CN203543640U - 基于双离合器自动变速器的混合动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于双离合器自动变速器的混合动力系统，包括发动机和双离合器自动变速器。双离合器自动变速器包括第一输入轴和第一离合器；第二输入轴和第二离合器，第一输入轴和第二输入轴的延伸方向限定了所述双离合器自动变速器的轴向；分别设置在第一输入轴和第二输入轴上的多个主动齿轮；能够在发电机和电动机两种状态下工作的驱动电机；传动机构，连接在第一输入轴或第二输入轴与驱动电机之间，用于不经由第一离合器或第二离合器在驱动电机与第一输入轴或第二输入轴之间双向传递动力；其中，驱动电机和传动机构横向于双离合器自动变速器的轴向布置在双离合器自动变速器的侧旁。本实用新型还提供一种具有混合动力系统的车辆。

Description

基于双离合器自动变速器的混合动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及混合动力技术，特别是涉及一种基于双离合器自动变速器的混合动力系统及车辆。

背景技术

采用混合动力技术的汽车，可以在发动机工作在非经济工况点时（如城市拥堵路况、车辆急速工况等）关闭发动机，启用驱动电机来驱动汽车；或降低发动机的功率输出，启用驱动电机，让驱动电机和发动机联合输出动力，使得发动机始终工作在效率较高的工况点。

目前全球已有多家供应商可以提供包含驱动电机的混合动力模块，各大整车厂只需购买这些混合动力模块安装在发动机和变速器之间即可实现混合动力功能。对于发动机机舱较大的车型，整车厂只需要在发动机和变速器上增加连接混合动力模块的接口和对发动机机舱里的各部件做适当调整即可实现车辆混合动力功能。这也是目前各大整车厂采用较多的方法。

采用以上方式来实现混合动力功能，对整车厂来说虽然较简单，但是采用该方法的前提是车辆具有较大的发动机机舱。作为发动机机舱较小且发动机采用横向布置的车型，要在发动机和变速器之间增加轴向长度较长的混合动力模块非常困难。若是在汽车设计阶段考虑到混合动力模块安装在发动机和变速器之间的情况，则会使得发动机机舱轴向长度过长，又因需开发或采购混合动力模块，造成成本较高。

实用新型内容

为减小发动机机舱的轴向长度或削减成本，本实用新型提供了一种基于双离合器自动变速器的混合动力系统，包括：

发动机；

与所述发动机连接的双离合器自动变速器，所述双离合器自动变速器包括：

第一输入轴和与其连接的第一离合器；

第二输入轴和与其连接的第二离合器，所述第二输入轴为可转动地同轴套设在所述第一输入轴上的空心轴，所述第一输入轴和第二输入轴的延伸方向限定了所述双离合器自动变速器的轴向；

分别设置在所述第一输入轴和所述第二输入轴上的多个主动齿轮；

能够在发电机和电动机两种状态下工作的驱动电机；和

传动机构，其连接在所述第一输入轴或所述第二输入轴与所述驱动电机之间，用于不经由所述第一离合器或第二离合器在所述驱动电机与所述第一输入轴或第二输入轴之间双向传递动力；

其中，所述驱动电机和所述传动机构横向于所述双离合器自动变速器的所述轴向布置在所述双离合器自动变速器的侧旁。

进一步地，所述驱动电机经由所述传动机构与所述第二输入轴上最远离所述第二离合器的主动齿轮连接。

进一步地，所述第一输入轴上固定连接有对应于奇数档的主动齿轮；

所述第二输入轴上固定连接有对应于偶数档和倒档的主动齿轮。

进一步地，所述驱动电机连接有蓄电池。

本实用新型还提供一种车辆，所述车辆具有上述技术方案之一所述的混合动力系统。

本实用新型的混合动力系统整体布置在发动机机舱内，所述驱动电机和所述传动机构横向于所述双离合器自动变速器的所述轴向布置在所述双离合器自动变速器的侧旁。即，所述发动机相对于所述双离合器自动变速器横向设置，所述驱动电机相对于所述双离合器自动变速器竖向设置。这样，驱动电机不会占用发动机机舱的轴向空间，从而能尽可能的减小发动机机舱的轴向长度。

