CN205168165U - 基于双离合器变速器的混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种基于双离合器变速器的混合动力驱动系统，包括：双离合结构的发动机驱动部分、电机驱动部分和惰轮传动机构，其中：惰轮传动机构分别与双离合结构的发动机驱动部分的一个从动齿轮以及电机驱动部分相连；惰轮传动机构包括：至少一组带有惰轮的惰轮轴，该惰轮分别与第一中间轴上的从动齿轮以及电机驱动部分的电机齿轮相啮合。本实用新型能够显著提高变速器内部空间利用率并提高燃油使用效率。

Description

基于双离合器变速器的混合动力驱动系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种混合动力汽车领域的技术，具体是一种基于双离合器变速器的混合动力驱动系统。

背景技术

混合动力电动车辆具备使用包括能在内的两种或多种车载能源的动力总成。采用传统内燃机和电机作为动力系统的混合动力车辆以其低能耗、低排放和价格相对较低等优点，己成为当前车辆动力系统技术研究的热点。

目前使用传统变速器的普通车辆，在80％以上的道路条件下只能利用动力潜能的40％，而在市区的道路调减下，则只能利用动力潜能的25％。AT(传统液力机械自动变速器)能自动进行繁复的加速、减速、换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点，但其在耗油方面比手动变速高5％-15％；CVT(无极变速器)具有速比柔和、舒适的特点，但变速器内的能量损失过大并不节油，承载扭矩还有局限性，制造成本高；AMT(手自一体式变速器)比AT和MT(手动变速器)节能，但它采用的是单离合器结构，具有不可逾越的技术障碍——动力中断现象，一般应用在大型乘用车上和商用车上。DCT(双离合器变速器)的采用，不但可以保证最有效地改善废气排放，提高传动效率，降低能源消耗，仅节能就比5速AT高15％，如果与混合动力相匹配，节能效果更加明显。各类变速的特点比较可见下表。

性能	AMT	DCT	CVT	AT
					舒适性	-	++	++	++
动力性	++	++	+	0
					燃油经济性	++	++	0	0
成本价格	+	0	-	0
					传动效率	+	++	+	-

从上表可见、DCT在传统车上的应用具有较大的优势，同样对于混合动力车辆上的应用也有明显的优势，具体有以下四点：

降低动力总成的复杂度和传动系的成本是混合动力车辆产业化的难点之一，而DCT因取消了液力变矩器，同时双离合器的紧凑结构使变速器体积远小于其它类型变速器，质量也更轻，使得装配DCT的混合动力车辆的质量远小于其它车辆；

取消发动机怠速是混合动力车辆的主要节能途径之一，而DCT因在停车时可将发动机与变速器完全分离，从而可彻底取消发动机怠速，进一步提高整车的燃油经济性；

借助于DCT的结构特点，无需借助变速器后置电机便可实现换挡无动力中断，可改善电机工作效率，也使得驱动电机在整车上的布置更灵活，对于探索混合动力车辆的新构型具有重要意义；

在混合动力车辆构型设计和参数匹配时，有时需要牺牲换挡动力性以换取整车燃油经济性，而DCT具有动力换挡的优势，弥补了此项缺陷。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN204641376U，公开(公告)日2015.09.16，公开了一种混合动力系统，其中，第一离合器和第二离合器分别控制第一输入轴、第二输入轴与发动机输出轴的分离或结合；第一中间轴和第二中间轴将来自第一输入轴和第二输入轴的动力传递至变速器输出轴；位于两根输入轴与两根中间轴之间的多个档位齿轮组实现变速；集成在双离合自动变速器上的电机安装在变速器壳体的外部，而电机输出齿轮位于变速器壳体内并且与第一中间轴或第二中间轴上其中一个档位的从动齿轮常啮合，实现电机与双离合自动变速器的集成设置与动力连接。但该技术不能灵活调整电机齿轮与中间轴从动齿轮的耦合方式，整车多平台适应性差。

实用新型内容

本实用新型针对现有混合动力驱动系统在电机布置上的缺陷，提出一种基于双离合器变速器的混合动力驱动系统，可以通过多平面惰轮动力耦合结构实现混合动力驱动系统的紧凑设计，利于多平台整车布置，能够显著提高变速器内部空间利用率并提高燃油使用效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：双离合结构的发动机驱动部分、电机驱动部分和惰轮传动机构，其中：惰轮传动机构分别与双离合结构的发动机驱动部分的一个从动齿轮以及电机驱动部分相连。

