CN202357850U - 一种自动挡混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动挡混合动力驱动装置，属于汽车驱动技术领域。它解决了现有技术驱动装置结构复杂，驱动电机外形尺寸大，需要布置空间大且困难及成本高等问题。本装置包括发动机，还包括与发动机同轴的ISG、用于连接前车轮的前驱动轴和与ISG电连接的储能装置，前驱动轴上机械连接有自动变速器，自动变速器用于根据汽车运行情况控制将动力传到前驱动轴来带动前车轮运动，自动变速器与发动机之间电连接有电控离合器，储能装置上还连接有两轮毂电机，两轮毂电机分别设置于后车轮上。该装置结构简单，对传统车的改动小，能达到节能减排，降低成本的效果。

Description

一种自动挡混合动力驱动装置

技术领域

本实用新型属于汽车驱动技术领域，涉及一种自动挡混合动力驱动装置。

背景技术

目前，在提倡节能减排的大环境下，由于混合动力汽车既保持了纯电动汽车超低排放的优点，又发挥了传统内燃机汽车高比能量的优势，在节能环保方面表现优异，因此，成为世界各国竞相研究开发的新车辆，将成为汽车行业发展的趋势。

对于传统汽车来说，内燃机在起步、加速、爬坡等大负荷时的燃油经济性和排放性能均不佳，利用发动机满足起步、加速、爬坡等工况，在高速时利用辅助装置来协助发动机驱动，就需要发动机有大的后备功率，而汽车经常的行使在平路工况，所以后备功率过大必然产生能源的浪费，而发动机的怠速浪费掉的能量也占发动机燃油消耗的大部分，结果显示传统发动机驱动的车辆，有用功率只占不到一半，为了改善传统车的燃油经济性和排放性能，有必要开发混合动力车。

对于混合动力车来说如果以发动机驱动为主，利用电机取消发动机怠速，在低速时实现纯电动，在高速时利用辅助装置来协助发动机驱动，不仅能保证发动机始终工作在最佳燃油消耗区，还能减小发动机的排量，这样在很大程度上降低了燃油消耗，从而达到节能减排的效果，

ISG是汽车起动发电一体机的缩写；AMT是电控机械式自动变速器的缩写，AMT在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来，AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的优点；AT是液力自动变速器的缩写，DCT是双离合器自动变速器的缩写，CVT是无级自动变速器的缩写。

中国专利文献公开了专利号为200810141756的一种混合动力驱动系统。如图1所示，该系统包括发动机、第一离合器、第一电机、第二电机、第二离合器、储能装置、以及减速机构，发动机通过第一离合器与减速机构相连接，储能装置与第一电机和第二电机分别电连接，第二电机与减速机构相连，发动机通过第二离合器与第一电机相连。该系统根据驱动系统需求功率以及储能装置的储能状态，控制驱动系统处于纯电动工况、串联工况、混联工况、三动力源工况、发动机工况等，但此系统还存在着以下不足：1、该系统应用了两离合器和两电机，结构复杂，驱动电机外形尺寸大，需要布置空间较大且困难；2、该系统对驱动电机的性能要求高，从而增加了制造成本；3、能量传递是储能装置将电能传给驱动电机，驱动电机再把驱动力传到车轮，整个过程中机械效率低，机械损失大。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种自动挡混合动力驱动装置，该装置结构简单，对传统车的改动小，能达到节能减排，降低成本的效果。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种自动挡混合动力驱动装置，包括发动机，其特征在于，还包括与发动机同轴的ISG、用于连接前车轮的前驱动轴和与ISG电连接的储能装置，所述的前驱动轴上机械连接有自动变速器，自动变速器用于根据汽车运行情况控制将动力传到前驱动轴来带动前车轮运动，所述的自动变速器与发动机之间电连接有电控离合器，所述的储能装置上还连接有两轮毂电机，两轮毂电机分别设置于后车轮上。

正常行驶时，电控离合器闭合，由发动机提供动力经自动变速器带动前驱动轴转动，从而带动汽车运行，同时ISG将发动机发出的多余能量给储能装置充电。加速或爬坡等大负荷时，发动机和轮毂电机同时运行提供动力，一方面电控离合器闭合，发动机动力经自动变速器变扭后驱动前驱动轴转动，从而带动前车轮转动，另一方面轮毂电机工作驱动后车轮转动，实现四轮驱动。从而保证了发动机始终工作在最佳燃油消耗高效区。

在上述的自动挡混合动力驱动装置中，所述的ISG集成设置于发动机的主轴上，所述的ISG用于在起步阶段短时间替代发动机驱动汽车，并同时起动发动机。怠速启动时，ISG提供大的起动扭矩将发动机的转速直接拖到高效率区，减少了发动机怠速运行时的燃油消耗。

在上述的自动挡混合动力驱动装置中，所述的自动变速器包括减速机构，减速机构通过齿轮连接前驱动轴。离合器闭合，发动机运行提供动力直接传输给减速机构，由减速机构与前驱动轴的齿轮连接带动前驱动轴转动，从而带动前车轮运动，发动机动力为汽车在正常、加速或爬坡时提供前车轮驱动的动力。

在上述的自动挡混合动力驱动装置中，所述的自动变速器为AMT、AT、DCT或CVT。

AMT用电子技术改造传统的手动变速器，其原理是驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元根据上述信号按最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。AT是由液力变扭器、行星齿轮变速器和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。DCT的动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，配合两离合器的控制，实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，有效提高换档品质。CVT的速比的变化不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。

