CN117944445A - 双电机功率分流混动变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双电机功率分流混动变速装置，包括：驱动电机、发电机、行星齿轮机构、中间轴组件、差速器组件和电驱动输入轴组件，行星齿轮机构的行星架与发动机输入轴相连，齿圈与发动机输出齿轮相连，太阳轮与发电机的发电机电机轴相连；中间轴组件包括中间轴和中间轴大齿轮，中间轴与中间轴大齿轮相连，电驱动输入轴组件包括电驱动输入轴，发动机输出齿轮、中间轴大齿轮和电驱动输入轴啮合，差速器组件包括差速器齿轮，差速器齿轮与中间轴啮合，驱动电机电机轴与电驱动输入轴相连。本发明提供的双电机功率分流混动变速装置，节约轴向空间，结构紧凑，降低变速装置的重量，降低成本；增大了纯电工况下的输出扭矩，提升了整车动力性。

Description

双电机功率分流混动变速装置

技术领域

本发明涉及混合动力汽车驱动传动技术领域，尤其涉及双电机功率分流混动变速装置。

背景技术

目前横置前驱双电机混合动力变速器，分为三大类，一是仅有串联功能的双电机增程混动，二是带离合器的具有串、并联功能的双电机混动，离合器用于实现发动机动力与轮端的结合和断开；第三是带有行星排机构的功率分流双电机混动，其通过行星机构调速实现串并联以及混联。仅有串联功能的双电机增程混动结构，难以满足不同的动力需求；带离合器的双电机混动结构设计扭矩大，结构复杂，成本更高；带有行星排的功率分流双电机混动结构，动力总成尺寸大，成本高。

发明内容

本发明的目的是要提供双电机功率分流混动变速装置，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供的双电机功率分流混动变速装置，包括：驱动电机、发电机、行星齿轮机构、中间轴组件、差速器组件和电驱动输入轴组件，行星齿轮机构的行星架与发动机输入轴相连，齿圈与发动机输出齿轮相连，太阳轮与发电机的发电机电机轴相连；中间轴组件包括中间轴和中间轴大齿轮，中间轴与中间轴大齿轮相连，电驱动输入轴组件包括电驱动输入轴，发动机输出齿轮、中间轴大齿轮和电驱动输入轴啮合，差速器组件包括差速器齿轮，差速器齿轮与中间轴啮合，驱动电机电机轴与电驱动输入轴相连。

在一些实施方式中，发电机电机轴通过花键与行星齿轮机构中的太阳轮连接。

在一些实施方式中，行星齿轮机构靠近发电机的一侧设置有单向轴承，单向轴承与单向轴承外圈过盈配合，单向轴承外圈通过花键压装在箱体孔中。

在一些实施方式中，齿圈和发动机输出齿轮之间通过齿圈连接轴连接，发动机输出齿轮的两侧分别设置发动机输出齿轮左轴承和发动机输出齿轮右轴承，发动机输出齿轮通过发动机输出齿轮左轴承和发动机输出齿轮右轴承固定在箱体中。

在一些实施方式中，发动机输出齿轮的两端内孔中压装有发动机输出齿轮左滚针轴承和发动机输出齿轮右滚针轴承。

在一些实施方式中，行星架与发动机输入轴相连。

在一些实施方式中，中间轴大齿轮通过花键过盈压装与中间轴连接，并由锁紧螺母实现轴向固定。

在一些实施方式中，中间轴两侧分别设置中间轴左支撑轴承和中间轴右支撑轴承。

在一些实施方式中，电驱动输入轴两侧分别设置电驱动输入轴右支撑轴承和电驱动输入轴左支撑轴承。

在一些实施方式中，驱动电机电机轴与电驱动输入轴通过花键固定连接。

本发明提供的双电机功率分流混动变速装置，通过设计发动机输出齿轮、中间轴大齿轮和电驱动输入轴构成三联齿结构作为一级减速齿轮副，节约轴向空间，能够适用于紧凑型车型的动力总成布置，结构紧凑，降低变速装置的重量，降低成本；发电机在纯电工况下能够作为驱动电机使用，增大了纯电工况下的输出扭矩，提升了整车动力性；在相同的动力需求下，可以减小驱动电机的尺寸，进而减小动力总成尺寸，降低成本；无需设置离合器或阀体，动力传递更加稳定可靠，通过单向轴承实现纯电工况下行星架和发动机轴的锁止，减小了纯电工况的功率损失，提升了燃油经济性。

另外，在本发明技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的双电机功率分流混动变速装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的双电机功率分流混动变速装置具体的结构示意图。

具体实施方式

本发明说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列的步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

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。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。

实施例1：

参考说明书附图1-2，本发明实施例提供了一种双电机功率分流混动变速装置，包括：驱动电机1、发电机2、行星齿轮机构3、中间轴组件4、差速器组件5和电驱动输入轴组件6。