本实用新型直接使用驱动电机及传动机构代替混合动力模块，不仅使得整个混合动力系统更为小巧，而且解决了因需开发或采购混合动力模块而造成成本较高的问题。

本实用新型采用双离合器自动变速器，由于双离合器自动变速器在动力传递过程中无动力中断和效率高，从而使得采用本实用新型的混合动力系统的车辆既有优越的换档舒适性，又具有较高的传动效率和较小的油耗。

本实用新型的混合动力系统结构简单，硬件上只需增加一个驱动电机、一个蓄电池和传动机构即可实现现有混合动力系统的全部功能，成本较低。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的基于双离合器自动变速器的混合动力系统各部件的位置关系示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的基于双离合器自动变速器的混合动力系统的系统原理示意图。

图中的附图标记如下：

1-发动机；

2-驱动电机；

3-蓄电池；

4-双离合器自动变速器，41-第一离合器，42-第二离合器，43-第一输入轴，44-第二输入轴，45-第一输出轴，46-第二输出轴，47-差速器；

5-车轮；

6-飞轮；

7-起动电机；

8-同步器；

9-传动机构；

X-轴向。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的基于双离合器自动变速器的混合动力系统各部件的位置关系示意图。如图1所示，基于双离合器自动变速器的混合动力系统，包括发动机1、双离合器自动变速器4和驱动电机2。其中，在发动机机舱内，所述发动机1相对于所述双离合器自动变速器4横向设置，所述驱动电机2相对于所述双离合器自动变速器4竖向设置。这样，驱动电机2不会占用发动机机舱的轴向空间，从而能尽可能的减小发动机机舱的轴向长度。

图2是根据本实用新型一个实施例的基于双离合器自动变速器的混合动力系统的系统原理示意图。如图2所示，所述双离合器自动变速器4具有第一离合器41和第二离合器42，所述双离合器自动变速器4与所述发动机1连接并能被其驱动工作。具体地，在图2中，所述双离合器自动变速器4具有第一输入轴43和第二输入轴44，所述第一输入轴43与所述第一离合器41连接，所述第二输入轴44与所述第二离合器42连接。并且，所述第一输入轴43可以为实心轴或空心轴，所述第二输入轴44为空心轴，所述第二输入轴44可转动地同轴套设在所述第一输入轴43上。并且，所述第二输入轴44通过第二离合器42与发动机1的飞轮6相连。

在图2所示实施例中，所述驱动电机2与所述第二输入轴44连接，从而驱动电机2能驱动所述第二输入轴44。在图2中，所述第一输入轴43与所述第一离合器41连接，且所述第一输入轴43上固定连接双离合器自动变速器4的奇数档的主动齿轮。所述第二输入轴44与所述第二离合器42连接，且所述第二输入轴44上固定连接双离合器自动变速器4的偶数档的主动齿轮和倒档的主动齿轮。即，第一输入轴43上固定连接双离合器自动变速器4的一三五七档的主动齿轮，第二输入轴44上固定连接双离合器自动变速器4的二四六档的主动齿轮和倒档的主动齿轮。驱动电机2也可以与第一输入轴43耦合，在奇数档上实现混合动力功能。但，如图2所示，驱动电机2优先使用如下连接：经由传动机构9与所述第二输入轴44上最远离所述第二离合器42的主动齿轮连接，这样能够使驱动电机2相对于所述双离合器自动变速器4竖向设置于发动机机舱的上部中间位置，避免了在发动机1和双离合器自动变速器4之间安装混合动力模块，节省了发动机机舱的轴向空间。

在图2中，双离合器自动变速器4还具有第一输出轴45和第二输出轴46。挡位齿轮（图中未标出），由主动齿轮和从动齿轮组成，在图2中主动齿轮与所述第一输入轴43和所述第二输入轴44固定连接，从动齿轮与所述主动齿轮啮合且通过同步器实现与所述第一输出轴45和所述第二输出轴46的接合或分离。在图2中，共示出了四个同步器，但仅标出了一个同步器8。所述第一输出轴45和所述第二输出轴46连接差速器47，并通过差速器47将发动机1或/和驱动电机2提供的动力输出给车轮5。