所述的电机驱动部分包括：电机以及与之相连的电机齿轮。

所述的发动机驱动部分包括：发动机以及设置于其双离合器主动轴上的四个主动齿轮、分别带有四个和三个从动齿轮的第一和第二中间轴以及分别设置于两个中间轴上的两个同步器。

所述的发动机驱动部分上进一步设有差速器，该差速器通过一对减速齿轮与第一中间轴相连。

所述的发动机驱动部分上进一步设有反向传动机构，该反向传动机构具体为：带有两个中间齿轮的反向中间轴，其中一个中间齿轮与第二中间轴上的一个从动齿轮相啮合。

所述的惰轮传动机构优选与第一中间轴上的第三从动齿轮相啮合。

所述的惰轮传动机构包括：至少一组带有惰轮的惰轮轴，该惰轮分别与第一中间轴上的从动齿轮以及电机驱动部分的电机齿轮相啮合。

所述的惰轮传动机构中进一步优选设有：两组带有惰轮的惰轮轴，其中：第一惰轮轴和第二惰轮轴相平行，第一中间轴上的从动齿轮、第一惰轮、第二惰轮和电机齿轮依次啮合。

所述的第一惰轮轴上优选增设有与第一惰轮并排的第三惰轮，第一中间轴上的从动齿轮与第一惰轮相啮合，第三惰轮、第二惰轮和电机齿轮依次啮合。

技术效果

与现有技术相比，本装置通过将驱动电机设置在中间轴上，提高了空间利用率，有利于车内其它部件的布置；与电机通过一个分离离合器与倒档轴相连的方式比较，电机具有多个可选档位，对电机选型要求降低，同时能够通过选择不同档位，提高电机运行效率。通过将本实用新型应用于具有混合动力驱动系统的车辆，能发挥双离合器变速器的特点，进一步提高车辆的动力性和燃油经济性。

附图说明

图1为实施例1示意图；

图2为实施例2示意图；

图3为实施例3示意图；

图中：离合器主动轴1、第一输入轴2、第二输入轴3、第一中间轴4、第二中间轴5、反向中间轴6、电机轴7、第一电机惰轮轴8、第二电机惰轮轴9、差速器DIFF、电机驱动单元EMU、发动机CE、电机EM、反向从动齿轮R、电机齿轮MG、电机惰轮IG、主减速从动齿轮RG以及

第一～第四同步器A～D、第一离合器C1、第二离合器C2、第一、第二、第三/五、第四/六主动齿轮D1～D4、第一～第六从动齿轮G1～G6、第一～第三电机惰轮I1～I3、第一主减速主动齿轮OG1、第二主减速主动齿轮OG2、第一中间齿轮Ml、第二中间齿轮M2、第一输出装置OUT1、第二输出装置OUT2。

具体实施方式

如图1-3所示，混合动力驱动系统包括：离合器主动轴1，第一和第二输入轴2和3，第一和第二离合器C1和C2，第一、第二、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D2、D3和D4，第一和第二输出装置OUT1和OUT2，差速器DIFF和电机驱动单元EMU。

所述的离合器主动轴1接收发动机CE的扭矩。

所述的第一输入轴2沿着离合器主动轴1可旋转地同轴布置。

所述的第二输入轴3与离合器主动轴1同轴布置，可围绕第一输入轴2旋转。

所述的第一和第二离合器C1和C2选择地把离合器主动轴1的扭矩分别传递到第一和第二输入轴2和3上。因此，当第一离合器C1接合时，离合器主动轴1的扭矩被传递到第一输入轴2上，同时当第二离合器C2接合时，离合器主动轴1的扭矩被传递到第二输入轴3上。

所述的第一和第三/五主动齿轮D1和D3形成在第一输入轴2，第二和第四/六主动齿轮D2和D4形成在第二输入轴3上。

进一步详细地说，所述的第一和第三/五主动齿轮D1和D3固定安装在第一输入轴2上，其中第三/五主动齿轮D3靠近第二输入轴3的端部。此外，第三和第四/六主动齿轮D3和D4固定安装在第二输入轴3上，其中第二主动齿轮D2靠近发动机CE。

