CN202463546U - 混合动力总成 - Google Patents

Abstract

一种混合动力总成包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一传动机构以及第二传动机构，其中发动机的曲轴输出端通过第一离合器与第一传动机构的输入件连接，电机直接与第一传动机构的输入件连接并且通过第三离合器与第一传动机构的中间件连接，第二离合器与第一传动机构的中间件连接，第一传动机构的输出件通过连接装置与第二传动机构输入件连接，第二传动机构的中间件固定，第二传动机构的输出件与差速器连接，动力通过第一和第二传动机构传送至差速器以驱动车轮。该混合动力总成采用第一传动机构与两个离合器实现两档速比输出并且采用第一传动机构实现主减速功能，具有结构紧凑的优点，且两档速比使得车辆的燃油经济性好。

Description

混合动力总成

【技术领域】

本实用新型涉及一种混合动力总成，具体涉及用于混合动力车辆的两档速比混合动力总成。

【背景技术】

车辆在给人们带来便利的同时也带来了“能源消耗，环境污染”两大问题。例如传统内燃机车辆通过消耗燃料(例如汽油)来将内能转化为动能，以驱动车辆行使。由于其可存储足够燃料因而具有行驶里程远的优点。但是由于发动机燃油效率特性与实际的运行要求不相匹配、车辆在市区红灯前和堵车时燃油经济性差和尾气排放严重等原因，使得传统内燃机车辆具有不良的燃油经济性和污染环境的特点。为此各大车辆厂商分别推出了节能和环保纯电动车，这种车辆的特点是高能量利用效率和零环境污染。但是由于蓄电池组较低的能量容量使电动车辆在行驶里程上远落后于内燃机。于是出现了兼有传统车辆和电动车辆优点的内燃机联合电机的混合动力车辆。混合动力车辆能消除怠速运行状态下的燃油消耗和尾气排放，其能发挥电机驱动的优势来弥补发动机驱动的弱点，使得发动机保持在最佳工况工作，能实现例如电助力驱动以及能量回馈等功能，这使得混合动力车辆具有既提高了车辆的驾驶性能和燃油经济性，同时还降低了排放的优点。

混合动力车辆包括两种类型：串联式和并联式。串联式混合动力车辆的动力系统包括发动机、发电机和电动机，这种串联式混合动力车辆不管运行在何种工况下，最终都要由电动机来驱动车轮。并联式混合动力车辆的动力系统包括发动机和电机，发动机和电机可以单独或者以机械能叠加的方式驱动车辆，电机既可以用作电动机又可以用作发电机使用。

对于目前各大车辆厂商竞相研发的包括多个电机和/或内燃机的混合动力车辆而言，混合动力源大多通过例如离合器与单级减速器连接来传动动力，这种单级减速器在高速行驶时效率低。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供提供一种结构简单紧凑、燃油经济性好、可自动换挡的两档速比混合动力总成混合动力总成。

本实用新型的再一目的是提供一种两档速比混合动力总成混合动力总成，以便提高混合动力车辆高速行驶时的效率。

本实用新型的上述的目通过以下技术方案得以实现：

本实用新型的一个技术方案提供了一种混合动力总成，包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一传动机构以及第二传动机构，其中发动机的曲轴输出端通过第一离合器与第一传动机构的输入件连接，电机直接与第一传动机构的输入件连接并且通过第三离合器与第一传动机构的中间件连接，第二离合器与第一传动机构的中间件连接，第一传动机构的输出件通过连接装置与第二传动机构输入件连接，第二传动机构的中间件固定，第二传动机构的输出件与车辆的差速器连接，这使得发动机和/或电机的动力能通过第一传动机构和第二传动机构传送至车辆差速器，从而驱动车辆车轮。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中第一传动机构的输入件为第一太阳轮、第一传动机构的中间件为第一齿圈且第一传动机构的输出件为第一行星架。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中第二传动机构的输入件为第二太阳轮、第二传动机构的中间件为第二齿圈且第二传动机构的输出件为第二行星架。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中连接装置为链轮链条、皮带、链条、钢带中的一种。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中第一传动机构的输入件和第一传动机构的输出件以及第二传动机构输入件和第二传动机构输出件在再生制动模式下的功能能够互换。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中当第二离合器使得第一传动机构的第一齿圈固定时，第一传动机构的第一太阳轮能由发动机和/或电机驱动，此时混合动力总成以一档运行。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中当第二离合器没有固定第一传动机构的第一齿圈时，第一传动机构的第一太阳轮和第一行星架随发动机和/或电机共同旋转，此时混合动力总成以二档运行。

