CN208896851U - 一种车辆动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆动力系统，包括第一动力源、第二动力源、三离合器、第一输入轴、第二输入轴，其中三离合器包括集成为一体的第一离合组件、第二离合组件和第三离合组件，第一离合组件的主动部分与第一动力源连接，第一离合组件的从动部分与第二动力源连接，第二离合组件和第三离合组件分别控制第一输入轴、第二输入轴与动力源的结合或分离。本实用新型提供的车辆动力系统，通过三离合器和多个档位齿轮组实现动力的耦合及传递，系统集成度高，可实现高效的传递效率，对于已有成熟双离合变速器的厂家而言，不需要做大的改动即可实现混动功能，且生产线无需调整，不仅缩短了开发周期，也降低了开发成本和风险。

Description

一种车辆动力系统

技术领域

本实用新型属于汽车动力系统领域，尤其涉及一种与电机集成的三离合变速器。

背景技术

混合动力汽车可以充分发挥内燃机及电机的优点，而且对动力电池的依赖程度相对较低，因此其作为传统内燃机车与纯电动汽车的过渡产品，将存在很长一段时间。

混合动力汽车的动力耦合装置也多种多样，而双离合变速器因具有体积小、重量轻、传动效率高等优势，在混合动力系统中应用非常广泛。包括大众、比亚迪、博格华纳、舍弗勒在内的众多汽车厂商及零部件制造商均加大在该领域的研发投入及产业化推广。

目前主流的电机并联式混合动力系统，电机布置方式较多，但在越来越追求油耗及驾驶感受的背景下，如何提高系统的集成度，减小系统的尺寸，提高系统的传动效率，一直是研发人员努力的方向。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有的单电机加双离合变速器动力系统，如何在不对已有双离合变速器作大的改动的前提下，减小系统的尺寸，提高系统的传动效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种车辆动力系统，包括：

第一动力源；

第二动力源；

三离合器，所述三离合器包括集成为一体的第一离合组件、第二离合组件和第三离合组件，所述第一离合组件的主动部分与所述第一动力源连接，所述第一离合组件的从动部分与所述第二动力源、所述第二离合组件的主动部分、所述第三离合组件的主动部分均连接，所述第二离合组件与第三离合组件相互嵌套；

第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴可转动地套设在所述第二输入轴内，所述第一输入轴与所述第二离合组件的从动部分连接，所述第二输入轴与所述第三离合组件的从动部分连接；

奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮，所述奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮均设有多个，所述奇数档主动齿轮固定在所述第一输入轴上，所述偶数档主动齿轮固定在所述第二输入轴上；

第一中间轴、第二中间轴和各档位从动齿轮，所述各档位从动齿轮空套在所述第一中间轴或所述第二中间轴上，所述各档位从动齿轮分别与对应的奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮啮合。

进一步的，所述第一动力源为发动机或电机，所述第二动力源为电机。

进一步的，所述三离合器设置于所述第二动力源的电机转子内毂内侧。

进一步的，所述车辆动力系统还包括电机控制器和动力电池，所述第二动力源与所述电机控制器和动力电池电连接，或者所述第一动力源与所述第二动力源同时与所述电机控制器和动力电池电连接。

进一步的，所述奇数档主动齿轮包括一档主动齿轮、三档主动齿轮和五/七档主动齿轮，其中五档和七档共用一个五/七档主动齿轮；所述偶数档主动齿轮包括二档主动齿轮和四/六档主动齿轮，其中四档和六档共用一个四/六档主动齿轮。

进一步的，所述一档主动齿轮、三档主动齿轮和五/七档主动齿轮从靠近所述三离合器的一端向远离所述三离合器的方向依次设置，所述四/六档主动齿轮和二档主动齿轮从靠近所述三离合器的一端向远离所述三离合器的方向依次设置。

进一步的，所述从动齿轮包括空套在所述第一中间轴上的六档从动齿轮、三档从动齿轮和七档从动齿轮，以及空套在所述第二中间轴上的四档从动齿轮、二档从动齿轮、一档从动齿轮和五档从动齿轮，所述四/六档主动齿轮同时与所述四档从动齿轮和六档从动齿轮啮合，所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮啮合，所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮啮合，所述三档主动齿轮与所述三档从动齿轮啮合，所述五/七档主动齿轮同时与所述五档从动齿轮和七档从动齿轮啮合。

