CN208439058U - 双电机混合动力用变速器 - Google Patents

Abstract

一种双电机混合动力用变速器，包括：输入轴、两个中间轴、差速机构、发电机构和电驱动机构，其中：输入轴通过离合器与发动机相连，输入轴上依次设有EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、第四同步器、发电挡传递齿轮、三挡/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮，第一中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第一同步器、一挡从动齿轮、第一主减速主动齿轮，本装置通过同步机构操纵发动机动力、发电机动力及驱动电机动力的传递方向，包含发动机六个挡位、电机两个挡位、发电机一个挡位的结构，本装置能够使发动机动力、发电机动力与驱动电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

Description

双电机混合动力用变速器

技术领域

本实用新型涉及的是一种汽车变速器领域的技术，具体是一种双电机混合动力用变速器。

背景技术

机械式自动变速器的设计原理和生产工艺、技术经过长时间的发展已经成熟稳定，但在换挡过程中存在发动机的动力丢失，驱动电机的加入，可以很好的弥补机械式自动变速器的这一缺陷，同时又可以充分利用机械式变速器的高效率低成本优势，是很多混合动力车型的所选方案。已有的在机械式自动变速器基础上改进的双电机混合动力变速器，均具有以下某个缺陷：1)纯发动机驱动车辆时至少一个电机无法脱开，致使变速器的整体效率降低；2)纯发动驱动挡位偏少；3)轴向尺寸大，整车布置困难。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种双电机混合动力用变速器，通过同步机构操纵发动机动力、发电机动力及驱动电机动力的传递方向，包含发动机六个挡位、电机两个挡位、发电机一个挡位的结构，本装置能够使发动机动力、发电机动力与驱动电机动力在传递的过程中做到单独操控，互不干涉，同时在需要的时候，又可以互相弥补。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：输入轴、两个中间轴、差速机构、发电机构和电驱动机构，其中：

输入轴通过离合器与发动机相连，输入轴上依次设有EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、第四同步器、发电挡传递齿轮、三挡/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮，第一中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第一同步器、一挡从动齿轮、第一主减速主动齿轮，第二中间轴上依次设有EVII挡从动齿轮、第三同步器、EVI挡从动齿轮、五挡从动齿轮、第二同步器、四挡从动齿轮、第二主减速主动齿轮。

所述的差速机构通过齿轮承受第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮传递的动力，发电机构与发电挡传递齿轮相啮合，EVII挡主动齿轮分别与EVII挡从动齿轮和电驱动机构相啮合，EVI挡主动齿轮与EVI挡从动齿轮相啮合，三挡/五挡主动齿轮分别与五挡从动齿轮和三挡从动齿轮相啮合，四挡主动齿轮与四挡从动齿轮相啮合，一挡主动齿轮与一挡从动齿轮相啮合。

所述的第一至第四同步器两侧的齿轮均通过结合齿轮与同步器相连。

所述的EVII挡主动齿轮和EVI挡主动齿轮通过轴套同轴连接且套轴空套于输入轴上。

所述的差速机构包括：差速器以及设置于其差速轴上的主减速从动齿轮，该主减速从动齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合。

所述的发电机构包括：发电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮，该电机齿轮动力通过惰轮机构传递于发电挡传递齿轮。

所述的电驱动机构包括：驱动电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮，该电机齿轮通过惰轮机构与EVII挡主动齿轮相啮合。

所述的惰轮机构包括：惰轮轴及其惰轮齿轮。

所述的EVII挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、五挡从动齿轮、四挡从动齿轮均空套于第二中间轴上，可以自由转动。

