CN117774675A - 一种混合动力装置以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种混合动力装置以及车辆，涉及混合动力系统设计技术领域。该混合动力装置包括发动机、第一离合器、第二离合器、行星排以及发电机。其中，行星排包括第一太阳轮、行星架以及传动组件，第一太阳轮和行星架均通过传动组件与驱动电机传动连接；发动机通过第一离合器与第一太阳轮连接，以使发动机与第一太阳轮可选择性地脱离或耦合；发动机通过第二离合器与行星架连接，以使发动机与行星架可选择性地脱离或耦合。基于上述设置，驱动电机能够通过两种不同的传动方式实现两档直驱档位的调节，从而提供更高的驱动效率，使得整车驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

Description

一种混合动力装置以及车辆

技术领域

本发明涉及混合动力系统设计技术领域，具体而言，涉及一种混合动力装置以及车辆。

背景技术

在当前乘用车的市场，混动车辆市场占有率节节攀升，混合动力技术百花齐放。目前横置混合动力装置主要分为两种，一种为串并联模式，另一种为功率分流混动模式。

然而，经发明人研究发现，现有的混动变速器高速巡航行驶中，发动机直驱的档位只存在一种速比，所以电机的经济转速区只有一个范围。又因为电机驱动时整车车速与电机转速一一对应，所以，当驱动电机仅通过一个档位传递转速时，为保证整车低油耗行驶，发动机将在经济转速区间内工作，以至于整车无法达到更高的车速运行；或者，为保证整车高车速行驶，发动机将无法在经济转速驱动内工作，以至于整车油耗升高。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种混合动力装置和车辆，其能够通过设置两个直驱档位以保证发动机在经济转速区间内工作的条件下，驱动电机通过不同直驱档位提供更好的驱动效率，从而达到使得整车行驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种混合动力装置，包括发动机、第一离合器、第二离合器、行星排以及驱动电机，行星排包括第一太阳轮、行星架以及传动组件，第一太阳轮和行星架均通过传动组件与驱动电机传动连接；

发动机通过第一离合器与第一太阳轮连接，以使发动机与第一太阳轮可选择性地脱离或耦合；发动机通过第二离合器与行星架连接，以使发动机与行星架可选择性地脱离或耦合。

在可选的实施方式中，传动组件包括第二太阳轮和双联行星轮，双联行星轮设置于行星架上，且双联行星轮包括第一行星轮以及第二行星轮；

第一行星轮与第一太阳轮啮合连接，第二行星轮与第二太阳轮啮合连接，且第二太阳轮与驱动电机连接。

在可选的实施方式中，第二行星轮的直径大于第一行星轮的直径。

在可选的实施方式中，混合动力装置还包括发电机，传动组件还包括齿圈，齿圈与第二行星轮远离第二太阳轮的一侧啮合连接，且齿圈与发动机连接。

在可选的实施方式中，齿圈包括内齿和外齿，内齿与第二行星轮啮合连接，外齿用于与轮端啮合连接。

在可选的实施方式中，混合动力装置还包括输入轴，发动机通过输入轴与第一离合器和第二离合器连接。

在可选的实施方式中，混合动力装置具有纯电模式，当混合动力装置处于纯电模式时，第二离合器处于结合状态，第一离合器处于断开状态，发动机处于非工作状态。

在可选的实施方式中，混合动力装置具有混动一档模式，当混合动力装置处于混动一档模式时，第二离合器处于结合状态，第一离合器处于断开状态，发动机处于工作状态。

在可选的实施方式中，混合动力装置具有混动二档模式，当混合动力装置处于混动二档模式时，第一离合器处于结合状态，第二离合器处于断开状态，发动机处于工作状态。

第二方面，本发明提供一种车辆，包括前述实施方式任一项的混合动力装置。

本发明实施例的有益效果包括：

综上，本发明实施例提供了一种混合动力装置以及车辆，该混合动力装置包括发动机、第一离合器、第二离合器、行星排以及发电机。其中，行星排包括第一太阳轮、行星架以及传动组件，第一太阳轮和行星架均通过传动组件与驱动电机传动连接；发动机通过第一离合器与第一太阳轮连接，以使发动机与第一太阳轮可选择性地脱离或耦合；发动机通过第二离合器与行星架连接，以使发动机与行星架可选择性地脱离或耦合。基于上述设置，驱动电机能够通过两种不同的传动方式实现两档直驱档位的调节，从而提供更高的驱动效率，使得整车行驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例所提供的混合动力装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的档位工作示意图；

图3为本发明实施例所提供的处于纯电模式时的示意图；

图4为本发明实施例所提供的处于混动一档模式时的示意图；

图5为本发明实施例所提供的处于混动二档模式时的示意图；

图6为本发明实施例所提供的杠杆图。

图标：10-混合动力装置；100-发动机；110-输入轴；210-第一离合器；220-第二离合器；300-行星排；310-第一太阳轮；320-行星架；331-第二太阳轮；333-第一行星轮；335-第二行星轮；337-双联行星轮；400-驱动电机；500-发电机；600-齿圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

