CN1876421A - 混合动力车的动力传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以发动机和电动机作为动力源的混合动力车的动力传动装置。它由发动机、电动机、发电机、与自动控制系统相联接的离合器和DCT式变速箱、蓄电池组成，所述离合器是在一个壳体中设有三套分别控制的离合副，该三套离合副的主动片固装在壳体内腔上，其中第一套离合副的从动片与变速箱的一个输入轴驱动连接，第二套离合副的从动片与变速箱的另一个输入轴驱动连接，第三套离合副的从动片与发动机输出轴驱动连接；离合器的壳体通过固设在壳体一侧端上的中心轴与电动机的转子轴驱动连接。具有传动效率高、转矩容量大、成本低、节约能源的优点。

Description

混合动力车的动力传动装置
技术领域
本发明涉及一种以发动机和电动机作为动力源的混合动力车的动力传动装置。
背景技术
目前的混合动力车上的动力传动装置主要有：①无级自动变速器(CVT)、②机械式自动变速器(AMT)、③液力自动变速器(AT)、④机械式手动变速器(MT)、⑤行星齿轮式动力分配器。
而上述传动装置都有其自身的缺点。方案①传动效率低，传递的转矩容量有限，价格昂贵。方案②体积大，无法实现动力换档，换档品质差。方案③传动效率低，价格昂贵，与混合动力的节油目标不符。方案④无法实现动力换档，也不能实现自动换档，是一种最低等的混合动力传动装置。方案⑤结构简单实用，但速比不能改变，实际上根本就不是变速器，车速的改变不是通过它实现的，对发动机和电机有很高的要求。
而双离合器式自动变速器(Double Clutch Transmission，简称DCT)作为一种全新的产品具有自身特有的性质，是其它变速箱所不具有的，它兼有AT和AMT的优点于一身，其变速箱的结构尺寸更加紧凑。
发明内容
本发明的目的在于将先进的DCT变速箱结构应用于混合动力车中的动力传动机构中，而提供一种混合动力车的动力传动装置，以克服目前混合动力车的动力传动装置存在的传动效率较低、整体结构体积大的缺点。
本发明混合动力车的动力传动装置，包括发动机、电动机、与发动机输出轴相连接的发电机、与自动控制系统相联接的离合器和具有两个同心套装式动力输入轴的DCT式变速箱、通过电流逆变器分别与发电机和电动机电连接的蓄电池，其特征在于，所述的离合器是在一个壳体中设有三套分别控制的离合副，该三套离合副的主动片固装在壳体内腔上，其中第一套离合副的从动片通过滑键与所述变速箱的一个输入轴驱动连接，第二套离合副的从动片通过滑键与所述变速箱的另一个输入轴驱动连接，第三套离合副的从动片与所述发动机的输出轴驱动连接；离合器的壳体通过固设在壳体一侧端上的中心轴与电动机的转子轴驱动连接。
本发明是根据DCT和混合动力系统的工作原理，形成的一种全新的三离合器式结构的混合动力车动力传动装置。可以大幅度的降低混合动力系统对发动机和电动机的要求。本发明混合动力车的动力传动装置与目前混合动力车相比，具有以下优点：
1.由于本套传动装置完全是机械传动，传动效率高、转矩容量大、成本低，所以具有最高的传动效率，完全符合混合动力系统的节油目标。
2.能够实现动力换档，自动换档，换档品质好，发动机和电动机都可以充分利用变速器的速比。
3.可以大幅度的降低混合动力系统对发动机和电机的要求。
附图说明
图1是本发明混合动力车动力传动装置的结构原理示意图；
图2是图1中所示离合器(1)与DCT变速箱间接部分的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，一种混合动力车的动力传动装置，包括发动机21、电动机19、通过齿轮18与发动机输出轴相连接的发电机20、与自动控制系统相联接的离合器1和具有两个同心套装式动力输入轴6、17的DCT式变速箱、通过电流逆变器16分别与发电机20和电动机19电连接的蓄电池15，其特征是，离合器1是在一个壳体C7中设有三套分别控制的离合副，该三套离合副的主动片C4、C5、C6固装在壳体C7内腔上，其中第一套离合副的从动片C1通过滑键与所述变速箱的一个输入轴17驱动连接，第二套离合副的从动片C2通过滑键与所述变速箱的另一个输入轴6驱动连接，第三套离合副的从动片C3与所述发动机21的输出轴22驱动连接；离合器1的壳体C7通过固设在壳体C7一侧端上的中心轴C8与电动机19的转子轴驱动连接。
所述的DCT式变速箱的两个同心套装式动力输入轴6、17是从电动机19中空的转子内腔穿过而分别与所述的两个从动片C2、C1相连接。
所述变速箱1的一个输入轴6上的主动齿轮2与分别设置在变速箱两个中间轴7、12上的三档被动齿轮5和一档被动齿轮14相啮合；所述变速箱的另一个输入轴17上的主动齿轮3与分别设置在变速箱两个中间轴7、12上的四档被动齿轮4和二档被动齿轮13相啮合。
所述离合器壳体C7一侧端上的中心轴C8是一向壳体C7内腔凹进的、可套置于所述变速箱输入轴17外侧的空心轴。
图1中所示的9为变速箱的输出轴，10为输出轴齿轮，8和11为分别与输出轴齿轮10相啮合的两个中间轴输出齿轮，S1、S2、S3、S4分别为一档、二档、三档、四档被动齿轮的同步器。
本发明动力传动装置的工作原理是：
(1)启动机启动发动机工况
当需要发动机工作时，控制系统发出控制信号，由蓄电池15释放电能驱动启动机20启动发动机21。
(2)电动机起步工况
起步时由控制系统发出控制信号，这时第一离合器(即所述离合器1的第一套离合副)和第三离合器(即所述离合器1的第三套离合副)处于分离状态，离合器由蓄电池15驱动电动机19，电动机19通过第二离合器(即所述离合器1的第二套离合副)将动力传到第一输入轴6，输入轴6通过一、三档主动齿轮2将动力传到一档被动齿轮14，一档被动齿轮14通过同步器S1将动力传到中间轴12，中间轴12把动力传到动力输出轴齿轮10，进而将动力传到动力输出轴9，至差速器，车辆起步。起步过程中第三套离合副是分离的，动力完全由电动机19提供。
(3)纯电动机驱动模式
当车速较低负荷较小时，完全由电动机19提供动力。这时第三离合器是分离的，蓄电池15驱动电动机19，这时控制系统根据需要选择合适的档位，如果挂奇数挡，第二离合器闭合，电动机19通过第二离合器将动力传到车轮；如果挂偶数挡，第一离合器闭合，电动机19通过第一离合器将动力传到车轮。当蓄电池15的SOC值低于限定值时，发动机21启动，为蓄电池15充电。
(4)纯发动机驱动模式
当车速较高时，发动机具有很高的效率，这时动力完全由发动机21提供，电动机19空转，第三离合副闭合，这时与普通汽车完全一样，由控制系统根据实际情况选择合适的档位，如果挂奇数挡，第二离合器闭合，发动机21通过第二离合器将动力传到车轮；如果挂偶数挡，第一离合器闭合，发动机21通过第一离合器将动力传到车轮。当蓄电池15的SOC值低于限定值时，发动机21也要为蓄电池充电。
(5)混合驱动模式
当急加速和上坡时，负荷急剧增加，这时需要发动机21和电动机19联合提供动力，这时第三离合副闭合，蓄电池15驱动电动机19，发动机21和电动机19的动力通过第三离合器复合，由控制系统根据实际情况选择合适的档位，根据需要工作的挡位，闭合第一离合器或第二离合器，把复合后的动力传到车轮。当蓄电池15的SOC值低于限定值时，发动机21也要为蓄电池充电。
(6)制动能量回收模式
当汽车制动时，电动机19转变成发电机模式，这时第一离合器和第二离合器至少有一个是处于结合状态，制动能量通过传动装置传到发电机19，发电机19将制动能量转化成电能为蓄电池15充电。

