CN209191681U - 混合动力系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力系统和车辆，所述的混合动力系统包括发动机、电机、第一离合器、第二离合器以及变速箱，其中，发动机相对于车体固定并具有对外输出动力的输出轴，电机包括定子，转动设于定子内圆周面上的转子，以及固定在转子内圆周面上且转动套设于输出轴上的支撑部，且在该支撑部轴向的一侧形成有内凹的空腔，第一离合器集成在该空腔内，第二离合器容置于定子内。本实用新型所述的混合动力系统，通过将第一离合器以及第二离合器集成在电机内，缩短了该混合动力系统的轴向长度，便于该混合动力系统在车辆上的布置。

Description

混合动力系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆动力技术领域，特别涉及一种混合动力系统，本实用新型还涉及一种安装有该混合动力系统的车辆。

背景技术

近年来，随着汽车保有量的逐步增加，石油资源面临严峻的挑战，尤其是作为一个石油主要依赖进口的国家。而且车辆的尾气排放也是形成雾霾天气的重要原因之一。

采用混合动力的汽车在保留传统发动机的基础上，充分发挥电机的优势，相比于传统燃油汽车，具有良好的燃油经济性和环保特性，而相比于纯电动汽车，又具有价格优势和续航优势，解决了现有纯电动汽车续航里程较短和充电不便等问题。现有混合动力系统有多种结构如P2、eAD、HDCT、DHT等，其中P2系统是在发动机和变速箱之间加入电机和离合器，可实现纯电模式、混合动力模式等驱动。具有良好的节能特性，但由于需要在发动机和变速箱之间额外布置电动机和离合器，会造成轴向尺寸增加，同时牺牲部分性能，开发难度大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种混合动力系统，以能够缩短轴向长度，而便于其在车辆上的布置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种混合动力系统，其包括：

发动机，相对于车体固定，并具有对外输出动力的输出轴；

电机，所述电机包括定子，转子以及支撑部；所述定子相对于车体固定，所述转子可转动的穿设于所述定子内，所述支撑部固设于所述转子的内圆周面、并可转动的套设于所述输出轴上，且于所述支撑部轴向的一端形成有内凹的空腔；

第一离合器，设于所述空腔内，且所述第一离合器包括第一输入端以及第一输出端；所述第一输入端以承载电机输出动力，所述第一输出端固定套设于所述输出轴上，并可选择性的与所述第一输入端脱离或相连；

第二离合器，设于所述第一离合器轴向的一侧，且所述第二离合器包括第三输入端、第二输出端以及第三输出端；所述第三输入端与所述第一输出端固连，且可选择性的与所述第二输出端或第三输出端连接；

变速箱，具有第一输入轴以及套设于所述第一输入轴上的第二输入轴，且所述第一输入轴与所述第二输出端相连，所述第二输入轴与所述第三输出端相连；

进一步的，所述第一输入端固设于所述支撑部上。

进一步的，所述支撑部包括与所述转子内圆周面贴合固定的外圈，转动套设于所述输出轴上的内圈，以及连接所述外圈和所述内圈同一端的连接板，所述空腔由所述外圈和所述内圈以及所述连接板围构而成。

进一步的，所述第一离合器包括固设于所述内圈上、作为所述第一输入端的第一内毂，以及固定套设于所述输出轴上、作为所述第一输出端的第一离合器外毂；且于所述第一离合器外毂和所述第一内毂之间设有相对布置的离合器片。

进一步的，所述第三输入端由所述第一离合器外毂构成，所述第二输出端为固设于所述第一输入轴上的第二内毂，所述第三输出端为固设于所述第二输入轴上的第三内毂。

进一步的，于所述输出轴轴向的一端形成有盲孔，所述第一输入轴具有插设于所述盲孔内的延伸段。

进一步的，所述发动机为2.0升4缸米勒循环紧凑型发动机。

进一步的，所述变速箱为8档双离合变速箱。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的混合动力系统，通过将电机和第一离合器以及第二离合器集成布置，合理利用电机内部空间，以缩短混合动力系统的轴向长度，便于其在车辆上的布置。

(2)第一输入端固定在支撑部上，便于电机的制造布置。

(3)将支撑部设置成外圈、内圈以及连接板的结构，便于支撑部的设置以及各离合器的安装。

本实用新型还提供了一种车辆，于所述车辆上安装有如上述的混合动力系统。

本实用新型的车辆具有与上述的混合动力系统具有相同的效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的混合动力系统整体结构示意图；

附图标记说明：

1-发动机，11-输出轴，2-电机，21-定子，22-转子，23-支撑部，2301-空腔， 231-外圈，232-内圈，233-连接板，3-第一离合器，31-第一输入端，32-第一输出端，4-第二离合器，41-第二输出端，42-第三输出端，5-变速箱，51-第一输入轴，52-第二输入轴，6-离合器片，7-活塞组件，71-执行活塞，72-平衡活塞， 73-弹性件，701-油液腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种混合动力系统，如图1所示，该混合动力系统包括发动机1、电机2、第一离合器3、第二离合器4以及变速箱5。其中，发动机1相对于车体固定，并具有对外输出动力的输出轴11。电机2包括定子21、转子 22以及支撑部23，定子21相对于车体固定，转子22可转动的设于定子21的内圆周面上，支撑部23固设于定子21的内圆周面上，并可转动的套设在输出轴11上，且在支撑部23轴向的一端形成有内凹的空腔2301。

