱动车轮，实现了左右车轮独立驱动；覆盖了差速锁功能，减少一侧车轮打滑时车辆遇险的发生；并且，本发明公开的发动机也可分别直驱左右车轮，当一侧车轮需要大扭矩驱动时，发动机驱动扭矩可以与驱动电机扭矩叠加。

Description

一种混合驱动系统及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混合驱动系统领域，具体来说是一种混合驱动系统及混合动力车辆。
背景技术
混合动力汽车利用电池或发动机发电给电机提供动力来源，并通过电机来调节发动机的工作点，可以有效降低油耗和排放，进一步提高整车动力性和经济性。
不同的混合动力系统构型方案可以实现不同的扭矩分配功能。
目前乘用车型上采用的混合动力箱大多数为横置布局，由于此种结构(发动机加混合动力箱)Y向宽度大(一般≥850mm)，通常只有前纵梁Y向跨距大的承载式车身才能布置；对于纵梁Y向跨距小的(一般在750mm左右)承载式车身或者非承载式车身，无法布置横置布局的混合动力箱。
另外目前市场上的横置布局的混合动力箱由两个电机组成(一个电机负责发电，另一个电机负责驱动)，驱动电机动力通过差速器、传动轴传递到左右车轮；当一侧车轮遇到低附路面出现打滑时，驱动电机动力将无法传递到另一侧车轮，此时车辆将无法正常行驶，对车上乘员会带来风险。
例如专利202111576873.3-一种双电机双离合混合动力变速箱公开的内容。
所以为了改善或者解决上述至少一个问题，就需要对现有混合动力系统进行优化设计。
发明内容
本发明的目的是一种结构紧凑，并且驱动方式多样化的混合驱动系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种混合驱动系统，包括发动机、发电机、传动装置、第一驱动电机以及第二驱动电机；
所述第一驱动电机与第二驱动电机分别连接有一个驱动车轮；
所述发动机机也同时与对应驱动车轮相连接。
所述传动装置包括轴体传动组件和齿轮传动组件；所述发动机、发电机、第一驱动电机以及第二驱动电机分别通过轴体传动组件和齿轮传动组件相连接。
所述轴体传动组件包括连接在发动机上的混合动力箱一轴、连接在第一驱动电机上的第一驱动电机轴、连接在第二驱动电机上的第二驱动轴以及连接在驱动车轮上的车轮驱动轴；
所述齿轮传动组件包括用于连接发电机的一级齿轮组、用于发动机驱动发电机的传动齿轮组、用于第一驱动电机与对应车轮驱动轴相连接的二级齿轮组以及用于第二驱动电机与对应车轮驱动轴相连接的三级齿轮组；
所述发动机分别通过一个离合器与对应驱动车轮相连接。
所述传动齿轮组包括连接在离合器输入端的一级传递齿轮组以及连接在离合器输出端的二级传递齿轮组。
所述第一驱动电机上的第一驱动电机轴以及第二驱动电机上的第二驱动电机轴分别通过混合动力箱二轴与对应车轮驱动轴相连接；所述发动机通过一级传递齿轮组分别与各个离合器相连接；每个所述离合器分别通过二级传递齿轮组与对应混合动力箱二轴相连接。
所述第一驱动电机上的第一驱动电机轴以及第二驱动电机上的第二驱动电机轴分别通过差速器与对应驱动车轮相连接。
所述混合驱动系统中的发动机与第一驱动电机以及发动机与第二驱动电机能够同时或者分别驱动一个驱动车轮；
所述第一驱动电机或第二驱动电机能带动对应车轮反转或者正转。
一种混合动力车辆，包括所述混合驱动系统；
所述混合驱动系统具有能够实现多种驱动模式；分别为纯电模式、增程模式、混动模式、脱困模式以及转弯或掉头模式；
具体使用时：
首先确定混合驱动系统的驱动模式；根据具体驱动模式实现车辆运行控制。
本发明的优点在于：
本发明公开了一种混合驱动系统及混合动力车辆。
本发明公开的混合驱动系统整体结构更小，可以解决由于纵梁Y向跨距小的车型无法搭载横置布局的混合动力箱问题；
同时双电机分别驱动对应驱动车轮，实现了左右车轮独立驱动；覆盖了差速锁功能，减少一侧车轮打滑时车辆遇险的发生。
并且，本发明公开的发动机也可分别直驱左右车轮，当一侧车轮需要大扭矩驱动时，发动机驱动扭矩可以与驱动电机扭矩叠加。
同时，本发明公开的混合驱动系统能够实现了左右车轮独立驱动，左右车轮可实现低速反向旋转；当车辆转弯或掉头时，通过内侧车轮反向旋转可实现更小的转弯半径。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的结构示意图。
上述图中的标记均为：
