CN209240858U - 动力驱动系统和车辆 - Google Patents

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CN209240858U CN201822007323.XU CN201822007323U CN209240858U CN 209240858 U CN209240858 U CN 209240858U CN 201822007323 U CN201822007323 U CN 201822007323U CN 209240858 U CN209240858 U CN 209240858U
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翟震
熊雨超
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Abstract

本实用新型公开了一种动力驱动系统和车辆,动力驱动系统包括:发动机、第一电动发电机、变速器,变速器包括:离合器;第一、第二输入轴通过离合器可选择性地与发动机动力耦合连接,第一输入轴和第二输入轴上各自设有挡位主动齿轮,第一输入轴和第二输入轴中的一个上设有倒挡主动齿轮;第一输出轴和第二输出轴各自空套设置有与对应的挡位主动齿轮啮合的挡位从动齿轮,第一输出轴空套设有第一输出齿轮;第一电动发电机通过第一传动机构与第一输出轴、第二输出轴中的一个动力耦合连接,与所述第一传动机构相连的所述输出轴空套有输出齿轮。本实用新型的动力驱动系统,电机驱动的传动链长度小,传动效率高,不会出现换挡过程中动力中断的问题。

Description

动力驱动系统和车辆
技术领域
本实用新型涉及车辆制造技术领域,尤其是涉及一种动力驱动系统和具有该动力驱动系统的车辆。
背景技术
随着能源的不断消耗,新能源车型的开发和利用已逐渐成为一种趋势。混合动力汽车作为新能源车型中的一种,通过发动机和/或电机驱动,具有多种模式,可以改善传动的燃油效率和燃油经济性。相关技术中,电机的驱动力输出到差速器的传动链长度大,传动效率较低,且在换挡过程中易出现动力中断问题,存在改进的空间。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种动力驱动系统,动力驱动系统的第一电动发电机和输出轴相连,可直接通过输出轴进行动力输出,传动链较短,传动效率较高。
本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述动力驱动系统的车辆。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统,包括:发动机、第一电动发电机、变速器,所述变速器包括:离合器;输入轴,所述输入轴包括第一输入轴和第二输入轴,所述第一输入轴和所述第二输入轴通过所述离合器可选择性地与所述发动机动力耦合连接,所述第一输入轴和所述第二输入轴上各自设有挡位主动齿轮,所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一个上设有倒挡主动齿轮;输出轴,所述输出轴包括第一输出轴和第二输出轴,所述第一输出轴和所述第二输出轴各自空套设置有与所述挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮,所述第二输出轴设有倒挡从动齿轮;倒挡轴,所述倒挡轴设置有与所述倒挡主动齿轮啮合的第一倒挡齿轮和与所述倒挡从动齿轮啮合的第二倒挡齿轮;第一传动机构,所述第一电动发电机通过所述第一传动机构与所述第一输出轴、所述第二输出轴中的一个动力耦合连接,与所述第一传动机构相连的所述输出轴空套有输出齿轮。
根据本实用新型第一方面实施例的动力驱动系统。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统,通过离合器与不同的输入轴、输出轴配合,可实现不同挡位的切换,且在输出轴上连接第一电动发电机,由此,发动机和第一电动发电机可作为并联于输出轴的两个动力源,能够更好地突出并联式结构的动力性强、结构简单和整车空间布置以实现的优势,且在与第一传动机构相连的输出轴和空套的输出齿轮不结合时,可实现驻车发电,有利于发电效率的提高、能量的回收和能耗的降低。在纯电动的工况下,可避免由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,极大地提高了电动驱动的传动效率,且并联式结构动力性强、结构简单,对于整车空间布置有极大地改善。
根据本实用新型第二方面实施例的车辆设置有第一方面任一种实施例的动力驱动系统。
所述车辆与上述的动力驱动系统相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1-图4是根据本实用新型实施例的动力驱动系统的结构示意图;
图5是根据本发明实施例的车辆的结构示意图。
附图标记:
车辆1000,
动力驱动系统100,
变速器1,
第一输入轴Ⅰ,第二输入轴Ⅱ,倒挡轴Ⅲ,第一输出轴Ⅰ’,第二输出轴Ⅱ’,
差速器Z,主减速器从动齿轮Zb,
二挡主动齿轮2a,四六挡主动齿轮46a,三五挡主动齿轮35a,一倒挡主动齿轮1Ra,
一挡从动齿轮1b,二挡从动齿轮2b,三挡从动齿轮3b,四挡从动齿轮4b,五挡从动齿轮5b,六挡从动齿轮6b,倒挡从动齿轮Rb,
第一倒挡齿轮1R,第二倒挡齿轮2R,
第一电机侧齿轮1c,第一输出轴侧齿轮1d,
第一惰轮1e,
第一离合器K1,第二离合器K2,
第一输出齿轮1Z,第二输出齿轮2Z,
二四挡同步器A,一三挡同步器B,六倒挡同步器C,五挡同步器D,第五同步器E,
第一电动发电机10,发动机30。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,该动力驱动系统100的第一电动发电机10与输出轴相连,可通过输出轴将第一电动发电机10产生的驱动力输出至车轮,缩短传动链长度,提高传动效率。
如图1-图4所示,根据本实用新型实施例的动力驱动系统100包括:发动机30、第一电动发电机10、变速器1。
发动机30用于输出驱动力以驱动车轮转动,发动机30可为汽油机,也可为柴油机。其中,发动机30与变速器1相连,变速器1的输出轴与车轮相连,发动机30输出的驱动力可通过变速器1传递到车轮,进而驱动车轮转动。
变速器1具有多个挡位,发动机30可通过变速器1输出多种不同的转速和转矩,以使行驶的车辆1000能够很好地适应行车环境。如车辆1000在阻力较大的路面行驶时,变速器1可选择低转速、高转矩的挡位进行动力传递,保持充足的动力输出;再如车辆1000在平顺、开阔的路面行驶时,变速器1可选择高转速、低转矩的挡位进行动力传递,降低油耗。由此,可保证车辆1000在不同工况下,车辆1000均具有很好的动力性能,使车辆1000保持良好的行驶状态,同时提高车辆1000的燃油经济性。
第一电动发电机10与变速器1相连,第一电动发电机10既可作为发电机,也可作为电动机。
