CN201633522U - 一种混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、扭转减震器、第一电机、第二电机和传动机构，其中，所述发动机通过扭转减震器与第一电机的转子相连，所述第一电机的转子通过所述离合器与所述传动机构相连，所述第二电机与所述传动机构相连。本实用新型的混合动力驱动系统只在发动机和第一电机之间设置扭转减震器，该扭转减震器的设置不但可以起到减震作用，而且还可以有效降低噪音，有利于提高驾驶的舒适性。同时，所述第一电机输出的动力不会经过所述扭转减震器，因此不会存在能量损失。

Description

一种混合动力驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力驱动系统。

背景技术

当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统汽车日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为汽车行业的发展主题。鉴于此，推出纯电动汽车的呼吁日益高涨，但是受到技术、政策等诸多因素的制约，当前纯电动汽车还无法实现量产、全面推向市场化。

混合动力汽车由于其在节能和环保方面的优异表现，无疑是在纯电动汽车实现产业化之前，最为现实的技术之一。

现有技术中公开了一种混合动力驱动系统，该驱动系统包括：发动机、离合器、具有第一定子和第一转子的第一电机、第二电机以及传动机构，其中，发动机与第一电机的第一转子固定连接，第一转子通过离合器与传动机构连接，第二电机与传动机构连接。发动机的输出轴上固定设置有飞轮，该飞轮通过筒状的盖体与所述第一电机的第一转子连接。离合器包括控制机构、移动机构、弹簧膜片和摩擦盘，其中，盖体的一端具有向该盖体内沿轴向延伸的凸缘，弹簧膜片位于盖体内并与该凸缘可转动地连接，摩擦盘在盖体内位于弹簧膜片和飞轮之间并与传动机构连接，移动机构在控制机构的控制下使弹簧膜片围绕凸缘摆动，以使摩擦盘与飞轮接合或分离。该离合器中的摩擦盘与传动机构之间还设置有第一扭转减震器，在盖体与第一转子之间的连接处还设置有第二扭转减震器。这些扭转减震器的设置可以对发动机的振动起到减震作用，但同时也增大了噪音，降低了驾驶的舒适性；同时第一电机提供动力时，其动力需要经过两个扭转减震器从而增大了能量损失，这种损失是不必要的。

实用新型内容

本实用新型为解决现有混合动力驱动系统中噪音较大的技术问题，提供一种噪音较低的混合动力驱动系统。

一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、扭转减震器、第一电机、第二电机和传动机构，其中，所述发动机通过扭转减震器与第一电机的转子相连，所述第一电机的转子通过所述离合器与所述传动机构相连，所述第二电机与所述传动机构相连。

所述第一电机的转子具有中空结构，所述离合器至少有一部分位于所述中空结构中。

所述发动机的输出轴、第一电机的输出轴和第二电机的输出轴处于同一轴线上。

所述混合动力驱动系统还包括发动机的润滑机构，所述润滑机构包括：通过油路相连的发动机的油底壳、过滤器、由发动机驱动的油泵以及设置在发动机中的润滑油道。

所述混合动力驱动系统还包括控制离合器动作的液压控制机构，所述液压控制机构包括：用于提供液压油的液压泵和第一电磁控制阀，所述液压泵、第一电磁控制阀和离合器依次油路连接。

所述液压控制机构还包括连接在所述第一电磁控制阀和所述离合器之间的蓄能器。

所述液压泵为所述油泵。

所述油泵的输出端口还设置有与所述油底壳相连的溢流阀。

所述离合器和所述油底壳之间连接有第二电磁控制阀。

本实用新型的混合动力驱动系统只在发动机和第一电机之间设置扭转减震器，该扭转减震器的设置不但可以起到减震作用，而且还可以有效降低噪音，有利于提高驾驶的舒适性。同时，所述第一电机输出的动力不会经过所述扭转减震器，因此不会存在能量损失。

附图说明

图1是本实用新型提供的混合动力驱动系统的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实用新型的一种实施方式，如图1所示，一种混合动力驱动系统，包括发动机1、离合器4、扭转减震器5、第一电机2、第二电机3和传动机构7，其中，发动机1通过扭转减震器5与第一电机2的转子21相连，转子21通过离合器4与传动机构7相连，第二电机3与传动机构7相连。

发动机1可以为汽油机、柴油机或者甲醇、乙醇等其它燃料发动机等等。发动机1通过扭转减震器5与第一电机2的转子21连接，因而，发动机1的动力和第一电机2的动力可以一起通过离合器4而传递给传动机构7，或者发动机1的动力传递给第一电机2，以产生电能。

