CN208232803U - 一种纵置双动力源车辆驱动总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种纵置双动力源车辆驱动总成。包括自动变速器、第一动力源及第二动力源，其中自动变速器的变速器输入轴和变速器输出轴同轴线，变速器输入轴与第一动力源的输出轴连接，变速器输出轴与第二动力源的输入轴连接，第二动力源的输出轴与车桥半轴连接，自动变速器具有两种速比传动。本实用新型可实现双电机的直驱和变速、双电机的直驱和减速功能，形成多种速比传动，传动形式灵活，缩小了驱动总成的径向尺寸，换挡时无动力中断，提高车辆的行驶平顺性，动力性，加速性和爬坡度。

Description

一种纵置双动力源车辆驱动总成

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种纵置双动力源车辆驱动总成。

背景技术

目前的纯电动或混合动力新能源汽车，所采用的电动机的动力特性与整车要求有差异，无法满足速比和力矩的要求。由于新能源汽车需要面对越来越复杂的工况路况，用户对新能源汽车的舒适度和续航里程要求越来越高，单纯的电动机直驱模式、电动机连接减速器模式或油电混合动力模式的新能源汽车已不能满足新能源汽车行业的发展要求。

目前的汽车，通常设置单动力源，与单动力源连接有变速器，所采用的变速器为二档、三档或四档变速器，换档时离合器需要断开，在换挡时动力会中断，此时输入轴与输出轴之间切断了动力连接，影响车辆的行驶状态。此外，目前纯电动或混合动力新能源汽车中，减速器因转子轴与输入轴不是一体的，造成电动机转子轴冲击较大，无法使用传统的摩擦式离合器，所使用的离合器只能是通过硬连接的方式，不具备缓冲功能，无法满足新能源汽车的要求。

现有的电动机直驱模式汽车中，动力系统没有离合功能，传统的惯性摩擦式同步器无法使用，变速器无法换档，只能使用单一速比；整车的启动和停车只能靠电动机的启动和停止，影响了电动机的性能发挥。由于现有车辆大多采用的是单动力源，在起步工况、或需要增大扭矩工况下，目前的汽车普遍存在动力不足的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种纵置双动力源车辆驱动总成，设置有双动力源和自动变速器，可以解决单动力源汽车在起步、需要增大扭矩等工况下动力不足的问题，同时有选择性地解决现有的变速器在换挡时动力中断的问题，该系统具有轻量化和集成化的优点，适用于轻型、中型和重型商用车。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种纵置双动力源车辆驱动总成，包括自动变速器、第一动力源及第二动力源，其中自动变速器的变速器输入轴和变速器输出轴同轴线，所述变速器输入轴与第一动力源的输出轴连接，所述变速器输出轴与第二动力源的输入轴连接，所述第二动力源的输出轴与车桥半轴连接，所述自动变速器具有两种速比传动。

所述自动变速器内设有与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴平行的中间轴，所述中间轴通过第一齿轮组和第二齿轮组分别与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴连接，所述变速器输出轴上设有与所述第一齿轮组连接的第一离合器，所述变速器输出轴上或所述中间轴上设有与所述第二齿轮组连接的第二离合器，通过所述第一离合器和所述第二离合器的配合实现所述自动变速器两种速比传动的切换。

当所述第二离合器设置于所述变速器输出轴上时，所述第一离合器和所述第二离合器为一体式结构的双面离合器。

所述第一齿轮组包括设置于所述变速器输入轴上的第一齿轮及设置于所述中间轴上且与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一离合器连接。

所述第二齿轮组包括设置于所述中间轴上的第三齿轮及设置于所述变速器输出轴上且与所述第三齿轮啮合的第四齿轮，当所述第三齿轮空套在所述中间轴上，所述第四齿轮与所述变速器输出轴固定连接时，所述第二离合器设置于所述中间轴上、且与所述第三齿轮连接；当所述第三齿轮与所述中间轴固定连接，所述第四齿轮空套在所述变速器输出轴时，所述第二离合器设置于所述变速器输出轴上、且与所述第四齿轮连接。