当第一电动发电机10作为发电机时(车辆1000为驻车发电模式或行车发电模式),发动机30输出的部分动力可经变速器1传递到第一电动发电机10,通过第一电动发电机10进行发电,且第一电动发电机10产生的电量可存储于车辆1000的动力电池中。
当第一电动发电机10作为电动机时(车辆1000为混动模式或纯电动模式),动力电池向第一电动发电机10供电,第一电动发电机10工作输出动力,且第一电动发电机10输出的动力经过变速器1传递至车轮,可实现车辆1000的电动驱动。
如图1-图4所示,变速器1包括:离合器、输入轴、输出轴、倒挡轴Ⅲ和第一传动机构。
输入轴包括第一输入轴Ⅰ、第二输入轴Ⅱ,输出轴包括第一输出轴Ⅰ’和第二输出轴Ⅱ’,第一输入轴Ⅰ和第二输入轴Ⅱ通过离合器可选择性地与发动机30动力耦合连接,以使发动机30输出的驱动力可选择性地通过第一输入轴Ⅰ或第二输入轴Ⅱ传输至齿轮,且第一输入轴Ⅰ和第二输入轴Ⅱ上各自设有多个不同的挡位主动齿轮。如图1-图4所示,第一输入轴Ⅰ为实心轴,第二输入轴Ⅱ为空心轴,且第二输入轴Ⅱ套设于第一输入轴Ⅰ,由此通过输入轴的空套方式,可以缩小整个变速器1的体积。
第一输入轴Ⅰ设有四个不同的挡位主动齿轮,第一输入轴Ⅰ固定设置有一挡主动齿轮、三挡主动齿轮、五挡主动齿轮和倒挡主动齿轮,如图1-图4所示,第二输入轴Ⅱ设有三个不同的挡位主动齿轮,第二输入轴Ⅱ固定设置有二挡主动齿轮2a、四挡主动齿轮、六挡主动齿轮。不同的挡位齿轮对应不同的齿轮转速比,这样,第一输入轴Ⅰ或第二输入轴Ⅱ的不同挡位主动齿轮用于车辆1000的驱动力传递至车轮,将产生不同的转速、转矩输出。
由此,在应对不同路况时,离合器可选择性地与第一输入轴Ⅰ和第二输入轴Ⅱ中的一个动力耦合,并对与离合器相连的输入轴上多个挡位主动齿轮进行选择,以使主动齿轮输出的驱动力能够满足当前车辆1000的行驶状态,保证车辆1000在行驶时具有很好的动力性和经济性。
其中,离合器可以为如图1-图4所示的双离合器,即离合器包括第一离合器K1和第二离合器K2,第一离合器K1的输入端和第二离合器K2的输入端可均与发动机30曲轴相连,可选择性地在离合器和发动机30曲轴之间设置飞轮、双质量飞轮、减振器等部件,第一离合器K1的输出端和第二离合器K2的输出端可分别与变速器1的两个输入轴相连,如图1-图4所示,第一离合器K1的输出端与第一输入轴Ⅰ相连,第二离合器K2的输出端与第二输入轴Ⅱ相连。这样,发动机30输出的驱动力可选择性地通过第一离合器K1到第一输入轴Ⅰ或第二离合器K2到第二输入轴Ⅱ,并通过相应的挡位主动齿轮传递给变速器1的输出端,进而驱动车轮转动,实现对车辆1000驱动作用。
可以理解的是,一挡主动齿轮、三挡主动齿轮、五挡主动齿轮均设于第一输入轴Ⅰ,且第一输入轴Ⅰ与第一离合器K1相连,二挡主动齿轮2a、四挡主动齿轮、六挡主动齿轮均设于第二输入轴Ⅱ,且第二输入轴Ⅱ与第二离合器K2相连。
由此,在増挡或减挡的过程中,变速器1为从奇数挡切换至偶数挡或从偶数挡切换至奇数挡,同时与发动机30动力耦合的离合器,从第一离合器K1和第二离合器K2中的一个切换到另一个,且再次换挡时,由第一离合器K1和第二离合器K2中的另一个切换至一个,这样,车辆1000在行驶的过程中,第一离合器K1和第二离合器K2为交替切换,可避免同一离合器处于持续的工作状态,防止第一离合器K1或第二离合器K2长期使用后致结构疲劳,严重时会产生不利形变。由此,交替使用可降低第一离合器K1和第二离合器K2的工作强度,延长离合器的使用寿命,便于长期使用。
在一个实施例中,如图1-图4所示,变速器1的输出端用于连接差速器Z,其中,差速器Z的输入端与主减速器从动齿轮Zb相连,即主减速器从动齿轮Zb与变速器1的输出轴上的输出齿轮啮合,差速器Z的两个输出端分别连接有传动半轴,这样,发动机30输出的驱动力依次通过离合器、变速器1、差速器Z,并由差速器Z通过传动半轴传递至车轮,传动半轴包括与左侧车轮相连的左传动半轴和与右侧车轮相连的右传动半轴,且在车辆1000转弯时,差速器Z可对左右车轮的转速进行调节,以使左右车轮以适当的转速实现转弯。由此,可驱动车轮转动,实现对车辆1000的驱动作用,传动结构简单,传动过程易于实现,且通过双离合器的切换实现不同挡位的动力输出,可提高车辆1000换挡行驶的平顺性。
第一输入轴Ⅰ和第二输入轴Ⅱ中的一个上设有倒挡主动齿轮,如图1所示,第一输入轴Ⅰ上设有倒挡主动齿轮,第一输出轴Ⅰ’和第二输出轴Ⅱ’各自空套设置有与挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮,即第一输出轴Ⅰ’上空套的挡位从动齿轮可通过同步器选择性地与第一输出轴Ⅰ’动力耦合,也可不与第一输出轴Ⅰ’动力耦合;第二输出轴Ⅱ’上空套的挡位从动齿轮可通过同步器选择性地与第二输出轴Ⅱ’动力耦合,也可不与第二输出轴Ⅱ’动力耦合。可根据具体地工况及行车环境选择所需的挡位从动齿轮进行啮合,以实现不同的转速、转矩的输出,第二输出轴Ⅱ’设有倒挡从动齿轮Rb,第二输出轴Ⅱ’可选择性地与倒挡从动齿轮Rb相连,以实现倒挡的动力传输。
其中,如图1-图4所示,第一输出轴Ⅰ’空套有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b,即一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b、四挡从动齿轮4b与第一输出轴Ⅰ’可通过同步器选择性相连,且第一输出轴Ⅰ’的一挡从动齿轮1b与第一输入轴Ⅰ的一挡主动齿轮啮合,第一输出轴Ⅰ’的三挡从动齿轮3b与第一输入轴Ⅰ的三挡主动齿轮啮合,第一输出轴Ⅰ’的二挡从动齿轮2b与第二输入轴Ⅱ的二挡主动齿轮2a啮合,第一输出轴Ⅰ’的四挡从动齿轮4b与第二输入轴Ⅱ的四挡主动齿轮啮合。这样,可实现第一输入轴Ⅰ、第二输入轴Ⅱ到第一输出轴Ⅰ’的驱动力传递,并通过不同的主动齿轮和从动齿轮相啮合,可实现不同的转速、转矩的输出,由第一输入轴Ⅰ到第一输出轴Ⅰ’可实现一挡和三挡的动力输出,第二输入轴Ⅱ到第一输出轴Ⅰ’可实现二挡和四挡的动力输出。
如图1-图4所示,第二输出轴Ⅱ’空套有五挡从动齿轮5b、六挡从动齿轮6b、倒挡从动齿轮Rb,即五挡从动齿轮5b、六挡从动齿轮6b、倒挡从动齿轮Rb可与第二输出轴Ⅱ’通过同步器选择性地相连,且第二输出轴Ⅱ’的五挡从动齿轮5b与第一输入轴Ⅰ的五挡主动齿轮啮合,第二输出轴Ⅱ’的倒挡从动齿轮Rb与第一输入轴Ⅰ的倒挡主动齿轮相连,第二输出轴Ⅱ’的六挡从动齿轮6b与第二输入轴Ⅱ的六挡主动齿轮啮合。这样,可实现第一输入轴Ⅰ、第二输入轴Ⅱ到第二输出轴Ⅱ’的驱动力传递,并通过不同的主动齿轮和从动齿轮相啮合,可实现不同的转速、转矩的输出,由第一输入轴Ⅰ到第二输出轴Ⅱ’可实现五挡和倒挡的动力输出,第二输入轴Ⅱ到第二输出轴Ⅱ’可实现六挡动力输出。