进一步的，所述车辆动力系统还包括还包括三/七档同步器、六档同步器、一/五档同步器以及二/四档同步器，所述三/七档同步器安装于所述第一中间轴上并且位于所述三档从动齿轮和七档从动齿轮之间，所述六档同步器安装于所述第一中间轴上并且位于所述六档从动齿轮远离所述三离合器的一侧，所述一/五档同步器安装于所述第二中间轴上并且位于所述一档从动齿轮和五档从动齿轮之间，所述二/四档同步器安装于所述第二中间轴上并且位于所述二档从动齿轮和四档从动齿轮之间。

进一步的，所述车辆动力系统还包括倒档从动齿轮和倒档同步器，所述倒档从动齿轮空套在所述第一中间轴上并且与所述二档从动齿轮啮合，所述倒档同步器空套在所述第一中间轴上并且与所述倒档从动齿轮固连，所述倒档同步器设置于所述三档从动齿轮与所述倒档从动齿轮之间。

进一步的，所述车辆动力系统还包括第一输出齿轮、第二输出齿轮以及主减速齿轮，所述第一输出齿轮固定于所述第一中间轴上靠近所述三离合器的一端，所述第二输出齿轮固定于所述第二中间轴上靠近所述三离合器的一端，所述主减速齿轮同时与所述第一输出齿轮和第二输出齿轮啮合。

本实用新型提供的车辆动力系统，通过三离合器和多个档位齿轮组实现动力的耦合及传递，系统集成度高，可实现高效的传递效率，对于已有成熟双离合变速器的厂家而言，不需要做大的改动即可实现混动功能，且生产线无需调整，不仅缩短了开发周期，也降低了开发成本和风险。

附图说明

图1是本实施例车辆动力系统的结构示意图；

图2—图9分别为各个档位的动力传递路线图。

附图标记说明：

C0、第一离合组件，C1、第二离合组件，C2、第三离合组件，

100、集成式变速器，

101、壳体，

11、第一输入轴，111、一档主动齿轮，112、三档主动齿轮，113、五/七档主动齿轮，

12、第二输入轴，121、二档主动齿轮，122、四/六档主动齿轮，

13、第一中间轴，131、六档从动齿轮，132、三档从动齿轮，133、七档从动齿轮，134、倒档从动齿轮，

14、第二中间轴，141、四档从动齿轮，142、二档从动齿轮，143、一档从动齿轮，144、五档从动齿轮，

151、三/七档同步器，152、六档同步器，153、一/五档同步器，154、二/四档同步器，155、倒档同步器，

16、第一输出齿轮，

17、第二输出齿轮，

18、主减速齿轮，

19、差速器组件，

200、第一动力源，

300、第二动力源，

400、电机控制器，

500、动力电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种车辆动力系统，包括集成式变速器100、第一动力源200、第二动力源300、电机控制器400以及动力电池500，其中集成式变速器100包括第一输入轴11、第二输入轴12、奇数档主动齿轮、偶数档主动齿轮、第一中间轴13、第二中间轴14、各档位从动齿轮、第一输出齿轮16、第二输出齿轮17、主减速齿轮18、差速器组件19以及由第一离合组件C0、第二离合组件C1、第三离合组件C2集成为一体的三离合器。

具体来说，第一离合组件C0的主动部分与第一动力源200(本实施例中第一动力源为发动机)连接，第一离合组件C0的从动部分与第二离合组件的主动部分、第三离合组件的主动部分连接，从而通过C0的结合或分离，实现发动机动力的传递或中断。第一离合组件C0的从动部分同时也与第二动力源300(本实施例中第二动力源为电机)连接，即三离合器设置于电机转子内毂内侧。为提高系统集成度，第二动力源300(即电机)布置于集成式变速器100的壳体101内。

第二离合组件C1和第三离合组件C2相互嵌套，第一输入轴11与第二离合组件C1的从动部分连接，第二输入轴12与第三离合组件C2的从动部分连接。第一输入轴11可转动地套设在第二输入轴12内，第一输入轴11为实心轴，第二输入轴12为空心轴，二者配合的中间部分安装滚针轴承用于旋转支撑，两端以球轴承进行旋转支撑和轴向定位。由此，通过三离合器的结合或分离，可以将两个动力源的动力耦合并可选择地传递到第一输入轴11或第二输入轴12。

奇数档主动齿轮固定在第一输入轴11上，偶数档主动齿轮固定在第二输入轴12上，各档位从动齿轮空套在第一中间轴13和第二中间轴14上，各档位从动齿轮分别与对应的奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮啮合。集成式变速器100优选具有多个档位，奇数档主/从动齿轮和偶数档主/从动齿轮均设置有多个。本实施例中，以集成式变速器100具有七个档位(不含倒档)为例进行说明，但不以此为限。

