CN208664942U - 一种混合动力汽车动力耦合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力汽车动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，发动机和发电机之间、发动机与差速器之间、以及驱动电机与差速器之间通过传动机构连接，发电机和发动机并排设置，在发动机和发电机之间形成第一传动路径，在发动机与差速器之间形成第二传动路径，在驱动电机与差速器之间形成第三传动路径，第一传动路径和第二传动路径存在单用部分和共用部分，第二传动路径和第三传动路径存在共用部分和单用部分，第二传动路径的单用部分设有用于调整发动机工作档位的同步器或爪式离合器。本实用新型的发动机与发电机并排布置，通过增速的齿轮副连接，可以优化发电时发动机的工作区间，提升发动机发电的效率。

Description

一种混合动力汽车动力耦合系统

技术领域

本实用新型涉及动力传动领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力耦合系统。

背景技术

随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染，全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。油电混合动力汽车同时拥有发动机和电动机，发动机消耗燃油，牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来，用于混合动力汽车的动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。

由于混合动力系统涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，结构往往比较复杂，占用空间较大，影响车辆其他部件的布置。一方面目前比较主流的电机并联式混合动力系统中，发动机和发电机直连，发动机和发电机的效率都比较低；另一方面，混合动力系统包含离合器、液压系统等，结构复杂、成本比较高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种结构简单、节省空间的混合动力汽车动力耦合系统。

本实用新型提供的一种混合动力汽车动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机和差速器，所述发动机和所述发电机之间、所述发动机与所述差速器之间、以及所述驱动电机与所述差速器之间通过传动机构连接，所述发电机和所述发动机并排设置，在所述发动机和所述发电机之间形成第一传动路径，在所述发动机与所述差速器之间形成第二传动路径，在所述驱动电机与所述差速器之间形成第三传动路径，所述第一传动路径和所述第二传动路径存在单用部分和共用部分，所述第二传动路径和所述第三传动路径存在共用部分和单用部分，所述第二传动路径的单用部分设有用于调整发动机工作档位的同步器或爪式离合器。

进一步地，所述传动机构包括齿轮副或传动链，所述发电机和所述发动机通过所述齿轮副或者所述传动链增速连接。

进一步地，所述传动机构包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴，所述第一传动轴的一部分位于所述第一传动路径和所述第二传动路径的共用部分，所述第一传动轴的另一部分位于所述第二传动路径的单用部分，所述第二传动轴位于所述第一传动路径的单用部分，所述第三传动轴和所述第四传动轴位于所述第三传动路径的单用部分。

进一步地，所述传动机构还包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮，所述第一齿轮套设于所述第一传动轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，且所述第二齿轮套设于所述第二传动轴上，所述第三齿轮套设于所述第一传动轴上，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮套设于所述第三传动轴上且通过所述第三传动轴与所述第五齿轮相连，所述第五齿轮和所述第六齿轮啮合，且所述第六齿轮套设于所述第四传动轴上，所述第七齿轮与所述差速器相连并且与所述第四齿轮啮合。

进一步地，所述同步器或爪式离合器设于所述第一传动轴的所述另一部分上。

进一步地，所述第一传动路径和所述第三传动路径在混合动力汽车采用增程模式时同时导通。

进一步地，所述第三传动路径在混合动力汽车采用纯电动模式时导通。

进一步地，所述第一传动路径、所述第二传动路径和所述第三传动路径在混合动力汽车采用混合驱动模式时导通。

进一步地，所述同步器或爪式离合器在混合动力汽车采用混合驱动模式时闭合，在混合动力汽车采用纯电动模式或增程模式时断开。

本实用新型实施例，具有以下有益的技术效果：

1.发动机与发电机并排布置，并且通过增速的齿轮副或传动链连接，可以优化发电时发动机的工作区间，提升发动机发电的效率；

2.在模式切换过程中，驱动电机参与驱动，动力不存在动力中断。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种混合动力汽车动力耦合系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的混合动力汽车动力耦合系统工作在纯电模式下的结构示意图；