其中,如图1-图4所示,三挡主动齿轮和五挡主动齿轮集成为同一齿轮,即三五挡主动齿轮35a,三五挡主动齿轮35a既与三挡从动齿轮3b啮合,又与五挡从动齿轮5b啮合;四挡主动齿轮和六挡主动齿轮集成为同一齿轮,即四六挡主动齿轮46a,四六挡主动齿轮46a既与四挡从动齿轮4b啮合,又与六挡从动齿轮6b啮合;一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮集成为同一齿轮,即一倒挡主动齿轮1Ra,一倒挡主动齿轮1Ra既与一从动齿轮啮合,又与倒挡从动齿轮Rb相连,这样,同一齿轮可在不同工况下分别用于实现一挡的前进驱动和倒挡的后退驱动。由此,减少变速器1的齿轮数量,降低了变速器1的成本,同时极大地节省了变速器1内部的安装空间,便于安装与更换。可以理解的是,车辆1000在使用一挡或倒挡时,车轮的转速较小,且所需的驱动力均较大,由此,将倒挡主动齿轮与一挡从动齿轮共用,相比于倒挡主动齿轮与其他主动齿轮共用,更优选、合理,使用更方便。
由此,发动机30输出的驱动力可通过选择不同的挡位主动齿轮和挡位从动齿轮啮合,实现不同的转速、转矩输出,进而适应不同的行车状态并满足多种动力需求,保证车辆1000在行驶时具有较好的动力性和燃油经济性。
如图1-图4所示,变速器1还包括:二四挡同步器A、一三挡同步器B、六倒挡同步器C和五挡同步器D。
其中,二四挡同步器A和一三挡同步器B均安装于第一输出轴Ⅰ’,且二挡从动齿轮2b和四挡从动齿轮4b通过二四挡同步器A可选择性地与第一输出轴Ⅰ’动力耦合连接,即二四挡同步器A可选择性地将二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b与第一输出轴Ⅰ’动力耦合连接,或二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b均不与第一输出轴Ⅰ’连接。一挡从动齿轮1b和三挡从动齿轮3b通过一三挡同步器B可选择性地与第一输出轴Ⅰ’动力耦合连接,即一三挡同步器B可选择性地将一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b与第一输出轴Ⅰ’动力耦合连接,或一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b均不与第一输出轴Ⅰ’连接。
六倒挡同步器C和五挡同步器D均安装于第二输出轴Ⅱ’,且六挡从动齿轮6b和倒挡从动齿轮Rb通过六倒挡同步器C可选择性地与第二输出轴Ⅱ’动力耦合连接,六倒挡同步器C可选择性地将六挡从动齿轮6b或倒挡从动齿轮Rb与第二输出轴Ⅱ’动力耦合连接,或六挡从动齿轮6b或倒挡从动齿轮Rb均不与第一输出轴Ⅰ’连接。五挡从动齿轮5b通过五挡同步器D可选择性地与第二输出轴Ⅱ’动力耦合连接,即五挡同步器D可选择性地将五挡从动齿轮5b与第二输出轴Ⅱ’动力耦合连接。
如图1-图4所示,倒挡轴Ⅲ设置有第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R,第一倒挡齿轮1R与倒挡主动齿轮啮合,第二倒挡齿轮2R与倒挡从动齿轮Rb啮合,如图1-图4所示,第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R沿轴向间隔开,且第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R间距可根据倒挡主动齿轮和倒挡主动齿轮的间距进行设计,以使变速器1安装固定后,倒挡主动齿轮的动力能够有效地传递至倒挡从动齿轮Rb,且通过第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R进行动力传递可降低倒挡主动齿轮、倒挡从动齿轮Rb的安装难度,对于安装位置的局限性较小,便于变速器1整体的安装,减少安装成本。
其中,通过第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R传递动力可改变驱动力的传递方向。可以理解的是,变速器1的一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮为同一齿轮,且一挡主动齿轮与一挡从动齿轮1b啮合输出驱动力实现一挡动力输出,一挡主动齿轮与一挡从动齿轮1b的转动方向相反,此时,车辆1000为一挡转速、转矩前进。当该齿轮作为倒挡主动齿轮时,驱动力由倒挡主动齿轮经过第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R传递到倒挡从动齿轮Rb后,倒挡主动齿轮和倒挡从动齿轮Rb的转动方向相同,倒挡主动齿轮和一挡从动齿轮1b的转动方向相反,即倒挡从动齿轮Rb与一挡从动齿轮1b的转动方向相反,这样,由倒挡从动齿轮Rb输出的驱动力的方向和一挡从动齿轮1b输出的驱动力的方向相反,由此,可实现车轮的反向驱动,即实现倒挡驱动,倒挡传动的结构设计合理,动力传递路径清晰。
在一些实施例中,如图1-图2所示,第一输出轴Ⅰ’空套设有第一输出齿轮1Z,第一输出齿轮1Z套设于第一输出轴Ⅰ’的端部,第一输出齿轮1Z与主减速器从动齿轮Zb相连,这样,在车辆1000为一挡、二挡、三挡或四挡驱动时,发动机30输出的驱动力可由相应的主动齿轮和从动齿轮传递到第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’传递至第一输出齿轮1Z,第一输出齿轮1Z传递至差速器Z,通过差速器驱动车轮转动。
由此,第一输出齿轮1Z可选择性地与第一输出轴Ⅰ’相连,这样,可根据工况需要选择第一输出齿轮1Z和第一输出轴Ⅰ’的连接状态。如在车辆1000正常行驶时,将第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’动力耦合相连,由此,可通过第一输出轴Ⅰ’输出驱动力驱动车辆1000行驶;在车辆1000处于驻车状态时,第一输出齿轮1Z不与第一输出轴Ⅰ’连接,且发动机30驱动第一输出轴Ⅰ’转动,第一输出轴Ⅰ’驱动第一电机侧齿轮1c转动,并带动第一电动发电机10发电,由此,可实现由第一电动发电机10的驻车发电。
在一些实施例中,如图3-图4所示,第二输出轴Ⅱ’空套设有第二输出齿轮2Z,第二输出齿轮2Z套设于第二输出轴Ⅱ’的端部,第二输出齿轮2Z与主减速器从动齿轮Zb相连,这样,在车辆1000为五挡、六挡或倒挡驱动时,发动机30输出的驱动力可由相应的主动齿轮和从动齿轮传递到第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’传递至第二输出齿轮2Z,第二输出齿轮2Z传递至差速器Z,通过差速器驱动车轮转动。
由此,第二输出齿轮2Z可选择性地与第二输出轴Ⅱ’相连,这样,可根据工况需要选择第二输出齿轮2Z和第二输出轴Ⅱ’的连接状态。如在车辆1000正常行驶时,将第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’动力耦合相连,由此,可通过第二输出轴Ⅱ’输出驱动力驱动车辆1000行驶;在车辆1000处于驻车状态时,第二输出齿轮2Z不与第二输出轴Ⅱ’连接,且发动机30驱动第二输出轴Ⅱ’转动,第二输出轴Ⅱ’驱动第一电机侧齿轮1c转动,并带动第一电动发电机10发电,由此,可实现由第一电动发电机10的驻车发电。
如图1-图2所示,变速器1还包括第五同步器E,第五同步器E用于将第一输出齿轮1Z选择性地与第一输出轴Ⅰ’相连,即第五同步器E可将第一输出轴Ⅰ’的驱动力可选择性地通过第一输出齿轮1Z输出到车轮。