因此，根据的本实施例实施例，主动齿轮的布置顺序为第一、第三/五、第四/六和第二主动齿轮，即D1、D3、D4和D2。

此外，混合动力驱动系统包括：用于有选择地改变与输出第一、第二、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D2、D3和D4的扭矩的第一输出装置OUT1；以及用于有选择地改变与输出第一、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D3和D4扭矩的第二输出装置OUT2。

所述的第一输出装置OUT1包括：第一中间轴4，第一、第二、第三和第四从动齿轮G1、G2、G3和G4，第一和第二同步器A和B，以及第一主减速主动齿轮OG1。

所述的第一中间轴4平行于离合器主动轴1并与离合器主动轴1隔开预定距离。所述的第一、第二、第三和第四从动齿轮G1、G2、G3和G4可旋转地安装在第一中间轴4上，同时分别与该第一、第二、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D2、D3和D4啮合。

所述的第一同步器A有选择地把第一和第三从动齿轮G1和G3中的一个扭矩传递到第一中间轴4。所述的第二同步器B有选择地传递第二和第四从动齿轮G2和G4中的一个扭矩。

所述的第一主减速主动齿轮OG1布置在第一中间轴4上。同时与主减速从动齿轮RG啮合，从而来源于第一、第二、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D2、D3和D4的扭矩被传递到主减速从动齿轮RG。

所述的第二输出装置OUT2包括：第二中间轴5、反向中间轴6、第五和第六从动齿轮G5和G6、第一和第二中间齿轮Ml和M2、反向从动齿轮R、第三和第四同步器C和D以及第二主减速主动齿轮OG2。

所述的第二中间轴5和反向中间轴6平行于离合器主动轴1布置并隔开预定距离。

所述的第五和第六从动齿轮G5以及G6可旋转地安装在第二中间轴5上，同时分别与第三/五和第四/六主动齿轮D3和D4啮合。

所述的第一中间齿轮M1布置在反向中间轴6上，同时与第一主动齿轮D1啮合。

所述的反向从动齿轮R布置在第二中间轴5上，同时与第二中间齿轮M2啮合。

所述的第三同步器C有选择地把第三/五从动齿轮D3的扭矩传递到第二中间轴5。所述的第四同步器D有选择地把反向从动齿轮R和第六从动齿轮D6的一个扭矩传递到第二中间轴5。

所述的第二主减速主动齿轮OG2布置在第二中间轴5上，同时与主减速从动齿轮RG啮合，从而来源于第一、第三/五和第四/六主动齿轮D1、D3和D4的扭矩被传递到主减速从动齿轮RG。

如图1所示，本实施例中的电机驱动单元和惰轮传动机构包括：电机EM及其电机轴7、电机齿轮MG、电机惰轮轴8以及电机惰轮IG，其中：电机EM通过一个惰轮与第三从动齿轮G3相连。

所述的电机EM在它的转动轴7上具有电机齿轮MG。

所述的电机惰轮轴8平行于第二输入轴3并隔开预定距离。

所述的电机惰轮IG固定安装在电机惰轮轴8，同时电机惰轮IG与电机齿轮MG和在第一中间轴3上的第三从动齿轮G3啮合。

实施例2

如图2所示，本实施例中的电机驱动单元和惰轮传动机构包括：电机EM及其电机轴7、电机齿轮MG、第一电机惰轮轴8、第一电机惰轮I1、第二电机惰轮轴9、第二电机惰轮I2，其中：电机EM通过单平面两个惰轮与第三从动齿轮G3相连。

所述的电机EM在它的转动轴7上具有电机齿轮MG。

所述的第一和第二电机惰轮轴8和9平行于第二输入轴3并隔开预定距离。

所述的第一电机惰轮I1固定安装在电机惰轮轴8，同时第一电机惰轮I1与电机齿轮MG和第二电机惰轮I2啮合。

所述的第二电机惰轮I2固定安装在电机惰轮轴9，同时第二电机惰轮I2与第一电机惰轮I1和在第一中间轴3上的第三从动齿轮G3啮合。

实施例3

如图3所示，本实施例中的电机驱动单元和惰轮传动机构包括：电机EM及其电机轴7、电机齿轮MG、第一电机惰轮轴8、第一电机惰轮I1、第二电机惰轮轴9、第二电机惰轮I2和电机惰轮I3，其中：电机EM通过两平面三个惰轮与第三从动齿轮G3相连。