图3为本实用新型提供的混合动力汽车动力耦合系统工作在增程模式下的结构示意图；

图4为本实用新型提供的混合动力汽车动力耦合系统工作在混合模式下的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

请参阅图1，本实用新型提供的一种混合动力汽车动力耦合系统，包括发动机1、发电机6、驱动电机14和差速器17，发动机1和发电机6之间、发动机1与差速器17之间、以及驱动电机14与差速器17之间通过传动机构连接，在发动机1和发电机6之间形成第一传动路径，在发动机1与差速器17之间形成第二传动路径，在驱动电机14与差速器17之间形成第三传动路径，第一传动路径和第二传动路径存在单用部分和共用部分，第二传动路径和第三传动路径存在共用部分和单用部分，第二传动路径的单用部分设有用于调整发动机1工作档位的同步器8或爪式离合器。

发电机6和发动机1并排设置，且通过第一传动路径与发动机1相连。第一传动路径上的传动机构包括齿轮副或传动链，发电机6和发动机1通过齿轮副或者传动链增速连接。

具体地，传动机构包括第一传动轴3、第二传动轴7、第三传动轴11、第四传动轴15，第一传动轴3的一部分位于第一传动路径和第二传动路径的共用部分，第一传动轴3的另一部分位于第二传动路径的单用部分，同步器8设于第一传动轴3上，位于第二传动路径的单用部分。第二传动轴7位于第一传动路径的单用部分，第三传动轴11和第四传动轴15位于第三传动路径的单用部分。

传动机构还包括第一齿轮4、第二齿轮5、第三齿轮9、第四齿轮10、第五齿轮12、第六齿轮13、以及第七齿轮16。第一齿轮4套设于第一传动轴3上，与第一传动轴3通过花键固定连接，第二齿轮5与第一齿轮4啮合，且第二齿轮5套设于第二传动轴7上，与第二传动轴7通过花键固定连接，第三齿轮9空套于第一传动轴3上，且第三齿轮9与第四齿轮10啮合，第四齿轮10套设于第三传动轴11上，与第三传动轴11通过花键固定连接，且通过第三传动轴11与第五齿轮12相连，与第五齿轮12通过花键固定连接，第五齿轮12和第六齿轮13啮合，且第六齿轮13套设于第四传动轴15上，与第四传动轴15通过花键固定连接，第七齿轮16与差速器17相连并且与第四齿轮10啮合。传动机构还包括减震器2(在本实施例中为扭转减震器)，减震器2安装在第一传动轴3上。

本实施例的动力耦合系统具有纯电动模式、增程模式、混合驱动模式，上述三种模式以表格体现如下:

当本实用新型的混合动力汽车动力耦合系统工作时，可根据电池SOC(State ofCharge，荷电状态，也叫剩余电量)值及车速需求自动实现不同模式的切换。切换时采取的控制策略(即本实用新型混合动力汽车动力耦合系统的控制方法)包括如下步骤：

步骤1，判断电池SOC值与第一阈值的大小关系，或者同时判断电池SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系；

步骤2，根据判断结果，切换所述动力耦合系统的工作模式。第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。设定好第一阈值和第二阈值后，则自动判断并根据判断结果在三种模式间自动切换。

具体地，当电池SOC值大于第一阈值时，表示电池电量充足，可以采用纯电动模式(如图2所示)，仅导通第三传动路径，使发动机1和发电机6均不工作，仅利用驱动电机14提供驱动动力。当电池SOC值小于或等于第一阈值时，表示电池电量不足，可以采用增程模式(如图3所示)，同时导通第一传动路径和第三传动路径，利用发电机6启动发动机1，当发动机1启动后，将发动机1的动力输出给发电机6发电。当车速高于第二阈值，可以切换到混合驱动模式(如图4所示)，闭合同步器8或爪式离合器，同时导通第一、第二和第三传动路径，利用发电机6启动发动机1，同时利用发电机6发电，并利用发动机1驱动，利用驱动电机14辅助驱动。在模式切换过程中，驱动电机14参与驱动，动力不存在中断。

