CN202180738U

CN202180738U - 汽车混合动力系统

Info

Publication number: CN202180738U
Application number: CN2011202278526U
Authority: CN
Inventors: 梁志海; 桑永丽; 徐海山; 唐广清
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-06-30

Abstract

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种汽车混合动力系统。其包括输入轴、输出轴（15）、对应布设在输入轴与输出轴（15）上的挡位齿轮、差速器（21）、可操作的连接输入轴的发动机、经控制器控制下可操作的连接输入轴的第一和第二电动/发电机（1、5），所述的起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮。采用上述技术方案，由于起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮，省略了一挡、二挡及倒挡齿轮组结构，通过电动/发电机驱动三挡齿轮实现车辆起步及倒挡，简化了变速器整体结构，减轻了变速器整体质量，提高了整车的性能及续航能力。

Description

汽车混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，尤其涉及一种汽车混合动力系统。

背景技术

随着世界能源紧张及人们环保意识的增强，安全、节能、环保成为汽车发展的主题，同时由于纯电动汽车、燃料电池汽车关键技术的瓶颈制约，混合动力汽车成为合乎时宜的选择，事实也证明这种选择能够取得较满意的结果。电动汽车的研发涉及的关键技术甚多，有电池、高性能电机、动力合成与控制技术、发动机综合控制等等。但所有这些研究对象都以一个良好的传动系统为研究对象去实现，因此动力合成方法和结构方式的选择直接关系到目标汽车的定位。目前国内很多并、混连式混合动力汽车传动系统都只是在原型车上的改进设计，结构复杂，布置不紧凑，成本高，工作模式少，开发产品有一定的局限性。而且对于采用机械自动变速器的混合动力汽车，存在换挡动力中断的问题，一定程度上影响了整车的性能。

中国发明专利申请CN101434191A公开了一种混合动力系，其包括可操作的连接输入构件的发动机。动力系包括具有第一、第二电动机/发电机的变速器、具有多个构件的差动齿轮组及可选择性的结合的转矩传递机构。输入构件、输出构件、发动机和电动机/发动机通过转矩传递机构的不同组合方式的结合经差动齿轮组选择性的互连。电子控制器控制电动机/发电机、发动机和转矩传递机构在输入构件间提供多种操作模式，包括纯电力操作模式，在该模式中，发动机是关闭的，且一个电动机/发电机用作电动机在输出构件处提供转矩，另一个电动机/发电机在输出构件处提供转矩，另一个电动机/发电机保持基本不动，还包括另一种纯电力操作模式，在这另一种模式中，两个电动机/发电机都用作电动机在输出构件处提供转矩。采用如上结构，实现了混合动力的多种组合形式，减少了排放，但其变速器挡位设置存在繁琐性，如果在现有的六挡齿轮结构基础上增设该结构，势必增加变速器的尺寸，增大了车辆负载，影响了汽车行驶过程中的续航性能。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种结构紧凑、重量较轻的汽车混合动力系统，在简化变速箱体结构尺寸的同时，缩短了轴向尺寸。

为实现上述目的，本实用新型的汽车混合动力系统，包括输入轴、输出轴、对应布设在输入轴与输出轴上的挡位齿轮、差速器、可操作的连接输入轴的发动机、经控制器控制下可操作的连接输入轴的第一和第二电动/发电机，所述的起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮。

作为对本实用新型的限定，所述的输入轴由输入主轴及套装在输入主轴上的输入空心轴组成，输入主轴与输入空心轴可相对转动配合相连。

作为本实用新型的其中一种形式，所述的三挡齿轮中的三挡主动齿轮设置在输入主轴上。

上述形式中，所述的输入主轴上由左至右顺次设有三挡主动齿轮，五挡主动齿轮；输入空心轴上由左至右依次设有四挡主动齿轮，六挡主动齿轮；所述的输出轴上由左至右依次设有三挡从动齿轮，三、五挡同步器，五挡从动齿轮，四挡从动齿轮，四、六挡同步器，六挡从动齿轮及与差速器实现动力传递的常啮合齿轮。