第一离合器3设于空腔2301内，且第一离合器3包括第一输入端31，第以及第一输出端32；第一输入端31承载电机2输出动力，第一输出端32固定套设在输出轴11上，并可选择的与第一输入端31脱离或相连。

第二离合器4安装在第一离合器3的轴向一侧，且位于空腔2301内，第二离合器4包括第三输入端、第二输出端41以及第三输出端42，第三输入端与第一输出端32固连，且可选择性的与第二输出端41以及第三输出端42连接。

变速箱5具有第一输入轴51以及套设于第一输入轴51上的第二输入轴52，且第一输入轴51与第二输出端41固连，第二输入轴52与第三输出端42固连。

本实施例中，发动机1可采用现有技术中结构，优选采用2.0升4缸米勒紧凑型发动机1，结构紧凑，并能够较好的匹配重型车。

电机2的结构如图1所示，包括呈圆筒状的定子21，设于所述定子21内、并与定子21同心布置、并呈筒状的转子22，以及固定在转子22内部、并可转动设于输出轴11上的支撑部23。本实施例中，支撑部23具体包括贴合并固定在转子22内壁上的外圈231，转动套设于输出轴11上的内圈232，以及连接外圈231和内圈232同一端的连接板233。由外圈231和内圈232以及连接板233 围构成了一侧开口的空腔2301。而内圈232转动套设于输出轴11上的结构如图1所示，在内圈232的两端构造有内凹的安装槽，并在安装槽内设有套设在输出轴11上的滚针轴承。通过上述设置，电机2转子22和输出轴11可相互独立转动，互不影响。

本实施例的混合动力系统，可使电机2由外部蓄电池供电，通过转子22 转动而向变速箱5输出动力，或者由发动机1输出轴11的转动而向变速箱5输出动力，还可由发动机1和电机2同时向变速箱5输出动力。为实现上述功能，本实施例中，如图1所示，在空腔2301内设置有第一离合器3，该第一离合器 3具体包括固设于内圈232内壁上、并构成第一输出端31的第一内毂，以及固定套设于输出轴11上、并构成第一输出端32的第一离合器外毂，且于第一离合器外毂和第一内毂之间设有相对布置的离合器片6。

当第一离合器外毂和第一内毂上的离合器片6相互脱离时，转子22转动不能带动第一离合器外毂转动，对应上述发动机1对外输出动力；当第一离合器外毂与第一内毂上的离合器片6贴合时，由转子22和输出轴11同时带动第一离合器外毂转动，对应上述发动机1和电机2同时对外输出动力。

为了能使第一离合器外毂和第一内毂上的离合器片6能够贴合或分离。本实施例中，如图1所示，在第一离合器外毂和第一内毂之间还设有活塞组件7。该活塞组件7具体执行活塞71、平衡活塞72以及连接在执行活塞71和平衡活塞72之间的弹性件73。其中，执行活塞71的内轴固定套设在内圈232上，且执行活塞71的外周贴合位于第一离合器外毂上的离合器片6布置。在执行活塞 71、内圈232以及连接板233之间形成有油液腔701，外部控制机构通过控制油液腔701内的压力来构成第一离合器外毂和第一内毂上离合器片6的贴合或脱离。具体的，当油液腔701内油压压力较大时，推动执行活塞71外周挤压第一离合器外毂上的离合器片6与第一内毂上的离合器片6贴合，以开始动力传输。当油液腔701内油压压力较小时，弹性件73会推动执行活塞71回复至初始位置，使第一离合器外毂上的离合器片6与第一内毂上的离合器片6分离，以停止动力传输。本实施例中，该弹性件73为弹簧。

本实施例中，变速箱5采用双离合变速箱5，为提高燃油经济性，该双离合变速箱5优选为八档双离合变速箱5。其双离合器为本实施例中的第二离合器4，与该第二离合器4相连具有输入动力的第一输入轴51以及套设于第一输入轴51上的第二输入轴52，且为了增强输入轴的强度，本实施例中，如图1 所示，在输出轴11的轴向的一端上形成有盲孔，且第一输出轴11具有插设于所述盲孔内的延伸段。变速箱5的其它结构可采用现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，第二离合器4设置在第一离合器3轴向的一侧，由于该第二离合器4也集成在电机2中，因此能进一步缩短该混合动力系统的长度。由于该变速箱5具有两根输入轴，以便于快速换挡。而为了使动力能够在两根输入轴之间转换，本实施例中，如图1所示，第二离合器4具体包括承载第一离合器外毂动力的第三输入端，固定设置在第一输入轴51上的第二输出端41以及设置在第二输入轴52上的第三输出端42。第三输入端可选择性的与第二输出端41和第三输出端42连接，以对应的将动力传递至第一输入轴51或第二输入轴52。