所述的电机EM在它的转动轴7上具有电机齿轮MG。

所述的第一和第二电机惰轮轴8和9平行于第二输入轴3并隔开预定距离。

所述的第一电机惰轮I1固定安装在电机惰轮轴8，同时第一电机惰轮I1与电机齿轮MG和第二电机惰轮I2啮合。

所述的第二和第三电机惰轮I2和I3固定安装在电机惰轮轴9，同时第二电机惰轮I2与第一电机惰轮I1，第三电机惰轮I3和第一中间轴3上的第三从动齿轮G3啮合。

根据本实施例上述实施例的混合动力驱动系统，驱动电机设置在中间轴上，因此与现有技术中电机设置在空心输入轴上的方式相比较，电机布置位置更灵活；与电机通过一个分离离合器与倒档轴相连的方式比较，电机具有多个可选档位，对电机选型要求降低，同时能够通过选择不同档位，提高电机运行效率。

并且，依照实施例的混合动力驱动系统，由于混合动力驱动系统合理地利用了空间，因此还有利于车内其它部件的布置。

并且，将双离合器变速器应用于具有混合动力驱动系统的车辆，能发挥双离合器变速器的特点，进一步提高经济性和动力性。

实施例4

本实施例还提供了一种车辆，所述的车辆具有上述混合动力驱动系统。

依照本实施例的车辆，由于混合动力驱动系统合理地利用了空间，因此有利于车辆内其它部件的布置。

并且，将双离合器变速器应用于具有混合动力驱动系统的车辆，能发挥双离合器变速器的特点，进一步提高车辆的动力性和燃油经济性。

将本实施例的混合动力驱动系统应用于某款SUV，其中发动机最大功率130kw，最大扭矩250Nm，电机峰值功率80kw，峰值扭矩200Nm，可以实现纯电动模式3个前进档位，混合动力模式8个前进档位。根据仿真结果，混合动力模式百公里加速时间可以相对于传统车型提高25％，节油率大于40％，且比电机置于变速箱离合器主动输入轴的车辆节油2％。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (8)

1.一种基于双离合器变速器的混合动力驱动系统，其特征在于，包括：双离合结构的发动机驱动部分、电机驱动部分和惰轮传动机构，其中：惰轮传动机构分别与双离合结构的发动机驱动部分的一个从动齿轮以及电机驱动部分相连；

所述的惰轮传动机构包括：至少一组带有惰轮的惰轮轴，该惰轮分别与第一中间轴上的从动齿轮以及电机驱动部分的电机齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的电机驱动部分包括：电机以及与之相连的电机齿轮。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的发动机驱动部分包括：发动机以及设置于其双离合器主动轴上的四个主动齿轮、分别带有四个和三个从动齿轮的第一和第二中间轴以及分别设置于两个中间轴上的两个同步器。

4.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的惰轮传动机构与第一中间轴上的第三从动齿轮相啮合。

5.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的惰轮传动机构中设有：两组带有惰轮的惰轮轴，其中：第一惰轮轴和第二惰轮轴相平行，第一中间轴上的从动齿轮、第一惰轮、第二惰轮和电机齿轮依次啮合。

6.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的惰轮传动机构中设有：两组带有惰轮的惰轮轴，第一惰轮轴上设有与第一惰轮并排的第三惰轮，其中：第一惰轮轴和第二惰轮轴相平行，第一中间轴上的从动齿轮与第一惰轮相啮合，第三惰轮、第二惰轮和电机齿轮依次啮合。

7.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的发动机驱动部分上设有差速器，该差速器通过一对减速齿轮与第一中间轴相连。

8.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征是，所述的发动机驱动部分上设有反向传动机构，该反向传动机构具体为：带有两个中间齿轮的反向中间轴，其中一个中间齿轮与第二中间轴上的一个从动齿轮相啮合。