Claims (4)

1.一种混合动力车的动力传动装置，包括发动机(21)、电动机(19)、与发动机输出轴相连接的发电机(20)、与自动控制系统相联接的离合器(1)和具有两个同心套装式动力输入轴(6、17)的DCT式变速箱、通过电流逆变器(16)分别与发电机(20)和电动机(19)电连接的蓄电池(15)，其特征在于，所述的离合器(1)是在一个壳体(C7)中设有三套分别控制的离合副，该三套离合副的主动片(C4、C5、C6)固装在壳体(C7)内腔上，其中第一套离合副的从动片(C1)通过滑键与所述变速箱的一个输入轴(17)驱动连接，第二套离合副的从动片(C2)通过滑键与所述变速箱的另一个输入轴(6)驱动连接，第三套离合副的从动片(C3)与所述发动机(21)的输出轴(22)驱动连接；离合器(1)的壳体(C7)通过固设在壳体(C7)一侧端上的中心轴(C8)与电动机(19)的转子轴驱动连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力车的动力传动装置，其特征在于，所述变速箱(1)的一个输入轴(6)上的主动齿轮(2)与分别设置在变速箱两个中间轴(7、12)上的三档被动齿轮(5)和一档被动齿轮(14)相啮合；所述变速箱的另一个输入轴(17)上的主动齿轮(3)与分别设置在变速箱两个中间轴(7、12)上的四档被动齿轮(4)和二档被动齿轮(13)相啮合。
3.根据权利要求1所述的混合动力车的动力传动装置，其特征在于，所述离合器壳体(C7)一侧端上的中心轴(C8)是一向壳体(C7)内腔凹进的、可套置于所述变速箱输入轴(17)外侧的空心轴。
4.根据权利要求1所述的混合动力车的动力传动装置，其特征在于，所述的DCT式变速箱的两个同心套装式动力输入轴6、17是从电动机19中空的转子内腔穿过而分别与所述的两个从动片C2、C1相连接。
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