作为本实用新型的另一种形式，所述的三挡齿轮中的三挡主动齿轮设置在输入空心轴上。

上述形式中，所述的输入主轴上由左至右顺次设有四挡主动齿轮，六挡主动齿轮；输入空心轴上由左至右顺次设有三挡主动齿轮，五挡主动齿轮；所述的输出轴上由左至右顺次设有四挡从动齿轮，四、六挡同步器，六挡从动齿轮，三挡从动齿轮，三、五挡同步器，五挡从动齿轮及与差速器实现动力传递的常啮合齿轮。

采用上述技术方案，由于起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮，省略了一挡、二挡及倒挡齿轮组结构，通过电动/发电机驱动三挡齿轮实现车辆起步及倒挡，简化了变速器整体结构，减轻了变速器整体质量，提高了整车的性能及续航能力。同时，基于两个电动/发电机辅助控制，通过二者串联、并联或混联的交替作用，达到了减少了排放的目的。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作更进一步详细说明：

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图中：1、第一电动/发电机；2、曲轴；3、飞轮；4、第一离合器；5、第二电动/发电机；6、第二离合器；7、输入空心轴；8、五挡主动齿轮；9、三挡主动齿轮；10、六挡主动齿轮；11、四挡主动齿轮；12、输入主轴；13、四、六挡同步器；14、四挡从动齿轮；15、输出轴；16、六挡从动齿轮；17、三挡从动齿轮；18、三、五挡同步器；19、五挡从动齿轮；20、常啮合齿轮；21、差速器。

具体实施方式

本实用新型的汽车混合动力系统，包括输入轴、输出轴15、对应布设在输入轴与输出轴15上的挡位齿轮、差速器21、可操作的连接输入轴的发动机、经控制器控制下可操作的连接输入轴的第一和第二电动/发电机1、5，其设计思想在于起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮，进而省略一挡、二挡及倒挡齿轮，简化变速器结构。下面仅对该混合动力系统的挡位设置做具体的描述，涉及第一电动/发电机1和第二电动/发电机5的连接关系上，在控制器的控制下，可采用的串联、并联、混联或制动能量回收等模式，通过车辆起步等过程的叙述加以说明。

实施例一

由图1所示可知，本实施例的汽车混合动力系统，输入轴由输入主轴12及套装在输入主轴12上的输入空心轴7组成，输入主轴12与输入空心轴7可相对转动配合相连。三挡齿轮中的三挡主动齿轮9设置在输入空心轴7上。输入主轴12、输出轴15通过轴承设置在变速器箱体内，第一电动/发电机1固定在发动机箱体内，其输出端通过曲轴2、飞轮3及第一离合器4实现对挡位齿轮的控制输入，第二电动/发电机5固定在发动机箱体内，其通过第二离合器6实现对挡位齿轮的控制输入。

输入主轴12上由左至右顺次设有四挡主动齿轮11，六挡主动齿轮10；输入空心轴7上由左至右顺次设有三挡主动齿轮9，五挡主动齿轮8；输出轴15上由左至右顺次设有四挡从动齿轮14，四、六挡同步器13，六挡从动齿轮16，三挡从动齿轮17，三、五挡同步器18，五挡从动齿轮19及与差速器21实现动力传递的常啮合齿轮20。

下面对各挡位操作情况简单描述如下：

一、车辆起步和倒挡操作

三、五挡同步器18与三挡从动齿轮17结合，第二离合器6结合，第二电动/发电机5驱动输入空心轴7转动，带动三挡主动齿轮9及三挡从动齿轮17转动，动力传到输出轴15，并通过常啮合齿轮20传到差速器21。通过第二电动/发电机5的反转实现倒挡操作。

二、无动力中断换挡（以三挡升四挡为例）

车辆在三挡行驶时，动力传递同车起步和倒挡，当车要升挡时，第一电动/发电机1带动发动机曲轴2转动，当发动机曲轴2到一定转速后发动机（图中未标出）点火，此时四、六挡同步器13与四挡从动齿轮14结合，第二离合器6缓慢打开，第一离合器4缓慢结合，实现无动力中断换挡，此时动力传递路线从发动机曲轴2到第一离合器4，通过四挡主动齿轮11传到输出轴15，最后到差速器21。