如图3-图4所示,变速器1还包括第五同步器E,第五同步器E用于将第二输出齿轮2Z选择性地与第二输出轴Ⅱ’相连,即第五同步器E可将第二输出轴Ⅱ’的驱动力可选择性地通过第二输出齿轮2Z输出到车轮。
如图1-图2所示,第二输出轴Ⅱ’设有第二输出齿轮2Z,第二输出齿轮2Z设于第二输出轴Ⅱ’的端部,第二输出齿轮2Z与主减速器从动齿轮Zb相连,这样,在车辆1000为五挡、六挡、或倒挡驱动时,发动机30输出的驱动力可由相应的主动齿轮和从动齿轮传递到第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’传递至第二输出齿轮2Z,第二输出齿轮2Z传递至主减速器从动齿轮Zb,并由差速器Z驱动车轮转动。这样,变速器1将发动机30的驱动力通过第二输出齿轮2Z传递给差速器Z,实现发动机30的动力传输。
如图3-图4所示,第一输出轴Ⅰ’设有第一输出齿轮1Z,第一输出齿轮1Z设于第一输出轴Ⅰ’的端部,第一输出齿轮1Z与主减速器从动齿轮Zb相连,这样,在车辆1000为一挡、二挡、三挡或四挡驱动时,发动机30输出的驱动力可由相应的主动齿轮和从动齿轮传递到第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’传递至第一输出齿轮1Z,第一输出齿轮1Z传递至主减速器从动齿轮Zb,并由差速器Z驱动车轮转动。这样,变速器1将发动机30的驱动力通过第一输出齿轮1Z传递给差速器Z,实现发动机30的动力传输。由此,如图1-图4所示,发动机30输出的驱动力可通过以下七种传递路径实现动力输出,并对应车辆1000行驶的六个前进挡位和一个倒挡模式。
当车辆1000挂入一挡时:发动机30与第一离合器K1动力耦合,发动机30输出的驱动力通过第一离合器K1传递到第一输入轴Ⅰ,第一输入轴Ⅰ设有一挡主动齿轮,一挡主动齿轮与一挡从动齿轮1b啮合,且一三挡同步器B选择一挡从动齿轮1b与第一输出轴Ⅰ’相连。这样,一挡的动力传递路径为:发动机30-第一离合器K1-第一输入轴Ⅰ-一挡主动齿轮-一挡从动齿轮1b-第一输出轴Ⅰ’-第一输出齿轮1Z-差速器Z-车轮。
当车辆1000挂入2-6挡及倒挡时,通过各同步器和各离合单元的相互配合,可实现相应挡位的动力路径传递:
二挡的动力传递路径为:发动机30-第二离合器K2-第二输入轴Ⅱ-二挡主动齿轮2a-二挡从动齿轮2b-第一输出轴Ⅰ’-第一输出齿轮1Z-差速器Z-车轮。
三挡的动力传递路径为:发动机30-第一离合器K1-第一输入轴Ⅰ-三挡主动齿轮-三挡从动齿轮3b-第一输出轴Ⅰ’-第一输出齿轮1Z-差速器Z-车轮。
四挡的动力传递路径为:发动机30-第二离合器K2-第二输入轴Ⅱ-四挡主动齿轮-四挡从动齿轮4b-第一输出轴Ⅰ’-第一输出齿轮1Z-差速器Z-车轮。
五挡的动力传递路径为:发动机30-第一离合器K1-第一输入轴Ⅰ-五挡主动齿轮-五挡从动齿轮5b-第二输出轴Ⅱ’-第二输出齿轮2Z-差速器Z-车轮。
六挡的动力传递路径为:发动机30-第二离合器K2-第二输入轴Ⅱ-六挡主动齿轮-六挡从动齿轮6b-第二输出轴Ⅱ’-第二输出齿轮2Z-差速器Z-车轮。
倒挡的动力传递路径为:发动机30-第一离合器K1-第一输入轴Ⅰ-倒挡主动齿轮-第一倒挡齿轮1R-倒挡轴Ⅲ-第二倒档齿轮2R-倒挡从动齿轮Rb-第二输出轴Ⅱ’-第二输出齿轮2Z-差速器Z-车轮。
第一电动发电机10通过第一传动机构与第一输出轴Ⅰ’、第二输出轴Ⅱ’中的一个动力耦合连接,即第一电动发电机10可通过第一传动机构与第一输出轴Ⅰ’相连,第一电动发电机10也可通过第一传动机构与第二输出轴Ⅱ’相连,这样,第一电动发电机10与第一输出轴Ⅰ’相连时可驱动第一输出轴Ⅰ’转动,第一电动发电机10与第二输出轴Ⅱ’相连时可驱动第二输出轴Ⅱ’转动,由此,可实现车辆1000的电力驱动,且第一电动发电机10与输出轴相连,可避免由于换挡导致纯电动工况时动力中断的问题,电动驱动方式的传动链短,传动效率较高,尤其适用与插电式混合动力车辆1000。
其中,与第一传动机构相连的输出轴空套有输出齿轮,如图1-图2中所示,第一输出轴Ⅰ’空套有第一输出齿轮1Z,如图3-图4中所示,第二输出轴Ⅱ’空套有第二输出齿轮2Z。
将第一电动发电机10设于输出轴,大大缩短了总成的轴向距离,易于整车的空间布置,且发动机30及变速器1的控制逻辑与第一电动发电机10的控制逻辑时相互独立的,这样,有利于节省厂家的开发时间和成本,避免较高的故障率,即便发动机30与变速器1系统故障也不会影响第一电动发电机10的动力输出,安全且实用,其中,第一电动发电机10设有电机侧齿轮,输出轴设有输出轴侧齿轮,电机侧齿轮与第一电动发电机10的电机轴相连,输出轴侧齿轮与电机侧齿轮相连,由此,可实现第一电动发电机10驱动输出轴转动。
第一电动发电机10可在发动机30输出动力时与发动机30同时动力输出,进而增加车辆1000的驱动力,实现车辆1000混动,降低发动机30动力输出的强度,延长发动机30的使用寿命;第一电动发电机10也可单独驱动第一输出轴Ⅰ’或第二输出轴Ⅱ’转动,如在发动机30故障或发动机30燃油不足的情况下,可通过第一电动发电机10实现对车辆1000电力驱动,实现车辆1000纯电动。由此,车辆1000动力系统的驱动方式更加灵活、实用,可满足车辆1000在不同境况下的使用需求。
在第一、二、三、四、五、六挡时,第一电动发电机10适于通过第一传动机构以及与第一传动机构相连的输出轴输出,即当车辆1000处于混合动力驱动状态时,第一电动发电机10输出的驱动力直接通过与之相连的输出轴输出。
如图1和图2中所示的动力驱动系统,第一电动发电机10通过第一传动机构与第一输出轴Ⅰ’相连。在车辆1000处于第一、二、三、四、五、六挡且为混合动力驱动时,第一电动发电机10的驱动力通过第一传动机构传递到第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’输出至差速器Z,进而驱动车轮转动。
如图3和图4中所示的动力驱动系统,第一电动发电机10通过第一传动机构与第二输出轴Ⅱ’相连。在车辆1000处于第一、二、三、四、五、六挡且为混合动力驱动时,第一电动发电机10的驱动力通过第一传动机构传递到第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’输出至差速器Z,进而驱动车轮转动。