根据本实用新型提供的上述技术方案，其中电机通过花键直接与第一传动机构的输入件连接。

本实用新型两档速比混合动力总成的优点在于：充分地利用电机低转速时的恒定扭矩的优势，使其运行在恒扭矩阶段，有效地提高最高车速，并降低齿轮高速旋转的噪音，结构上比较紧凑，体积小。

本实用新型两档速比混合动力总成的优点还在于：采用第一传动机构(第一行星齿轮机构)与两个离合器实现两档速比输出，并且采用第一传动机构实现主减速功能，结构紧凑；采用连接装置(例如链轮链条)来连接第一传动机构和第二传动机构(第二行星齿轮机构)，s有效降低了齿轮高速噪音。

【附图说明】

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1为两档速比混合动力总成结构示意图。

部件及标号列表

1	电机
		2	发动机
3	第一离合器
		5	第二离合器
7	第三离合器

9	传动件
		11	差速器
13	车轮
		15	第一齿圈
17	第一行星架
		19	第一太阳轮
20	第一轴
		23	第二太阳轮
25	第二行星架
		27	第二齿圈

【具体实施方式】

图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

在本实用新型中，作为动力源的电机即可作为电动机也可用作发电机。

图1给出了本实用新型两档速比混合动力总成的结构示意图。如图1所示，两档速比混合动力总成包括动力源和传动器，其中动力源包括电机1和发动机2，传动器包括第一离合器3、第二离合器5、第三离合器7、传动件9、第一齿圈15、第一行星架17、第一太阳轮19、第一轴20、第二轴22、第二太阳轮23、第二行星架25以及第二齿圈27。传动器通过差速器11将混合动力的动力从电机1和/或发动机2传递给车轮13。发动机2的曲轴输出端通过第一离合器3与第一太阳轮19直接连接。

第一齿圈15、第一行星架17、第一太阳轮19形成第一传动机构。第二太阳轮23、第二行星架25以及第二齿圈27形成第二传动机构。第一太阳轮19设置在第一轴20上，电机1通过例如花键方式与第一太阳轮19直接连接，用作第一传动机构的输入件。第二离合器5用于固定第一齿圈15，第一齿圈15用作第一传动机构的中间件。第一行星架17设置在第一齿圈15与第一太阳轮19之间，用作第一传动机构的输出件。第三离合器7用来结合电机1和第一齿圈15，使第一齿圈15与电机1以相同速度旋转，其目的是实现直接档输出。

第二太阳轮23用作第二传动机构的输入件。其通过通过传动件9与用作第一传动机构输出件的第一行星架17连接。第二齿圈27通过外花键与变速器壳体配合，意味着第二齿圈27是固定件。第二行星架25设置在第二太阳轮23与第二齿圈27之间，用作第二传动机构的输出件，其与差速器11连接。传动器用于将电机1和/或发动机2的动力通过第一传动机构传递给第二传动机构，接着再通过差速器与车轮半轴传送给车轮，从而驱动车辆行驶。

