CN209466981U - 混合动力驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于混合动力技术领域，涉及一种混合动力驱动系统及车辆，该混合动力驱动系统包括发动机、断开结合装置、变速器、第一电机和第二电机，所述变速器包括减速机构和同步器。本申请的混合动力驱动系统及车辆，第二电机到车轮的动力传递为独立路线，与断开结合装置及同步器的接合与断开无关，当系统变换挡位时，第二电机提供动力，换挡过程中无动力中断。第二电机到车轮的动力传递的速比固定，该系统在中低速时可采用纯电动模式运行(纯电驱动工况)，无需换挡，平顺性好。相对于现有技术中同步器和两个离合器的组合，减少了一个控制元件，节约了系统成本，降低了系统故障率。

Description

混合动力驱动系统及车辆

技术领域

本实用新型属于混合动力技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及车辆。

背景技术

混合动力系统可以通过多种方式改进车辆燃料经济性。例如，发动机可以在怠速、减速或制动期间关闭，采用纯电驱动模式行驶，以消除由于发动机阻力导致的效率损失。另外，通过再生制动产生或由电机在发动机运行期间发电存储在动力电池中的能量，可在纯电驱动模式下被利用，或在混合驱动模式下补充发动机的转矩或功率。

混合动力车辆能够结合至少两种不同的动力来进行驱动，目前大部分混合动力车辆都是采用油电混合动力系统，该混合动力系统包括从燃油得到动力的发动机和由电力驱动的电动机。为了最大程度上改善发动机的燃烧效率，很多汽车厂商开发的混合动力系统都采用了双电机结构，即除驱动电机外，还增加了一个发电机。由于同时存在发动机、发电机和驱动电机，三者之间的连接和控制将直接影响混合动力车辆的性能。

申请号为CN200910199960.4的中国专利申请公开了一种车用离合器动力藕合同步器换挡混合动力驱动系统，该技术能够实现各混合动力源与车轮之间连接及断开的切换，实现混合动力驱动系统工作模式及挡位的变换。

该技术采用同步器和两个离合器组合换挡，第一离合器连接或断开发动机的动力传输到传动装置，第二离合器连接或断开电机的动力传输到传动装置。以纯电行驶换挡为例，挡位从一挡切换到二挡的过程，第二离合器先断开，同步器与第一主动齿轮断开，随后与第二主动齿轮接合，随后第二离合器的接合，完成换挡。这一过程中，传递到轮端的动力会出现短暂的中断，并且，由于同步器换挡的特性，换挡过程中有一定顿挫，不能满足用户对平顺性动力性的要求。此外，由于离合器成本较高，该系统采用两个离合器也增加了系统的成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中采用同步器和两个离合器组合换挡，使得换挡过程中会有一定顿挫并出现短暂动力中断的问题，提供一种混合动力驱动系统及车辆。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种混合动力驱动系统，包括发动机、断开结合装置、变速器、第一电机和第二电机，所述变速器包括减速机构和同步器；

所述断开结合装置布置在所述发动机与所述减速机构之间，所述断开结合装置选择性地接合或断开以控制所述发动机与所述减速机构之间的动力连接与断开；

所述减速机构包括第一减速机构及第二减速机构，所述同步器可选择的与所述第一减速机构及第二减速机构动力耦合以将所述发动机的动力可选择的传递到差速器；

所述第一电机与所述发动机连接；

所述第二电机通过第一齿轮组将动力传递到差速器。

可选地，所述发动机的输出轴与所述断开结合装置的主动端连接，所述变速器的输入轴与所述断开结合装置的从动端连接；所述第一电机的转子连接在所述发动机的输出轴的外周上；所述变速器设置在所述第一电机与所述第二电机之间。

可选地，所述发动机的输出轴与所述断开结合装置的主动端连接，所述变速器的输入轴与所述断开结合装置的从动端连接；所述第一电机的电机轴通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴连接，所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮固定连接在所述第一电机的电机轴上，所述第二齿轮固定连接在所述发动机的输出轴上；所述变速器设置在所述发动机与所述第二电机之间。