其他升挡、降挡过程与此雷同，在此不在赘述。

三、串联模式（以三挡为例）

第一离合器4打开，第二离合器6 结合，发动机驱动第一电动/发电机1，第一电动/发电机1发电传递给第二电动/发电机5，第二电动/发电机5带动第二离合器6转动，动力流在通输入空心轴7、三挡主动齿轮，最后传递到差速器21。

四、并联模式（以三、四挡为例）

第一离合器4结合，第二离合器6 结合，发动机驱动第一离合器4，动力通过输入主轴12、四挡主动齿轮11，到达输出轴15，同时第二电动/发电机5驱动离合器二6，动力通过输入空心轴7、三挡主动齿轮9，到达输出轴15，最后动力传递到差速器21。

五、混联模式（以三、四挡为例）

第一离合器4结合，第二离合器6 结合，发动机驱动第一离合器4和第一电动/发电机1，动力通过输入主轴12、四挡主动齿轮11到达输出轴15，第一电动/发电机1产生的电能传递给第二电动/发电机5驱动离合器二6，动力通过输入空心轴7、三挡主动齿轮9，到达输出轴15，最后动力传递到差速器21。

六、制动能量回收（以三挡为例）

第二离合器6结合，第一离合器4打开，动力从差速器总成21经过3挡主动齿轮9传到第二电动/发电机5进行发电。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于三挡齿轮中的三挡主动齿轮9设置在输入主轴12上。输入主轴12上由左至右顺次设有三挡主动齿轮9，五挡主动齿轮8；输入空心轴7上由左至右依次设有四挡主动齿轮11，六挡主动齿轮10；所述的输出轴15上由左至右依次设有三挡从动齿轮17，三、五挡同步器18，五挡从动齿轮19，四挡从动齿轮14，四、六挡同步器13，六挡从动齿轮16及与差速器21实现动力传递的常啮合齿轮20。

Claims

1.一种汽车混合动力系统，包括输入轴、输出轴（15）、对应布设在输入轴与输出轴（15）上的挡位齿轮、差速器（21）、可操作的连接输入轴的发动机、经控制器控制下可操作的连接输入轴的第一和第二电动/发电机（1、5），其特征在于：所述的起步挡位齿轮及倒挡齿轮为通过电动/发电机的正反转动控制下的三挡齿轮。

2.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统，其特征在于：所述的输入轴由输入主轴（12）及套装在输入主轴（12）上的输入空心轴（7）组成，输入主轴（12）与输入空心轴（7）可相对转动配合相连。

3.根据权利要求2所述的汽车混合动力系统，其特征在于：所述的三挡齿轮中的三挡主动齿轮（9）设置在输入主轴（12）上。

4.根据权利要求3所述的汽车混合动力系统，其特征在于：所述的输入主轴（12）上由左至右顺次设有三挡主动齿轮（9），五挡主动齿轮（8）；输入空心轴（7）上由左至右依次设有四挡主动齿轮（11），六挡主动齿轮（10）；所述的输出轴（15）上由左至右依次设有三挡从动齿轮（17），三、五挡同步器（18），五挡从动齿轮（19），四挡从动齿轮（14），四、六挡同步器（13），六挡从动齿轮（16）及与差速器（21）实现动力传递的常啮合齿轮（20）。

5.根据权利要求2所述的汽车混合动力系统，其特征在于：所述的三挡齿轮中的三挡主动齿轮（9）设置在输入空心轴（7）上。

6.根据权利要求5所述的汽车混合动力系统，其特征在于：所述的输入主轴（12）上由左至右顺次设有四挡主动齿轮（11），六挡主动齿轮（10）；输入空心轴（7）上由左至右顺次设有三挡主动齿轮（9），五挡主动齿轮（8）；所述的输出轴（15）上由左至右顺次设有四挡从动齿轮（14），四、六挡同步器（13），六挡从动齿轮（16），三挡从动齿轮（17），三、五挡同步器（18），五挡从动齿轮（19）及与差速器（21）实现动力传递的常啮合齿轮（20）。