在上述的自动挡混合动力驱动装置中，所述的后车轮通过后驱动轴连接。这里后车轮的两个车轮的动力是相互作用匹配，从而使得两后车轮在同一直线上以相同的转速进行转动。

在上述的自动挡混合动力驱动装置中，所述的储能装置为动力电池组。发动机能量过剩时，ISG收集发动机多余能量给动力电池组充电，同时在大负荷时运行，动力电池组给轮毂电机提供电能，使轮毂电机转动带动后车轮转动。

现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过ISG、发动机与轮毂电机的结合组成自动挡混合动力驱动装置，可根据汽车运行的实际情况实现最佳的能力输出匹配，该装置结构简单，对传统车的改动小，能达到节能减排，降低成本的效果；

2、本实用新型通过安装用于后车轮上的轮毂电机，直接驱动后车轮运转，减化了传动机构，提高传递效率；

3、本实用新型通过ISG与自动变速器配合实现整车起步、加速、爬坡等驱动工况，结构简单；

4、本实用新型通过ISG起动发动机，同时在发动机能量过剩时对动力电池组进行充电，实现节能减排。

附图说明

图1是申请号为CN200810141756的混合动力驱动系统结构框图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的自动变速器为AMT的结构示意图。

图中1、发动机；2、前车轮；21、前驱动轴；3、轮毂电机；31、后驱动轴；4、储能装置；5、自动变速器；6、I SG；7、电控离合器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图2、图3所示，实施例一，本自动挡混合动力驱动装置包括发动机1，还包括与发动机1同轴的ISG 6、用于连接前车轮2的前驱动轴21和与ISG 6电连接的储能装置4。ISG 6集成设置于发动机1的主轴上，ISG 6用于在起步阶段短时间替代发动机1驱动汽车，并同时起动发动机1。前驱动轴21上机械连接有自动变速器5，自动变速器5用于根据汽车运行情况控制并将动力传到前驱动轴21来带动前车轮2运动，自动变速器5包括减速机构，减速机构通过齿轮连接前驱动轴21。本实施例使用的自动变速器5为AMT，自动变速器5与发动机1之间电连接电控离合器7，储能装置4上还连接有两轮毂电机3，储能装置4为动力电池组。两轮毂电机3分别设置于后车轮上，后车轮通过后驱动轴31连接。

以下为本自动挡混合动力驱动装置的工作原理：

驾驶员通过加速踏板和操纵杆向AMT的电子控制单元传递控制信号，AMT的电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；AMT的电子控制单元根据上述信号按最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，控制发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。怠速启动时，ISG 6提供大的起动扭矩，将发动机1的转速直接拖至高效率区，减少了发动机1怠速运行时的燃油消耗；正常行驶时，电控离合器7闭合，由发动机1提供动力经AMT的带动前驱动轴21转动，从而带动汽车运行，同时ISG 6将发动机1运行产生的多余能量给动力电池组进行充电；加速或爬坡等大负荷时，发动机1和轮毂电机3同时运行提供动力，一方面离合器闭合，发动机1动力经自动变速器5变扭后驱动前驱动轴21转动，从而带动前车轮2转动，另一方面轮毂电机3工作驱动后车轮转动，实现四轮驱动为汽车提供动力。从而保证了发动机11始终工作在高效率区。

同时ISG 6具有以下特点：1、汽车在遇红灯或其它临时停车时无须怠速，随时可以起动，极大地降低了怠速排放，节约了燃油，提高了经济效益；2、在下坡等行驶状态下，可使ISG 6工作于发电状态，以节约能源；3、由于ISG 6直接安装于发动机1主轴，可随时助力，提高汽车动力性；4、在下漫长坡时，通过电磁场调节，实施非接触制动，提高安全性。

AMT用电子技术改造传统的手动变速器，不仅保留了原齿轮变速器效率高、低成本的长处，而且还具备了液力自动变速器采用自动换档所带来的全部优点。AMT具有效率高、成本低、结构简单、易制造等长处。从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅速换档的能力。

实施例二，本实施例使用的自动变速器5为AT，其余连接结构和工作原理同实施例一，AT由液力变扭器、行星齿轮变速器和液压操纵系统组成，液力变扭器兼有传递扭矩和离合的作用，AT通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。

实施例三，本实施例使用的自动变速器5为DCT，其余连接结构和工作原理同实施例一，DCT的动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，配合两离合器的控制，实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，有效提高换档品质。且实现了换档过程的动力换档，即在换档过程中不中断动力。

实施例四，本实施例使用的自动变速器5为CVT，其余连接结构和工作原理同实施例一，CVT的速比的变化不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发动机1、前车轮2、前驱动轴21、轮毂电机3、后驱动轴31、储能装置4、自动变速器5、ISG 6、电控离合器7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种自动挡混合动力驱动装置，包括发动机，其特征在于，还包括与发动机同轴的ISG、用于连接前车轮的前驱动轴和与ISG电连接的储能装置，所述的前驱动轴上机械连接有自动变速器，自动变速器用于根据汽车运行情况控制将动力传到前驱动轴来带动前车轮运动，所述的自动变速器与发动机之间电连接有电控离合器，所述的储能装置上还连接有两轮毂电机，两轮毂电机分别设置于后车轮上。

2.根据权利要求1所述的自动挡混合动力驱动装置，其特征在于，所述的ISG集成设置于发动机的主轴上，所述的ISG用于在起步阶段短时间替代发动机驱动汽车，并同时起动发动机。

3.根据权利要求2所述的自动挡混合动力驱动装置，其特征在于，所述的自动变速器包括减速机构，减速机构通过齿轮连接前驱动轴。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动挡混合动力驱动装置，其特征在于，所述的自动变速器为AMT、AT、DCT或CVT。

5.根据权利要求4所述的自动挡混合动力驱动装置，其特征在于，所述的后车轮通过后驱动轴连接。

6.根据权利要求5所述的自动挡混合动力驱动装置，其特征在于，所述的储能装置为动力电池组。

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