其中，行星齿轮机构3包括行星架10、太阳轮11、行星齿轮12和齿圈13，行星齿轮机构3的行星架10与发动机输入轴20相连，齿圈13与发动机输出齿轮17相连，太阳轮11与发电机2的发电机电机轴7相连；

中间轴组件4包括中间轴22和中间轴大齿轮21，中间轴22与中间轴大齿轮21相连；

电驱动输入轴组件6包括电驱动输入轴27，发动机输出齿轮17、中间轴大齿轮21和电驱动输入轴27啮合，驱动电机电机轴29与电驱动输入轴27相连；

差速器组件5包括差速器齿轮，差速器齿轮与中间轴22啮合。

由此，发动机输出齿轮17、中间轴大齿轮21和电驱动输入轴27构成平行轴一级减速齿轮副，中间轴22和差速器组件5的差速器齿轮构成二级齿轮副，通过两级减速齿轮副的扭矩传递，将发电机2、驱动电机1和发动机的扭矩传递到车轮。

在可选的实施例中，发电机电机轴7可以通过花键与行星齿轮机构3中的太阳轮11连接。

在可选的实施例中，行星齿轮机构3靠近发电机2的一侧外圆上设置有单向轴承9，单向轴承9与单向轴承外圈8过盈配合，单向轴承外圈8通过花键压装在箱体孔中，由此实现单向轴承外圈8与箱体的固定连接。由于单向轴承9的设置，行星架10能够沿一个方向自由转动，沿反方向的转动会被单向轴承9锁止，减小纯电工况下的功率损失，提升燃油经济性。

在可选的实施例中，行星架10与发动机输入轴20相连，具体的，行星架10与发动机输入轴20可以通过过盈压装或焊接的方式连接在一起。

在可选的实施例中，齿圈13和发动机输出齿轮17之间通过齿圈连接轴14连接，齿圈连接轴14外径和内孔分别加工有花键，能够分别与齿圈13和发动机输出齿轮17连接。

发动机输出齿轮17的两侧分别设置发动机输出齿轮左轴承15和发动机输出齿轮右轴承18，发动机输出齿轮17通过发动机输出齿轮左轴承15和发动机输出齿轮右轴承18固定在箱体中。

发动机输出齿轮17的两端内孔中压装有发动机输出齿轮左滚针轴承16和发动机输出齿轮右滚针轴承19。动机输出齿轮左滚针轴承16和发动机输出齿轮右滚针轴承19能够对发动机输入轴20起到径向支撑的作用。

在可选的实施例中，中间轴22两侧分别设置中间轴左支撑轴承25和中间轴右支撑轴承24，中间轴大齿轮21通过花键过盈压装与中间轴22连接，并由锁紧螺母23实现轴向固定。由此，锁紧螺母23能够防止中间轴大齿轮21和中间轴右支撑轴承24脱出。

在可选的实施例中，电驱动输入轴27两侧分别设置电驱动输入轴右支撑轴承26和电驱动输入轴左支撑轴承28。电驱动输入轴27通过电驱动输入轴右支撑轴承26和电驱动输入轴左支撑轴承28固定在箱体中。

在可选的实施例中，驱动电机电机轴29与电驱动输入轴27通过花键固定连接。

本发明提供的双电机功率分流混动变速装置，各工作模式实现方式如下：

(1)纯电双电机驱动模式，即纯电前进模式：驱动电机1沿能驱动车辆前进的方向转动，通过电驱动输入轴27和中间轴大齿轮21啮合，中间轴22和差速器组件5啮合，将动力传递到车轮；发电机2转动方向与驱动电机1相反，发电机2带动太阳轮11转动，此时单向轴承9锁止，行星架10被锁止，发电机2的动力通过太阳轮11传递到齿圈13，再传递到发动机输出齿轮17，最终动力通过发动机输出齿轮17与中间轴大齿轮21啮合以及中间轴22和差速器组件5的齿轮啮合，将动力传递到车轮。因此车辆前进时，驱动电机1和发电机2的动力将一起通过两级减速传递到车轮。

(2)纯电单电机驱动模式，即纯电倒车模式：驱动电机1沿能驱动车辆后退的方向转动，通过电驱动输入轴27和中间轴大齿轮21啮合、中间轴22和差速器组件5的差速器齿轮啮合，将动力传递到车轮；在此工况下由于单向轴承9不能锁止行星架10，发电机2不能作为驱动电机使用，发电机2带动太阳轮11转动，通过与齿圈13的转速匹配控制行星架10，使其不发生转动。倒车时，仅驱动电机1驱动车辆，发电机2作用为通过调速使行星架10和发动机输入轴20不发生转动，在此工况下，为单电机驱动。