为实现上述功能，本实施例中，第三输入端采用了第一离合器外毂，第二输出端41则为固定套设在第一输入轴51上的第二内毂，第三输出端42为固定套设在第二输入轴52上的第三内毂。在第一离合器外毂和第二内毂之间，以及第一离合器外毂和第三内毂之间分别对应布置有离合器片6。通过外部控制机构控制第一离合器外毂和第二内毂之间的离合器片6的贴合或脱离，或者第一离合器外毂和第三内毂之间离合器片6的贴合或脱离，以将电机2或发动机1 的动力，或者两者结合的动力选择性的传递给第一输入轴51或者第二输入轴 52。

第一离合器外毂和第二内毂之间离合器片6的贴合或脱离，以及第一离合器外毂和第三内毂之间离合器片6的贴合或脱离采用与第一离合器3相同的方案，在此不再赘述。

通过上述设置，本实施例中的混合动力系统，通过第一离合器3以及第二离合器4的结合，可以实现一下驱动方式：

a、第一输入端31与第一输出端32脱离，第三输入端与第二输出端41或者第三输出端42结合，发动机1单独驱动变速箱5；

c、第一输入端31第一输出端32结合，第三输入端与第二输出端41或者第三输出端42结合，电机2和发动机1同时驱动变速箱5；

d、第一输入端31与第一输出端32结合，第三输入端与第二输出端41和第三输出端42脱离，由电机提供动力时，电机2启动发动机1；

e，第一输入端31与第一输出端32结合，第三输入端与第二输出端41和第三输出端42脱离，由发动机提供动力时，发动机1驱动电机2为蓄电装置充电。

实施例二

本实施例涉及一种车辆，于该车辆上安装有如实施例一所述的混合动力系统。

通过在车辆上安装如实施例所述的动力系统，由于该混合动力系统将双离合变速箱5的离合器部分集成在电机2中，能缩短该混合动力系统的长度，便于车辆的安装。且由于设置了第一离合器3以及第二离合器4，通过各离合器不同的结合，能实现多种模式，具有良好的燃油经济性，并具有良好的环保特性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合动力系统，其特征在于包括：

发动机(1)，相对于车体固定，并具有对外输出动力的输出轴(11)；

电机(2)，所述电机(2)包括定子(21)，转子(22)以及支撑部(23)；所述定子(21)相对于车体固定，所述转子(22)可转动的穿设在所述定子(21)内，所述支撑部(23)固设于所述转子(22)的内圆周面、并可转动的套设于所述输出轴(11)上，且于所述支撑部(23)轴向的一端形成有内凹的空腔(2301)；

第一离合器(3)，设于所述空腔(2301)内，且所述第一离合器(3)包括第一输入端(31)和第一输出端(32)；所述第一输入端(31)以承载电机(2)输出动力，所述第一输出端(32)固定套设于所述输出轴(11)上，并可选择性的与所述第一输入端(31)脱离或相连；

第二离合器(4)，设于所述第一离合器(3)轴向的一侧，且所述第二离合器(4)包括第三输入端、第二输出端(41)以及第三输出端(42)；所述第三输入端与所述第一输出端(32)固连，并可选择性的与所述第二输出端(41)或第三输出端(42)连接；

变速箱(5)，具有第一输入轴(51)以及套设于所述第一输入轴(51)上的第二输入轴(52)，且所述第一输入轴(51)与所述第二输出端(41)相连，所述第二输入轴(52)与所述第三输出端(42)相连。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述第一输入端(31)固设于所述支撑部(23)上。

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述支撑部(23)包括与所述转子(22)内圆周面贴合固定的外圈(231)，转动套设于所述输出轴(11)上的内圈(232)，以及连接在所述外圈(231)和所述内圈(232)同一端的连接板(233)，所述空腔(2301)由所述外圈(231)和所述内圈(232)以及所述连接板(233)围构而成。

4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于：所述第一离合器(3) 包括固设于所述内圈(232)上、作为所述第一输入端(31)的第一内毂，以及固定套设于所述输出轴(11)上、作为所述第一输出端(32)的第一离合器外毂；且于所述第一离合器外毂和所述第一内毂之间设有相对布置的离合器片(6)。

5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于：所述第三输入端由所述第一离合器外毂构成，所述第二输出端(41)为固设于所述第一输入轴(51)上的第二内毂，所述第三输出端(42)为固设于所述第二输入轴(52)上的第三内毂。

6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：于所述输出轴(11)轴向的一端形成有盲孔，所述第一输入轴(51)具有插设于所述盲孔内的延伸段。

7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述发动机(1)为2.0升4缸米勒循环紧凑型发动机。

8.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：所述变速箱(5)为8档双离合变速箱。

9.一种车辆，其特征在于：于所述车辆上安装有如权利要求1至8中任一项所述的混合动力系统。