所述第一齿轮组的传动比为i 1，所述第二齿轮组的传动比为i2，所述第一离合器断开，所述第二离合器啮合时，所述自动变速器中啮合传动比为i 1×i2。

所述第一离合器和所述第二离合器均为端面齿离合器。

所述第一动力源的输出轴和所述变速器输入轴同轴、且采用一体式结构，所述第二动力源输入轴与所述变速器输出轴同轴、且采用一体式结构。

所述第二动力源采用电动机，所述第一动力源采用发动机、电动机或者发动机与ISG电机组合。

所述自动变速器内设有与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴平行的中间轴，所述中间轴通过第一齿轮组与所述变速器输入轴传动连接，所述中间轴通过第二齿轮组与所述变速器输出轴传动连接。

本实用新型具有以下优点及有益效果：本实用新型的车辆动力总成，与车辆的后桥半轴或前桥半轴连接，车辆动力总成可实现双动力源输入、多种速比传动，传动形式和动力输入方式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求；当车辆在负重爬坡时，可选择双动力输入、较大速比传动，提高整车驱动力，弥补整车驱动力不足的缺陷；当整车在巡航状态，可选择单动力输入、较小速比传动，以满足整车高速行驶要求，节约能源，提高车辆续航里程。

当车辆换挡时，第一动力源和第二动力源可同时启动，保证车辆动力不中断。在车辆起步时，第一动力源和第二动力源可同时启动，增加驱动总成的总驱动力，使车辆缩短加速过程，更快实现高速行驶。扭转减振器结合端面齿离合器的设计模式可使动能损失最小，弥补了传统摩擦式离合器因无法承受电动机的动力冲击而寿命过短的缺陷。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三的结构示意图；

图4是本实用新型实施例四的结构示意图；

图5是本实用新型实施例五的结构示意图；

图6是本实用新型实施例六的结构示意图。

图中：10.自动变速器；11.第一齿轮；12.第二齿轮；13.第三齿轮；14.第四齿轮；21.变速器输入轴；22.第二动力源输出轴；31.中间轴；32.变速器输出轴；41.第二离合器；42.第一离合器；43.双向离合器；50.车桥；61.发动机；62.I SG电机；63.扭转减震器；71.第一动力源；72.第二动力源。

具体实施方式

目前的纯电动或混合动力新能源汽车，所采用的电动机的动力特性与整车要求有差异，无法满足速比和力矩的要求。通常设置单动力源，与单动力源连接有变速器，换档时离合器需要断开，在换挡时动力会中断，此时输入轴与输出轴之间切断了动力连接，影响车辆的行驶状态。

为了解决单动力源汽车在起步、需要增大扭矩等工况下动力不足的问题，本实用新型有选择性地解决现有的变速器在换挡时动力中断的问题，本实用新型的车辆动力总成可实现双动力源输入、多种速比传动，传动形式和动力输入方式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供的一种纵置双动力源车辆驱动总成，包括自动变速器10、第一动力源71及第二动力源72，其中自动变速器10的变速器输入轴21和变速器输出轴32同轴线，变速器输入轴21与第一动力源71的输出轴连接，变速器输出轴32与第二动力源72的输入轴连接，第二动力源72的输出轴与车桥半轴连接，自动变速器10具有两种速比传动。

第一动力源71的输出轴和变速器输入轴21同轴、且采用一体式结构，第二动力源72输入轴与变速器输出轴32同轴、且采用一体式结构。

自动变速器10内设有与变速器输入轴21和变速器输出轴32平行的中间轴31，中间轴31通过第一齿轮组和第二齿轮组分别与变速器输入轴21和变速器输出轴32连接，变速器输出轴32上设有与第一齿轮组连接的第一离合器42，中间轴31上设有与第二齿轮组连接的第二离合器41，通过第一离合器42和第二离合器41的配合实现自动变速器10两种速比传动的切换。