所述的第三同步器、第二同步器、第二主减速主动齿轮固定设置于第二中间轴上。

所述的第四同步器、三/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮均固定设置于输入轴上。

所述的EVI挡主动齿轮第四同步器的齿轮套固定连接。

所述的三挡从动齿轮、一挡从动齿轮均空套于第一中间轴上，可以自由转动。

所述的第一同步器、第一主减速主动齿轮固定设置于第一中间轴上。

所述的第一至第四同步器由液压换挡系统或电换挡系统控制，其中：发动机一挡、发动机三挡由第一同步器控制，发动机四挡、发动机五挡由第二同步器控制；发动机二挡及发动机六挡由第四同步器和第三同步器共同控制；EVI挡、EVII挡由第三同步器控制；充电挡由第四同步器控制。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型通过合理的电机布置方式，实现了双电机混合动力汽车所需的所有模式，以较低成本实现了机械式自动变速器车型的双电机混合动力化；应用四个同步器机构实现控制六个发动机档位、两个纯电档位、一个充电档位；当纯发动机驱动时(不包括二挡、六挡)，可以断开驱动电机及发电电机，当纯电驱动时可以断开发动机及发电电机，实现动力在变速器内部的高效传递；当发动机换挡或者驱动电机换挡时，可以有另一种动力进行弥补，实现动力换挡，提高整车驾驶感受；具有整车串联驱动、并联驱动的所有功能；通过第四同步器D可以实现驻车充电、及纯电行驶中启动发动机；能够兼顾任意车速下的发动机及驱动电机均在高效区工作；较短的变速器轴向尺寸能够满足传统车的前舱布置需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：第一电机轴2、电机齿轮3、第一惰轮两端轴承4、惰轮齿轮5、惰轮轴6、第二中间轴两端轴承7、第二中间轴8、EVII挡从动齿轮9、EVI挡从动齿轮10、五挡从动齿轮11、四挡从动齿轮12、第二主减速主动齿轮13、输入轴两端轴承14、输入轴15、套轴16、EVII挡主动齿轮17、EVI挡主动齿轮18、发电挡传递齿轮19、三挡/五挡主动齿轮20、四挡主动齿轮21、一挡主动齿轮22、第一中间轴23、第一中间轴两端轴承24、三挡从动齿轮25、一挡从动齿轮26、第一主减速主动齿轮27、差速器两端轴承28、主减速从动齿轮29、第二惰轮轴两端轴承30、第二惰轮齿轮31、第二惰轮轴32、第二电机轴33、第二电机齿轮34、发电机G、驱动电机M、发动机E、离合器C、差速器Diff、第一至第四第一同步器A～D。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及的一种混合动力用变速器，其中包含：第一电机轴2、电机齿轮3、第一惰轮两端轴承4、惰轮齿轮5、惰轮轴6、第二中间轴两端轴承7、第二中间轴8、EVII挡从动齿轮9、EVI挡从动齿轮10、五挡从动齿轮11、四挡从动齿轮12、第二主减速主动齿轮13、输入轴两端轴承14、输入轴15、套轴16、EVII挡主动齿轮17、EVI挡主动齿轮18、发电挡传递齿轮19、三挡/五挡主动齿轮20、四挡主动齿轮21、一挡主动齿轮22、第一中间轴23、第一中间轴两端轴承24、三挡从动齿轮25、一挡从动齿轮26、第一主减速主动齿轮27、差速器两端轴承28、主减速从动齿轮29、第二惰轮轴两端轴承30、第二惰轮齿轮31、第二惰轮轴32、第二电机轴33、第二电机齿轮34、发电机G、驱动电机M、发动机E、离合器C、差速器Diff、第一至第四第一同步器A～D。

所述的第一电机轴分别与发电机和第一电机齿轮固定连接；第一惰轮轴与第一惰轮齿轮固定连接，第一惰轮齿轮与第一电机齿轮啮合。

所述的第二中间轴上依次空套有带结合齿轮的EVI挡从动齿轮、带结合齿轮的EVII挡从动齿轮，固定有第三同步器C、第二同步器B、第二主减速主动齿轮。

所述的输入轴固定有第四同步器D、三/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮，空套有带结合齿轮的套轴。其中三/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮分别与第二中间轴上的五挡从动齿轮、四挡从动齿轮啮合。

所述的带结合齿轮的套轴上依次固定有EVII挡主动齿轮、EVI挡主动齿轮，其分别与第二中间轴上的EVII挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮啮合。