如图1-图4所示,第一电动发电机10和发动机30并联于输出轴,这样,可选择发动机30和第一电动发电机10共同驱动车辆1000行驶,实现车辆1000的混动,或单独通过发动机30驱动车辆1000行驶,实现纯燃油驱动,再或者单独通过第一电动发电机10驱动车辆1000行驶,实现纯电动驱动,驱动方式可灵活选择。混合动力系统结构,通过直接的扭矩耦合,能够更好地突出并联式结构的动力性强、结构简单和整车空间布置以实现的优势。且在纯电动的工况下,第一电动发电机10具有很高的传动效率,避免一般混合动力系统中需要经过变速器1中复杂的换挡和传动链实现纯电动工况的问题,同时也避免了由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,尤其适用于插电式混合动力车辆1000中。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,通过离合器与不同的输入轴、输出轴配合,可实现不同挡位的切换,且在输出轴上连接第一电动发电机10,由此,发动机30和第一电动发电机10可作为并联于输出轴的两个动力源,能够更好地突出并联式结构的动力性强、结构简单和整车空间布置以实现的优势,且在第一输出轴Ⅰ’与第一输出齿轮1Z不结合时,可实现驻车发电,有利于发电效率的提高、能量的回收和能耗的降低。在纯电动的工况下,可避免由于换挡导致纯电动工况时的动力中断问题和传动链过长的效率低下问题,极大地提高了电动驱动的传动效率,且并联式结构动力性强、结构简单,对于整车空间布置有极大地改善。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,动力驱动系统100具有纯电动工作模式、混动工作模式,在纯电动工作模式和混动工作模式中,当第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’断开时,第一电动发电机10输出的动力适于通过第二输出轴Ⅱ’输出。
由此,如图1-图4所示的动力驱动系统100包括多种纯电动驱动模式:
如图1-图2中所示:
1)仅第一电动发电机10处于工作状态(发动机30不工作),且第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’连接时,第一电动发电机10驱动第一输出轴Ⅰ’转动,第一输出轴Ⅰ’将驱动力传递至第一输出齿轮1Z,并由第一输出齿轮1Z输出至差速器Z,实现第一电动发电机10的纯电动驱动。
2)仅第一电动发电机10处于工作状态(发动机30不工作),第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’断开时,第一电动发电机10驱动第一输出轴Ⅰ’转动,第一输出轴Ⅰ’可将驱动力通过二四挡同步器A(二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b)、六倒挡同步器C(六挡从动齿轮6b)依次传递到第二输出轴Ⅱ’;第一输出轴Ⅰ’也可将驱动力通过一三挡同步器B(一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b)、倒挡轴Ⅲ、六倒挡同步器C依次传递到第二输出轴Ⅱ’;或者第一输出轴Ⅰ’将驱动力通过一三挡同步器B、五挡同步器D(五挡从动齿轮5b)依次传递到第二输出轴Ⅱ’;并由第二输出轴Ⅱ’输出至差速器Z,实现第一电动发电机10的纯电动驱动。
再如图3-图4中所示:
1)仅第一电动发电机10处于工作状态(发动机30不工作),且第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’断开时,第一电动发电机10驱动第二输出轴Ⅱ’转动,第二输出轴Ⅱ’将驱动力传递至第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’输出至差速器Z,实现第一电动发电机10的纯电动驱动。第二输出轴Ⅱ’也可将驱动力通过六倒挡同步器C(六挡从动齿轮6b)、二四挡同步器A(二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b)依次传递到第一输出轴Ⅰ’;或将驱动力通过六倒挡同步器C、倒挡轴Ⅲ、一三挡同步器B(一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b)依次传递到第一输出轴Ⅰ’;或者第二输出轴Ⅱ’将驱动力通过五挡同步器D(五挡从动齿轮5b)、一三挡同步器B依次传递到第一输出轴Ⅰ’;并由第一输出轴Ⅰ’输出至差速器Z,实现第一电动发电机10的纯电动驱动。
2)仅第一电动发电机10处于工作状态(发动机30不工作),第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’连接时,第一电动发电机10驱动第二输出轴Ⅱ’转动,第二输出轴Ⅱ’可直接驱动差速器Z运动。
由此,第一电动发电机10可实现纯电动工况下多个档位的输出选择,这样的系统设计为第一电动发电机10动力的输入与输出提供了多种可能的路线选择,实用且灵活。
当然,图1-图4中实施例的动力驱动系统100还包括其他纯电动驱动模式,在此不一一穷举。混动工作模式为由上述的纯电动驱动模式中加入发动机30驱动相应的挡位,且发动机30驱动与第一电动发电机10的驱动相互不干涉,同时工作可增强动力驱动系统100输出的驱动力,提高动力驱动系统100驱动车辆1000的运行效率,能使整车最大输出扭矩放大N倍,提高了动力性、通过能力(例如最大爬坡度、脱困能力)。尤其对于混合动力车型,由于增加了电池包、电机、电控系统,由此,通过本实用新型实施例的动力驱动系统100可有效地提升动力性和通过能力。
具体地,在混动模式下:
在如图1-图2所示的实施例中,将第五同步器E结合,发动机30为1-6挡及倒挡输出时,第一电动发电机10通过第一输出轴Ⅰ’输出电动驱动力;在如图3-图4所示的实施例中,将第五同步器E结合,发动机30为1-6挡及倒挡输出时,第一电动发电机10通过第二输出轴Ⅱ’输出电动驱动力;由此,可实现混合动力输出。
由此,通过更多挡位选择和控制策略的优化,可以使第一电动发电机10和发动机30尽量工作在高效经济区间,从而提高系统的运行效率,降低油耗,提升平顺性。
动力传动系统100具有驻车发电工作模式,在驻车发电工作模式中,空套设置的输出齿轮与对应的输出轴断开,发动机30输出的动力适于通过对应的输出轴和第一传动机构驱动第一电动发电机发电。
在一些实施例中,如图1和图2中所示,第一电动发电机10通过第一传动机构与第一输出轴Ⅰ’动力耦合连接时,动力驱动系统100具有驻车发电工作模式,在驻车发电工作模式中,第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’断开,发动机30输出的动力适于通过第一输出轴Ⅰ’和第一传动机构驱动第一电动发电机10发电。
具体地,在车辆1000处于驻车状态且第一输出齿轮1Z与第一输出轴Ⅰ’断开时,发动机30和第一离合器K1结合,第一离合器K1驱动第一输入轴Ⅰ转动,此时,可通过一三挡同步器B将第一输出轴Ⅰ’与一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b相连,以将第一输入轴Ⅰ的驱动力传递到第一输出轴Ⅰ’;或者发动机30与第二离合器K2结合,第二离合器K2驱动第二输入轴Ⅱ转动,此时,可通过二四挡同步器A将第一输出轴Ⅰ’与二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b相连,以将第二输入轴Ⅱ的驱动力传递到第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’传递至第一电动发电机10,且第一输出轴Ⅰ’传递的动力仅用于第一电动发电机10发电,由此,可实现驻车发电。增加驻车发电功能有利于发电效率的提高、能量的回收和能耗的降低。
