CN207916553U - 集中式独悬混合动力系统及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集中式独悬混合动力系统及混合动力汽车，混合动力系统包括发动机、驱动系统总成和等速万向节，驱动系统总成包括主减齿轮轴和内部设置有电机的机电耦合系统，发动机输出连接机电耦合系统的输入轴，机电耦合系统的输出轴与主减齿轮轴通过齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴(通常包含有差速器)通过等速万向节与半轴连接，半轴用于驱动连接车轮。本实用新型提供的混合动力系统为基于独立悬架系统的混合动力系统，取消了传统的车桥，将动力系统进行了集成，减少了系统的轴向长度，降低了布置难度；并且，取消传统的车桥，采用独立悬架结构，降低了系统重量，提升了车辆行驶的平顺性。

Description

集中式独悬混合动力系统及混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及集中式独悬混合动力系统及混合动力汽车。

背景技术

混合动力车辆相对传统车辆由于增加了电机(尤其是混联式混合动力系统增加了两个电机)，整个驱动系统的纵向长度(即轴向长度)过长，这导致了混合动力系统的布置已经成为了难题。

独立悬架系统相对于非独立悬架系统可以减少车身和车架的振动并且可以提高车辆行驶的平顺性，另外，独立悬架也可以减轻部分重量。目前多数混合动力系统商用车采用的都是非独立悬架结构，非独立悬架结构较简单，技术比较成熟。但是随着商用车舒适性要求不断的提高，独立悬架已经成为应用趋势。

混合动力车辆相对于传统车辆增加了电机、电池、控制器等设备，车重相对于传统车辆增加了很多。整车的经济性受车重的影响较大，目前混合动力车辆的轻量化也已经成为了重要的发展方向。独立悬架相对非独立悬架有着更多的可挖掘的减重措施，这对于混合动力系统车辆减重更有益处。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集中式独悬混合动力系统，用以解决非独立悬架混合动力系统的轴向长度较长，比较难以布置，舒适性差的问题。本实用新型同时提供一种混合动力汽车。

为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案。

系统方案一：本方案提供一种集中式独悬混合动力系统，包括发动机、驱动系统总成和等速万向节，所述驱动系统总成包括主减齿轮轴和内部设置有电机的机电耦合系统，所述发动机输出连接所述机电耦合系统的输入轴，所述机电耦合系统的输出轴与主减齿轮轴通过齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴通过所述等速万向节与半轴连接，所述半轴用于驱动连接车轮。

本方案提供的混合动力系统为集中式独悬，基于独立悬架系统的混合动力系统，取消了传统的车桥，将动力系统进行了集成，减少了系统的轴向长度，降低了布置难度；并且，取消传统的车桥，采用独立悬架结构，同时更高的集成度可以减轻动力系统的重量，提升了车辆行驶的平顺性。

系统方案二：在系统方案一的基础上，所述齿轮机构为锥齿轮机构。

系统方案三：在系统方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括离合器、电机和机械变速箱，所述离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述离合器的另一端连接电机，所述电机连接机械变速箱的一端，机械变速箱的另一端连接所述机电耦合系统的输出轴。

系统方案四：在系统方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括第一离合器、第一电机、第二离合器和第二电机，所述第一离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，第一离合器的另一端、第一电机、第二离合器和第二电机依次连接，所述第二电机连接所述机电耦合系统的输出轴。

系统方案五：在系统方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括第一电机、第一行星排、第二行星排和第二电机，所述第一行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是前第一端，一个是前第二端，一个是前第三端，第二行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是后第一端，一个是后第二端，一个是后第三端，所述第一电机连接所述前第一端，所述前第二端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述前第三端连接所述后第二端，所述后第二端连接所述机电耦合系统的输出轴，所述后第一端连接所述第二电机。

系统方案六：在系统方案五的基础上，所述前第一端为第一行星排中的太阳轮，所述前第二端为第一行星排中的行星架，所述前第三端为第一行星排中的齿圈，所述后第一端为第二行星排中的太阳轮，所述后第二端为第二行星排中的行星架，所述后第三端为第二行星排中的齿圈，第二行星排的齿圈连接在壳体上。

