CN117432756A - 混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆技术领域，具体公开了一种混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车，包括主传动模块以及与主传动模块可拆卸传动连接的副传动模块；副传动模块包括相互平行的第一转轴与第二转轴，第一转轴可通过同轴设置的第一传动齿轮与第二转轴上同轴设置的第二传动齿轮啮合传动；主传动模块包括可啮合传动的第三转轴与第四转轴；第三转轴与第一转轴同轴且通过端部可拆卸连接，第四转轴与第二转轴同轴且通过端部可拆卸连接。本申请能够在单挡混动系统上配置可拆卸的模块化传动结构，实现传动系统的平台化，大幅提高动力系统的共用度，有效减少设计及研发成本。

Description

混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车。

背景技术

目前，混动动力系统以双电机串并联构型为主，结构趋于多样化，在市场上单挡和多挡方案并存。由于双电机串并联单挡混动系统和多挡混动系统各有优缺点，当前各厂家的混合动力系统挡位数各不相同，还没有明确的挡位数技术路线。因此，为了抢占市场，有些厂家同时开发单挡混动系统和多挡混动系统，以适配不同目标市场的车型，从而导致研发成本高、产线投入大的缺点。另外，现有技术中各厂家的不同挡位数混动系统可共用程度较低，都为全新开发，导致混动系统市场混乱。

发明内容

本申请的目的在于提供一种混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车，其能够在单挡混动系统上配置可拆卸的模块化传动结构，实现传动系统的平台化，大幅提高动力系统的共用度，有效减少设计及研发成本。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种混动系统的传动装置，包括主传动模块以及与所述主传动模块可拆卸传动连接的副传动模块；所述副传动模块包括相互平行的第一转轴与第二转轴，所述第一转轴可通过同轴设置的第一传动齿轮与所述第二转轴上同轴套设的第二传动齿轮啮合传动；所述主传动模块包括第三转轴与第四转轴；所述第三转轴可通过同轴设置的第三传动齿轮与所述第四转轴上同轴套设的第四传动齿轮啮合传动；所述第三转轴与所述第一转轴同轴且通过端部可拆卸连接，所述第四转轴与所述第二转轴同轴且通过端部可拆卸连接；还包括与所述第二转轴连接设置的换挡机构，所述换挡机构连接所述第二转轴和第二传动齿轮，使所述第一转轴与所述第二转轴啮合传动；或，所述换挡机构连接所述第四转轴和第四传动齿轮，使所述第三转轴与所述第四转轴啮合传动。

作为一种可选的实施方式，所述副传动模块还包括第一壳体，所述第一转轴、第二转轴、第一传动齿轮以及第二传动齿轮均设置在所述第一壳体内；所述主传动模块还包括第二壳体，所述第三转轴与所述第四转轴均设置在所述第二壳体内；所述第一壳体与所述第二壳体对应设置，以使所述主传动模块与副传动模块传动连接。

作为一种可选的实施方式，所述第一壳体上设置有第一轴口与第二轴口；所述第三转轴穿出第二壳体伸入所述第一轴口与所述第一转轴传动连接；和/或，所述第四转轴穿出第二壳体伸入所述第二轴口与所述第二转轴传动连接。

作为一种可选的实施方式，所述第二壳体上设置有第三轴口与第四轴口；所述第一转轴穿出第一壳体伸入所述第三轴口与所述第三转轴传动连接；和/或，所述第二转轴穿出第一壳体伸入所述第四轴口与所述第四转轴传动连接。

作为一种可选的实施方式，所述第一转轴与第二转轴的端部穿出所述第一壳体；所述第三转轴与第四转轴的端部穿出所述第二壳体；所述第一转轴、第二转轴、第三转轴以及第四转轴在所述第一壳体和所述第二壳体之间可拆卸连接。

作为一种可选的实施方式，所述第一转轴端部与所述第三转轴端部插接；所述第二转轴端部与所述第四转轴端部插接。

作为一种可选的实施方式，所述第三转轴可通过同轴设置的第三传动齿轮与所述第四转轴上同轴设置的第四传动齿轮啮合传动。

作为一种可选的实施方式，所述第四转轴上套设有与所述第四传动齿轮连接的第一套筒；所述第二转轴上套设有与所述换挡机构连接的第二套筒；所述第一套筒与所述第二套筒配合插接。

作为一种可选的实施方式，所述副传动模块拆卸脱离所述主传动模块，在所述第四转轴用于与第二转轴连接的端部设置有锁死机构，所述锁死机构将所述第四传动齿轮在所述第四转轴的周向固定。

