CN205112982U - 混合动力汽车的动力系统及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力汽车的动力系统和具有其的混合动力汽车，所述动力系统包括：前驱动桥和后驱动桥；第一电机，第一电机与前驱动桥相连；第二电机，第二电机与后驱动桥相连；第一离合器和第二离合器，第一离合器和第二离合器之间具有第一节点，第一离合器还与第一电机相连，第二离合器还与第二电机相连；发动机，发动机与第一节点相连，发动机通过第一离合器和第一电机将动力传递至前驱动桥以驱动前轮，并通过第二离合器和第二电机将动力传递至后驱动桥以驱动后轮。该动力系统省去了变速器装置，使得结构和控制变得简单，而且在满足整车动力需求的前提下，能够使燃油经济性达到最佳。

Description

混合动力汽车的动力系统及混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的动力系统以及一种混合动力汽车。

背景技术

目前，混合动力汽车的结构形式种类很多，一般分为混合动力直驱结构形式和带变速器装置的驱动结构形式。

其中，带变速器装置的驱动结构形式能够实现很好的动力性能和经济性能，但是整车控制很复杂，容易出现变速器换挡故障，而且换挡平顺性也比较差，直接影响整车的舒适性。而混合动力直驱结构形式的混合动力汽车虽然省去了变速器装置，使整车控制简单，整车成本也降低了很多，但是其动力性能与经济性能不能同时兼顾，而且受动力系统结构影响不能适应各种工况。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和研究做出的：

相关技术中，混合动力汽车的动力系统采用双电机双离合器前驱混合动力的结构形式，如图1所示，发动机、离合器1、电机1、离合器2以及电机2同轴串联在一起，发动机、电机1和电机2输出的动力经过主减速器和前轴差速器后直接驱动车轮，能够实现纯电驱动模式、并联驱动模式以及串联驱动模式。

该动力系统虽然结构比较简单，而且省去了变速器装置，使得整车控制也比较简单，但是该动力系统为了能够满足加速爬坡度的需求，需配置低转速大扭矩电机，但低转速大扭矩电机却难以满足整车最高车速的要求。另外，由于发动机的工作点没有档位的调节，使得整车无论是在高速运行还是低速运行的情况下，发动机的燃油经济性都比较差。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种结构简单、能够满足整车动力需求且燃油经济性高的混合动力汽车的动力系统。

本实用新型的另一个目的在于提出一种混合动力汽车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种混合动力汽车的动力系统，包括：前驱动桥和后驱动桥；第一电机，所述第一电机与所述前驱动桥相连；第二电机，所述第二电机与所述后驱动桥相连；第一离合器和第二离合器，所述第一离合器和第二离合器之间具有第一节点，所述第一离合器还与所述第一电机相连，所述第二离合器还与所述第二电机相连；发动机，所述发动机与所述第一节点相连，所述发动机通过所述第一离合器和所述第一电机将动力传递至所述前驱动桥以驱动前轮，并通过所述第二离合器和所述第二电机将动力传递至所述后驱动桥以驱动后轮。

根据本实用新型实施例的混合动力汽车的动力系统，第一电机与前驱动桥相连，第二电机与后驱动桥相连，第一离合器与第一电机相连，第二离合器与第二电机相连，第一离合器和第二离合器之间具有第一节点，发动机与第一节点相连，发动机通过第一离合器和第一电机将动力传递至前驱动桥以驱动前轮，并通过第二离合器和第二电机将动力传递至后驱动桥以驱动后轮。因此，本实用新型实施例的混合动力汽车的动力系统省去了变速器装置，使得动力系统的结构和控制变得简单，而且无需进行换挡控制，有效地避免了因变速器换挡而出现的故障，提高了整车性能和用户的舒适性。另外，该动力系统可以使混合动力汽车具有多种工作模式，从而使混合动力汽车能够满足不同行驶工况下的动力需求，而且燃油经济性比较高，有效地解决了混合动力直驱结构形式动力不足、经济性差的缺点。

具体地，所述前驱动桥包括与所述第一电机相连的第一主减速器、前驱动轴和设置在所述前驱动轴上的前轴差速器，所述前轴差速器与所述第一主减速器相连，所述后驱动桥包括与所述第二电机相连的第二主减速器、后驱动轴和设置在所述后驱动轴上的后轴差速器，所述后轴差速器与所述第二主减速器相连。