所述的第四同步器D齿轮套上固定有充电挡主动齿轮，且第四同步器D向右滑动时，充电挡主动齿轮与第一惰轮齿轮啮合，第四同步器D置于中位时，两者无啮合关系。

所述的第一中间轴上依次空套有带结合齿轮的三挡从动齿轮、带从动齿轮的一挡从动齿轮，固定有第一同步器A、第一主减速主动齿轮。其中带结合齿轮的三挡从动齿轮、带结合齿轮的一挡从动齿轮分别与输入轴上的三/五挡主动齿轮、一挡主动齿轮啮合。

所述的差速器上固定有主减速从动齿轮，并同时与第二中间轴上的第二主减速主动齿轮、第一中间轴上的第一主减速主动齿轮啮合。

所述的第二惰轮轴固定连接第二惰轮齿轮，第二惰轮齿轮与套轴上的EVII挡主动齿轮啮合；第二电机轴固定连接驱动电机、第二电机齿轮，第二电机齿轮与第二惰轮轴上的第二惰轮齿轮啮合。

本实施例涉及上述装置的控制模式，具体包括：

纯电动模式：

EVI挡动力流：第三同步器C往右拨动，则驱动电机的动力通过电机轴输出后，依次经过电机齿轮、惰轮齿轮、EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、带结合齿轮的EVI挡从动齿轮、第三同步器C、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

EVII挡动力流：第三同步器C往左拨动，则驱动电机的动力通过电机轴输出后，依次经过电机齿轮、惰轮齿轮、EVII挡主动齿轮、带结合齿轮的EVII挡从动齿轮、第三同步器C、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

纯发动机模式：

发动机一挡动力流：第一同步器A往右拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过一挡主动齿轮、带结合齿轮的一挡从动齿轮、第一同步器A、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

发动机二挡动力流：第四同步器D往左拨动，同时第三同步器C往右拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过第四同步器D、带结合齿轮的套轴、EVI挡主动齿轮、带结合齿轮的EVI挡从动齿轮、第三同步器C、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

发动机三挡动力流：第一同步器A往左拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过三/五挡主动齿轮、带结合齿轮的三挡从动齿轮、第一同步器A、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

发动机四挡动力流：第二同步器B往右拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过四挡主动齿轮、带结合齿轮的四挡从动齿轮、第二同步器B、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

发动机五挡动力流：第二同步器B往左拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过三/五挡主动齿轮、带结合齿轮的五挡从动齿轮、第二同步器B、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

发动机六挡动力流：第四同步器D往左拨动，同时第三同步器C往左拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过第四同步器D、带结合齿轮的套轴、EVII挡主动齿轮、带结合齿轮的EVII挡从动齿轮、第三同步器C、第二中间轴、第二主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

混合动力模式：

组合方式有EVI挡/发动机一挡、EVI挡/发动机二挡、EVI挡/发动机三挡、EVI挡/发动机四挡、EVII挡/发动机三挡、EVII挡/发动机四挡、EVII挡/发动机五挡、EVII挡/发动机六挡。

充电模式：

第四同步器D往右拨动，闭合离合器，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过第四同步器D、充电挡主动轮、第一惰轮齿轮、第一电机齿轮、第一电机轴，输入到发电机，进行发电。