在图1和图2中，所述驱动电机2连接有蓄电池3，在车辆制动、汽车怠速停车和发动机1动力输出过多的情况下，驱动电机可以作为发电机来使用，对这部分能量进行回收，以电能的形式储存在蓄电池3中，以在需要时通过电机以动力形式输出。

在图2所示的实施例中，基本上驱动电机2与双离合器自动变速器4平行轴布置，驱动电机2通过齿轮传动与第二输入轴44上的主动齿轮啮合，在其它实施例中，驱动电机2可以通过传动带传动与第二输入轴44或第一输入轴43上的主动齿轮啮合。这样，驱动电机2通过第一输出轴45和第二输出轴46将动力传递给差速器47，进而输出到车轮5，这样在不增加发动机机舱的轴向长度的情况下，实现了混合动力功能。

本实用新型还提供一种具有所述混合动力系统的车辆。

采用本实用新型混合动力系统的车辆可以实现以下工作模式：

1）纯电力驱动模式：发动机1不工作，驱动电机2以电动机形式提供动力，传递给第二输入轴44，第二输入轴44再通过第一输出轴45和第二输出轴46将动力传递给差速器47，进而传递给车轮5。

驱动电机2还可以提供动力以启动发动机1：驱动电机2将动力传递给第二输入轴44，第二输入轴44再通过闭合的第二离合器42将动力传递给飞轮6，从而迅速启动发动机1，起到起动电机7的作用。

2）纯发动机驱动模式：发动机1工作，提供动力给双离合器自动变速器4。此模式下，驱动电机2有两种状态：一是驱动电机2不工作；二是驱动电机2作为发电机进行工作，在车辆制动、汽车怠速停车和发动机1动力输出过多的情况下对多于能量进行回收，对蓄电池3进行充电。

3）混合驱动：第二离合器42闭合，发动机1通过第二离合器42向第二输入轴44传递动力，驱动电机2向第二输入轴44传递动力，这样发动机1和驱动电机2就可以同时向第二输入轴44传递动力，第二输入轴44再向差速器47传递动力，以达到更大的输出扭矩，从而获得更好的加速、爬坡等性能。

根据试验，在驱动电机2与发动机1联合工作的情况下不仅可以给整车输出更大的动力，还可使整车降低约40%的燃油消耗。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.基于双离合器自动变速器的混合动力系统，包括：

发动机（1）；

与所述发动机（1）连接的双离合器自动变速器（4），所述双离合器自动变速器（4）包括：

第一输入轴（43）和与其连接的第一离合器（41）；

第二输入轴（44）和与其连接的第二离合器（42），所述第二输入轴（44）为可转动地同轴套设在所述第一输入轴（43）上的空心轴，所述第一输入轴（43）和第二输入轴（44）的延伸方向限定了所述双离合器自动变速器（4）的轴向（X）；

分别设置在所述第一输入轴（43）和所述第二输入轴（44）上的多个主动齿轮；

能够在发电机和电动机两种状态下工作的驱动电机（2）；和

传动机构（9），其连接在所述第一输入轴（43）或所述第二输入轴（44）与所述驱动电机（2）之间，用于不经由所述第一离合器（41）或第二离合器（42）在所述驱动电机（2）与所述第一输入轴（43）或第二输入轴（44）之间双向传递动力；

其中，所述驱动电机（2）和所述传动机构（9）横向于所述双离合器自动变速器（4）的所述轴向（X）布置在所述双离合器自动变速器（4）的侧旁。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其中，

所述驱动电机（2）经由所述传动机构（9）与所述第二输入轴（44）上最远离所述第二离合器（42）的主动齿轮连接。

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其中，

所述第一输入轴（43）上固定连接有对应于奇数档的主动齿轮；

所述第二输入轴（44）上固定连接有对应于偶数档和倒档的主动齿轮。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其中，

所述驱动电机（2）连接有蓄电池（3）。

5.一种车辆，所述车辆具有权利要求1-4中任一项所述的混合动力系统。

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