在本实施例中，奇数档主动齿轮包括一档主动齿轮111、三档主动齿轮112和五/七档主动齿轮113，其中五档和七档共用一个齿轮即五/七档主动齿轮113。偶数档主动齿轮包括二档主动齿轮121和四/六档主动齿轮122，其中四档和六档共用一个齿轮即四/六档主动齿轮122。

为了使动力传递路线更紧凑，减小变速器的纵向尺寸，本实施例中，一档主动齿轮111、三档主动齿轮112和五/七档主动齿轮113从靠近三离合器的一端向远离三离合器的方向依次设置，四/六档主动齿轮122和二档主动齿轮121从靠近三离合器的一端向远离三离合器的方向依次设置。

在本实施例中，从动齿轮包括空套在第一中间轴13上的六档从动齿轮131、三档从动齿轮132和七档从动齿轮133，以及空套在第二中间轴14上的四档从动齿轮141、二档从动齿轮142、一档从动齿轮143和五档从动齿轮144，其中四/六档主动齿轮122同时与四档从动齿轮141和六档从动齿轮131啮合，二档主动齿轮121与二档从动齿轮142啮合，一档主动齿轮111与一档从动齿轮143啮合，三档主动齿轮112与三档从动齿轮132啮合，五/七档主动齿轮113同时与五档从动齿轮144和七档从动齿轮133啮合。

为了实现各档位的选择和切换，本实施例中，集成式变速器100还包括三/七档同步器151、六档同步器152、一/五档同步器153以及二/四档同步器154，其中三/七档同步器151安装于第一中间轴13上并且位于三档从动齿轮132和七档从动齿轮133之间，用于控制三档和七档的结合或分离；六档同步器152安装于第一中间轴13上并且位于六档从动齿轮133的左侧，用于控制六档的结合或分离；一/五档同步器153安装于第二中间轴14上并且位于一档从动齿轮143和五档从动齿轮144之间，用于控制一档和五档的结合或分离；二/四档同步器154安装于第二中间轴14上并且位于二档从动齿轮142和四档从动齿轮141之间，用于控制二档和四档的结合或分离。

为了实现倒档功能，本实施例中，集成式变速器还包括倒档从动齿轮134个倒档同步器155，其中倒档从动齿轮134空套在第一中间轴13上并且与二档从动齿轮142啮合，倒档同步器155空套在第一中间轴13上并且与倒档从动齿轮134固连，倒档同步器155设置于三档从动齿轮132与倒档从动齿轮134之间。基于此结构，当倒档同步器155与三档从动齿轮132结合时，倒档从动齿轮134便与三档从动齿轮132连接在一起并且共同绕第一中间轴13转动。

本实施例中，第一输出齿轮16固定于第一中间轴13上靠近三离合器的一端，第二输出齿轮17固定于第二中间轴14上靠近三离合器的一端，主减速齿轮18同时与第一输出齿轮16以及第二输出齿轮17啮合，并通过差速器组件19将动力输出到两个驱动半轴。

本实施例中，第二动力源300(即电机)与电机控制器400和动力电池500电连接，电机控制器400根据车辆的行驶状态，控制第二动力源300按照一定的方向、转速转动。动力电池500是储能部件，为第二动力源300的运行提供电能。第一动力源200(即发动机)的输出轴与第一离合组件C0的主动部分连接。通过控制发动机、电机及三离合器的不同工作状态，可以实现油电混合、纯电、纯油三种工作模式。具体来说，当发动机运转、第一离合组件C0结合且电机作为驱动电机时，系统为油电混合模式；当发动机停止、第一离合组件C0分离且电机作为驱动电机时，系统为纯电模式；当发动机运转、第一离合组件C0结合且电机作为发电机时，系统为纯油模式。以下以油电混合模式为例，详述各个档位的动力传递情况。

1档的动力传递路线参见图2，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第二离合组件C1传递至第一输入轴11，然后依次经过一档主动齿轮111、一档从动齿轮143、一/五档同步器153、第二中间轴14、第二输出齿轮17、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时，一/五档同步器153的结合套右移与一档从动齿轮143结合，其他同步器均位于中间位置。

2档的动力传递路线参见图3，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第三离合组件C2传递至第二输入轴12，然后依次经过二档主动齿轮121、二档从动齿轮142、二/四档同步器154、第二中间轴14、第二输出齿轮17、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时，二/四档同步器154的结合套左移与二档从动齿轮142结合，其他同步器均位于中间位置。