可选地，所述第二电机的电机轴空套在所述变速器的输入轴上。

可选地，所述第二电机、所述第一电机及所述发动机均不在同一轴线上

可选地，所述第一电机与第二电机的电机轴相互空套布置。

可选地，所述变速器的输入轴为空套在所述发动机的输出轴上的空心轴。

可选地，所述第一齿轮组包括相互啮合的电机主动齿轮和中间齿轮或相互啮合的电机主动齿轮和差速器齿轮，所述电机主动齿轮连接在所述第二电机的电机轴上；

所述第一减速机构包括第一挡位主动齿轮及与所述第一挡位主动齿轮啮合的第一挡位从动齿轮，所述第二减速机构包括第二挡位主动齿轮及与所述第二挡位主动齿轮啮合的第二挡位从动齿轮；

所述同步器设置在所述变速器的输入轴上、选择性地与空套在所述变速器的输入轴上的所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮接合或断开，设置在所述变速器的输出轴上的所述第一挡位从动齿轮、第二挡位从动齿轮及中间齿轮中的其中一个与所述差速器齿轮啮合；或者，所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮设置在所述变速器的输入轴上，所述同步器设置在所述变速器的输出轴上、选择性地与空套在所述变速器的输出轴上的所述第一挡位从动齿轮及所述第二挡位从动齿轮接合或断开，所述中间齿轮与所述差速器齿轮啮合。

可选地，所述混合动力驱动系统具有空挡驻车工况、驻车发电工况、急加速工况、纯电驱动工况、混合动力并联工况、行车充电串联工况、行车充电并联工况、制动减速能量回收工况及倒车工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机、第一电机及第二电机停止工作，电机控制器对所述第二电机进行零电流控制，以实现所述空挡驻车工况；

断开所述断开结合装置，所述第二电机停止工作，所述发动机工作并带动所述第一电机进入发电工作模式，并对动力电池充电，以实现所述驻车发电工况；

接合所述断开结合装置，所述发动机、第一电机及第二电机同时输出动力，所述同步器选择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现急加速工况；

在动力电池的电量充足时，断开所述断开结合装置，所述发动机及第一电机停止工作，所述第二电机单独驱动车辆行驶，以实现纯电驱动工况；

接合所述断开结合装置，所述第一电机停止工作，所述发动机及第二电机工作，所述同步器择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现混合动力并联工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机、第一电机与第二电机工作，所述发动机的动力驱动所述第一电机发电，所述第一电机产生的电能提供给所述第二电机或提供给动力电池充电，所述第二电机输出的动力驱动车辆行驶，以实现行车充电串联工况；

接合所述断开结合装置，所述发动机、第一电机与第二电机工作，所述发动机的一部分动力驱动所述第一电机发电，所述发动机的另一部分动力传递至车轮，所述第一电机产生的电能提供给所述第二电机或提供给动力电池充电，所述发动机及第二电机输出的动力驱动车辆行驶，所述同步器择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现行车充电并联工况；

车辆制动或者减速时，接合所述断开结合装置，所述第一电机和/或第二电机吸收车辆的制动能量产生电能，并给动力电池充电，以实现制动减速能量回收工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机及第一电机停止工作，所述第二电机反转，以实现倒车工况。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种车辆，其包括上述的混合动力驱动系统。

本实用新型实施例的混合动力驱动系统及车辆，所述第二电机通过第一齿轮组将动力传递到差速器，使得第二电机到车轮的动力传递为独立路线，与断开结合装置及同步器的接合与断开无关，当系统变换挡位时，第二电机提供动力，换挡过程中无动力中断。第二电机到车轮的动力传递的速比固定，该系统在中低速时可采用纯电动模式运行(纯电驱动工况)，无需换挡，平顺性好。此外，该系统只采用了一个断开结合装置(例如离合器)和一个同步器，相对于现有技术中同步器和两个离合器的组合，减少了一个控制元件，一方面便于控制，另一方面节约了系统成本，降低了系统故障率。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图2是本实用新型第二实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图3是本实用新型第三实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图4是本实用新型第四实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图5是本实用新型第五实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图6是本实用新型第六实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图7是本实用新型第七实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图8是本实用新型第八实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图9是本实用新型第九实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图10是本实用新型第十实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图11是本实用新型第十一实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图12是本实用新型第十二实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图。

说明书中的附图标记如下：

1、发动机；2、第一电机；3、第二电机；4、断开结合装置；5、发动机的输出轴；6、变速器的输出轴；7、差速器；8、第一挡位主动齿轮；9、第一挡位从动齿轮；10、第二挡位主动齿轮；11、第二挡位从动齿轮；12、电机主动齿轮；13、中间齿轮；14、差速器齿轮；15、第二电机的电机轴；16、第一电机的转子；17、第一电机的电机轴；18、第一齿轮；19、第二齿轮；20、变速器的输入轴；S、同步器。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种混合动力驱动系统，包括发动机1、断开结合装置4、变速器、第一电机2及第二电机3，变速器包括减速机构和同步器S。

