CN208576421U - 一种混合动力汽车传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合动力汽车传动装置，所述装置包括：行星齿轮耦合机构包括单行星排和双行星排，单行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架、第一齿圈，双行星排包括第二太阳轮、内行星轮、外行星轮、第二行星架和第二齿圈；输入轴作为第一传动轴，两太阳轮相连接后与第二电机的转子轴相连，构成第二传动轴，两行星架连接构成第三传动轴，第一齿圈与第一电机的转子轴相连构成第四传动轴，第二齿圈构成输出轴；输入轴通过扭转减震器与发动机输出端相连；第一制动器一端与第一电机相连，另一端与变速箱壳体相连；第二制动器一端与第二电机相连，另一端与变速箱壳体相连。利用本申请中各个实施例，可以优化装置结构，提高传动效率。

Description

一种混合动力汽车传动装置

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车传动装置。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，中国对石油等传统能源的需求量逐年增加，但由于油井、油田的等生产能力的因素，我国原油储油量大大减少，油价的大幅攀升影响到了汽油、柴油的价格。传统燃料汽车的尾气排放含有一氧化碳、碳氢化合物等有害于环境及人体的有害物质，汽车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源之一。

随着世界各国对汽车排放以及新能源汽车的政策不断调整，我国在2020年开始实施国六排放标准，各大汽车主机厂对纯电动、混合动力的研究投入了前所未有的人力物力。在电池技术、充电基础设施尚未完善之前，在充分利用传统汽车的技术成果和工业基础上，混合动力车辆能够降低油耗、减少排放，是产业化和市场化的最优选择。

但是现有的混合动力汽车的传动装置，尤其是纵置后驱车型，往往由于集成化程度低，会导致由于多轴互相嵌套出现细长轴的情况，还会导致轴向、径向空间布局不合理。另外，现有的混合动力汽车由于受其传动装置的限制，导致液压系统以及油道的布置较为复杂。而且现有技术的传动装置导致发动机的运行效率较低，出现低效率高排放的情况。

现有技术中至少存在如下问题：现有的混合动力汽车的传动装置，尤其是纵置后驱车型，往往由于集成化程度低，会导致由于多轴互相嵌套出现细长轴的情况，还会导致轴向、径向空间布局不合理。另外，现有的混合动力汽车由于受其传动装置的限制，导致液压系统以及油道的布置较为复杂。而且现有技术的传动装置导致发动机的运行效率较低，出现低效率高排放的情况。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种混合动力汽车传动装置，以优化装置结构，提高装置的集成度，提高传动效率，进而提高发动机的效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种混合动力汽车传动装置，所述装置包括输入轴、第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、第一离合器、第二离合器、行星齿轮耦合机构；

所述行星齿轮耦合机构包括单行星排和双行星排，所述单行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架、第一齿圈，所述双行星排包括第二太阳轮、内行星轮、外行星轮、第二行星架和第二齿圈；

所述输入轴作为第一传动轴，所述第一太阳轮与所述第二太阳轮相连接后与所述第二电机的转子轴相连，构成第二传动轴，所述第一行星架和所述第二行星架连接构成第三传动轴，所述第一齿圈与所述第一电机的转子轴相连构成第四传动轴，所述第二齿圈构成输出轴；

所述输入轴通过扭转减震器与发动机输出端相连；

所述第一离合器设置在所述第一传动轴和所述第三传动轴的右端；所述第二离合器设置在第一传动轴和第二电机的转子轴上；所述第一制动器一端与所述第一电机的转子轴相连，另一端与变速箱壳体相连；所述第二制动器一端与所述第二电机的转子轴相连，另一端与所述变速箱壳体相连。

优选实施例中，所述第一离合器设置在所述行星齿轮耦合机构的内部；所述第二离合器设置在所述行星齿轮耦合机构的外部。

优选实施例中，所述第一行星轮安装在所述第一行星架上，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮、所述第一齿圈相啮合。

优选实施例中，所述内行星轮和所述外行星轮安装在所述第二行星架上，所述内行星轮与所述外行星轮相啮合，所述第二太阳轮与所述内行星轮相啮合，所述外行星轮与所述第二齿圈相啮合。