作为一种可选的实施方式，所述换挡机构为电子换挡机构或液压换挡机构；所述换挡机构的直线方向驱动与所述第二转轴平行。

第二方面，本申请实施例提供了一种动力系统，包括发动机、第一电机以及如上述的混动系统的传动装置；所述发动机的动力输出轴通过离合器与所述第三转轴同轴连接，所述第一电机的动力输出端与所述动力输出轴传动连接。

作为一种可选的实施方式，还包括第二电机；所述第二电机的动力输出端设有第五传动齿轮；所述第三转轴与所述第四转轴啮合传动，所述第五传动齿轮与所述第四传动齿轮啮合传动。

作为一种可选的实施方式，所述发动机上设置有与所述动力输出轴连接的限扭减震器。

第三方面，本申请实施例提供了一种混动汽车，包括车架、驱动轴以及如上述的动力系统；所述驱动轴与第四转轴传动连接；所述动力系统与所述驱动轴设置于所述车架的前部用于驱动汽车前轮；或，所述动力系统与所述驱动轴设置于所述车架的后部用于驱动汽车后轮。

本申请实施例的有益效果包括：

第一方面，本申请实施例提供了一种混动系统的传动装置，包括主传动模块以及与主传动模块可拆卸传动连接的副传动模块；本申请实施例基于主传动模块的平台可拆卸连接副传动模块，使得单挡混动系统能够转化为多挡位混动系统，避免投入大量资金同时研发单挡混动与多挡混动，本申请实施例通过模块化的集成，使得单挡主传动模块的共用度能够大大提升，实现基于单挡混动的平台化设计，因此能够大大降低研发成本以及产线投入成本。本申请实施例的副传动模块包括相互平行的第一转轴与第二转轴，第一转轴可通过同轴设置的第一传动齿轮与第二转轴上同轴设置的第二传动齿轮啮合传动；主传动模块包括可啮合传动的第三转轴与第四转轴；第三转轴与第一转轴同轴且通过端部可拆卸连接，第四转轴与第二转轴同轴且通过端部可拆卸连接；通过换挡机构使第一转轴与第二转轴啮合传动或第三转轴与第四转轴啮合传动。

第二方面，本申请实施例提供了一种动力系统，包括发动机、第一电机以及如上述的混动系统的传动装置；发动机的动力输出轴通过离合器与第三转轴同轴连接，第一电机的动力输出端与动力输出轴传动连接。本申请实施例提供的动力系统，能够在单挡混动系统上配置可拆卸的模块化传动结构，实现传动系统的平台化，大幅提高动力系统的共用度，有效减少设计及研发成本。

第三方面，本申请实施例提供了一种混动汽车，包括车架、驱动轴以及如上述的动力系统；驱动轴与第四转轴传动连接；动力系统与驱动轴设置于车架的前部用于驱动汽车前轮；或，动力系统与驱动轴设置于车架的后部用于驱动汽车后轮。本申请实施例的混动汽车能够针对不同的市场需求匹配上述的动力系统，针对高速加速性能和最高车速要求低、车重小的中低端车型可以拆掉副传动模块，采用单挡混动系统。针对动力性经济性及NVH性能要求高、车重大的高端车型，可在主传动模块上集成副转动模块，实现多挡位混动。因此，本申请实施例在满足用户需求的同时能够有效降低车辆设计及制造的成本。另外，本申请实施例提供的混动汽车在出厂后，用户可根据需要选择拆掉副传动模块或加装副传动模块，实现单挡混动与多挡位混动的调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例动力系统的结构示意图之一；

图2为本申请实施例动力系统的结构示意图之二；

图3为本申请实施例混动汽车的结构示意图之一；

图4为本申请实施例混动汽车的结构示意图之二；

图5为本申请实施例动力系统的工作模式之一；

图6为本申请实施例动力系统的工作模式之二；

图7为本申请实施例动力系统的工作模式之三；

图8为本申请实施例动力系统的工作模式之四；

图9为本申请实施例动力系统的工作模式之五；

图10为本申请实施例动力系统的工作模式之六；

图11为本申请实施例动力系统的工作模式之七。

图标：100-主传动模块；101-副传动模块；102-第一转轴；103-第二转轴；104-第一传动齿轮；105-第二传动齿轮；106-第三转轴；107-第四转轴；108-换挡机构；109-动力电池；110-燃油箱；111-第三传动齿轮；112-第四传动齿轮；113-第一套筒；114-第二套筒；115-锁死机构；116-发动机；117-第一电机；118-动力输出轴；119-离合器；120-第二电机；121-第五传动齿轮；122-限扭减震器；123-驱动轴；124-差速器；125-汽车前轮。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。