所述断开结合装置4布置在所述发动机1与所述减速机构之间，所述断开结合装置4选择性地接合或断开以控制所述发动机1与所述减速机构之间的动力连接与断开。

所述减速机构包括第一减速机构及第二减速机构，所述同步器可选择的与所述第一减速机构及第二减速机构动力耦合以将所述发动机的动力可选择的传递到差速器。

所述第一电机2与所述发动机1连接，所述第二电机3通过第一齿轮组将动力传递到差速器。

在本申请的部分实施例中，所述第一电机2与所述发动机1的输出轴直接连接，这种连接方式采用轴向较短的电机，第一电机2与所述发动机1的输出轴直接连接可缩减总成的径向空间。在本申请的另一部分实施例中，所述第一电机2与所述发动机1的输出轴通过第二齿轮组连接，其中所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮固定连接在所述第一电机的电机轴上，所述第二齿轮固定连接在所述发动机的输出轴上。第一电机2与所述发动机1的输出轴通过第二齿轮组连接可自由匹配发动机与第一电机的传动速比，提高第一电机的发电效率。

在本申请的部分实施例中，第二电机的电机轴空套在所述变速器的输入轴上，以实现第二电机的电机轴与发动机的输出轴在同一轴线上。这种连接方式采用轴向较短的电机，第二电机3与所述变速器的输入轴同轴布置可缩减总成的径向空间。在本申请的另一部分实施例中，第二电机与第一电机及发动机均不在同一轴线上，即可以根据空间，合理排布第二电机与第一电机，减小系统的轴向空间，通过合理排布第二电机与第一电机使系统径向空间更紧凑。在本申请的又一部分实施例中，第一电机与第二电机的电机轴相互空套布置，如第一电机的输出轴为空心轴，第一电机的输出轴空套在第二电机的电机轴上；或第二电机的输出轴为空心轴，第二电机的输出轴空套在第一电机的电机轴上。一方面这种布置方式第一电机与第二电机相邻同轴布置，可缩减径向空间，另一方面第一电机、第二电机与发动机非同轴布置可合理排布第一电机、第二电机，缩减总成轴向空间。

在本申请的部分实施例中，变速器的输入轴与发动机的输出轴在同一轴线上。这种布置方式第二电机3的电机轴15比第一电机2的电机轴17短，第二电机3功率比第一电机2大，这种布置方式能更好保护第二电机3的电机轴15不因扭矩过大而断裂。在本申请的另一部分实施例中，变速器的输入轴为空套在发动机的输出轴上的空心轴。这种布置方式使断开结合装置可布置在变速器壳体外，当断开结合装置采用干式离合器时使离合器和减速箱油分开，保护断开结合装置。

第二电机通过第一齿轮组将动力传递到差速器，在本申请的部分实施例中，第一齿轮组包括相互啮合的电机主动齿轮和中间齿轮，电机主动齿轮连接在所述第二电机的电机轴上，通过中间齿轮与差速器的差速器齿轮啮合以将动力传递到差速器。在本申请的另一部分实施例中，第一齿轮组包括相互啮合的电机主动齿轮和差速器齿轮，电机主动齿轮连接在所述第二电机的电机轴上，直接将动力传递到差速器。

在本申请的部分实施例中，同步器设置在变速器的输入轴。如图5、图6、图8、图9所示在第一减速机构及第二减速机构之间可布置一排齿轮，缩减系统的轴向空间，使结构更紧凑。在本申请的另一部分实施例中，同步器设置在变速器的输出轴。同步器接合转速低，同步器不易损坏。同步器可选择的与所述第一减速机构及第二减速机构动力耦合以将所述发动机的动力可选择的传递到差速器，在同步器设置在变速器的输入轴的实施例中，可以通过第一减速机构的第一挡位从动齿轮及第二减速机构的第二挡位从动齿轮中的任一者与差速器的差速器齿轮啮合以将所述发动机的动力可选择的传递到差速器，或者通过新增中间齿轮，即第一挡位从动齿轮、第二挡位从动齿轮和中间齿轮均设置在变速器的输出轴上，中间齿轮与差速器的差速器齿轮啮合以将传递到该变速器的输出轴上的动力传递到差速器。在同步器设置在变速器的输出轴的实施例中，需要通过新增中间齿轮，即第一挡位从动齿轮、第二挡位从动齿轮空套在变速器的输出轴上，同步器及中间齿轮设置在变速器的输出轴，中间齿轮与差速器的差速器齿轮啮合以将传递到该变速器的输出轴上的动力传递到差速器。以下结合图1至图12详细说明本实用新型实施例提供的混合动力驱动系统。