正如背景技术所言，当驱动电机仅通过一个档位传递转速时，为保证整车低油耗行驶，发动机将在经济转速区间内工作，以至于整车无法达到更高的车速运行；或者，为保证整车高车速行驶，发动机将无法在经济转速驱动内工作，以至于整车油耗升高。

为了改善上述问题，本申请提供了一种混合动力装置，其通过设置两个直驱档位以保证发动机在经济转速区间内工作的条件下，驱动电机通过不同直驱档位提供更好的驱动效率，从而达到使得整车行驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

图1为本发明实施例所提供的混合动力装置10的结构示意图，请参阅图1。本发明提供了一种混合动力装置10，其包括发动机100、第一离合器210、第二离合器220、行星排300以及发电机500。

其中，行星排300包括第一太阳轮310、行星架320以及传动组件，第一太阳轮310和行星架320均通过传动组件与驱动电机400传动连接；发动机100通过第一离合器210与第一太阳轮310连接，以使发动机100与第一太阳轮310可选择性地脱离或耦合；发动机100通过第二离合器220与行星架320连接，以使发动机100与行星架320可选择性地脱离或耦合。

基于上述设置，驱动电机400能够通过传动组件、第一太阳轮310以及第一离合器210与发动机100耦合；或者通过传动组件、行星架320以及第二离合器220与发动机100耦合。也即是说明，驱动电机400能够通过两种不同的传动方式实现两档直驱档位的调节，从而提供更高的驱动效率，使得整车行驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

混合动力装置10还包括输入轴110，发动机100通过输入轴110与第一离合器210和第二离合器220连接。具体地，发动机100通过输入轴110与第一离合器210和第二离合器220并联，使得第一离合器210和第二离合器220能够彼此独立工作，以匹配不同直驱档位下不同的动力传递路径。

作为可选的实施例，为便于实现动力传递，传动组件包括第二太阳轮331和双联行星轮337，双联行星轮337设置于行星架320上，且双联行星轮337包括第一行星轮333以及第二行星轮335，第一行星轮333与第一太阳轮310啮合连接，第二行星轮335与第二太阳轮331啮合连接，且第二太阳轮331与驱动电机400连接。基于上述设置，可以理解的是，行星排300为NW行星排。

为便于驱动电机400提高更好的驱动效率，第二行星轮335的直径大于第一行星轮333的直径。又由于第二行星轮335与驱动电机400连接，第二行星轮335为输入轮，第一行星轮333为输出轮。

为便于维持驱动电机400的电能，混合动力装置10还包括发电机500，传动组件还包括齿圈600，齿圈600与第二行星轮335远离第二太阳轮331的一侧啮合连接，且齿圈600与发动机100连接。基于上述设置，当处于任何一种直驱档位时，受发动机100的功率输出影响，发电机500能够维持驱动电机400所需的电能。

为便于实现功率输出并作用于整车，齿圈600包括内齿和外齿，内齿与第二行星轮335啮合连接，外齿用于与轮端啮合连接。

请参阅图2，图2为本发明实施例所提供的档位工作示意图。其中，图2所示的ENG代表发动机100,EM1代表发动机100，EM2代表驱动电机400，C1代表第一离合器210，C2代表第二离合器220。

需要说明的是，第一离合器210和第二离合器220均为动力学意义上的连接或耦合，以实现混合动力装置10运行过程中的动力传递。当第一离合器210或第二离合器220处于结合状态时，第一离合器210或第二离合器220能够将驱动电机400产生的动力传递至与其连接的零件上。此外，当驱动电机400处于驱动状态时，驱动电机400能够对外输出动力。

可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参阅图2和图3，混合动力装置10具有纯电模式，当混合动力装置10处于纯电模式时，第二离合器220处于结合状态，第一离合器210处于断开状态，发动机100处于非工作状态。需要说明的是，图3中的粗实线代表了混合动力装置10处于纯电模式时参与动力传递的零件。

基于上述设置，当混合动力装置10处于纯电模式时，驱动电机400处于驱动状态并输出动力，该动力经第二太阳轮331传递至与之啮合的第二行星轮335。此时，第二行星轮335将动力传递至行星架320，由于行星架320通过第二离合器220与发动机100连接，并且发动机100处于非工作状态，行星架320受发动机100制动。而同时，又因为第二行星架320与齿圈600的内齿啮合，第二行星架320能够通过内齿将动力传递至齿圈600，再通过外齿传递至轮端。

可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参阅图2和图4，混合动力装置10具有混动一档模式，当混合动力装置10处于混动一档模式时，第二离合器220处于结合状态，第一离合器210处于断开状态，发动机100处于工作状态。图4中的粗实线代表了混合动力装置10处于混动一档模式时参与动力传递的零件。

基于上述设置，当混合动力装置10处于混动一档模式时，驱动电机400处于驱动状态并输出动力，该动力经第二太阳轮331传递至与之啮合的第二行星轮335。此时，第二行星轮335将动力传递至行星架320，由于第二离合器220处于结合状态，使得处于工作状态的发动机100与行星架320耦合，从而使得处于工作状态的发动机100与驱动电机400耦合。基于此，发动机100能够保持在高效率转速区间内运行，并且驱动电机400调节车辆转速。此时，整车功率都来自发动机100，一部分功率通过齿圈600传递至轮端，另一部分功率用于驱动发电机500发电，以维持驱动电机400所需电能。