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定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

目前，混动动力系统以双电机串并联构型为主，结构趋于多样化，在市场上单挡和多挡方案并存。由于双电机串并联单挡混动系统和多挡混动系统各有优缺点，当前各厂家的混合动力系统挡位数各不相同，还没有明确的挡位数技术路线。因此，为了抢占市场，有些厂家同时开发单挡混动系统和多挡混动系统，以适配不同目标市场的车型，从而导致研发成本高、产线投入大的缺点。另外，现有技术中各厂家的不同挡位数混动系统可共用程度较低，都为全新开发，导致混动系统市场混乱。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种混动系统的传动装置、动力系统以及混动汽车。

参照图1与图2所示，本申请实施例提供的一种混动系统的传动装置，包括主传动模块100以及与主传动模块100可拆卸传动连接的副传动模块101；副传动模块101包括相互平行的第一转轴102与第二转轴103，第一转轴102可通过同轴设置的第一传动齿轮104与第二转轴103上同轴套设的第二传动齿轮105啮合传动；主传动模块100包括可啮合传动的第三转轴106与第四转轴107；第三转轴106可通过同轴设置的第三传动齿轮111与第四转轴107上同轴套设第四传动齿轮112啮合传动。第三转轴106与第一转轴102同轴且通过端部可拆卸连接，第四转轴107与第二转轴103同轴且通过端部可拆卸连接；还包括与第二转轴103连接设置的换挡机构108，换挡机构108连接第二转轴103和第二传动齿轮105，以使第一转轴102与第二转轴103啮合传动；或，换挡机构108连接第四转轴107和第四传动齿轮112，使第三转轴106与第四转轴107啮合传动。

需要说明的是，第一转轴102与第二转轴103互相平行，第一转轴102的端部与第三转轴106可拆卸连接，第二转轴103与第四转轴107端部可拆卸连接，使得主传动模块100与副传动模块101能够实现可拆卸传动。

其中，可拆卸的方式本领域内技术人员可根据需要进行选择，在此不做特殊限定。示例性的，第一转轴102端部与第三转轴106端部插接；第二转轴103端部与第四转轴107端部插接。其中，插接处可采用花键轴与花键孔配合，实现插接传动。

需要说明的是，换挡机构108为电子换挡机构或液压换挡机构；换挡机构108的直线方向驱动与第二转轴103平行。

其中，第一转轴102与第二转轴103啮合传动时，实现副传动模块101扩展挡位的工作。第三转轴106与第四转轴107啮合传动，即为采用主传动模块100的挡位工作。

本申请实施例提供了一种混动系统的传动装置，包括主传动模块100以及与主传动模块100可拆卸传动连接的副传动模块101；本申请实施例基于主传动模块100的平台可拆卸连接副传动模块101，使得单挡混动系统能够转化为多挡位混动系统，避免投入大量资金同时研发单挡混动与多挡混动，本申请实施例通过模块化的集成，使得单挡主传动模块100的共用度能够大大提升，实现基于单挡混动的平台化设计，因此能够大大降低研发成本以及产线投入成本。

参照图1与图2所示，作为一种可选的实施方式，副传动模块101还包括第一壳体，第一转轴102、第二转轴103、第一传动齿轮104以及第二传动齿轮105均设置在第一壳体内；主传动模块100还包括第二壳体，第三转轴106与第四转轴107均设置在第二壳体内；第一壳体与第二壳体对应设置，以使主传动模块100与副传动模块101传动连接。

进一步的，本申请实施例的副传动模块101还包括第一壳体，主传动模块100还包括第二壳体。本申请实施例将第一壳体与第二壳体对应设置，使得第一转轴102与第三转轴106可拆卸传动连接，第二转轴103与第四转轴107可拆卸传动连接。

需要说明的是，第二壳体与车架固定连接，第一壳体可固定在车架上也可固定在第二壳体上。第二壳体与第一壳体之间设置有定位结构，便于第一壳体与第二壳体的对位装配。

示例性的，第一壳体上设置有第一轴口与第二轴口；第三转轴106穿出第二壳体伸入第一轴口与第一转轴102传动连接；和/或，第四转轴107穿出第二壳体伸入第二轴口与第二转轴103传动连接。

示例性的，第二壳体上设置有第三轴口与第四轴口；第一转轴102穿出第一壳体伸入第三轴口与第三转轴106传动连接；和/或，第二转轴103穿出第一壳体伸入第四轴口与第四转轴107传动连接。