1发动机；2发电机；3第一驱动电机；4第二驱动电机；5左侧车轮差速器；6右侧车轮差速器；7左侧车轮驱动轴；8右侧车轮驱动轴；10混合动力箱一轴；11第一一轴齿轮；12第二一轴齿；13第一左侧车轮离合器齿轮；14第一右侧车轮离合器齿轮；15左侧车轮离合器驱动轴；16右侧车轮离合器驱动轴；17左侧车轮离合器；18右侧车轮离合器；19第二左侧车轮离合器齿轮；20第二右侧车轮离合器齿轮；21发电机驱动轴；22发电机驱动齿轮；31第一驱动电机轴；32第一驱动电机驱动齿轮；33第一左混合动力箱二轴齿轮；34第二左混合动力箱二轴齿轮；35混合动力箱二轴；36混合动力箱二轴锥齿轮；41第二驱动电机轴；42第二驱动电机驱动齿轮；43第一右混合动力箱二轴齿轮；34第二右混合动力箱二轴齿轮；46混合动力箱三轴锥齿轮。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种混合驱动系统，包括发动机1、发电机2、传动装置、第一驱动电机3以及第二驱动电机4；所述第一驱动电机3与第二驱动电机4分别连接有一个驱动车轮；所述发电机2也同时与对应驱动车轮相连接；本发明公开的混合驱动系统整体结构更小，可以解决由于纵梁Y向跨距小的车型无法搭载横置布局的混合动力箱问题；同时双电机分别驱动对应驱动车轮，实现了左右车轮独立驱动；覆盖了差速锁功能，减少一侧车轮打滑时车辆遇险的发生；并且，本发明公开的发动机1也可分别直驱左右车轮，当一侧车轮需要大扭矩驱动时，发动机1驱动扭矩可以与驱动电机扭矩叠加。
本发明公开的混合驱动系统主要就是改变了传统混合驱动系统的结构布置。
具体，本发明公开的混合驱动系统主要包括发动机1、发电机2、传动装置、第一驱动电机3以及第二驱动电机4；在本发明中发电机2主要为车轮提供运动动力，与现有车辆发动机1作用基本相同；同时也带动发电机2进行发电，方便为动力电池提供电能，继而对第一驱动电机3以及第二驱动电机4提供电能，发电机2基础作用就是起到一个发电的作用；方便为动力电池提供电能，继而对第一驱动电机3以及第二驱动电机4提供电能；同时，上述传动装置，主要就是为了实现动力的正常传动，方便后续使用时，可以控制驱动车辆运转，继而实现车轮的正常移动；而在本发明中，第一驱动电机3以及第二驱动电机4的设置，就是单纯的为对应的驱动车轮提供运动动力，方便后续使用时配合发动机1实现车轮的多种驱动模式。
进一步的，在本发明中所述传动装置包括轴体传动组件和齿轮传动组件；所述发动机1、发电机2、第一驱动电机3以及第二驱动电机4分别通过轴体传动组件和齿轮传动组件相连接；在本发明中轴体传动组件以及齿轮传动组件主要就是充当一个动力传动件，方便发动机1、发电机2、第一驱动电机3以及第二驱动电机4间的协同配合，实现整车正常的顺利运行，最终实现本发明多驱动模式下的运动操作。
具体，在本发明中所述轴体传动组件包括连接在发动机1上的混合动力箱一轴10、连接在第一驱动电机3上的第一驱动电机轴31、连接在第二驱动电机4上的第二驱动轴以及连接在驱动车轮上的车轮驱动轴；在本发明中混合动力箱一轴10为发动机1输出轴，第一驱动电机轴31为第一驱动电机3输出轴，第二驱动电机轴41为第二驱动电机4输出轴，而车轮驱动轴连接在驱动车轮上，在两驱车型上，一般包括左右两个驱动车轮，故而在实际设计时，车轮驱动轴因为设计位置的不同，可以分为左侧车轮驱动轴和右侧车轮驱动轴。
同时，在本发明中所述齿轮传动组件包括用于连接发电机2的一级齿轮组、用于发动机驱动发电机的传动齿轮组、用于第一驱动电机3与对应车轮驱动轴相连接的二级齿轮组以及用于第二驱动电机4与对应车轮驱动轴相连接的三级齿轮组；在本发明中一级齿轮组用于发动机1与发电机2相连接，二级齿轮组用于第一驱动电机轴31与左侧车轮驱动轴7相连接，三级齿轮组用于第二驱动电机轴41与右侧车轮驱动轴8相连接；而传动齿轮组为发动机1动力向两侧车轮分别传递的分动力机构，基础目的就是为了实现发动机1后续对两侧驱动车轮的驱动操作。
在实际设计时，一级齿轮组包括设置在混合动力箱一轴10上的第一一轴齿轮11以及设置在发电机驱动轴21上的发电机驱动齿轮22。
二级齿轮组包括设置在第一驱动电机轴31上的第一驱动电机驱动齿轮32和设置在混合动力箱二轴35上的第一左混合动力箱二轴齿轮33。
三级齿轮组包括设置在第二驱动电机轴41上的第二驱动电机驱动齿轮42和设置在混合动力箱二轴35上的第一右混合动力箱二轴齿轮43。
进一步的，在本发明中所述发动机1分别通过一个离合器与对应驱动车轮相连接；这样的设置，可以在后续使用时根据需要实现发动机1与某个驱动车轮之间动力的传动以及切断，方便根据需要控制发动机1是否介入驱动车轮的驱动操作，实现本发明多模式的驱动方式。