第一实施例

如图1所示，本实用新型第一实施例提供的混合动力驱动系统，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、断开结合装置4、发动机的输出轴5、变速器的输入轴20、变速器的输出轴6、减速机构、同步器S、电机主动齿轮12、中间齿轮13及差速器齿轮14。

所述差速器齿轮14设置在所述差速器7的壳体上。所述差速器齿轮14与差速器7的壳体一起旋转。

所述发动机的输出轴5与所述发动机1的曲轴连接，所述第一电机2的转子16与所述发动机的输出轴5连接。优选地，所述第一电机2的转子16连接在所述发动机的输出轴5的外周上，所述第一电机2的转子16与发动机的输出轴5可通过但不限于减震盘连接。所述第一电机2的转子16的转动惯量等同于飞轮的转动惯量，以代替飞轮的作用。该系统取消了传统飞轮，利用转子16和减震盘代替飞轮，一方面，使该系统的结构更加紧凑，集成度更高；另一方面，减少了零部件，可节约成本，减少该系统的故障率。

然而，所述发动机的输出轴5与所述发动机1的曲轴也可通过单质量飞轮、双质量飞轮或扭转减震器连接。此时，所述第一电机2的转子16与发动机的输出轴5可通过减震盘连接，也可直接连接。

所述电机主动齿轮12固定连接在所述第二电机3的电机轴15上。此处，所述第二电机3的电机轴可以仅包括第二电机3自带的旋转轴，或者也可以是第二电机3自带的旋转轴与其延长轴的整体。同样，下文中，所述第一电机2的电机轴17可以仅包括第一电机2自带的旋转轴，或者也可以是第一电机2自带的旋转轴与其延长轴的整体。

所述断开结合装置4布置在所述发动机1与所述减速机构之间，所述断开结合装置4选择性地接合或断开以控制所述发动机1与所述减速机构之间的动力连接与断开。所述断开结合装置4为湿式多片式离合器或干式摩擦式离合器。

所述减速机构包括第一减速机构及第二减速机构，所述第一减速机构包括第一挡位主动齿轮8及与所述第一挡位主动齿轮8啮合的第一挡位从动齿轮9，所述第二减速机构包括第二挡位主动齿轮10及与所述第二挡位主动齿轮10啮合的第二挡位从动齿轮11，所述第一挡位主动齿轮8及第二挡位主动齿轮10通过滚针轴承空套在所变速器的输入轴20上，所述第一挡位从动齿轮9、第二挡位从动齿轮11及中间齿轮13固定连接在所述变速器的输出轴6上，所述电机主动齿轮12与所述中间齿轮13啮合，所述第二挡位从动齿轮11与所述差速器齿轮14啮合。

然而，所述第一挡位从动齿轮9、第二挡位从动齿轮11及中间齿轮13中的其中一个与所述差速器齿轮14啮合，均可实现差速器与变速器的输出轴6的动力连接。因而，所述差速器齿轮14与变速器的输出轴6上的任何一个齿轮啮合，均具有等同的效果。

所述同步器S设置在所述变速器的输入轴20上且位于所述第一挡位主动齿轮8与所述第二挡位主动齿轮10之间，所述同步器S的滑动轴套可在变速器的输入轴20上滑动，所述同步器S选择性与第一挡位主动齿轮8或第二挡位主动齿轮10接合或断开，发动机1到车轮的动力传输路径也相应在第一减速机构与第二减速机构之间切换。具体地，当所述同步器S与第一挡位主动齿轮8接合时，所述第一挡位主动齿轮8与变速器的输入轴20结合并一体地旋转。当所述同步器S与第二挡位主动齿轮10接合时，所述第二挡位主动齿轮10与变速器的输入轴20结合并一体地旋转。