在本实施例中，同步器8或爪式离合器用于控制第二传动路径的通断，当同步器8断开时，第二传动路径断开，系统工作在纯电动模式或增程模式，当同步器8或爪式离合器闭合时，第二传动路径导通，系统工作在混动模式。此外，汽车制动时，驱动电机14产生制动力矩制动车轮，同时其电机绕组中将产生感应电流向电池充电，实现制动能量的回收。由此，本实施例的控制方法还包括：

步骤3，在制动时控制所述驱动电机14产生制动力矩并且在绕组中产生感应电流以向电池充电。

综上所述，本实用新型具有如下的有益效果：

1.发动机与发电机并排布置，并且通过增速的齿轮副或传动链连接，可以优化发电时发动机的工作区间，提升发动机发电的效率；

2.在模式切换过程中，驱动电机参与驱动，动力不存在动力中断。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：包括发动机(1)、发电机(6)、驱动电机(14)和差速器(17)，所述发动机(1)和所述发电机(6)之间、所述发动机(1)与所述差速器(17)之间、以及所述驱动电机(14)与所述差速器(17)之间通过传动机构连接，所述发电机(6)和所述发动机(1)并排设置，在所述发动机(1)和所述发电机(6)之间形成第一传动路径，在所述发动机(1)与所述差速器(17)之间形成第二传动路径，在所述驱动电机(14)与所述差速器(17)之间形成第三传动路径，所述第一传动路径和所述第二传动路径存在单用部分和共用部分，所述第二传动路径和所述第三传动路径存在共用部分和单用部分，所述第二传动路径的单用部分设有用于调整发动机(1)工作档位的同步器(8)或爪式离合器。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于，所述传动机构包括齿轮副或传动链，所述发电机(6)和所述发动机(1)通过所述齿轮副或者所述传动链增速连接。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述传动机构包括第一传动轴(3)、第二传动轴(7)、第三传动轴(11)、第四传动轴(15)，所述第一传动轴(3)的一部分位于所述第一传动路径和所述第二传动路径的共用部分，所述第一传动轴(3)的另一部分位于所述第二传动路径的单用部分，所述第二传动轴(7)位于所述第一传动路径的单用部分，所述第三传动轴(11)和所述第四传动轴(15)位于所述第三传动路径的单用部分。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述传动机构还包括第一齿轮(4)、第二齿轮(5)、第三齿轮(9)、第四齿轮(10)、第五齿轮(12)、第六齿轮(13)、第七齿轮(16)，所述第一齿轮(4)套设于所述第一传动轴(3)上，所述第二齿轮(5)与所述第一齿轮(4)啮合，且所述第二齿轮(5)套设于所述第二传动轴(7)上，所述第三齿轮(9)套设于所述第一传动轴(3)上，所述第三齿轮(9)与所述第四齿轮(10)啮合，所述第四齿轮(10)套设于所述第三传动轴(11)上且通过所述第三传动轴(11)与所述第五齿轮(12)相连，所述第五齿轮(12)和所述第六齿轮(13)啮合，且所述第六齿轮(13)套设于所述第四传动轴(15)上，所述第七齿轮(16)与所述差速器(17)相连并且与所述第四齿轮(10)啮合。

5.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述同步器(8)或爪式离合器设于所述第一传动轴(3)的所述另一部分上。

6.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述第一传动路径和所述第三传动路径在混合动力汽车采用增程模式时同时导通。

7.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述第三传动路径在混合动力汽车采用纯电动模式时导通。

8.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述第一传动路径、所述第二传动路径和所述第三传动路径在混合动力汽车采用混合驱动模式时导通。

9.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力耦合系统，其特征在于：所述同步器(8)或爪式离合器在混合动力汽车采用混合驱动模式时闭合，在混合动力汽车采用纯电动模式或增程模式时断开。