3档的动力传递路线参见图4，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第二离合组件C1传递至第一输入轴11，然后依次经过三档主动齿轮112、三档从动齿轮132、三/七档同步器151、第一中间轴13、第一输出齿轮16、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时三/七档同步器151的结合套右移与三档从动齿轮132结合，其他同步器均位于中间位置。

4档的动力传递路线参见图5，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第三离合组件C2传递至第二输入轴12，然后依次经过四/六档主动齿轮122、四档从动齿轮141、二/四档同步器154、第二中间轴14、第二输出齿轮17、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时二/四档同步器154的结合套右移与四档从动齿轮141结合，其他同步器均位于中间位置。

5档的动力传递路线参见图6，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第二离合组件C1传递至第一输入轴11，然后依次经过五/七档主动齿轮113、五档从动齿轮144、一/五档同步器143、第二中间轴14、第二输出齿轮17、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时一/五档同步器153的结合套左移与五档从动齿轮144结合，其他同步器均位于中间位置。

6档的动力传递路线参见图7，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第三离合组件C2传递至第二输入轴12，然后依次经过四/六档主动齿轮122、六档从动齿轮131、六档同步器152、第一中间轴13、第一输出齿轮16、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时六档同步器152的结合套右移与六档从动齿轮131结合，其他同步器均位于中间位置。

7档的动力传递路线参见图8，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第二离合组件C1传递至第一输入轴11，然后依次经过五/七档主动齿轮113、七档从动齿轮133、三/七档同步器151、第一中间轴13、第一输出齿轮16、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时三/七档同步器151的结合套左移与七档从动齿轮133结合，其他同步器均位于中间位置。

倒档的动力传递路线参见图9，第一动力源200和第二动力源300共同输入的动力通过第三离合组件C2传递至第二输入轴12，然后依次经过二档主动齿轮121、二档从动齿轮142、倒档从动齿轮134、倒档同步器155、三档从动齿轮132、三档主动齿轮112、第一输入轴11、一档主动齿轮111、一档从动齿轮143、一/五档同步器153、第二中间轴14、第二输出齿轮17、主减速齿轮18，传递至差速器组件19，最终将动力通过两个驱动半轴输出。此时倒档同步器155的结合套左移与三档从动齿轮132结合、一/五档同步器153的结合套右移与一档从动齿轮143结合，其他同步器位于中间位置。

需要说明的是，本实施例中是以第一动力源200为发动机、第二动力源300为电机为例来进行说明的，在其他实施例中当第一动力源200和第二动力源300都为电机时，各个档位的动力传递情况不变，在此不再赘述。

综上所述，本实施例提供了一种车辆动力系统，该动力系统的集成式变速器内集成有电机和由第一离合组件C0、第二离合组件C1、第三离合组件C2集成为一体的三离合器，其中第一离合组件的主动部分与发动机连接，第一离合组件的从动部分与电机、第二离合组件的主动部分、第三离合组件的主动部分均连接，第二离合组件和第三离合组件分别控制第一输入轴、第二输入轴与动力源的结合或分离，第一中间轴和第二中间轴将动力传递至相应的输出齿轮，位于两根输入轴与两根中间轴上的多个档位齿轮组实现变速功能。通过控制发动机、电机及三离合器的不同工作状态，可以实现动力的耦合，使系统具备油电混合、纯电、纯油三种工作模式。

本实施例提供的车辆动力系统，通过三离合器和多个档位齿轮组实现动力的耦合及传递，系统集成度高，可实现高效的传递效率，对于已有成熟双离合变速器的厂家而言，不需要做大的改动即可实现混动功能，且生产线无需调整，不仅缩短了开发周期，也降低了开发成本和风险。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆动力系统，其特征在于，包括：

第一动力源(200)；

第二动力源(300)；

三离合器，所述三离合器包括集成为一体的第一离合组件(C0)、第二离合组件(C1)和第三离合组件(C2)，所述第一离合组件(C0)的主动部分与所述第一动力源(200)连接，所述第一离合组件(C0)的从动部分与所述第二动力源(300)、所述第二离合组件(C1)的主动部分、所述第三离合组件(C2)的主动部分均连接，所述第二离合组件(CI)与第三离合组件(C2)相互嵌套；

第一输入轴(11)和第二输入轴(12)，所述第一输入轴(11)可转动地套设在所述第二输入轴(12)内，所述第一输入轴(11)与所述第二离合组件(C1)的从动部分连接，所述第二输入轴(12)与所述第三离合组件(C2)的从动部分连接；

奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮，所述奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮均设有多个，所述奇数档主动齿轮固定在所述第一输入轴(11)上，所述偶数档主动齿轮固定在所述第二输入轴(12)上；

第一中间轴(13)、第二中间轴(14)和各档位从动齿轮，所述各档位从动齿轮空套在所述第一中间轴(13)或所述第二中间轴(14)上，所述各档位从动齿轮分别与对应的奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的车辆动力系统，其特征在于，所述第一动力源(200)为发动机或电机，所述第二动力源(300)为电机。

3.根据权利要求2所述的车辆动力系统，其特征在于，所述三离合器设置于所述第二动力源(300)的电机转子内毂内侧。

4.根据权利要求2所述的车辆动力系统，其特征在于，还包括电机控制器(400)和动力电池(500)，所述第二动力源(300)与所述电机控制器(400)和动力电池(500)电连接，或者所述第一动力源(200)与所述第二动力源(300)同时与所述电机控制器(400)和动力电池(500)电连接。

5.根据权利要求1所述的车辆动力系统，其特征在于，所述奇数档主动齿轮包括一档主动齿轮(111)、三档主动齿轮(112)和五/七档主动齿轮(113)，其中五档和七档共用一个五/七档主动齿轮(113)；所述偶数档主动齿轮包括二档主动齿轮(121)和四/六档主动齿轮(122)，其中四档和六档共用一个四/六档主动齿轮(122)。

6.根据权利要求5所述的车辆动力系统，其特征在于，所述一档主动齿轮(111)、三档主动齿轮(112)和五/七档主动齿轮(113)从靠近所述三离合器的一端向远离所述三离合器的方向依次设置，所述四/六档主动齿轮(122)和二档主动齿轮(121)从靠近所述三离合器的一端向远离所述三离合器的方向依次设置。

7.根据权利要求6所述的车辆动力系统，其特征在于，所述从动齿轮包括空套在所述第一中间轴(13)上的六档从动齿轮(131)、三档从动齿轮(132)和七档从动齿轮(133)，以及空套在所述第二中间轴(14)上的四档从动齿轮(141)、二档从动齿轮(142)、一档从动齿轮(143)和五档从动齿轮(144)，所述四/六档主动齿轮(122)同时与所述四档从动齿轮(141)和六档从动齿轮(131)啮合，所述二档主动齿轮(121)与所述二档从动齿轮(142)啮合，所述一档主动齿轮(111)与所述一档从动齿轮(143)啮合，所述三档主动齿轮(112)与所述三档从动齿轮(132)啮合，所述五/七档主动齿轮(113)同时与所述五档从动齿轮(144)和七档从动齿轮(133)啮合。

8.根据权利要求7所述的车辆动力系统，其特征在于，还包括三/七档同步器(151)、六档同步器(152)、一/五档同步器(153)以及二/四档同步器(154)，所述三/七档同步器(151)安装于所述第一中间轴(13)上并且位于所述三档从动齿轮(132)和七档从动齿轮(133)之间，所述六档同步器(152)安装于所述第一中间轴(13)上并且位于所述六档从动齿轮(131)远离所述三离合器的一侧，所述一/五档同步器(153)安装于所述第二中间轴(14)上并且位于所述一档从动齿轮(143)和五档从动齿轮(144)之间，所述二/四档同步器(154)安装于所述第二中间轴(14)上并且位于所述二档从动齿轮(142)和四档从动齿轮(141)之间。

9.根据权利要求7或8所述的车辆动力系统，其特征在于，还包括倒档从动齿轮(134)和倒档同步器(155)，所述倒档从动齿轮(134)空套在所述第一中间轴(13)上并且与所述二档从动齿轮(142)啮合，所述倒档同步器(155)空套在所述第一中间轴(13)上并且与所述倒档从动齿轮(134)固连，所述倒档同步器(155)设置于所述三档从动齿轮(132)与所述倒档从动齿轮(134)之间。

10.根据权利要求9所述的车辆动力系统，其特征在于，还包括第一输出齿轮(16)、第二输出齿轮(17)以及主减速齿轮(18)，所述第一输出齿轮(16)固定于所述第一中间轴(13)上靠近所述三离合器的一端，所述第二输出齿轮(17)固定于所述第二中间轴(14)上靠近所述三离合器的一端，所述主减速齿轮(18)同时与所述第一输出齿轮(16)和第二输出齿轮(17)啮合。