(3)停车发电模式：此时由于车辆驻车，发动机输出齿轮17不发生转动，齿圈13由于与发动机输出齿轮17连接也不发生转动，发动机输入轴20的动力带动行星架10转动，此时由行星架10动力输入，太阳轮11动力输出带动发电机2进行发电。

(4)串、并联模式：驱动电机1工作，带动电驱动输入轴27转动，动力通过两级齿轮减速传递到车轮；同时发动机输入轴20带动行星架10转动，发动机输入轴20的动力分配到太阳轮11和齿圈13上，再分别传递到发电机2和发动机输出齿轮17上，通过对发电机2进行扭矩控制实现发动机输入轴20的扭矩分配，当发动机输入轴20的扭矩全部分配发电机2时，为串联模式；当发动机输入轴20的扭矩全部分配到发动机输出齿轮17上时，为并联模式；当发动机输入轴20的扭矩同时分配到发电机2和发动机输出齿轮17上时，为串并联模式。

(5)发动机直驱模式：驱动电机1不工作，此模式下驱动电机1空转，发动机输入轴20带动行星架10转动，发动机输入轴20的动力全部分配到齿圈13上，此时太阳轮11扭矩为0，发动机输入轴20的动力传递到齿圈13，再传递到发动机输出齿轮17上，经过两级齿轮减速动力传递到车轮，实现发动机直驱功能。

本发明提供的双电机功率分流混动变速装置，有益效果如下：

(1)设计发动机输出齿轮、中间轴大齿轮和电驱动输入轴构成三联齿结构作为一级减速齿轮副，增加了发电机提供驱动力的功能，同时节约轴向空间，降低成本，使整体结构设计简单紧凑，适合紧凑型小车的动力总成布置；

(2)行星架上设计有单向轴承，可以实现在纯电前进模式下行星架的锁止，驱动电机和发电机可以共同驱动车辆，减小了纯电工况下的功率损失，增加了纯电工况下的输出扭矩，提升了整车动力性；

(3)行星架上设计有单向轴承，同时满足纯电倒车和串、并联模式下，行星架不会锁止，太阳轮带动发电机一起平衡车速和发电功能；

(4)由于是双电机驱动，在满足车辆动力性要求的基础上，可以减小驱动电机的扭矩，达到减小混动变速器结构尺寸和降低成本的目的；

(5)整个技术方案不涉及离合器和阀体，机械结构间的动力传递更稳定可靠，成本低，性价比高。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，包括：

驱动电机(1)、发电机(2)、行星齿轮机构(3)、中间轴组件(4)、差速器组件(5)和电驱动输入轴组件(6)，

所述行星齿轮机构(3)的行星架(10)与发动机输入轴(20)相连，齿圈(13)与发动机输出齿轮(17)相连，太阳轮(11)与所述发电机(2)的发电机电机轴(7)相连；

所述中间轴组件(4)包括中间轴(22)和中间轴大齿轮(21)，所述中间轴(22)与所述中间轴大齿轮(21)相连，

所述电驱动输入轴组件(6)包括电驱动输入轴(27)，所述发动机输出齿轮(17)、所述中间轴大齿轮(21)和所述电驱动输入轴(27)啮合，

所述差速器组件(5)包括差速器齿轮，所述差速器齿轮与所述中间轴(22)啮合，

驱动电机电机轴(29)与所述电驱动输入轴(27)相连。

2.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述发电机电机轴(7)通过花键与所述行星齿轮机构(3)中的太阳轮(11)连接。

3.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述行星齿轮机构(3)靠近所述发电机(2)的一侧设置有单向轴承(9)，所述单向轴承(9)与单向轴承外圈(8)过盈配合，所述单向轴承外圈(8)通过花键压装在箱体孔中。

4.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述齿圈(13)和所述发动机输出齿轮(17)之间通过齿圈连接轴(14)连接，所述发动机输出齿轮(17)的两侧分别设置发动机输出齿轮左轴承(15)和发动机输出齿轮右轴承(18)，所述发动机输出齿轮(17)通过所述发动机输出齿轮左轴承(15)和所述发动机输出齿轮右轴承(18)固定在箱体中。

5.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述发动机输出齿轮(17)的两端内孔中压装有发动机输出齿轮左滚针轴承(16)和发动机输出齿轮右滚针轴承(19)。

6.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述行星架(10)与发动机输入轴(20)相连。

7.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述中间轴大齿轮(21)通过花键过盈压装与所述中间轴(22)连接，并由锁紧螺母(23)实现轴向固定。

8.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述中间轴(22)两侧分别设置中间轴左支撑轴承(25)和中间轴右支撑轴承(24)。

9.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述电驱动输入轴(27)两侧分别设置电驱动输入轴右支撑轴承(26)和电驱动输入轴左支撑轴承(28)。

10.根据权利要求1所述的双电机功率分流混动变速装置，其特征在于，所述驱动电机电机轴(29)与所述电驱动输入轴(27)通过花键固定连接。