CN206501701U - 一种混合动力汽车驱动系统 - Google Patents

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牛波
吴守国
张永顺
袁忻
马原明
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苗文慧
陈亚军
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Abstract

本实用新型提供一种动力匹配性较好、换挡平顺性好,工作效率较高的混合动力汽车驱动系统,发动机的曲轴与离合器和第一行星排的第一太阳轮从左至右依次连接,驱动电机的电机轴与第二行星排的第二太阳轮相固联,第一齿轮和第三齿轮分别与第一星排和第二行星排的第一行星架和第二行星架相固联且分别与第二齿轮和第四齿轮相啮合,第二齿轮和第四齿轮左右并列固定安装于连接轴上,连接轴的右端与制动器相联结,第一行星排和第二行星排的第一齿圈和第二齿圈相固联且第一齿圈和第二齿圈通过外沿与外齿圈相固联,第一行星排和第二行星排的第一太阳轮和第二太阳轮的齿轮齿数不相同或者第一行星排和第二行星排的第一齿圈和第二齿圈的齿数不相同。

Description

一种混合动力汽车驱动系统
技术领域
本实用新型涉及混合动力汽车,具体涉及一种混合动力汽车驱动系统。
背景技术
混合动力汽车驱动系统通常应该具有动力模式切换、发动机与驱动电机相匹配等功能。为此,市场上常见的混合动力汽车驱动系统,其发动机与驱动电机直接相联,混动模式下,需同时保证这两部分动力转速一致才能实现动力较好地输出,匹配性较差,不能充分发挥驱动电机具有扭矩大和连续调速的作用;混动模式下传动比变化不连续,存在换挡冲击,也难以使发动机处在高效率区工作,因而换挡平顺性差且工作效率不高;同时,发动机和驱动电机直接相联,单发动机、纯电动和混合动力三种动力模式间切换时对动力系统冲击很大,常常很难完成平顺地切换。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种动力匹配性较好、换挡平顺性好,工作效率较高和切换比较平顺的混合动力汽车驱动系统。
为解决上述技术问题,本实用新型采取如下技术方案;
一种混合动力汽车驱动系统,包括包含曲轴的发动机、离合器,以及包含电机轴的驱动电机,其特征在于:还包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、连接轴、制动器、外齿圈和包含第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架、第一齿圈的第一行星排,以及包含第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架、第二齿圈的第二行星排,所述发动机的曲轴与离合器和第一行星排的第一太阳轮从左至右依次连接,所述驱动电机的电机轴与第二行星排的第二太阳轮相固联,所述第一齿轮和第三齿轮分别与第一行星排的第一行星架和第二行星排的第二行星架相固联且分别与第二齿轮和第四齿轮相啮合,所述第二齿轮和第四齿轮左右并列固定安装于连接轴上,所述连接轴的右端与制动器相联结,所述第一行星排的第一齿圈与第二行星排的第二齿圈相固联且第一行星排的第一齿圈与第二行星排的第二齿圈通过外沿与外齿圈相固联,所述第一行星排的第一太阳轮位于第一行星架之内、第一行星轮可转动地安装于第一行星架上、第一齿圈位于第一行星架之外,所述第二行星排的第二太阳轮位于第二行星架之内、第二行星轮可转动地安装于第二行星架上、第二齿圈位于第二行星架之外,所述第一行星排的第一太阳轮与第二行星排的第二太阳轮的齿数不相同或者第一行星排的第一齿圈与第二行星排的第二齿圈的齿数不相同。
采用上述结构后,本实用新型能够由发动机驱动第一行星排的第一太阳轮并由驱动电机驱动第二行星排的第二太阳轮,即发动机和驱动电机的动力是通过第一行星排和第二行星排实现动力耦合。于是,可以通过设置第一行星排和第二行星排的参数来匹配发动机连续变速的动力特性和驱动电机的大扭矩,因而在混动模式下,不需要同时保证发动机和驱动电机的动力转速一致就能够实现动力的较好地输出,匹配性较好。同时,在纯电动和混合动力模式下,能够通过驱动电机的调速实现无级变速,因而换挡平顺性好,工作效率较高。此外,第一行星排的第一行星架和第二行星排的第二行星架均能够通过制动器来实现制动或松开,因而动力模式的切换比较平顺。