示例性的，第一转轴102与第二转轴103的端部穿出第一壳体；第三转轴106与第四转轴107的端部穿出第二壳体；第一转轴102、第二转轴103、第三转轴106以及第四转轴107在第一壳体和第二壳体之间可拆卸连接。

参照图1所示，进一步的，第三转轴106可通过同轴设置的第三传动齿轮111与第四转轴107上同轴设置的第四传动齿轮112啮合传动。第四转轴107上套设有与第四传动齿轮112连接的第一套筒113；第二转轴103上套设有与换挡机构108连接的第二套筒114；第一套筒113与第二套筒114配合插接。

需要说明的是，本申请实施例的第一套筒113与第二套筒114通过花键结构配合插接。

参照图2所示，作为一种可选的实施方式，副传动模块101拆卸脱离主传动模块100，在第四转轴107用于与第二转轴103连接的端部设置有锁死机构115，锁死机构115将第四传动齿轮112在第四转轴107的周向固定。本申请实施例中的锁死机构115用于将第四传动齿轮112固定在第四转轴107上。

参照图1与图2所示，本申请实施例提供了一种动力系统，包括发动机116、第一电机117以及如上述的混动系统的传动装置；发动机116的动力输出轴118通过离合器119与第三转轴106同轴连接，第一电机117的动力输出端与动力输出轴118传动连接。还包括第二电机120；第二电机120的动力输出端设有第五传动齿轮121；第三转轴106与第四转轴107啮合传动，第五传动齿轮121与第四传动齿轮112啮合传动。其中，发动机116上设置有与动力输出轴118连接的限扭减震器122。另外，第四转轴107传动连接驱动轴123，驱动轴123上设置差速器124。

本申请实施例提供的动力系统，能够在单挡混动系统上配置可拆卸的模块化传动结构，实现传动系统的平台化，大幅提高动力系统的共用度，有效减少设计及研发成本。

本申请实施例提供的动力系统可实现以下工作模式：

参照图5所示，在单挡混动系统中，发动机116一挡直驱带动驱动轴123。

参照图6所示，在多挡混动系统中，发动机116采用一挡或二挡带动驱动轴123，其中一挡与二挡分别对应图6中的两个动力传输路径。

参照图7所示，在单挡混动系统中，第二电机120一挡带动驱动轴123，其可在发动机116停机中进行电动直驱，也可与发动机116同时工作带动驱动轴123，实现并联模式驱动。

参照图8所示，在多挡混动系统中，第二电机120采用一挡或二挡带动驱动轴123，其中一挡与二挡分别对应图8中的两个动力传输路径，其可在发动机116停机中进行电动直驱，也可与发动机116同时工作带动驱动轴123，实现并联模式驱动。

参照图9所示，发动机116带动第一电机117实现发电，实现停车发电模式。

参照图10所示，在单挡混动系统中，驱动轴一挡反拖第二电机120发电，实现制动能量回收。

参照图11所示，在多挡混动系统中，驱动轴可通过一挡或二挡反拖第二电机120发电，实现制动能量回收，其中一挡与二挡分别对应图11中的两个动力传输路径。

参照图3与图4所示，本申请实施例提供了一种混动汽车，包括车架、驱动轴123以及如上述的动力系统；驱动轴123与第四转轴107传动连接；动力系统与驱动轴123设置于车架的前部用于驱动汽车前轮125；或，动力系统与驱动轴123设置于车架的后部用于驱动汽车后轮。其中，车架上设有用于供电的动力电池109与用于供油的燃油箱110。

本申请实施例的混动汽车能够针对不同的市场需求匹配上述的动力系统，针对高速加速性能和最高车速要求低、车重小的中低端车型可以拆掉副传动模块101，采用单挡混动系统。针对动力性经济性及NVH性能要求高、车重大的高端车型，可在主传动模块100上集成副转动模块，实现多挡位混动。因此，本申请实施例在满足用户需求的同时能够有效降低车辆设计及制造的成本。

需要说明的是，单挡混动系统因无需换挡机构108且齿轮组较少，具有结构简单、效率高、成本低、可靠性强的优点，但同时也存在以下问题：高车速发动机116参与驱动工况下发动机116在高转速区域，无法发挥发动机116最大扭矩，整车加速性能不足；发动机116油耗高，整车经济性差；在高转速区域振动大、噪声高，整车的NVH（噪声、振动以及声振粗糙度）性能表现较差。而多挡混动系统因具有更大的速比范围，在高速工况下可使发动机116转速调至最佳效率区，整车动力经济性和NVH性能表现更佳，但相对单挡混动系统增加结构较为复杂、成本有所增加，整个系统的效率和可靠性降低。