系统方案七：在系统方案五的基础上，所述前第二端通过扭转减震器连接所述机电耦合系统的输入轴。

汽车方案一：本方案提供一种混合动力汽车，包括一种集中式独悬混合动力系统，所述混合动力系统包括发动机、驱动系统总成和等速万向节，所述驱动系统总成包括主减齿轮轴和内部设置有电机的机电耦合系统，所述发动机输出连接所述机电耦合系统的输入轴，所述机电耦合系统的输出轴与主减齿轮轴通过齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴通过所述等速万向节与半轴连接，所述半轴用于驱动连接车轮。

汽车方案二：在汽车方案一的基础上，所述齿轮机构为锥齿轮机构。

汽车方案三：在汽车方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括离合器、电机和机械变速箱，所述离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述离合器的另一端连接电机，所述电机连接机械变速箱的一端，机械变速箱的另一端连接所述机电耦合系统的输出轴。

汽车方案四：在汽车方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括第一离合器、第一电机、第二离合器和第二电机，所述第一离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，第一离合器的另一端、第一电机、第二离合器和第二电机依次连接，所述第二电机连接所述机电耦合系统的输出轴。

汽车方案五：在汽车方案一或二的基础上，所述机电耦合系统包括第一电机、第一行星排、第二行星排和第二电机，所述第一行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是前第一端，一个是前第二端，一个是前第三端，第二行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是后第一端，一个是后第二端，一个是后第三端，所述第一电机连接所述前第一端，所述前第二端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述前第三端连接所述后第二端，所述后第二端连接所述机电耦合系统的输出轴，所述后第一端连接所述第二电机。

汽车方案六：在汽车方案五的基础上，所述前第一端为第一行星排中的太阳轮，所述前第二端为第一行星排中的行星架，所述前第三端为第一行星排中的齿圈，所述后第一端为第二行星排中的太阳轮，所述后第二端为第二行星排中的行星架，所述后第三端为第二行星排中的齿圈，第二行星排的齿圈连接在壳体上。

汽车方案七：在汽车方案五的基础上，所述前第二端通过扭转减震器连接所述机电耦合系统的输入轴。

附图说明

图1是集中式独悬混合动力系统整体结构图；

图2是集中式独悬混合动力系统第一种具体实施方式的结构图；

图3是集中式独悬混合动力系统第二种具体实施方式的结构图；

图4是集中式独悬混合动力系统第三种具体实施方式的结构图。

具体实施方式

混合动力汽车实施例

本实施例提供一种混合动力汽车，包括一种集中式独悬混合动力系统以及其他的组成部分，由于其他的组成部分并非本申请的重点，本实施例就不再赘述，以下重点对集中式独悬混合动力系统进行说明。

如图1所示，集中式独悬混合动力系统，以下简称为动力系统，包括发动机1、驱动系统总成8和等速万向节5。驱动系统总成8包括主减齿轮轴4和机电耦合系统2，其中，主减齿轮轴4通常包含有差速器，由于动力系统为混合动力系统，那么，机电耦合系统2内部设置有电机以及其他的机构。发动机1输出连接机电耦合系统2的输入轴，机电耦合系统2的输出轴3与主减齿轮轴4通过齿轮机构啮合连接。由于动力系统纵置，并且，动力系统的旋转方向发生了90度变化，因此，该齿轮机构进一步为锥齿轮机构。主减齿轮轴4通过等速万向节5与半轴6连接，半轴6用于驱动连接车轮7。

以下结合机电耦合系统2的不同实现结构说明动力系统的几种具体实施方式。

如图2所示，本实施方式是并联P2方案的机电耦合方案，驱动系统总成8包括主减齿轮轴4和机电耦合系统2。机电耦合系统2包括离合器2A、电机2B和机械变速箱2C，那么，发动机1输出连接机电耦合系统2的输入轴，机电耦合系统2的输入轴连接离合器2A的一端，离合器2A的另一端连接电机2B，电机2B连接机械变速箱2C的一端，机械变速箱2C的另一端连接机电耦合系统2的输出轴3，机电耦合系统2的输出轴3与主减齿轮轴4通过锥齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴4通过等速万向节5与半轴6连接，半轴6驱动连接车轮7。