进一步的，在本发明中传动齿轮组主要是用于发动机1与相对离合器或者驱动车轮之间的连接，同时，在本发明中所述传动齿轮组包括连接在离合器输入端的一级传递齿轮组以及连接在离合器输出端的二级传递齿轮组；以及传递齿轮组用于发动机1向对应离合器传递动力，而离合器传递过来的动力通过二级传递齿轮组传递到对应的混合动力箱二轴35，最终实现对应驱动车轮的驱动操作。
在本发明中一级传递齿轮组包括第二一轴齿轮12、第一左侧车轮离合器齿轮13以及第一右侧车轮离合器齿轮14；第二一轴齿轮12连接在混合动力箱一轴10上，所述第二一轴齿轮12通过第一左侧车轮离合器齿轮13与左侧车轮离合器相连接，所述第二一轴齿轮12通过第一右侧车轮离合器14齿轮与右侧车轮离合器相连接。
所述第一左侧车轮离合器齿轮13通过左侧车轮离合器驱动轴15与左侧离合器17相连接，所述第一右侧车轮离合器齿轮14通过右侧车轮离合器驱动轴16与右侧离合器18相连接。
而二级传递齿轮组主要包括第二车轮离合器齿轮以及第二混合动力箱二轴齿轮；因为设置位置的不同，二级传递齿轮组中各个齿轮具有不同的名称。
例如与左侧离合器17相连接的二级传递齿轮组包括第二左车轮离合器齿轮19以及第二左混合动力箱二轴齿轮34；
与右侧离合器18相连接的二级传递齿轮组包括第二右车轮离合器齿轮20以及第二右混合动力箱二轴齿轮44。
进一步的，在本发明中所述第一驱动电机3上的第一驱动电机轴31以及第二驱动电机4上的第二驱动电机轴41分别通过混合动力箱二轴35与对应车轮驱动轴相连接；在本发明中混合动力箱二轴35主要是用于后续与驱动车轮之间的连接，因为混合动力箱二轴35设置位置的不同，在实际设计时，具体的名称可以根据需要进行更改，例如靠近左侧驱动车轮的混合动力箱二轴35仍然可以称为混合动力箱二轴35；而考级右侧驱动车轮的混合动力箱二轴35可以称为混合动力箱三轴，当然，具体名称可以根据需要进行界定；另外，在本发明中所述发动机1通过一级传递齿轮组分别与各个离合器相连接；每个所述离合器分别通过二级传递齿轮组与对应混合动力箱二轴35相连接；通过上述传递方式，可以实现发动机1分别对两侧驱动车轮的驱动操作。
进一步的，在本发明中所述第一驱动电机3上的第一驱动电机轴31以及第二驱动电机4上的第二驱动电机轴41分别通过差速器与对应驱动车轮相连接；差速器的设置，方便了第一驱动电机3和第二驱动电机4对驱动车轮的分别驱动操作；同时方便后续配合发动机1实现驱动车轮的多种驱动方式。
在实际设置差速器因为设置位置的不同，靠近左驱动车轮一侧的差速器为左侧车轮差速器5，靠近右驱动车轮一侧的差速器为右侧车轮差速器6。
另外，在本发明中所述混合驱动系统中的发动机1与第一驱动电机3以及发动机1与第二驱动电机4能够同时或者分别驱动一个驱动车轮；也就是采用上述设计，本发明发动机1可以单独驱动对应驱动车轮，也可以是第一驱动电机3以及第二驱动电机4分别驱动对应驱动车轮，还能实现发动机1、第一驱动电机3以及第二驱动电机4同时对对应驱动车轮的驱动操作，双电机分别驱动对应驱动车轮，实现了左右车轮独立驱动；覆盖了差速锁功能，减少一侧车轮打滑时车辆遇险的发生；而本发明公开的发动机1也可分别直驱左右车轮，当一侧车轮需要大扭矩驱动时，发动机1驱动扭矩可以与第一驱动电机3或第二驱动电机4扭矩叠加。
进一步的，在本发明中所述第一驱动电机3或第二驱动电机4能带动对应车轮反转或者正转；本发明通过上述设计，使得车辆左右驱动车轮可实现低速反向旋转；当车辆转弯或掉头时，通过内侧车轮反向旋转可实现更小的转弯半径。
一种混合动力车辆，包括所述混合驱动系统；本发明公开的混合动力车辆，因为其设置有上述混合驱动系统，使得本发明公开的混合动力车辆不仅具有极好的动力表现，同时整车脱困能力增加，并且整车转弯半径急剧减小。
另外，本发明公开的混合动力车辆基于混合驱动系统，具有能够实现多种驱动模式的能力；基于上述混合驱动系统，本发明公开的车辆运行时分别为纯电模式、增程模式、混动模式、脱困模式以及转弯或掉头模式；
具体使用时：
首先确定混合驱动系统的驱动模式；根据具体驱动模式实现车辆运行控制。
纯电模式：第一驱动电机3驱动左侧车轮，第二驱动电机4驱动右侧车轮；
增程模式：当动力电池电量低于某一设定值时，发动机1驱动发电机2为第一驱动电机3和第二驱动电机4供电，当发电机2发电量大于第一驱动电机3和第二驱动电机4所需的电量时，多余的电量为动力电池充电；此时第一驱动电机3驱动左侧车轮，第二驱动电机4驱动右侧车轮；