基于上述动力流的传递，即可实现停车充电，又可发动机驱动过程中同步充电，进行整车电量平衡调控，及调整发动机到效率最优的工作区域。

启动发动机模式：

发电机输出动力，并将驻车充电的动力流反向传递，则实现启动发动机功能。

基于上述动力流的传递，即可实现停车启动发动机，又可纯电行驶中启动发动机，且不影响差速器端的持续动力输出。

纯电驱动或混合动力驱动中的制动能量回收模式：

车轮制动过程中的动力，动力流经过啮合中的纯电挡位或者充电挡位，输入到驱动电机或者发电机，实现制动发电。

倒挡模式：

纯电动倒挡：驱动电机反转，则电机动力经过EVI挡的动力流反向驱动车辆。

串联模式：

第四同步器D往右拨动，闭合离合器，同时第三同步器C往右拨动，则发动机的动力通过离合器传递到输入轴，并依次通过第四同步器D、充电挡主动齿轮、第一惰轮齿轮、第一电机齿轮、第一电机轴，输入到发电机，进行发电，电能经过外置高压系统传递到驱动电机，驱动电机输出的动力通过第二电机轴输出后，依次经过第二电机齿轮、第二惰轮齿轮、EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、带结合齿轮的EVI挡从动齿轮、第三同步器C、第一中间轴、第一主减速主动齿轮、主减速从动齿轮、差速器，传递到车轮驱动车辆。

上述串联模式的动力流同样适用于整车倒车，区别在于此时驱动电机需要反向转动。

动力换挡：

在混合动力驱动的过程中，如果需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降，则需要保持另一动力所在挡位不变的情况下，进行所需要动力目标挡位的切换。

在纯电驱动或者纯发动机驱动的过程中，如果需要进行电机挡位或者发动机挡位的升降，则需要先启动另一动力，切换到对应的混合动力驱动模式，再进行目标挡位升降，之后断开不需要的动力。

具体的工作模式见下表：

注：L-同步机构左移，R-同步机构右移，0-同步机构中位。

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 (14)

1.一种双电机混合动力用变速器，其特征在于，包括：输入轴、两个中间轴、差速机构、发电机构和电驱动机构，其中：输入轴通过离合器与发动机相连，输入轴上依次设有EVII挡主动齿轮、套轴、EVI挡主动齿轮、第四同步器、发电挡传递齿轮、三挡/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮，第一中间轴上依次设有三挡从动齿轮、第一同步器、一挡从动齿轮、第一主减速主动齿轮，第二中间轴上依次设有EVII挡从动齿轮、第三同步器、EVI挡从动齿轮、五挡从动齿轮、第二同步器、四挡从动齿轮、第二主减速主动齿轮。

2.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的差速机构同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合，发电机构与发电挡传递齿轮相啮合，EVII挡主动齿轮分别与EVII挡从动齿轮和电驱动机构相啮合，EVI挡主动齿轮与EVI挡从动齿轮相啮合，三挡/五挡主动齿轮分别与五挡从动齿轮和三挡从动齿轮相啮合，四挡主动齿轮与四挡从动齿轮相啮合，一挡主动齿轮与一挡从动齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第一至第四同步器两侧的齿轮均通过结合齿轮与同步器相连。

4.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的EVII挡主动齿轮和EVI挡主动齿轮通过轴套同轴连接且套轴空套于输入轴上。

5.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的差速机构包括：差速器以及设置于其差速轴上的主减速从动齿轮，该主减速从动齿轮同时与第一主减速主动齿轮和第二主减速主动齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的发电机构包括：发电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮，该电机齿轮通过惰轮机构与发电挡传递齿轮相啮合。

7.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的电驱动机构包括：驱动电机以及设置于其电机轴上的电机齿轮，该电机齿轮通过惰轮机构与EVII挡主动齿轮相啮合。

8.根据权利要求6或7所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的惰轮机构包括：惰轮轴及其惰轮齿轮。

9.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的EVII挡从动齿轮、EVI挡从动齿轮、五挡从动齿轮、四挡从动齿轮均空套于第二中间轴上。

10.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第三同步器、第二同步器、第二主减速主动齿轮固定设置于第二中间轴上。

11.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第四同步器、三/五挡主动齿轮、四挡主动齿轮、一挡主动齿轮均固定设置于输入轴上。

12.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的EVI挡主动齿轮第四同步器的齿轮套固定连接。

13.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的三挡从动齿轮、一挡从动齿轮均空套于第一中间轴上。

14.根据权利要求1所述的双电机混合动力用变速器，其特征是，所述的第一同步器、第一主减速主动齿轮固定设置于第一中间轴上。