在一些实施例中,如图3和图4中所示,第一电动发电机10通过第一传动机构与第二输出轴Ⅱ’动力耦合连接时,动力驱动系统100具有驻车发电工作模式,在驻车发电工作模式中,第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’断开,发动机30输出的动力适于通过第二输出轴Ⅱ’和第一传动机构驱动第一电动发电机10发电。
具体地,在车辆1000处于驻车状态且第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’断开时,发动机30和第一离合器K1结合,第一离合器K1驱动第一输入轴Ⅰ转动,此时,可通过五挡同步器D将第二输出轴Ⅱ’与五挡从动齿轮5b相连,以将第一输入轴Ⅰ的驱动力传递到第二输出轴Ⅱ’;或者发动机30与第二离合器K2结合,第二离合器K2驱动第二输入轴Ⅱ转动,此时,可通过六倒挡同步器C将第二输出轴Ⅱ’与六挡从动齿轮6b相连,以将第二输入轴Ⅱ的驱动力传递到第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’传递至第一电动发电机10,且第二输出轴Ⅱ’传递的动力仅用于第一电动发电机10发电,由此,可实现驻车发电。增加驻车发电功能有利于发电效率的提高、能量的回收和能耗的降低。
动力驱动系统100可通过不同的结构形式实现上述的功能,且结构设计灵活多样,下面描述根据本实用新型实施例的动力驱动系统的一些可选的结构形式。
在实施例一中,如图1所示,第一传动机构包括:第一电机侧齿轮1c和第一输出轴侧齿轮1d,第一电机侧齿轮1c与第一电动发电机10相连,第一输出轴侧齿轮1d与第一电机侧齿轮1c啮合,第一输出轴侧齿轮1d固定于第一输出轴Ⅰ’,这样,第一电动发电机10输出的驱动力可通过第一电机侧齿轮1c直接传递到第一输出轴侧齿轮1d,并由第一输出轴Ⅰ’输出,传动过程简单,由此,可减少电动过程中动力消耗,极大地提高了第一电动发电机10驱动过程中的传动效率。
这样,在纯电动工况下,第一电动发电机10输出的驱动力依次通过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d传递至第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’传递至车轮。
在混动工况下,车辆1000为第一、二、三、四挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d与发动机输出的驱动力可共同作用于第一输出轴Ⅰ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能;车辆1000为第五、六挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d作用于第一输出轴Ⅰ’,发动机30输出的驱动力作用于第二输出轴Ⅱ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能,保证车辆1000在混合动力驱动时具有稳定、充足的动力输出。
第一输出轴侧齿轮1d位于第一输出轴Ⅰ’上的与第一输入轴Ⅰ对应的挡位从动齿轮以及第二输入轴Ⅱ对应的挡位从动齿轮之间,第一输出轴侧齿轮1d在第一输出轴Ⅰ’上的安装位置位于第一输出轴Ⅰ’上的多个挡位从动齿轮在第一输出轴Ⅰ’上的安装位置之间,如图2所示,第一输出轴侧齿轮1d安装于三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b之间,第一输出轴Ⅰ’上各个齿轮的安装更加紧凑。这样,可使得变速器1的整体结构更加紧凑,同时缩短了变速器1总成的轴向长度,易于实现整车的空间布置。
在实施例二中,如图2所示,第一传动机构包括:第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e和第一输出轴侧齿轮1d,第一电机侧齿轮1c与第一电动发电机10相连,第一惰轮1e与第一电机侧齿轮1c啮合,且第一惰轮1e与第一输出轴侧齿轮1d啮合,第一输出轴侧齿轮1d固定于第一输出轴Ⅰ’,即第一电机侧齿轮1c和第一输出轴侧齿轮1d通过第一惰轮1e实现传动,可使得第一电机侧齿轮1c的转动方向与第一输出轴侧齿轮1d的转动方向相同,且二者仅通过第一惰轮1e相连,传动效率较高。
这样,在纯电动工况下,第一电动发电机10输出的驱动力依次通过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d传递至第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出轴Ⅰ’传递至车轮。在混动工况下,车辆1000为第一、二、三、四挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d与发动机输出的驱动力可共同作用于第一输出轴Ⅰ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能;车辆1000为第五、六挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d作用于第一输出轴Ⅰ’,发动机输出的驱动力作用于第二输出轴Ⅱ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能,保证车辆1000在混合动力驱动时具有稳定、充足的动力输出。
第一惰轮1e的尺寸可根据第一电动发电机10和第一输出轴Ⅰ’的相对位置确定。由此,既便于第一电动发电机10的布置,降低变速器1结构对第一电动发电机10安装位置的限定,降低安装难度,解决电机的空间布置,又提高了第一电动发电机10的传动效率,减小传动过程中的动力损失,结构简单且实用。
第一输出轴侧齿轮1d位于第一输出轴Ⅰ’上的与第一输入轴Ⅰ对应的挡位从动齿轮以及第二输入轴Ⅱ对应的挡位从动齿轮之间,第一输出轴侧齿轮1d在第一输出轴Ⅰ’上的安装位置位于第一输出轴Ⅰ’上的多个挡位从动齿轮在第一输出轴Ⅰ’上的安装位置之间,如图2所示,第一输出轴侧齿轮1d安装于三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b之间,第一输出轴Ⅰ’上各个齿轮的安装更加紧凑。这样,可使得变速器1的整体结构更加紧凑,同时缩短了变速器1总成的轴向长度,易于实现整车的空间布置。
在实施例三中,如图3所示,第一传动机构包括:第一电机侧齿轮1c和第一输出轴侧齿轮1d,第一电机侧齿轮1c与第一电动发电机10相连,第一输出轴侧齿轮1d与第一电机侧齿轮1c啮合,第一输出轴侧齿轮1d固定于第二输出轴Ⅱ’,这样,第一电动发电机10输出的驱动力可通过第一电机侧齿轮1c直接传递到第一输出轴侧齿轮1d,并由第二输出轴Ⅱ’输出,传动过程简单,由此,可减少电动过程中动力消耗,极大地提高了第一电动发电机10驱动过程中的传动效率。