其中，所述第一电机的功率小于所述第二电机的功率，且所述第一电机和所述第二电机的最高转速均与所述发动机的最高转速相同。

其中，所述第一主减速器的速比小于所述第二主减速器的速比。

优选地，所述第一主减速器的速比可以为2.7-3.5，所述第二主减速器的速比可以为7.5-8.5。

具体地，通过对所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一电机、所述第二电机和所述发动机进行控制以控制所述混合动力汽车在多种工作模式下运行，其中，所述多种工作模式包括纯电前驱模式、纯电后驱模式、纯电四驱模式、并联前驱模式、并联后驱模式、第一并联四驱模式和第二并联四驱模式。

其中，当所述混合动力汽车以所述纯电前驱模式运行时，所述发动机和所述第二电机均停止工作，所述第一电机进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；当所述混合动力汽车以所述纯电后驱模式运行时，所述发动机和所述第一电机均停止工作，所述第二电机进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；当所述混合动力汽车以所述纯电四驱模式运行时，所述发动机停止工作，所述第一电机和所述第二电机同时进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；当所述混合动力汽车以所述并联前驱模式运行时，所述发动机和所述第一电机均进行工作，所述第二电机停止工作，所述第一离合器处于结合状态，所述第二离合器处于分离状态；当所述混合动力汽车以所述并联后驱模式运行时，所述发动机和所述第二电机均进行工作，所述第一电机停止工作，所述第二离合器处于结合状态，所述第一离合器处于分离状态；当所述混合动力汽车以所述第一并联四驱模式运行时，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机均进行工作，所述第一离合器处于分离状态，所述第二离合器处于结合状态；当所述混合动力汽车以所述第二并联四驱模式运行时，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机均进行工作，所述第二离合器处于分离状态，所述第一离合器处于结合状态。

此外，本实用新型还提出了一种混合动力汽车，其包括上述的混合动力汽车的动力系统。

该混合动力汽车通过上述的混合动力汽车的动力系统，能够使动力系统的结构和控制变得简单，而且无需进行换挡控制，有效地避免了因变速器换挡而出现的故障，提高了整车性能和用户的舒适性。另外，该混合动力汽车具有多种工作模式，能够满足不同行驶工况下的动力需求，而且燃油经济性比较高，有效地解决了混合动力直驱结构形式动力不足、经济性差的缺点。

附图说明

图1是相关技术中的混合动力汽车的动力系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个实施例的混合动力汽车的动力系统的结构示意图。

附图标记：第一电机MG1、第二电机MG2、第一离合器10、第二离合器20、发动机30、第一主减速器41、前驱动轴42、前轴差速器43、第二主减速器51、后驱动轴52以及后轴差速器53。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的混合动力汽车的动力系统以及混合动力汽车。

图2是根据本实用新型一个实施例的混合动力汽车的动力系统的结构示意图。如图2所示，该混合动力汽车的动力系统包括：前驱动桥、后驱动桥、第一电机MG1、第二电机MG2、第一离合器10、第二离合器20和发动机30。

其中，第一电机MG1与前驱动桥相连，第二电机MG2与后驱动桥相连，第一离合器10和第二离合器20之间具有第一节点J1，第一离合器10还与第一电机MG1相连，第二离合器20还与第二电机MG2相连，发动机30与第一节点J1相连，发动机30通过第一离合器10和第一电机MG1将动力传递至前驱动桥以驱动前轮，并通过第二离合器20和第二电机MG2将动力传递至后驱动桥以驱动后轮。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，前驱动桥包括与第一电机MG1相连的第一主减速器41、前驱动轴42和设置在前驱动轴42上的前轴差速器43，前轴差速器43与第一主减速器41相连，后驱动桥包括与第二电机MG2相连的第二主减速器51、后驱动轴52和设置在后驱动轴52上的后轴差速器53，后轴差速器53与第二主减速器51相连。

具体而言，发动机30可以分别通过第一离合器10和第二离合器20将动力传递到前驱动轴42和后驱动轴52。其中，前轴驱动路线为：发动机30→第一离合器10→第一电机MG1→前驱动桥(第一主减速器41→前轴差速器43→前驱动轴42)→车轮；后轴驱动路线为：发动机30→第二离合器20→第二电机MG2→后驱动桥(第二主减速器51→后轴差速器53→后驱动轴52)→车轮。

在本实用新型的一些实施例中，第一电机MG1的功率小于第二电机MG2的功率，且第一电机MG1和第二电机MG2的最高转速均与发动机30的最高转速相同。

根据本实用新型的一个实施例，第一主减速器41的速比小于第二主减速器51的速比。优选地，第一主减速器41的速比可以为2.7-3.5，第二主减速器52的速比可以为7.5-8.5。