具体来说，在离合器4处于接合状态的情况下，当发动机1工作时，发动机1的动力可以通过离合器4传递到传动机构7。由于发动机1与第一电机2的转子21相连，因此当发动机1工作时，不论离合器4是否接合，第一电机2的转子21都将在发动机1的带动下而运转，而当第一电机2工作时，同样也将带动发动机1运转。

第一电机2可以为AC交流电机、开关磁阻电机、直流永磁电机等等。第一电机2既可以发电机模式工作，也可以电动机模式工作。在以发电机模式工作时，第一电机2用于将机械能转化为电能。以电动机模式工作时，第一电机2用于将电能转化为机械能。具体地说，当发动机1工作，发动机1带动第一电机2以发电机模式工作时，第一电机2将发动机1的机械能转化为电能。当第一电机2以电动机模式工作时，将电能转化为机械能，并输出至发动机1，从而带动发动机1的输出轴旋转(无论离合器4接合与否)，或者输出至传动机构7(当离合器4接合时)。

由于具有上述结构，因而第一电机2可以用作发动机1的启动电机，因而无需为发动机1设置额外的启动电机，同时第一电机2还能够向传动机构7输出动力，因而，在满足动力需求的情况下，节省了部分安装空间。此外，当需要车辆倒档时，仅使第二电机3反转即可实现，因而无需设置额外的倒档装置，从而进一步节省了安装倒档装置的安装空间，使本实用新型所提供的混合动力驱动系统具有较为紧凑的整体结构。

第一电机2的转子21为中空结构，离合器4的至少一部分位于该中空结构中，优选地，离合器4全部位于该中空结构中，第一电机2的转子21的内壁与离合器4相连，离合器4还与传动机构7相连，即第一电机2的转子21输出的动力直接通过离合器4输送到传动机构7，最终传递到车轮。在该中空结构中安装离合器4可以有效节约轴向的安装空间，而且第一电机2的动力不经过扭转减震器5，因此不会存在能量损失。

第二电机3可以为AC交流电机、开关磁阻电机、直流永磁电机等等。第二电机3既可以发电机模式工作，也可以电动机模式工作。当以发电机模式工作时，第二电机3用于将机械能转化为电能。当以电动机模式工作时，第二电机3用于将电能转化为机械能。具体地说，当由传动机构7传递来的机械能传递至第二电机3时(如当下坡或刹车过程时)，第二电机3以发电机模式工作，从而将传动机构7的机械能转化为电能。当第二电机3以电动机模式工作时，从而将电能转化为机械能，并输出至传动机构7。通常情况下，车辆通过第二电机3来进行驱动。

根据本实用新型的一种实施方式，发动机1的输出轴、第一电机2的输出轴(转子轴)和第二电机3的输出轴(转子轴)处于同一轴线上，从而可以简化驱动系统的安装结构，有利于节约空间。

本实用新型的混合动力驱动系统还包括储能装置(未显示)，该储能装置分别与第一电机2和第二电机3电连接。该储能装置用于将第一电机2和第二电机3在用作发电机时产生的电能储存起来，以便在需要的时候，再向第一电机2和/或第二电机3供电。该储能装置为可多次充放电的电能单元，如锂离子二次电池等。

扭转减震器5可以选用各种合适的方式来实现，扭转减震器5主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。本领域技术人员可以根据需要设计减振弹簧和阻尼片的各种参数从而构成所需的扭转减震器。

本实用新型的混合动力驱动系统在发动机1和第一电机2之间设置扭转减震器5，该扭转减震器的设置不但可以起到减震作用，而且由于只有一个扭转减震器5还可以有效降低噪音，有利于提高驾驶的舒适性。同时，由于扭转减震器5设置在发动机1和第一电机2之间，第一电机2输出的动力不会经过扭转减震器5，所以第一电机2输出的动力不会存在损失，有利于节约能源，提高整个混合动力驱动系统的效率。

传动机构7为定速比的减速机构，例如可以为减速齿轮、变速器等等。减速机构7的主轴(动力输入轴)的一端与离合器4相连，另一端从第一电机2的空心的转子中穿过，以与第二电机3的转子相连。并且，如本领域技术人员所公知的，输送至传动机构7的动力可以通过联轴器、车轮驱动轴等最终传递到车辆车轮，以驱动车辆行驶。

该混合动力驱动系统还包括发动机的润滑机构9，该润滑机构9包括：通过油路相连的发动机1的油底壳、过滤器10、由发动机1驱动的油泵11以及设置在发动机1中的润滑油道。发动机的润滑机构9为本领域技术人员公知的结构，如该润滑机构9的各个组成部分的结构及其连接关系。