进一步地,所述离合器为干式离合器。这使得离合器的结构比较简单、控制难度较低、成本较低,从而使得本实用新型的结构也比较简单、控制难度和成本也较低。
进一步地,所述第一齿轮和第三齿轮的齿数分别比第二齿轮和第四齿轮的齿数多。这使得制动器所需力矩很小且体积较小、成本较低。从而使得本实用新型的所需力矩也很小且体积也较小、成本也较低。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施方式做详细说明。
参见图1,本实用新型混合动力汽车驱动系统,包括包含曲轴2的发动机1、离合器3,以及包含电机轴5的驱动电机4。由图1可见,本实用新型还包括第一齿轮6、第二齿轮7、第三齿轮8、第四齿轮9、连接轴10、制动器15、外齿圈20和包含第一太阳轮11、第一行星轮12、第一行星架13、第一齿圈14的第一行星排,以及包含第二太阳轮16、第二行星轮17、第二行星架18、第二齿圈19的第二行星排,所述发动机1的曲轴2与离合器3和第一行星排的第一太阳轮11从左至右依次连接,所述驱动电机4的电机轴5与第二行星排的第二太阳轮16相固联,所述第一齿轮6和第三齿轮8分别与第一行星排的第一行星架13和第二行星排的第二行星架18相固联且分别与第二齿轮7和第四齿轮9相啮合,所述第二齿轮7和第四齿轮9左右并列固定安装于连接轴10上,所述连接轴10的右端与制动器15相联结,所述第一行星排的第一齿圈14与第二行星排的第二齿圈19相固联且第一行星排的第一齿圈14与第二行星排的第二齿圈19通过外沿与外齿圈20相固联,所述第一行星排的第一太阳轮11位于第一行星架13之内、第一行星轮12可转动地安装于第一行星架13上、第一齿圈14位于第一行星架13之外,所述第二行星排的第二太阳轮16位于第二行星架18之内、第二行星轮17可转动地安装于第二行星架18上、第二齿圈19位于第二行星架18之外,所述第一行星排的第一太阳轮11与第二行星排的第二太阳轮16的齿数不相同或者第一行星排的第一齿圈14与第二行星排的第二齿圈19的齿数不相同。这样一来,本实用新型能够由发动机1驱动第一行星排的第一太阳轮11并由驱动电机4驱动第二行星排的第二太阳轮16,即发动机1和驱动电机4的动力是通过第一行星排和第二行星排实现动力耦合。于是,可以通过设置第一行星排和第二行星排的参数来匹配发动机1连续变速的动力特性和驱动电机4的大扭矩,因而在混动模式下,不需要同时保证发动机1和驱动电机4的动力转速一致就能够实现动力的较好地输出,匹配性较好。同时,在纯电动和混合动力模式下,能够通过驱动电机4的调速实现无级变速,因而换挡平顺性好,工作效率较高。此外,第一行星排的第一行星架13和第二行星排的第二行星架18均能够通过制动器15来实现制动或松开,因而动力模式的切换比较平顺。
所述离合器3为干式离合器。这使得离合器3的结构比较简单、控制难度较低、成本较低,从而使得本实用新型的结构也比较简单、控制难度和成本也较低。
所述第一齿轮6和第三齿轮8的齿数分别比第二齿轮7和第四齿轮9的齿数多。这使得制动器15所需力矩很小且体积较小、成本较低。从而使得本实用新型的所需力矩也很小且体积也较小、成本也较低。
本实用新型的工作原理如下:
单发动机模式;发动机1工作,驱动电机4不工作,离合器3结合,制动器15制动。发动机1通过曲轴2、离合器3将动力传递给第一行星排的第一太阳轮11,此时制动器15的制动同时将连接轴10、第二齿轮7、第一齿轮6、第一行星架13制动,由于第一行星排的第一行星架13被制动,其动力由第一行星排的第一齿圈14将动力传递给与其固联的外齿圈20,最终由外齿圈20将动力传递出去。
纯电模式;发动机1不工作,驱动电机4工作,离合器3断开,制动器15制动。驱动电机4通过电机轴5将动力传递给第二行星排的第二太阳轮16, 此时制动器15的制动同时将连接轴10、第四齿轮9、第三齿轮8、第二行星架18制动,由于第二行星排的第二行星架18被制动,其动力由第二行星排的第二齿圈19将动力传递给与其固联的外齿圈20,最终由外齿圈20将动力传递出去。