这样,在纯电动工况下,第五同步器E将第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’结合,第一电动发电机10输出的驱动力依次通过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d传递至第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’直接驱动车轮转动,实现纯电动驱动;在混合工况下,车辆1000为第一、二、三、四挡时,第一电动发电机10输出的驱动力通过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d输出并作用于第二输出轴Ⅱ’,发动机输出的驱动力作用于第一输出轴Ⅰ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能;车辆1000为第五、六挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d输出并与发动机30输出的驱动力可共同作用于第二输出轴Ⅱ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能,保证车辆1000在混合动力驱动时具有稳定、充足的动力输出。
其中,如图3所示,第二输出轴Ⅱ’上的挡位从动齿轮和倒挡从动齿轮Rb位于第一输出轴侧齿轮1d的同一侧,且第一电动发电机10位于第一输出轴侧齿轮1d的另一侧,这样,在第一传动机构和变速器1安装布置时,挡位从动齿轮和倒挡从动齿轮Rb不干涉第一电动发电机10与第一电机侧齿轮1c之间的动力传输,结构设计合理,易于实现,保证动力驱动系统100整体结构布局的合理性和可行性。
在实施例四中,如图4所示,第一传动机构包括:第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e和第一输出轴侧齿轮1d,第一电机侧齿轮1c与第一电动发电机10相连,第一惰轮1e与第一电机侧齿轮1c啮合,且第一惰轮1e与第一输出轴侧齿轮1d啮合,第一输出轴侧齿轮1d固定于第二输出轴Ⅱ’,这样,第一电动发电机10输出的驱动力依次通过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d传递至第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’传递至车轮。
这样,在纯电动工况下,第五同步器E将第二输出齿轮2Z与第二输出轴Ⅱ’结合,第一电动发电机10输出的驱动力依次通过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d传递至第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出轴Ⅱ’直接驱动车轮转动,实现纯电动驱动。
在混合工况下,车辆1000为第一、二、三、四挡时,第一电动发电机10输出的驱动力通过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d输出并作用于第二输出轴Ⅱ’,发动机输出的驱动力作用于第一输出轴Ⅰ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能;车辆1000为第五、六挡时,第一电动发电机10输出的驱动力经过第一电机侧齿轮1c、第一惰轮1e、第一输出轴侧齿轮1d输出并与发动机30输出的驱动力共同作用于第二输出轴Ⅱ’,以实现混合动力驱动,提升车辆1000的动力性能,保证车辆1000在混合动力驱动时具有稳定、充足的动力输出。
第一惰轮1e的尺寸可根据第一电动发电机10和第二输出轴Ⅱ’的相对位置确定。由此,既便于第一电动发电机10的布置,降低变速器1机构对第一电动发电机10安装位置的限定,降低安装难度,有提高了第一电动发电机10的传动效率,减小传动过程中的动力损失,结构简单且实用。
第一输出轴侧齿轮1d位于第二输出轴Ⅱ’上的与第一输入轴Ⅰ对应的挡位从动齿轮以及第二输入轴Ⅱ对应的从动齿轮之间,且第一输出轴侧齿轮1d在第二输出轴Ⅱ’上的安装位置位于第二输出轴Ⅱ’上的多个挡位从动齿轮在第二输出轴Ⅱ’上的安装位置之间,如图4所示,第一输出轴侧齿轮1d安装于五挡从动齿轮5b和六挡从动齿轮6b之间,第二输出轴Ⅱ’上各个齿轮的安装更加紧凑。这样,可使得变速器1的整体结构更加紧凑,同时缩短了变速器1总成的轴向长度,易于实现整车的空间布置。
在一些实施例中,第一惰轮1e空套于倒挡轴Ⅲ,第一惰轮1e的转动不干涉倒挡轴Ⅲ的转动。在一个实施例中,第一惰轮1e通过轴承套设于倒挡轴Ⅲ,由此,第一惰轮1e与倒挡轴Ⅲ的运动相互不干涉,且倒挡轴Ⅲ可对第一惰轮1e起到支撑的作用,以提高第一惰轮1e传动的稳定性和准确性。
如图4所示,第一惰轮1e在倒挡轴Ⅲ上的安装位置位于第一倒挡齿轮1R和第二倒挡齿轮2R在倒挡轴Ⅲ上的安装位置之间,使得倒挡轴Ⅲ上各个齿轮的安装更加紧凑,节省第一惰轮1e单独布置的空间。这样,可使得变速器1的整体结构更加紧凑,同时缩短了变速器1总成的轴向长度,易于实现整车的空间布置。
根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,动力驱动系统100具有纯电动工作模式和混动工作模式,在纯电动工作模式和混动工作模式中:
上述实施例的动力驱动系统100,通过第一离合器K1、第二离合器K2和多个同步器的选择性地结合,可实现以下工况:
1、纯电动工况:
如图1-图2所示,发动机30不工作,第一电动发电机10输出的驱动力通过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d输入到第一输出轴Ⅰ’,并由第一输出齿轮1Z输出到车轮。
如图3-图4所示,发动机30不工作,第一电动发电机10输出的驱动力通过第一电机侧齿轮1c、第一输出轴侧齿轮1d输入到第二输出轴Ⅱ’,并由第二输出齿轮2Z输出到车轮。
2、六挡纯燃油模式输出:第一电动发电机10不工作,当变速器1为奇数挡输出时,结合第一离合器K1,断开第二离合器K2,通过同步器的动作可选择性地将发动机30的动力由一挡、三挡、五挡或倒挡输出;当变速器1为偶数挡输出时,结合第二离合器K2,断开第一离合器K1,通过同步器的动作可选择性地将发动机30的动力由二挡、四挡或六挡输出,从而实现一挡-六挡及倒挡纯燃油模式的动力输出。
3、混合动力输出:混动模式下,在如图1-图2所示的实施例中,将第五同步器E结合,发动机30为1-6挡及倒挡输出时,第一电动发电机10通过第一输出轴Ⅰ’输出电动驱动力;在如图3-图4所示的实施例中,将第五同步器E结合,发动机30为1-6挡及倒挡输出时,第一电动发电机10通过第二输出轴Ⅱ’输出电动驱动力;由此,可实现混合动力输出。
4、6挡行车发电:
1)在图1-图2所示的实施例中,当发动机30动力由第一输出轴Ⅰ’输出时,二四挡同步器A或一三挡同步器B动作,第五同步器E结合第一输出齿轮1Z,实现一挡-四挡行车,同时发动机30动力通过第一传动机构传递给第一电动发电机10,实现一挡-四挡行车发电;当发动机30动力由第二输出轴Ⅱ’输出时,六倒挡同步器C或五挡同步器D动作,同时二四挡同步器A或一三挡同步器B选择性结合从动齿轮,第五同步器E不结合第一输出齿轮1Z,实现五挡/六挡行车,同时发动机30动力通过第一传动机构传递给第一电动发电机10,实现五挡六挡行车发电。从而实现6个挡位的行车发电工况。