优选实施例中，其特征在于，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动器、所述第二制动器为多片湿式换挡元件或楔块式换挡元件。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型混合动力汽车传动装置，在应用于纵置后驱车型的混合动力汽车中时，具有如下技术效果：首先，所述第一电机和所述第二电机分别布置在行星齿轮耦合机构的两端，两个电机和行星齿轮耦合机构可以单独进行模块化分装，整体系统模块化集成高；能够降低两个电机转矩等性能要求并且冷却系统简单易控制；由于本发明适用于纵置后驱车型，该结构能够避免由于多轴互相嵌套出现细长轴的情况，既可以改善齿轴类零部件的生产工艺和装配工艺，也能优化整个系统轴向、径向空间；另外，通过采用单行星排和双行星排相配合连接的结构，可以减少零部件的数量以及零部件之间的连接结构；各个行星排中的行星齿轮数量均为3~4个，并且在圆周上均匀分布，有利于整个行星齿轮耦合机构的受力均匀；由于采用了双行星排输出的结构，增大了齿轮系统的传动比，可以减小两个电机的转矩性能要求，从而降低了电机的加工制造难度和生产成本；再次，所述第一离合器和所述第二离合器相隔距离更大大，可以单独进行优化离合器的径向空间；而所述第二离合器布置在行星齿轮耦合机构外部，可以单独布置油道，有利于简化液压系统油道的布置；同时，本传动装置可以运用为深度混合动力系统或者插电式混合动力系统以满足不同客户的需求；所述装置在纯电动驱动运转时，根据对所述第一制动器和所述第二制动器的控制，可实现三种纯电动驱动模式；通过控制可以实现两个电机运行在高效区域，可以有效提高整个系统的传动效率；由于存在发动机、第一电机、第二电机共三个动力输入，传动装置具有三种动力分流驱动模式，以及能够实现三个定传动比的行驶工况，能够满足多种路况的行驶需求，能够同时兼顾整车的燃油经济性和动力性；所述装置在实现整车无级变速E-CVT功能时，此时发动机转速与车速解耦，即发动机的输出转速不受到实际车速的影响，仅依靠两个电机就能实现车速的无级变化，并且可以使发动机一直处于运行在高效区间，该类系统更有利于发动机的高效运行，避免其工作在低效率高排放的运行区间。

附图说明

附图1为本实用新型混合动力汽车传动装置的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本申请一个实施例提供的一种混合动力汽车传动装置的装置结构示意图。一种实施例的装置结构图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述装置中可以包括更多或者更少的模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的结构中，这些装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的模块结构。

具体的，如图1所述，本申请提供的一种混合动力汽车传动装置的一种实施例可以包括：

输入轴1、第一电机MG1、第二电机MG2、第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2、行星齿轮耦合机构；

所述行星齿轮耦合机构包括单行星排PGS1和双行星排PGS2，所述单行星排PGS1包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架PC1、第一齿圈R1，所述双行星排PGS2包括第二太阳轮S2、内行星轮P2-1、外行星轮P2-2、第二行星架PC2和第二齿圈R2；

所述输入轴1作为第一传动轴，所述第一太阳轮S1与所述第二太阳轮S2相连接后与所述第二电机MG2的转子轴相连，构成第二传动轴，所述第一行星架PC1和所述第二行星架PC2连接构成第三传动轴，所述第一齿圈R1与所述第一电机MG1的转子轴相连构成第四传动轴，所述第二齿圈R2构成输出轴；

所述输入轴1通过扭转减震器与发动机输出端相连；

所述第一离合器C1设置在所述第一传动轴和所述第三传动轴的右端；所述第二离合器C2设置在第一传动轴和第二电机的转子轴上；所述第一制动器B1一端与所述第一电机MG1的转子轴相连，另一端与变速箱壳体相连；所述第二制动器B2一端与所述第二电机MG2的转子轴相连，另一端与所述变速箱壳体相连。