也就是说，第一电机MG1一般选为低功率电机，其最高转速一般与发动机30的最高转速相同，第二电机MG2一般选为高功率电机，其最高转速一般与发动机30的最高转速相同。第一主减速器41一般选择速比较小的减速器，例如，第一主减速器41的速比可以在2.7-3.5之间，第二主减速器51一般选择速比较大的减速器，例如，第二主减速器51的速比可以在7.5-8.5之间。

根据本实用新型的一个实施例，通过对第一离合器10、第二离合器20、第一电机MG1、第二电机MG2和发动机30进行控制以控制混合动力汽车在多种工作模式下运行，其中，多种工作模式包括纯电前驱模式、纯电后驱模式、纯电四驱模式、并联前驱模式、并联后驱模式、第一并联四驱模式和第二并联四驱模式。

其中，根据本实用新型的一个实施例，当混合动力汽车以纯电前驱模式运行时，发动机30和第二电机MG2均停止工作，第一电机MG1进行工作，第一离合器10和第二离合器20均处于分离状态；当混合动力汽车以纯电后驱模式运行时，发动机30和第一电机MG1均停止工作，第二电机MG2进行工作，第一离合器10和第二离合器20均处于分离状态；当混合动力汽车以纯电四驱模式运行时，发动机30停止工作，第一电机MG1和第二电机MG2同时进行工作，第一离合器10和第二离合器20均处于分离状态；当混合动力汽车以并联前驱模式运行时，发动机30和第一电机MG1均进行工作，第二电机MG2停止工作，第一离合器10处于结合状态，第二离合器20处于分离状态；当混合动力汽车以并联后驱模式运行时，发动机30和第二电机MG2均进行工作，第一电机MG1停止工作，第二离合器20处于结合状态，第一离合器10处于分离状态；当混合动力汽车以第一并联四驱模式运行时，发动机30、第一电机MG1和第二电机MG2均进行工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于结合状态；当混合动力汽车以第二并联四驱模式运行时，发动机30、第一电机MG1和第二电机MG2均进行工作，第二离合器20处于分离状态，第一离合器10处于结合状态。

具体地，本实用新型实施例的混合动力汽车的动力系统可以实现纯电前驱模式、纯电后驱模式、纯电四驱模式、并联前驱模式、并联后驱模式、第一并联四驱模式以及第二并联四驱模式等多种工作模式。具体描述如下：

纯电前驱模式：发动机30停止工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于分离状态，第一电机MG1进行工作，第二电机MG2停止工作。在该模式下，只需控制第一电机MG1单独工作即实现了纯电前驱模式。

纯电后驱模式：发动机30停止工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于分离状态，第一电机MG1停止工作，第二电机MG2进行工作。在该模式下，只需控制第二电机MG2单独工作即实现了纯电后驱模式。

纯电四驱模式：发动机30停止工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于分离状态，第一电机MG1进行工作，第二电机MG2进行工作。在该模式下，通过控制第一电机MG1和第二电机MG2同时工作即实现了纯电四驱模式。

并联前驱模式：发动机30进行工作，第一离合器10处于结合状态，第二离合器20处于分离状态，第一电机MG1进行工作，第二电机MG2停止工作。在该模式下，第一电机MG1可以通过发电或者助力来调节发动机30的工作点，发动机30和第一电机MG1输出的动力通过第一主减速器41来驱动整车，此时相当于带变速器装置的高速档位功能，能够实现发动机在中低转速、中高负荷区域工作，达到很好的燃油经济性能，一般在高速时使用该模式。

并联后驱模式：发动机30进行工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于结合状态，第一电机MG1停止工作，第二电机MG2进行工作。在该模式下，第二电机MG2可以通过发电或者助力来调节发动机30的工作点，发动机20和第二电机MG2通过第二主减速器51后实现增扭矩过程，此时相当于带变速器装置的低速档位功能，能够实现快速起步与爬坡度的要求，一般在低速时使用该模式。

第一并联四驱模式：发动机30进行工作，第一离合器10处于分离状态，第二离合器20处于结合状态，第一电机MG1进行工作，第二电机MG2进行工作。在该模式下，由第一电机MG1单独驱动前轮，由第二电机MG2和发动机30共同驱动后轮来满足整车的动力需求，一般在低速急加速时使用该模式。

第二并联四驱模式：发动机30进行工作，第一离合器10处于结合状态，第二离合器20处于分离状态，第一电机MG1进行工作，第二电机MG2进行工作。在该模式下，由第二电机MG2单独驱动后轮，由第一电机MG1和发动机30共同驱动前轮来满足整车的动力需求，一般在高速急加速时使用该模式。

在行车过程中，根据不同的工况形式选择不同的工作模式，从而既能满足整车的动力需求，又能达到最佳的燃油经济性，使整车达到最佳的工作状态。而且，该动力系统省去了变速器装置，使得整车控制简单。