第一齿轮组包括设置于变速器输入轴21上的第一齿轮11及设置于中间轴31上且与第一齿轮11啮合的第二齿轮12，第一齿轮11与第一离合器42连接。

第二齿轮组包括设置于中间轴31上的第三齿轮13及设置于变速器输出轴32上且与第三齿轮13啮合的第四齿轮14，第三齿轮13空套在中间轴31上，第四齿轮14与变速器输出轴32固定连接时，第二离合器41设置于中间轴31上、且与第三齿轮13连接。

第一齿轮组中第一齿轮11和第二齿轮12的啮合传动比为i 1，第二齿轮组中第三齿轮13和第四齿轮14啮合的传动比为i2，第一离合器42断开，第二离合器41啮合时，自动变速器10中啮合传动比为i 1×i 2。第二离合器断开，第一离合器啮合时，自动变速器10中啮合传动比为1。

第一离合器42和第二离合器41为端面齿离合器，包括进行啮合传动的活动齿盘和固定齿盘，活动齿盘上设置有端面传动齿或齿槽，固定齿盘上相应设置有端面齿槽或传动齿。端面齿离合器相对于摩擦式离合器可使动能损失最大程度地降低，弥补了传统摩擦式离合器因无法承受电动机的动力冲击而寿命过短的缺陷。端面齿离合器的驱动方式可以为电磁驱动式(利用电磁铁吸附带动)、或液力驱动式(利用液压机构带动)、或气动驱动式(利用气压机构带动)、或电动驱动式(利用电动机带动)，驱动活动齿盘轴向移动与固定齿盘啮合。当第二离合器41和第一离合器42为电磁齿嵌式离合器时，车辆驱动总成在动力输入时，电磁齿嵌式离合器可使动力与整车随时瞬间脱开和结合，实现了动力的平顺切换，提高车辆行驶平稳度。电磁齿嵌式离合器对应的电磁铁可为环形整体式，也可以是分体月牙式或其他形式。

第一离合器42包括左端面齿齿盘，第二离合器41包括右端面齿齿盘，第二离合器41包括右端面齿齿盘可以在中间轴31上滑动，第一离合器42包括左端面齿齿盘可以在变速器输出轴32上滑动，可以通过花键配合，第一齿轮11设置有右端面齿，第三齿轮13设置有左端面齿。第二离合器41的右端面齿向右滑动与第三齿轮13设置有左端面齿结合，第二离合器41啮合；第一离合器42的左端面齿向左滑动与第一齿轮11设置有的左端面齿结合，第一离合器42啮合。

在第一动力源输出轴同轴心方向设置有变速器输入轴32和第二动力源输出轴22，变速器输出轴32上设置第四齿轮14和第一离合器42，变速器输出轴32与第二动力源72的输入轴是一体的，第二动力源输出轴22连接至车桥50，车桥50通过半轴驱动车轮。

上述驱动总成动力传动方式如下：

第一离合器42断开，第二离合器41啮合时，第一动力源输出轴的动力通过第一齿轮11、第二齿轮12、第二离合器41、第三齿轮13、第四齿轮14传递至变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。设定第一齿轮11与第二齿轮12啮合传动比为i 1，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动比为i2，则第二离合器41啮合，第一离合器42断开时，自动变速器10中的传动比为i 1×i2，此为第一工况。第二离合器41断开，第一离合器42啮合时，第一动力源输出轴的动力通过第一离合器42直接传递至自动变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。第二离合器41断开，第一离合器42啮合时，自动变速器10中的传动比为1，此为第二工况。第二离合器41断开，第一离合器42断开时，自动变速器10为空挡，驱动总成为单动力源驱动。其中，传动比i 1、i2大小可通过改变齿轮的尺寸或齿数来改变，从而改变自动变速器10的传动比。