本例中，所述第一离合器C1设置在所述行星齿轮耦合机构的内部；所述第二离合器C2设置在所述行星齿轮耦合机构的外部。

本例中，所述第一行星轮P1安装在所述第一行星架PC1上，所述第一行星轮P1分别与所述第一太阳轮S1、所述第一齿圈R1相啮合。

本例中，所述内行星轮P2-1和所述外行星轮P2-2安装在所述第二行星架PC2上，所述内行星轮P2-1与所述外行星轮P2-2相啮合，所述第二太阳轮S2与所述内行星轮P2-1相啮合，所述外行星轮P2-2与所述第二齿圈R2相啮合。

本例中，所述第一离合器C1、所述第二离合器C2、所述第一制动器B1、所述第二制动器B2为多片湿式换挡元件或楔块式换挡元件。

上述实施例所述装置在实际应用中，至少可以包括但不限于起步、前进、倒挡、驻车发电、能量回收五种工作模式，下面结合图1，对本申请实施例所述装置在五种工作模式下的动力传递方式进行详细说明：

起步：本发明可采用纯电动起步或混合动力起步两种方式。采用纯电动起步时，将第一制动器B1单独闭合后，第一离合器C1和第二离合器C2打开，此状态下动力由第二电机MG2通过轴2传递到太阳轮，经过内行星轮P2-1、外行星轮P2-2通过第二齿圈R2输出，通过传动轴最终输出到车轮；采用混合动力起步时，将第一制动器B1和第二离合器C2闭合，第一离合器C1打开，发动机的动力通过第二离合器C2传递到第二电机MG2的转子轴上与第二电机MG2的输出扭矩进行耦合，通过轴2传递到太阳轮，经过内行星轮P2-1、外行星轮P2-2通过第二齿圈R2输出，通过传动轴最终输出到车轮，该起步模式能够实现大扭矩输出，能够满足多种起步工况尤其是大型车型坡道起步的工况；

前进：本发明可采用纯电动前进或混合动力前进两种方式。其中纯电动前进方式适用于中低车速，高速巡航仍然需要发动机介入。在纯电动模式下，可单独闭合第一制动器B1由单独由第一电机MG1或者单独由第二电机MG2或者由第一电机MG1和第二电机MG2同时驱动实现车辆的前进功能，为了保证电机在高效区间内工作，并且避免电机转速过高带来的噪音问题，因此纯电动前进方式适合与中低车速；在混动模式下，可以通过两个离合器、两个制动器的多种组合实现多种行驶模式，可以实现中高速行驶。当两个电机和发动机同时输入时，此时第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2均处于打开状态，由于此时单行星排PGS1和双行星排PGS2的行星架和太阳轮转速相同，行星齿轮耦合机构最终整体转动，以1为传动轴从第二齿圈R2输出，在一定范围内实现无级变速E-CVT的功能，此时可以实现第一电机MG1、第二电机MG2和发动机均处于高效工作区间内，提高整体系统的传动效率，并且可以降低第一电机MG1、第二电机MG2的转速，避免由于电机转速过高带来的噪音问题，该模式适用于高速巡航的工况；

倒挡：本传动装置倒挡在纯电动模式下实现，将第一制动器B1单独闭合后，第一离合器C1和第二离合器C2打开，此状态下动力由第二电机MG2反向输出通过轴2传递到太阳轮，经过内行星轮P2-1、外行星轮P2-2通过第二齿圈R2输出，通过传动轴最终输出到车轮，此时也可以控制第一电机MG1反向旋转，以增加车辆倒车扭矩；

驻车发电：驻车充电模式下，车辆处于驻车状态，控制第二离合器C2闭合，此时发动机带动第二电机MG2发电，对车辆电池系统充电；或者控制第一离合器C1闭合时，发动机ICE通过行星齿轮耦合机构带动第一电机MG1以及第二电机MG2同时发电；

能量回收：当车辆进行滑行或者刹车制动时，此时第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1和第二离合器C2均处于打开状态，将发动机断开以提高能量回收的效率。此时，车轮反向带动输出轴3，输出轴3通过行星齿轮耦合机构（9）带动第一电机MG1以及第二电机MG2发电，对车辆电池系统进行充电，以实现车辆的能量回收功能。