2)在图3-图4所示的实施例中,当发动机30动力由第一输出轴Ⅰ’输出时,二四挡同步器A或一三挡同步器B动作,第五同步器E不结合第二输出齿轮2Z,实现一挡-四挡行车,同时发动机30动力通过第一传动机构传递给第一电动发电机10,实现一挡-四挡行车发电;当发动机30动力由第二输出轴Ⅱ’输出时,六倒挡同步器C或五挡同步器D动作,第五同步器E结合第二输出齿轮2Z,实现五挡/六挡行车,同时发动机30动力通过第一传动机构传递给第一电动发电机10,实现五挡六挡行车发电。从而实现6个挡位的行车发电工况
5、驻车发电:
1)如图1-图2中第一离合器K1结合时,一三挡同步器B动作,其他离合器和同步器不动作,实现一挡或三挡驻车发电;第二离合器K2结合时,二四挡同步器A动作,其他离合器和同步器不动作,实现二挡或四挡驻车发电。
2)如图3-图4中第二离合器K2结合时,六倒挡同步器C动作,其他离合器和同步器不动作,实现六挡驻车发电;第一离合器K1结合时,五挡同步器D动作,其他离合器和同步器不动作,实现五挡驻车发电。
6、减速/制动能回收:减速或制动时,选择性地动作或不动作二四挡同步器A或一三挡同步器B,将第五同步器E结合,能量从车轮通过第一传动机构传到第一电动发电机10,实现动能回收。
7、车辆1000倒车:(1)纯电动倒车,第一电动发电机10既可以通过电机反转第五同步器E结合第一输出齿轮1Z或第二输出齿轮2Z,通过直接挡实现倒车;(2)发动机30倒车,第一离合器K1结合,六倒挡同步器C动作,发动机30通过倒挡轴Ⅲ实现倒挡倒车;(3)混合动力模式下可实现2个挡位的倒车工况。
由此,根据本实用新型实施例的动力驱动系统100,可实现车辆1000的纯电动驱动、纯燃油驱动和混合动力驱动,驱动方式灵活多选,且发动机30和电动机的控制是相对独立的,这样,有利于节省厂家的开发时间和成本,避免系统较高的故障率,即便发动机30与变速器1系统故障也不会影响纯电动时电机的动力输出,电机驱动不存在换挡中断的问题,安全且实用,可适用于各种工况。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种动力驱动系统,其特征在于,包括:发动机、第一电动发电机、变速器,所述变速器包括:
离合器;
输入轴,所述输入轴包括第一输入轴和第二输入轴,所述第一输入轴和所述第二输入轴通过所述离合器可选择性地与所述发动机动力耦合连接,所述第一输入轴和所述第二输入轴上各自设有挡位主动齿轮,所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一个上设有倒挡主动齿轮;
输出轴,所述输出轴包括第一输出轴和第二输出轴,所述第一输出轴和所述第二输出轴各自空套设置有与所述挡位主动齿轮对应啮合的挡位从动齿轮,所述第二输出轴设有倒挡从动齿轮;
倒挡轴,所述倒挡轴设置有与所述倒挡主动齿轮啮合的第一倒挡齿轮和与所述倒挡从动齿轮啮合的第二倒挡齿轮;
第一传动机构,所述第一电动发电机通过所述第一传动机构与所述第一输出轴、所述第二输出轴中的一个动力耦合连接,与所述第一传动机构相连的所述输出轴空套有输出齿轮。
2.根据权利要求1所述的动力驱动系统,其特征在于,所述动力驱动系统具有驻车发电工作模式,在驻车发电工作模式中,所述输出轴上空套设置的所述输出齿轮与所述输出轴断开,所述发动机输出的动力适于通过所述对应的输出轴和所述第一传动机构驱动所述第一电动发电机发电。
3.根据权利要求1所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一输入轴上固定设置有一挡主动齿轮、三挡主动齿轮、五挡主动齿轮和倒挡主动齿轮,所述第二输入轴上固定设置有二挡主动齿轮、四挡主动齿轮、六挡主动齿轮,所述第一输出轴空套设置有一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮,所述第二输出轴空套设置有五挡从动齿轮、六挡从动齿轮、倒挡从动齿轮,所述第二输出轴还设有第二输出齿轮;
其中,所述一挡从动齿轮和所述三挡从动齿轮通过一三挡同步器可选择性地与所述第一输出轴动力耦合连接,所述二挡从动齿轮和所述四挡从动齿轮通过二四挡同步器可选择性地与所述第一输出轴动力耦合连接,所述五挡从动齿轮通过五挡同步器可选择性地与所述第二输出轴动力耦合连接,所述六挡从动齿轮和所述倒挡从动齿轮通过六倒挡同步器可选择性地与所述第二输出轴动力耦合连接;
在第一、二、三、四、五、六挡时,所述第一电动发电机适于通过第一传动机构以及与所述第一传动机构相连的输出轴输出。
4.根据权利要求3所述的动力驱动系统,其特征在于,所述一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮集成为一倒挡主动齿轮,所述一倒挡主动齿轮与所述一挡从动齿轮和所述倒挡从动齿轮啮合;
所述三挡主动齿轮、所述五挡主动齿轮集成为三五挡主动齿轮,所述三五挡主动齿轮与所述三挡从动齿轮和所述五挡从动齿轮啮合;
所述四挡主动齿轮、所述六挡主动齿轮集成为四六挡主动齿轮,所述四六挡主动齿轮与所述四挡从动齿轮和所述六挡从动齿轮啮合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一传动机构包括:第一电机侧齿轮和第一输出轴侧齿轮,所述第一电机侧齿轮与所述第一电动发电机相连,所述第一输出轴侧齿轮与所述第一电机侧齿轮啮合,所述第一输出轴侧齿轮固定于所述第一输出轴,所述第一输出轴上空套有所述第一输出齿轮。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一传动机构包括:第一电机侧齿轮、第一惰轮和第一输出轴侧齿轮,所述第一电机侧齿轮与所述第一电动发电机相连,所述第一惰轮与所述第一电机侧齿轮啮合且与所述第一输出轴侧齿轮啮合,所述第一输出轴侧齿轮固定于所述第一输出轴,所述第一输出轴上空套有所述第一输出齿轮。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一传动机构包括:第一电机侧齿轮和第一输出轴侧齿轮,所述第一电机侧齿轮与所述第一电动发电机相连,所述第一输出轴侧齿轮与所述第一电机侧齿轮啮合,所述第一输出轴侧齿轮固定于所述第二输出轴,所述第二输出轴上空套有所述第二输出齿轮。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一传动机构包括:第一电机侧齿轮、第一惰轮和第一输出轴侧齿轮,所述第一电机侧齿轮与所述第一电动发电机相连,所述第一惰轮与所述第一电机侧齿轮啮合且与所述第一输出轴侧齿轮啮合,所述第一输出轴侧齿轮固定于所述第二输出轴,所述第二输出轴上空套有所述第二输出齿轮。
9.根据权利要求8所述的动力驱动系统,其特征在于,所述第一惰轮空套于所述倒挡轴。
10.一种车辆,其特征在于,具有如权利要求1-9中任一项所述的动力驱动系统。
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