油泵11在发动机1的带动下将发动机1的油底壳中的液压油输送到发动机1中设置的润滑油道中，过滤器10可以有效过滤油底壳中的润滑油中所含的杂质，从而提高液压控制的精度，防止液压油路的阻塞。

进一步地，该混合动力驱动系统还包括控制离合器4动作的液压控制机构13，离合器4可以为各种合适的离合器如各种干式离合器、湿式离合器等，为了减小离合器4的安装空间，离合器4可以为湿式离合器，当第一电机2的体积较小时，离合器4也可以安装在第一电机2的转子中。

该液压控制机构13包括：用于提供液压油的液压泵和第一电磁控制阀15，液压泵、第一电磁控制阀15和离合器4依次油路连接。

具体的，液压泵与液压源如变速箱或者其它的液压油箱相连，由液压源来提供液压油，进一步地，可以在液压源和液压泵之间设置一个过滤器。液压泵和第一电磁控制阀15之间通过油路如油管连接起来，即液压泵与第一电磁控制阀15的进油口相连，第一电磁控制阀15的出油口与离合器4相连，从而实现离合器4的分合。

为了对离合器4的液压控制油路进行保压和缓冲，在第一电磁控制阀15和离合器4之间还连接有蓄能器14。蓄能器14可以根据需要选择各种合适的蓄能装置，如各种弹簧式或充气式的蓄能器。

该液压泵可以由各种合适的动力源驱动，如由电动机驱动、发动机驱动等。为了有效节约车内空间、降低整车成本，该液压泵可以为油泵11，即该液压泵与发动机1驱动的油泵11为同一个油泵，这样就将发动机1的润滑机构9和离合器4的液压控制机构13所用的液压源整合在一起，由同一个油泵11为发动机1的润滑机构9提供润滑油实现发动机1的润滑以及为液压控制机构13提供液压力从而控制离合器4的分合，进而实现发动机1和/或第一电机2与传动机构7之间的分合。

进一步地，在离合器4和发动机1的油底壳之间如在第一电磁控制阀15和蓄能器14之间还连接有第二电磁控制阀16。第一电磁控制阀15用来控制离合器4和油泵11之间的油路的通断，第二电磁控制阀16用来控制离合器4和发动机1的油底壳之间的油路的通断。

第一电磁控制阀15和第二电磁控制阀16可以采用相同的结构，也可以采用不同的结构，本领域技术人员可以根据需要选择合适的电磁阀来作为第一电磁控制阀15和第二电磁控制阀16。

为了更好的保护整个系统的油路，在油泵11的输出油路上如油泵11和第一电磁控制阀15之间的油路上连接有与油底壳相连的溢流阀12。当油路中液压油的压力超过了溢流阀12中设定的安全压力时，溢流阀12导通，液压油通过溢流阀12流回油底壳，从而保护整个系统的油路安全。

公知地，混合动力车上设置有控制装置，如车载ECU，从而可以控制整车以及汽车上各个机构运行在各种工作状态下。

上述混合动力驱动系统中润滑系统以及离合器4的整个工作过程如下：

控制装置控制发动机1工作，在发动机1的带动下油泵11将液压油从发动机的油底壳泵出，从油泵11泵出的液压油一部分进入发动机1的润滑油道中实现发动机1的润滑。

当需要控制离合器4闭合时，控制装置控制第一电磁控制阀15导通，从油泵11泵出的液压油的另一部分通过第一电磁控制阀15进入离合器4中实现离合器4的闭合；当需要断开离合器4时，控制装置控制发动机1停止工作，同时控制第一电磁控制阀15断开以及控制第二电磁控制阀16导通，离合器4中的液压油通过第二电磁控制阀16流回发动机1的油底壳，此时离合器4断开。

下面对本实用新型所提供的混合动力驱动系统的工作模式进行描述。

1)纯电动工况

在纯电动工况下，只有第二电机3作为动力源驱动车辆行驶。

具体来说，此时，储能装置可以向第二电机3供电，并由第二电机3驱动车辆行驶，而发动机1不工作，第一电机2也处于不工作状态，同时离合器4处于分离状态。第二电机3以电动机模式工作，以将机械能输出至传动机构7，并最终输送至车轮，从而驱动车辆行驶。

2)串联工况

在串联工况下，发动机1工作，并带动第一电机2工作，以将发动机1的机械能传递到第一电机2，使第一电机2以发电机模式工作。然后，第一电机2的电能输出至储能装置，再由储能装置向第二电机3供电，以驱动车辆行驶。此时，可以控制离合器4处于分离状态，因此发动机1的机械能不会传递到传动机构7。