由于图2、图3和图4是不同的实施方式，因此，这几个图中可以使用相同的附图标记。

如图3所示，本方案是双电机同轴混联方案的机电耦合方案，驱动系统总成8包括主减齿轮轴4和机电耦合系统2。机电耦合系统2包括第一离合器2A、第一电机2B、第二离合器2C和第二电机2D。那么，发动机1输出连接机电耦合系统2的输入轴，机电耦合系统2的输入轴连接第一离合器2A的一端，第一离合器2A的另一端、第一电机2B、第二离合器2C和第二电机2D依次连接，第二电机2D连接机电耦合系统2的输出轴3，机电耦合系统2的输出轴3与主减齿轮轴4通过锥齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴4通过等速万向节5与半轴6连接，半轴6驱动连接车轮7。

如图4所示，本方案是双电机同轴功率分流式混联方案的机电耦合方案，驱动系统总成8包括主减齿轮轴4和机电耦合系统2。机电耦合系统2包括第一电机2B、第一行星排2C、第二行星排2D和第二电机2E。

行星排包括三个端，分别称为第一端、第二端和第三端，由于行星排的三个端分别是太阳轮、行星架和齿圈，因此，第一端、第二端和第三端分别与太阳轮、行星架和齿圈中的其中一个一一对应。那么，第一行星排2C中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是前第一端，一个是前第二端，一个是前第三端；第二行星排2D中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是后第一端，一个是后第二端，一个是后第三端。

那么，发动机1输出连接机电耦合系统2的输入轴，机电耦合系统2的输入轴连接前第二端，第一电机2B连接前第一端，前第三端连接后第二端，后第二端连接机电耦合系统2的输出轴3，后第一端连接第二电机2E，机电耦合系统2的输出轴3与主减齿轮轴4通过锥齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴4通过等速万向节5与半轴6连接，半轴6驱动连接车轮7。

行星排中的第一端、第二端和第三端与太阳轮、行星架和齿圈的对应关系并不唯一，原则上总共有六种对应关系，不同的对应关系代表机械传动变比不同，因此，在满足运行要求的前提下，具体的对应关系可以根据实际需要进行设定，本实施例中，给出一种具体的对应关系：第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈。那么，前第一端为第一行星排2C的太阳轮，前第二端为第一行星排2C的行星架，前第三端为第一行星排2C的齿圈，后第一端为第二行星排2D的太阳轮，后第二端为第二行星排2D的行星架，后第三端为第二行星排2D的齿圈。因此，发动机1输出连接机电耦合系统2的输入轴，机电耦合系统2的输入轴连接第一行星排2C的行星架，第一电机2B连接第一行星排2C的太阳轮，第一行星排2C的齿圈连接第二行星排2D的行星架，第二行星排2D的行星架连接机电耦合系统2的输出轴3，第二行星排2D的太阳轮连接第二电机2E，第二行星排2D的齿圈连接在壳体上。机电耦合系统2的输出轴3与主减齿轮轴4通过锥齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴4通过等速万向节5与半轴6连接，半轴6驱动连接车轮7。

另外，为了对发动机1的输出进行减震，发动机1通过扭转减震器2A与第一行星排2C的行星架相连。

以上三种实施方案的动力系统均可以降低动力系统的重量，减少动力系统的轴向长度，提升车辆舒适性。

另外，目前市场上的混合动力系统，基本都是非独立悬架结构(高端乘用车领域有可能采用独立悬架结构)，之所以称之为集中式独悬，是在传统的动力悬架的基础上，将后桥集成到混合动力系统里，减少了系统的轴向长度，降低了布置难度；并且，取消传统的车桥，采用独立悬架结构，降低了系统重量，提升了车辆行驶的平顺性。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

集中式独悬混合动力系统实施例

本实施例提供一种集中式独悬混合动力系统，由于该动力系统在上述混合动力汽车实施例中已给出了详细地描述，本实施例就不再具体说明。

Claims (14)