混动模式;发动机1工作,驱动电机4工作,离合器3结合,制动器15松开。发动机1通过曲轴2依次将动力传递给第一离合器3、第一行星排的第一太阳轮11,而驱动电机4通过电机轴5将动力传递给第二行星排的第二太阳轮16;第一行星排和第二行星排形成两条动力流,第一条动力流由第一行星架13依次传递给第一齿轮6、第二齿轮7,第二条动力流由第二行星架18第二行星架18依次传递给第三齿轮8、第四齿轮9,两条动力流在同时与第二齿轮7和第四齿轮9相固联的连接轴10上耦合,第一行星排的第一齿圈14和第二行星排的第二齿圈19相固联将动力传递给外齿圈20,最终由外齿圈20将动力传递出去。
启动发动机;发动机1待启动,驱动电机4工作,离合器3结合,制动器15制动。第一行星排的第一行星架13和第二行星排的第二行星架18同时由于制动器15的制动所制动,驱动电机4由电机轴5将动力传递给第二太阳轮16,第二行星排在第二行星架18制动的情况下,通过第二齿圈19将动力传递给第一齿圈14,第一行星排在第一行星架13制动的情况下,通过第一太阳轮11将动力传递出去,动力最终由第一离合器3传递给发动机1的曲轴2,由曲轴2的转动来启动发动机1。
充电模式;发动机1工作,驱动电机4变为发电状态,离合器3结合,制动器15制动。第一行星排的第一行星架13和第二行星排的第二行星架18同时由于制动器15的制动而制动,发动机1由曲轴2和第一离合器3将动力传递给第一太阳轮11,第一行星排在第一行星架13制动的情况下,通过第一齿圈14将动力传递给第二齿圈19,第二行星排在第二行星架18制动的情况下,通过第二太阳轮16将动力传给电机轴5,由电机轴5转动带动处于发电状态的驱动电机4进行发电。
能量回收;发动机1不工作,驱动电机4变为发电状态,离合器3断开,制动器15制动。汽车行驶通过来自车轮的动力最终传递到外齿圈20上,在第二行星排的第二行星架18被制动器15制动的情况下,由第二行星排的第二太阳轮16将动力传递给电机轴5,由电机轴5转动带动处于发电状态的驱动电机4进行发电。
上面结合附图对本实用新型的优选实施方式做了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车驱动系统,包括包含曲轴(2)的发动机(1)、离合器(3),以及包含电机轴(5)的驱动电机(4),其特征在于:还包括第一齿轮(6)、第二齿轮(7)、第三齿轮(8)、第四齿轮(9)、连接轴(10)、制动器(15)、外齿圈(20)和包含第一太阳轮(11)、第一行星轮(12)、第一行星架(13)、第一齿圈(14)的第一行星排,以及包含第二太阳轮(16)、第二行星轮(17)、第二行星架(18)、第二齿圈(19)的第二行星排,
所述发动机(1)的曲轴(2)与离合器3和第一行星排的第一太阳轮(11)从左至右依次连接,
所述驱动电机(4)的电机轴(5)与第二行星排的第二太阳轮(16)相固联,
所述第一齿轮(6)和第三齿轮(8)分别与第一行星排的第一行星架(13)和第二行星排的第二行星架(18)相固联且分别与第二齿轮(7)和第四齿轮(9)相啮合,
所述第二齿轮(7)和第四齿轮(9)左右并列固定安装于连接轴(10)上,
所述连接轴(10)的右端与制动器(15)相联结,
所述第一行星排的第一齿圈(14)与第二行星排的第二齿圈(19)相固联且第一行星排的第一齿圈(14)与第二行星排的第二齿圈(19)通过外沿与外齿圈(20)相固联,
所述第一行星排的第一太阳轮(11)位于第一行星架(13)之内、第一行星轮(12)可转动地安装于第一行星架(13)上、第一齿圈(14)位于第一行星架(13)之外,
所述第二行星排的第二太阳轮(16)位于第二行星架(18)之内、第二行星轮(17)可转动地安装于第二行星架(18)上、第二齿圈(19)位于第二行星架(18)之外,
所述第一行星排的第一太阳轮(11)与第二行星排的第二太阳轮(16)的齿数不相同或者第一行星排的第一齿圈(14)与第二行星排的第二齿圈(19)的齿数不相同。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车驱动系统,其特征在于:所述离合器(3)为干式离合器。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车驱动系统,其特征在于:所述第一齿轮(6)和第三齿轮(8)的齿数分别比第二齿轮(7)和第四齿轮(9)的齿数多。
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