参照图3与图4所示，本申请实施例提供的混动汽车在出厂后，用户可根据需要选择拆掉副传动模块101或加装副传动模块101，实现单挡混动与多挡位混动的调整。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种混动系统的传动装置，其特征在于，包括主传动模块以及与所述主传动模块可拆卸传动连接的副传动模块；所述副传动模块包括相互平行的第一转轴与第二转轴，所述第一转轴可通过同轴设置的第一传动齿轮与所述第二转轴上同轴套设的第二传动齿轮啮合传动；所述主传动模块包括第三转轴与第四转轴；所述第三转轴可通过同轴设置的第三传动齿轮与所述第四转轴上同轴套设的第四传动齿轮啮合传动；所述第三转轴与所述第一转轴同轴且通过端部可拆卸连接，所述第四转轴与所述第二转轴同轴且通过端部可拆卸连接；还包括与所述第二转轴连接设置的换挡机构，所述换挡机构连接所述第二转轴和第二传动齿轮，使所述第一转轴与所述第二转轴啮合传动；或，所述换挡机构连接所述第四转轴和第四传动齿轮，使所述第三转轴与所述第四转轴啮合传动。

2.根据权利要求1所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述副传动模块还包括第一壳体，所述第一转轴、第二转轴、第一传动齿轮以及第二传动齿轮均设置在所述第一壳体内；所述主传动模块还包括第二壳体，所述第三转轴与所述第四转轴均设置在所述第二壳体内；所述第一壳体与所述第二壳体对应设置，以使所述主传动模块与副传动模块传动连接。

3.根据权利要求2所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述第一壳体上设置有第一轴口与第二轴口；所述第三转轴穿出第二壳体伸入所述第一轴口与所述第一转轴传动连接；和/或，所述第四转轴穿出第二壳体伸入所述第二轴口与所述第二转轴传动连接。

4.根据权利要求2所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述第二壳体上设置有第三轴口与第四轴口；所述第一转轴穿出第一壳体伸入所述第三轴口与所述第三转轴传动连接；和/或，所述第二转轴穿出第一壳体伸入所述第四轴口与所述第四转轴传动连接。

5.根据权利要求2所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述第一转轴与第二转轴的端部穿出所述第一壳体；所述第三转轴与第四转轴的端部穿出所述第二壳体；所述第一转轴、第二转轴、第三转轴以及第四转轴在所述第一壳体和所述第二壳体之间可拆卸连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述第一转轴端部与所述第三转轴端部插接；所述第二转轴端部与所述第四转轴端部插接。

7.根据权利要求6所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述第四转轴上套设有与所述第四传动齿轮连接的第一套筒；所述第二转轴上套设有与所述换挡机构连接的第二套筒；所述第一套筒与所述第二套筒配合插接。

8.根据权利要求7所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述副传动模块拆卸脱离所述主传动模块，在所述第四转轴用于与第二转轴连接的端部设置有锁死机构，所述锁死机构将所述第四传动齿轮在所述第四转轴的周向固定。

9.根据权利要求1-5和权利要求7-8任意一项所述的混动系统的传动装置，其特征在于，所述换挡机构为电子换挡机构或液压换挡机构；所述换挡机构的直线方向驱动与所述第二转轴平行。

10.一种动力系统，其特征在于，包括发动机、第一电机以及如权利要求1-9任意一项所述的混动系统的传动装置；所述发动机的动力输出轴通过离合器与所述第三转轴同轴连接，所述第一电机的动力输出端与所述动力输出轴传动连接。

11.根据权利要求10所述的动力系统，其特征在于，还包括第二电机；所述第二电机的动力输出端设有第五传动齿轮；所述第三转轴与所述第四转轴啮合传动，所述第五传动齿轮与所述第四传动齿轮啮合传动。

12.根据权利要求10所述的动力系统，其特征在于，所述发动机上设置有与所述动力输出轴连接的限扭减震器。

13.一种混动汽车，其特征在于，包括车架、驱动轴以及如权利要求11-12任意一项所述的动力系统；所述驱动轴与第四转轴传动连接；所述动力系统与所述驱动轴设置于所述车架的前部用于驱动汽车前轮；或，所述动力系统与所述驱动轴设置于所述车架的后部用于驱动汽车后轮。