可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参阅图2和图5，混合动力装置10具有混动二档模式，当混合动力装置10处于混动二档模式时，第一离合器210处于结合状态，第二离合器220处于断开状态，发动机100处于工作状态。图5中的粗实线代表了混合动力装置10处于混动二档模式时参与动力传递的零件。

基于上述设置，当混合动力装置10处于混动二档模式时，驱动电机400处于驱动状态并输出动力，该动力经第二太阳轮331传递至与之啮合的第二行星轮335。此时，第二行星轮335将动力传递至第一行星轮333，第一行星轮333传递至与之啮合的第二太阳轮331，由于第一离合器210处于结合状态，使得处于工作状态的发动机100与第二太阳轮331耦合，从而使得处于工作状态的发动机100与驱动电机400耦合。基于此，发动机100能够保持在高效率转速区间内运行，并且驱动电机400调节车辆转速。此时，整车功率都来自发动机100，一部分功率通过齿圈600传递至轮端，另一部分功率用于驱动发电机500发电，以维持驱动电机400所需电能。

具体地，图6为混合动力装置10的杠杆图，且图示中S1代表第二太阳轮331，S2代表第一太阳轮310，CR代表行星架320，R代表齿圈600。由图2可知，通过改变第一离合器210和第二离合器220的状态，可以使得混合动力装置10在保证发动机100能够保持在高效率转速区间内运行，驱动电机400输出不同的转速。

综上，本发明实施例提供了一种本发明提供了一种混合动力装置10，其包括发动机100、第一离合器210、第二离合器220、行星排300以及发电机500。其中，行星排300包括第一太阳轮310、行星架320以及传动组件，第一太阳轮310和行星架320均通过传动组件与驱动电机400传动连接；发动机100通过第一离合器210与第一太阳轮310连接，以使发动机100与第一太阳轮310可选择性地脱离或耦合；发动机100通过第二离合器220与行星架320连接，以使发动机100与行星架320可选择性地脱离或耦合。基于上述设置，驱动电机400能够通过两种不同的传动方式实现两档直驱档位的调节，从而提供更高的驱动效率，使得整车行驶时能够同时实现低油耗以及高车速。

本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括与前述实施例中的混合动力装置10相同的结构和有益效果。混合动力装置10的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种混合动力装置，其特征在于，包括发动机(100)、第一离合器(210)、第二离合器(220)、行星排(300)以及驱动电机(400)，所述行星排(300)包括第一太阳轮(310)、行星架(320)以及传动组件，所述第一太阳轮(310)和所述行星架(320)均通过所述传动组件与所述驱动电机(400)传动连接；

所述发动机(100)通过所述第一离合器(210)与所述第一太阳轮(310)连接，以使所述发动机(100)与所述第一太阳轮(310)可选择性地脱离或耦合；所述发动机(100)通过所述第二离合器(220)与所述行星架(320)连接，以使所述发动机(100)与所述行星架(320)可选择性地脱离或耦合。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述传动组件包括第二太阳轮(331)和双联行星轮(337)，所述双联行星轮(337)设置于所述行星架(320)上，且所述双联行星轮(337)包括第一行星轮(333)以及第二行星轮(335)；

所述第一行星轮(333)与所述第一太阳轮(310)啮合连接，所述第二行星轮(335)与所述第二太阳轮(331)啮合连接，且所述第二太阳轮(331)与所述驱动电机(400)连接。

3.根据权利要求2所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述第二行星轮(335)的直径大于所述第一行星轮(333)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置(10)还包括发电机(500)，所述传动组件还包括齿圈(600)，所述齿圈(600)与所述第二行星轮(335)远离所述第二太阳轮(331)的一侧啮合连接，且所述齿圈(600)与所述发动机(100)连接。

5.根据权利要求4所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述齿圈(600)包括内齿和外齿，所述内齿与所述第二行星轮(335)啮合连接，所述外齿用于与轮端啮合连接。

6.根据权利要求1所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置(10)还包括输入轴(110)，所述发动机(100)通过所述输入轴(110)与所述第一离合器(210)和所述第二离合器(220)连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置(10)具有纯电模式，当所述混合动力装置(10)处于纯电模式时，所述第二离合器(220)处于结合状态，所述第一离合器(210)处于断开状态，所述发动机(100)处于非工作状态。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置(10)具有混动一档模式，当所述混合动力装置(10)处于混动一档模式时，所述第二离合器(220)处于结合状态，所述第一离合器(210)处于断开状态，所述发动机(100)处于工作状态。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种混合动力装置，其特征在于，所述混合动力装置(10)具有混动二档模式，当所述混合动力装置(10)处于混动二档模式时，所述第一离合器(210)处于结合状态，所述第二离合器(220)处于断开状态，所述发动机(100)处于工作状态。

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装置。