优选地，所述第一电机2、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S、第二挡位主动齿轮10、电机主动齿轮12及第二电机3沿所述变速器的输入轴20的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布，所述发动机1、第一电机2及第二电机3同轴布置，所述第二电机3的电机轴15为套接在所述变速器的输入轴20上的空心轴。

所述发动机1、第一电机2及第二电机3同轴布置，可节省垂直于发动机的输出轴5方向的空间，第一电机2及第二电机3可采用扁平化的电机，便于将所述断开结合装置4设置在第一电机2的转子16与发动机的输出轴5形成的空间内，使该系统的空间更加紧凑。

所述发动机的输出轴5被所述断开结合装置4分隔成同轴的发动机的输出轴段及变速器的输出轴段，所述发动机的输出轴段与所述发动机1的曲轴连接，所述第一电机2的转子16连接在所述发动机的输出轴段的外周上，所述第一挡位主动齿轮8、同步器S、第二挡位主动齿轮10、电机主动齿轮12及第二电机3布置于所述变速器的输出轴段上。所述断开结合装置4设置在所述第一电机2的转子16与所述发动机的输出轴5形成的空间内，所述断开结合装置4的主动部分与所述第一电机2的转子16连接，所述断开结合装置4的从动部分与所述变速器的输出轴段的一端连接。

第一实施例的混合动力驱动系统，通过所述断开结合装置4和同步器S的选择性接合或断开，可实现空挡驻车工况、驻车发电工况、急加速工况、纯电驱动工况、混合动力并联工况、行车充电串联工况、行车充电并联工况、制动减速能量回收工况及倒车工况。具体如下：

(1)空挡驻车工况

断开所述断开结合装置4，所述发动机1、第一电机2及第二电机3停止工作，电机控制器对所述第二电机3进行零电流控制，以实现所述空挡驻车工况。此工况下，实现了空挡驻车功能，并可防止车辆故障时电势过高损坏电机和逆变器。

(2)驻车发电工况

断开所述断开结合装置4，所述第二电机3停止工作，所述发动机1工作并带动所述第一电机2进入发电工作模式，并对动力电池充电，以实现所述驻车发电工况。

(3)急加速工况

接合所述断开结合装置4，所述发动机1、第一电机2及第二电机3同时输出动力，所述同步器S选择性地与所述第一挡位主动齿轮8及所述第二挡位主动齿轮10的接合，以实现急加速工况。该工况下，可实现2个挡位的变换，驱动车辆行驶并进行换挡功能，最大化输出该混合动力驱动系统的动力，总输出功率大，可以满足车辆起步、爬坡及加速时的动力性要求。

(4)纯电驱动工况

在动力电池的电量充足时，断开所述断开结合装置4，所述发动机1及第一电机2停止工作，所述第二电机3单独驱动车辆行驶，以实现纯电驱动工况。该工况下，所述断开结合装置4的断开可减小纯电动行驶时的拖曳扭矩。

(5)混合动力并联工况

接合所述断开结合装置4，所述第一电机2停止工作，所述发动机1及第二电机3工作，所述同步器S择性地与所述第一挡位主动齿轮8及所述第二挡位主动齿轮10的接合，以实现混合动力并联工况。该工况下，可实现2个挡位的变换，驱动车辆行驶并进行换挡功能。该工况适应于动力电池的电量较高且对车辆动力性能有一定需求的情形。

(6)行车充电串联工况

断开所述断开结合装置4，所述发动机1、第一电机2与第二电机3工作，所述发动机1的动力驱动所述第一电机2发电，所述第一电机2产生的电能提供给所述第二电机3或提供给动力电池充电，所述第二电机3输出的动力驱动车辆行驶，以实现行车充电串联工况。此工况下，第二电机3所需的电能主要由第一电机2提供，不足或多余的电能由电池组提供或吸收，第二电机3输出的动力驱动车辆行驶。

(7)行车充电并联工况

接合所述断开结合装置4，所述发动机1、第一电机2与第二电机3工作，所述发动机1的一部分动力驱动所述第一电机2发电，所述发动机1的另一部分动力传递至车轮，所述第一电机2产生的电能提供给所述第二电机3或提供给动力电池充电，所述发动机1及第二电机3输出的动力驱动车辆行驶，所述同步器S择性地与所述第一挡位主动齿轮8及所述第二挡位主动齿轮10的接合，以实现行车充电并联工况。此工况下，第二电机3所需的电能主要由第一电机2提供，不足或多余的电能由电池组提供或吸收，通过断开结合装置4、同步器S选择性接合，可实现2个挡位的变换，驱动车辆行驶并进行换挡功能。