优选地，在本实用新型的一个具体实例中，传动件9为链轮链条、皮带、链条、钢带中的一种。如图1所示的两档速比混合动力总成动力源包括发动机1和电机2，该两个动力源以并联方式驱动两档速比混合动力总成的传动器。如图1所示的两档速比混合动力总成可以五种模式运行：混合牵引模式、发动机单独牵引模式、电机单独牵引模式、再生制动模式以及蓄电池由发动机充电模式。其中在混合牵引模式下，当电机与发动机两者均向车轮供给正向转速和转矩。其中在发动机单独牵引模式下，电机不工作，发动机单独向车轮供给正向转速和转矩。其中在电机单独牵引模式下，发动机不工作，电机单独向车轮供给正向转速和转矩。其中在再生制动模式下，第一离合器3分离，电机控制器使电动机运行在发电机状态，车辆的动能或位能可由电系统吸收----此时的电动机如同一台发电机，所产生的电功率通过DC/DC转换器向蓄电池组充电。其中在蓄电池由发动机充电模式下，当电机控制器对电机设定负向转速或者负转矩时，电机从发动机获取能量以对蓄电池充电。

表1：不同工作模式下两档速比混合动力总成各部件运行状态

表1示出了不同工作模式下两档速比混合动力总成各部件运行状态。通过对表1分析可知，本实用新型的两档速比混合动力总成传动器在任意模式下均可以两档速比的方式运转。其中两档速比的工作原理为，在车辆起步时，以及车速低于30km/h时，整车控制器控制液压装置使得第二离合器5结合以固定第一齿圈15，此时车辆以一档行驶，本发明的传动器具有减速功能，其速比比较大，可以获得比较好的加速性能以及爬坡能力。当车辆车速较高时，例如大于50km/h，整车控制器控制液压装置使得第二离合器5分离并使得第三离合器7结合，此时根据本发明的传动器的第一传动机构(包括第一齿圈15、第一行星架17以及第一太阳轮19)与动力源----(发动机2和/或电机)以共同的转速旋转，此时车辆以二档行驶实现直接档的输出。

优选地，第一传动机构的输入件和第一传动机构的输出件以及第二传动机构输入件和第二传动机构输出件在再生制动模式下的功能能够互换。

本实用新型两档速比混合动力总成的优点在于：充分地利用电机低转速时的恒定扭矩的优势，使其运行在恒扭矩阶段，有效地提高最高车速，并降低齿轮高速旋转的噪音，结构上比较紧凑，体积小。

本实用新型两档速比混合动力总成的优点还在于：采用第一传动机构(第一行星齿轮机构)与两个离合器实现两档速比输出，并且采用第一行星齿轮机构实现主减速功能，结构紧凑；采用连接装置(例如链轮链条)来连接第一传动机构和第二传动机构(第二行星齿轮机构)有效降低齿轮高速噪音。

Claims (7)

1.一种混合动力总成，包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一传动机构以及第二传动机构，其特征在于，发动机的曲轴输出端通过第一离合器与第一传动机构的输入件连接，电机直接与第一传动机构的输入件连接并且通过第三离合器与第一传动机构的中间件连接，第二离合器与第一传动机构的中间件连接，第一传动机构的输出件通过连接装置与第二传动机构输入件连接，第二传动机构的中间件固定，第二传动机构的输出件与车辆的差速器连接，这使得发动机和/或电机的动力能通过第一传动机构和第二传动机构传送至车辆差速器，从而驱动车辆车轮。

2.如权利要求1所述的混合动力总成，其特征在于，第一传动机构的输入件为第一太阳轮、第一传动机构的中间件为第一齿圈且第一传动机构的输出件为第一行星架。

3.如权利要求1所述的混合动力总成，其特征在于，第二传动机构的输入件为第二太阳轮、第二传动机构的中间件为第二齿圈且第二传动机构的输出件为第二行星架。

4.如权利要求1所述的混合动力总成，其特征在于，连接装置为链轮链条、皮带、链条、钢带中的一种。

5.如权利要求2所述的混合动力总成，其特征在于，当第二离合器使得第一传动机构的第一齿圈固定时，第一传动机构的第一太阳轮能由发动机和/或电机驱动，此时混合动力总成以一档运行。

6.如权利要求2所述的混合动力总成，其特征在于，当第二离合器没有固定第一传动机构的第一齿圈时，第一传动机构的第一太阳轮和第一行星架随发动机和/或电机共同旋转，此时混合动力总成以二档运行。

7.如权利要求1所述的混合动力总成，其特征在于，电机通过花键直接与第一传动机构的输入件连接。 

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