由上述可知，该车辆驱动总成可实现双动力源驱动，单动力源驱动，两种速比传动，自动变速器根据控制策略程序，可实现两个档位电控自动换档，传动形式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求。当车辆在负重爬坡时，可选择双动力源驱动，较大速比传动，提高整车驱动力，弥补整车驱动力不足的缺陷；当整车在巡航状态时，可选择单动力源驱动，或较小速比传动，以满足整车高速行驶要求，节约能源，提高车辆续航里程。此外，在车辆起步时，第一动力源71和第二动力源72同时启动，自动变速器10使用大速比的第一工况，可增加驱动总成的总驱动力，使车辆缩短加速过程，更快实现高速行驶。

在本实用新型实施例一中，车桥半轴为前桥半轴或后桥半轴，车辆驱动总成与前桥半轴连接时，车辆为前驱模式，车辆驱动总成与后桥半轴连接时，车辆为后驱模式。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上的变化，所不同的是换挡离合器的结构。如图2所示，第二齿轮组中第三齿轮13与中间轴31固定连接，第四齿轮14空套在变速器输出轴32上，第二离合器41设置于变速器输出轴32上、且与第一离合器42为一体式结构，形成双向离合器43。

双向离合器43包括双端面齿组合齿盘，双端面齿组合齿盘可以在变速器输出轴32上滑动，可以通过花键配合，第一齿轮11设置有右端面齿，第四齿轮14设置有左端面齿，第四齿轮14空套自动变速器输出轴32上。双端面齿组合齿盘向右滑动与第四齿轮14的左端面齿啮合，第一动力源输出轴的动力通过第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13、第四齿轮14、双向离合器43传递至变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。设定第一齿轮11与第二齿轮12啮合传动比为i 1，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动比为i2，自动变速器10中的传动比为i 1×i2，此为第一工况。

双端面齿组合齿盘向左滑动与第一齿轮11的右端面齿啮合，第一动力源输出轴的动力通过双向离合器43直接传递至变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。此时自动变速器10中的传动比为1，此为第二工况。

本实施例的其他结构与实例一相同，此处不再重复描述。

实施例三

本实施例在实施例二的基础上的一种变化，所不同的是换挡离合器的结构。如图3所示，与第一齿轮11配合设置有第一离合器42，与第四齿轮14配合设置有第二离合器41。第一离合器42包括左端面齿齿盘，第二离合器41包括右端面齿齿盘，左端面齿齿盘、右端面齿齿盘可以在变速器输出轴32上分别滑动，可以通过花键配合，第一齿轮11设置有右端面齿，第四齿轮14设置有左端面齿，第四齿轮14空套在变速器输出轴32上。第二离合器41向右滑动与第四齿轮14的左端面齿啮合，第一动力源输出轴的动力通过第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13、第四齿轮14、第二离合器41传递至变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。设定第一齿轮11与第二齿轮12啮合传动比为i1，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动比为i2，自动变速器10中的传动比为i 1×i2，此为第一工况。

第一离合器42向左滑动与第一齿轮11的左端面齿啮合，第一动力源输出轴的动力通过第一离合器42直接传递至变速器输出轴32，再加上第二动力源72的动力，通过第二动力源输出轴22传递至车桥50。此时自动变速器10中的传动比为1，此为第二工况。

本实施例的其他结构与实例一相同，此处不再重复描述。

实施例四

如图4所示，本实施例在实施例一的基础上的另一种变化，它是固定速比的减速器，没有第二离合器41和第一离合器42，第三齿轮13固联在中间轴31上；各齿轮速比可通过改变齿轮的尺寸或齿数来改变，从而改变自动变速器10的传动比。控制策略更加简单，同时双动力源驱动，较大速比传动，提高整车驱动力，可弥补整车驱动力不足的缺陷。

本实施例的其他结构与实施例一相同，此处不再重复描述。

实施例五

如图5所示，本实施例是在实施例一的基础上的变形，第一动力源为发动机61与ISG电机62，一方面减少发动机的怠速损耗和污染，另一方面I SG电机起到发电机的作用，可再生发电，回收能量，实现节能效果。发动机61与I SG电机62之间设置扭转减振器63，具有缓冲功能，降低发动机与I SG电机接合部分的扭转刚度，从而降低扭振固有频率，消除扭振。