综上所述，根据本实用新型实施例的混合动力汽车的动力系统，第一电机与前驱动桥相连，第二电机与后驱动桥相连，第一离合器与第一电机相连，第二离合器与第二电机相连，第一离合器和第二离合器之间具有第一节点，发动机与第一节点相连，发动机通过第一离合器和第一电机将动力传递至前驱动桥以驱动前轮，并通过第二离合器和第二电机将动力传递至后驱动桥以驱动后轮。因此，本实用新型实施例的混合动力汽车的动力系统省去了变速器装置，使得动力系统的结构和控制变得简单，而且无需进行换挡控制，有效地避免了因变速器换挡而出现的故障，提高了整车性能和用户的舒适性。另外，该动力系统可以使混合动力汽车具有多种工作模式，从而使混合动力汽车能够满足不同行驶工况下的动力需求，而且燃油经济性比较高，有效地解决了混合动力直驱结构形式动力不足、经济性差的缺点。

此外，本实用新型的实施例还提出了一种混合动力汽车，其包括上述的混合动力汽车的动力系统。

该混合动力汽车通过上述的混合动力汽车的动力系统，能够使动力系统的结构和控制变得简单，而且无需进行换挡控制，有效地避免了因变速器换挡而出现的故障，提高了整车性能和用户的舒适性。另外，该混合动力汽车具有多种工作模式，能够满足不同行驶工况下的动力需求，而且燃油经济性比较高，有效地解决了混合动力直驱结构形式动力不足、经济性差的缺点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种混合动力汽车的动力系统，其特征在于，包括：

前驱动桥和后驱动桥；

第一电机，所述第一电机与所述前驱动桥相连；

第二电机，所述第二电机与所述后驱动桥相连；

第一离合器和第二离合器，所述第一离合器和第二离合器之间具有第一节点，所述第一离合器还与所述第一电机相连，所述第二离合器还与所述第二电机相连；

发动机，所述发动机与所述第一节点相连，所述发动机通过所述第一离合器和所述第一电机将动力传递至所述前驱动桥以驱动前轮，并通过所述第二离合器和所述第二电机将动力传递至所述后驱动桥以驱动后轮。

2.如权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，所述前驱动桥包括与所述第一电机相连的第一主减速器、前驱动轴和设置在所述前驱动轴上的前轴差速器，所述前轴差速器与所述第一主减速器相连，所述后驱动桥包括与所述第二电机相连的第二主减速器、后驱动轴和设置在所述后驱动轴上的后轴差速器，所述后轴差速器与所述第二主减速器相连。

3.如权利要求1或2所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机的功率小于所述第二电机的功率，且所述第一电机和所述第二电机的最高转速均与所述发动机的最高转速相同。

4.如权利要求2所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，所述第一主减速器的速比小于所述第二主减速器的速比。

5.如权利要求4所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，所述第一主减速器的速比为2.7-3.5，所述第二主减速器的速比为7.5-8.5。

6.如权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，通过对所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一电机、所述第二电机和所述发动机进行控制以控制所述混合动力汽车在多种工作模式下运行，其中，所述多种工作模式包括纯电前驱模式、纯电后驱模式、纯电四驱模式、并联前驱模式、并联后驱模式、第一并联四驱模式和第二并联四驱模式。

7.如权利要求6所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于，

当所述混合动力汽车以所述纯电前驱模式运行时，所述发动机和所述第二电机均停止工作，所述第一电机进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；

当所述混合动力汽车以所述纯电后驱模式运行时，所述发动机和所述第一电机均停止工作，所述第二电机进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；

当所述混合动力汽车以所述纯电四驱模式运行时，所述发动机停止工作，所述第一电机和所述第二电机同时进行工作，所述第一离合器和所述第二离合器均处于分离状态；

当所述混合动力汽车以所述并联前驱模式运行时，所述发动机和所述第一电机均进行工作，所述第二电机停止工作，所述第一离合器处于结合状态，所述第二离合器处于分离状态；

当所述混合动力汽车以所述并联后驱模式运行时，所述发动机和所述第二电机均进行工作，所述第一电机停止工作，所述第二离合器处于结合状态，所述第一离合器处于分离状态；

当所述混合动力汽车以所述第一并联四驱模式运行时，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机均进行工作，所述第一离合器处于分离状态，所述第二离合器处于结合状态；

当所述混合动力汽车以所述第二并联四驱模式运行时，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机均进行工作，所述第二离合器处于分离状态，所述第一离合器处于结合状态。

8.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的混合动力汽车的动力系统。