混动模式：在超车、爬坡等大负荷工况情况下，发动机1启动，一部分动力驱动发电机2为驱动电机和动力电池供电，一部分动力与第一驱动电机3和第二驱动电机4加持驱动左右车轮；
脱困模式：当右侧车轮遇到低附路面出现打滑时，第二驱动电机4减小或中断动力输出；第一驱动电机3驱动左侧车轮脱困，如第一驱动电机3动力不足时，发动机1启动加持第一驱动电机3共同驱动左侧车轮脱困；
同时，左侧车辆低附路面出现打滑时；第一驱动电机3减小或中断动力输出；第二驱动电机4驱动左侧车轮脱困，如第二驱动电机4动力不足时，发动机1启动加持第二驱动电机4共同驱动左侧车轮脱困；
转弯或掉头模式：当车辆向左侧转弯或掉头时,第一驱动电机3反向驱动左侧车轮，第二驱动电机4正向驱动右侧车轮，可实现更小的转弯半径；
当车辆向右侧转弯或掉头时,第二驱动电机4反向驱动右侧车轮，第一驱动电机3正向驱动左侧车轮，可实现更小的转弯半径。
在本发明中附图标识中，2-2虚线为对应电机驱动车轮的路线；2-1虚线为发动机直驱车轮路线。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合驱动系统，其特征在于，包括发动机、发电机、传动装置、第一驱动电机以及第二驱动电机；
所述第一驱动电机与第二驱动电机分别连接有一个驱动车轮；
所述发动机也同时与对应驱动车轮相连接。
2.根据权利要求1所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述传动装置包括轴体传动组件和齿轮传动组件；所述发动机、发电机、第一驱动电机以及第二驱动电机分别通过轴体传动组件和齿轮传动组件相连接。
3.根据权利要求2所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述轴体传动组件包括连接在发动机上的混合动力箱一轴、连接在第一驱动电机上的第一驱动电机轴、连接在第二驱动电机上的第二驱动轴以及连接在驱动车轮上的车轮驱动轴；
所述齿轮传动组件包括用于连接发电机的一级齿轮组、用于发动机驱动发电机的传动齿轮组、用于第一驱动电机与对应车轮驱动轴相连接的二级齿轮组以及用于第二驱动电机与对应车轮驱动轴相连接的三级齿轮组。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述发动机分别通过一个离合器与对应驱动车轮相连接。
5.根据权利要求4所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述传动齿轮组包括连接在离合器输入端的一级传递齿轮组以及连接在离合器输出端的二级传递齿轮组。
6.根据权利要求5所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电机上的第一驱动电机轴以及第二驱动电机上的第二驱动电机轴分别通过混合动力箱二轴与对应车轮驱动轴相连接；所述发动机通过一级传递齿轮组分别与各个离合器相连接；每个所述离合器分别通过二级传递齿轮组与对应混合动力箱二轴相连接。
7.根据权利要求3所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电机上的第一驱动电机轴以及第二驱动电机上的第二驱动电机轴分别通过差速器与对应驱动车轮相连接。
8.根据权利要求1所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统中的发动机与第一驱动电机以及发动机与第二驱动电机能够同时或者分别驱动一个驱动车轮。
9.根据权利要求1所述的一种混合驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电机或第二驱动电机能带动对应车轮反转或者正转。
10.一种混合动力车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述混合驱动系统；
所述混合驱动系统具有能够实现多种驱动模式；分别为纯电模式、增程模式、混动模式、脱困模式以及转弯或掉头模式；
具体使用时：
首先确定混合驱动系统的驱动模式；根据具体驱动模式实现车辆运行控制。
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