实施例六

如图6所示，本实施例是在实施例一的基础上的变形，所不同的是第二离合器41的结构和位置的变化，它在第三齿轮13的右边。在中间轴31上设有第二离合器41，第二离合器41包括左端面齿齿盘可以在中间轴31上滑动，可以通过花键配合，第三齿轮13设置有右端面齿。第二离合器41包括左端面齿向左滑动与第三齿轮13设置有右端面齿结合，第二离合器41啮合。

本实施例的其他结构与实例一相同，此处不再重复描述。

本实用新型的车辆动力总成，与车辆的后桥半轴或前桥半轴连接，车辆动力总成可实现双动力源输入、多种速比传动，传动形式和动力输入方式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求；当车辆在负重爬坡时，可选择双动力输入、较大速比传动，提高整车驱动力，弥补整车驱动力不足的缺陷；当整车在巡航状态，可选择单动力输入、较小速比传动，以满足整车高速行驶要求，节约能源，提高车辆续航里程。

本实用新型实现了双电机的直驱和变速、双电机的直驱和减速功能，形成多种速比传动，传动形式灵活，缩小了驱动总成的径向尺寸，换挡时无动力中断，提高车辆的行驶平顺性，动力性，加速性和爬坡度。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，包括自动变速器、第一动力源及第二动力源，其中自动变速器的变速器输入轴和变速器输出轴同轴线，所述变速器输入轴与第一动力源的输出轴连接，所述变速器输出轴与第二动力源的输入轴连接，所述第二动力源的输出轴与车桥半轴连接，所述自动变速器具有两种速比传动。

2.根据权利要求1所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述自动变速器内设有与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴平行的中间轴，所述中间轴通过第一齿轮组和第二齿轮组分别与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴连接，所述变速器输出轴上设有与所述第一齿轮组连接的第一离合器，所述变速器输出轴上或所述中间轴上设有与所述第二齿轮组连接的第二离合器，通过所述第一离合器和所述第二离合器的配合实现所述自动变速器两种速比传动的切换。

3.根据权利要求2所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，当所述第二离合器设置于所述变速器输出轴上时，所述第一离合器和所述第二离合器为一体式结构的双面离合器。

4.根据权利要求2所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第一齿轮组包括设置于所述变速器输入轴上的第一齿轮及设置于所述中间轴上且与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一离合器连接。

5.根据权利要求2所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第二齿轮组包括设置于所述中间轴上的第三齿轮及设置于所述变速器输出轴上且与所述第三齿轮啮合的第四齿轮，当所述第三齿轮空套在所述中间轴上，所述第四齿轮与所述变速器输出轴固定连接时，所述第二离合器设置于所述中间轴上、且与所述第三齿轮连接；当所述第三齿轮与所述中间轴固定连接，所述第四齿轮空套在所述变速器输出轴时，所述第二离合器设置于所述变速器输出轴上、且与所述第四齿轮连接。

6.根据权利要求2所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第一齿轮组的传动比为i1，所述第二齿轮组的传动比为i2，所述第一离合器断开，所述第二离合器啮合时，所述自动变速器中啮合传动比为i1×i2。

7.根据权利要求2所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器均为端面齿离合器。

8.根据权利要求1所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第一动力源的输出轴和所述变速器输入轴同轴、且采用一体式结构，所述第二动力源输入轴与所述变速器输出轴同轴、且采用一体式结构。

9.根据权利要求1所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述第二动力源采用电动机，所述第一动力源采用发动机、电动机或者发动机与ISG电机组合。

10.根据权利要求1所述的纵置双动力源车辆驱动总成，其特征在于，所述自动变速器内设有与所述变速器输入轴和所述变速器输出轴平行的中间轴，所述中间轴通过第一齿轮组与所述变速器输入轴传动连接，所述中间轴通过第二齿轮组与所述变速器输出轴传动连接。