利用上述实施例提供的一种混合动力汽车传动装置的实施方式，在应用于纵置后驱车型的混合动力汽车中时，所述装置可以具有如下技术效果：首先，所述第一电机和所述第二电机分别布置在行星齿轮耦合机构的两端，两个电机和行星齿轮耦合机构可以单独进行模块化分装，整体系统模块化集成高；能够降低两个电机转矩等性能要求并且冷却系统简单易控制；由于本发明适用于纵置后驱车型，该结构能够避免由于多轴互相嵌套出现细长轴的情况，既可以改善齿轴类零部件的生产工艺和装配工艺，也能优化整个系统轴向、径向空间；另外，通过采用单行星排和双行星排相配合连接的结构，可以减少零部件的数量以及零部件之间的连接结构；各个行星排中的行星齿轮数量均为3~4个，并且在圆周上均匀分布，有利于整个行星齿轮耦合机构的受力均匀；由于采用了双行星排输出的结构，增大了齿轮系统的传动比，可以减小两个电机的转矩性能要求，从而降低了电机的加工制造难度和生产成本；再次，所述第一离合器和所述第二离合器相隔距离更大大，可以单独进行优化离合器的径向空间；而所述第二离合器布置在行星齿轮耦合机构外部，可以单独布置油道，有利于简化液压系统油道的布置；同时，本传动装置可以运用为深度混合动力系统或者插电式混合动力系统以满足不同客户的需求；所述装置在纯电动驱动运转时，根据对所述第一制动器和所述第二制动器的控制，可实现三种纯电动驱动模式；通过控制可以实现两个电机运行在高效区域，可以有效提高整个系统的传动效率；由于存在发动机、第一电机、第二电机共三个动力输入，传动装置具有三种动力分流驱动模式，以及能够实现三个定传动比的行驶工况，能够满足多种路况的行驶需求，能够同时兼顾整车的燃油经济性和动力性；所述装置在实现整车无级变速E-CVT功能时，此时发动机转速与车速解耦，即发动机的输出转速不受到实际车速的影响，仅依靠两个电机就能实现车速的无级变化，并且可以使发动机一直处于运行在高效区间，该类系统更有利于发动机的高效运行，避免其工作在低效率高排放的运行区间。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混合动力汽车传动装置，其特征在于，所述装置包括输入轴、第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、第一离合器、第二离合器、行星齿轮耦合机构；

所述行星齿轮耦合机构包括单行星排和双行星排，所述单行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架、第一齿圈，所述双行星排包括第二太阳轮、内行星轮、外行星轮、第二行星架和第二齿圈；

所述输入轴作为第一传动轴，所述第一太阳轮与所述第二太阳轮相连接后与所述第二电机的转子轴相连，构成第二传动轴，所述第一行星架和所述第二行星架连接构成第三传动轴，所述第一齿圈与所述第一电机的转子轴相连构成第四传动轴，所述第二齿圈构成输出轴；

所述输入轴通过扭转减震器与发动机输出端相连；

所述第一离合器设置在所述第一传动轴和所述第三传动轴的右端；所述第二离合器设置在第一传动轴和第二电机的转子轴上；所述第一制动器一端与所述第一电机的转子轴相连，另一端与变速箱壳体相连；所述第二制动器一端与所述第二电机的转子轴相连，另一端与所述变速箱壳体相连。

2.如权利要求1所述的一种混合动力汽车传动装置，其特征在于，所述第一离合器设置在所述行星齿轮耦合机构的内部；所述第二离合器设置在所述行星齿轮耦合机构的外部。

3.如权利要求1所述的一种混合动力汽车传动装置，其特征在于，所述第一行星轮安装在所述第一行星架上，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮、所述第一齿圈相啮合。

4.如权利要求1所述的一种混合动力汽车传动装置，其特征在于，所述内行星轮和所述外行星轮安装在所述第二行星架上，所述内行星轮与所述外行星轮相啮合，所述第二太阳轮与所述内行星轮相啮合，所述外行星轮与所述第二齿圈相啮合。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的一种混合动力汽车传动装置，其特征在于，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动器、所述第二制动器为多片湿式换挡元件或楔块式换挡元件。