3)并联工况

在并联工况下，发动机1和第二电机3同时作为动力源驱动车辆行驶。

具体来说，发动机1启动，并使离合器4处于接合状态，从而可以通过离合器4将发动机1输出的机械能传递到传动机构7。同时，第二电机3以电动机模式工作，以将机械能输出至传动机构7。因而，发动机1的动力和第二电机3的动力一同输送至传动机构7，并最终输送至车轮，以驱动车辆行驶。

4)混联工况

在混联工况下，发动机1和第二电机3同时作为动力源驱动车辆行驶。

具体来说，一方面，发动机1启动，并使离合器4处于接合状态，从而可以通过离合器4将发动机1输出的机械能传递到传动机构7。同时，第二电机3以电动机模式工作，以将机械能输出至传动机构7，并最终将发动机1和第二电机3的动力输送至车轮，以驱动车辆行驶。

另一方面，由于发动机1处于工作状态，因而可以带动第一电机2的转子21旋转，以将发动机1的机械能传递到第一电机2，此时第一电机2以发电机模式工作，从而可以将发动机1的机械能转化为电能，并输出至储能装置，对其进行充电。

5)三动力源工况

在三动力源工况下，发动机1、第一电机2以及第二电机3同时作为动力源驱动车辆行驶。

具体来说，此时，第一电机2以电动机模式工作，发动机1启动，离合器4处于接合状态，因而发动机1和第一电机2的动力都传递给传动机构7。与此同时，第二电机3以电动机模式工作，也将动力传递给传动机构7。因此，发动机1、第一电机2和第二电机3的动力全部输送至传动机构7，并最终输送至车轮，以驱动车辆行驶。

6)发动机工况

在发动机工况下，仅由发动机1作为动力源驱动车辆行驶。

具体来说，发动机1启动，并使离合器4处于接合状态，以将机械能传递到传动机构7。并最终输送至车轮，以驱动车辆行驶。

同时，由于发动机1带动第一电机2的转子21一同旋转，因此第一电机2可以处于发电机模式，以产生电能。并且，传递到传动机构7的一部分机械能最终传递到车轮，以驱动车辆行驶，而另一部分机械能则可以传递至第二电机3，因而第二电机3也能够以发电机模式工作。

7)外接电源充电工况

根据本实用新型的一种优选实施方式，储能装置具有外接充电接口，因此在车辆停止时可以通过该外接充电接口直接使用外部电源(如家用电源)对储能装置进行充电，以提高使用方便性。

此外，本实用新型提供的混合动力驱动系统还具有能量回馈模式，主要是利用第二电机3来实现能量回馈，具体来说，当车辆减速时，第二电机3将通过由车轮回馈的扭矩以发电机模式工作，从而为储能装置充电。

本实用新型的混合动力驱动系统在发动机1和第一电机2之间设置扭转减震器，该扭转减震器的设置不但可以起到减震作用，而且还可以有效降低噪音，有利于提高驾驶的舒适性。同时第一电机2输出的动力不会经过扭转减震器5，因此不会存在能量损失。另外本实用新型还具有结构紧凑、占用空间小的特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合动力驱动系统，包括发动机、离合器、扭转减震器、第一电机、第二电机和传动机构，其特征在于，所述发动机通过扭转减震器与第一电机的转子相连，所述第一电机的转子通过所述离合器与所述传动机构相连，所述第二电机与所述传动机构相连。

2.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一电机的转子具有中空结构，所述离合器至少有一部分位于所述中空结构中。

3.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述发动机的输出轴、第一电机的输出轴和第二电机的输出轴处于同一轴线上。

4.如权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括发动机的润滑机构，所述润滑机构包括：通过油路相连的发动机的油底壳、过滤器、由发动机驱动的油泵以及设置在发动机中的润滑油道。

5.如权利要求4所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括控制离合器动作的液压控制机构，所述液压控制机构包括：用于提供液压油的液压泵和第一电磁控制阀，所述液压泵、第一电磁控制阀和离合器依次油路连接。

6.如权利要求5所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述液压控制机构还包括连接在所述第一电磁控制阀和所述离合器之间的蓄能器。

7.如权利要求5所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述液压泵为所述油泵。

8.如权利要求7所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述油泵的输出端口还设置有与所述油底壳相连的溢流阀。

9.如权利要求7所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述离合器和所述油底壳之间连接有第二电磁控制阀。

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