1.一种集中式独悬混合动力系统，其特征在于，包括发动机、驱动系统总成和等速万向节，所述驱动系统总成包括主减齿轮轴和内部设置有电机的机电耦合系统，所述发动机输出连接所述机电耦合系统的输入轴，所述机电耦合系统的输出轴与主减齿轮轴通过齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴通过所述等速万向节与半轴连接，所述半轴用于驱动连接车轮。

2.根据权利要求1所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述齿轮机构为锥齿轮机构。

3.根据权利要求1或2所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述机电耦合系统包括离合器、电机和机械变速箱，所述离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述离合器的另一端连接电机，所述电机连接机械变速箱的一端，机械变速箱的另一端连接所述机电耦合系统的输出轴。

4.根据权利要求1或2所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述机电耦合系统包括第一离合器、第一电机、第二离合器和第二电机，所述第一离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，第一离合器的另一端、第一电机、第二离合器和第二电机依次连接，所述第二电机连接所述机电耦合系统的输出轴。

5.根据权利要求1或2所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述机电耦合系统包括第一电机、第一行星排、第二行星排和第二电机，所述第一行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是前第一端，一个是前第二端，一个是前第三端，第二行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是后第一端，一个是后第二端，一个是后第三端，所述第一电机连接所述前第一端，所述前第二端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述前第三端连接所述后第二端，所述后第二端连接所述机电耦合系统的输出轴，所述后第一端连接所述第二电机。

6.根据权利要求5所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述前第一端为第一行星排中的太阳轮，所述前第二端为第一行星排中的行星架，所述前第三端为第一行星排中的齿圈，所述后第一端为第二行星排中的太阳轮，所述后第二端为第二行星排中的行星架，所述后第三端为第二行星排中的齿圈，第二行星排的齿圈连接在壳体上。

7.根据权利要求5所述的集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述前第二端通过扭转减震器连接所述机电耦合系统的输入轴。

8.一种混合动力汽车，包括一种集中式独悬混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统包括发动机、驱动系统总成和等速万向节，所述驱动系统总成包括主减齿轮轴和内部设置有电机的机电耦合系统，所述发动机输出连接所述机电耦合系统的输入轴，所述机电耦合系统的输出轴与主减齿轮轴通过齿轮机构啮合连接，主减齿轮轴通过所述等速万向节与半轴连接，所述半轴用于驱动连接车轮。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述齿轮机构为锥齿轮机构。

10.根据权利要求8或9所述的混合动力汽车，其特征在于，所述机电耦合系统包括离合器、电机和机械变速箱，所述离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述离合器的另一端连接电机，所述电机连接机械变速箱的一端，机械变速箱的另一端连接所述机电耦合系统的输出轴。

11.根据权利要求8或9所述的混合动力汽车，其特征在于，所述机电耦合系统包括第一离合器、第一电机、第二离合器和第二电机，所述第一离合器的一端连接所述机电耦合系统的输入轴，第一离合器的另一端、第一电机、第二离合器和第二电机依次连接，所述第二电机连接所述机电耦合系统的输出轴。

12.根据权利要求8或9所述的混合动力汽车，其特征在于，所述机电耦合系统包括第一电机、第一行星排、第二行星排和第二电机，所述第一行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是前第一端，一个是前第二端，一个是前第三端，第二行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是后第一端，一个是后第二端，一个是后第三端，所述第一电机连接所述前第一端，所述前第二端连接所述机电耦合系统的输入轴，所述前第三端连接所述后第二端，所述后第二端连接所述机电耦合系统的输出轴，所述后第一端连接所述第二电机。

13.根据权利要求12所述的混合动力汽车，其特征在于，所述前第一端为第一行星排中的太阳轮，所述前第二端为第一行星排中的行星架，所述前第三端为第一行星排中的齿圈，所述后第一端为第二行星排中的太阳轮，所述后第二端为第二行星排中的行星架，所述后第三端为第二行星排中的齿圈，第二行星排的齿圈连接在壳体上。

14.根据权利要求12所述的混合动力汽车，其特征在于，所述前第二端通过扭转减震器连接所述机电耦合系统的输入轴。