(8)制动减速能量回收工况

车辆制动或者减速时，接合所述断开结合装置4，所述第一电机2和/或第二电机3吸收车辆的制动能量产生电能，并给动力电池充电，以实现制动减速能量回收工况。

(9)倒车工况

断开所述断开结合装置4，所述发动机1及第一电机2停止工作，所述第二电机3反转，以实现倒车工况。即，通过所述第二电机3反转来实现倒车功能。

本实用新型第一实施例提供的混合动力驱动系统，所述电机主动齿轮12固定连接在所述第二电机3的电机轴15上，所述电机主动齿轮12与所述中间齿轮13或差速器齿轮14啮合。这样，第二电机3的动力传递通过主动齿轮及中间齿轮13传递给差速器齿轮14，使得第二电机3到车轮的动力传递为独立路线，与断开结合装置4及同步器S的接合与断开无关，当系统变换挡位时，第二电机3提供动力，换挡过程中无动力中断。第二电机3到车轮的动力传递的速比固定，该系统在中低速时可采用纯电动模式运行(纯电驱动工况)，无需换挡，平顺性好。此外，该系统只采用了一个断开结合装置4(例如离合器)和一个同步器S，相对于现有技术中同步器S和两个离合器的组合，减少了一个控制元件，一方面便于控制，另一方面节约了系统成本，降低了系统故障率。

另外，该系统设置了两个挡位，发动机1到车轮传输动力可在两个挡位之间选择，增加了发动机1的工作范围，有利于发动机1的匹配，使发动机1始终保持在经济油耗区间工作，减少油耗。

第二实施例

图2所示为本实用新型第二实施例提供的混合动力系统，与第一实施例不同之处在于，所述第一电机2的电机轴17通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴5连接，并且所述发动机1与第二电机3同轴布置，所述第一电机2与第二电机3平行间隔布置(不同轴)。

所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮18及第二齿轮19，所述第一齿轮18固定连接在所述第一电机2的电机轴17上，所述第二齿轮19固定连接在所述发动机的输出轴5上，所述第二齿轮19、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S、第二挡位主动齿轮10、电机主动齿轮12及第二电机3沿所述发动机的输出轴5的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布。

第二实施例中，所述发动机1的动力通过第二齿轮19及第一齿轮18传递到所述第一电机2，可自由设置所述第二齿轮19和第一齿轮18的速比，使所述发动机1的高效率运行区间与第一电机2的高效率区间匹配，提高系统效率。并且，所述第一电机2与发动机1的不同轴布置，可缩减系统的轴向空间。

第三实施例

图3所示为本实用新型第三实施例提供的混合动力系统，与第一实施例不同之处在于，所述第一电机2、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S及第二挡位主动齿轮10沿所述发动机的输出轴5的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布，所述发动机1与第一电机2同轴布置，所述第一电机2与第二电机3平行间隔布置。这样，所述第二电机3与发动机1不同轴布置，可缩减系统的轴向空间。

第四实施例

图4所示为本实用新型第四实施例提供的混合动力系统，与第一实施例不同之处在于，所述第一电机2的电机轴17通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴5连接，所述述发动机1与所述第二电机2及第二电机3平行间隔布置，且所述第一电机2与第二电机3不同轴，即，所述发动机1、第一电机2及第二电机3相互平行间隔，即，所述第二电机3、所述第一电机2及所述发动机1均不在同一轴线上。所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮18及第二齿轮19，所述第一齿轮18固定连接在所述第一电机2的电机轴17上，所述第二齿轮19固定连接在所述发动机的输出轴5上，所述第二齿轮19、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S及第二挡位主动齿轮10沿所述发动机的输出轴5的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布。

第四实施例中，所述发动机1的动力通过第二齿轮19及第一齿轮18传递到所述第一电机2，可自由设置所述第二齿轮19和第一齿轮18的速比，使所述发动机1的高效率运行区间与第一电机2的高效率区间匹配，提高系统效率。并且，所述第一电机2与发动机1的不同轴布置，可缩减系统的轴向空间。

第五实施例

图5所示为本实用新型第五实施例提供的混合动力系统，与第一实施例不同之处在于，所述第一电机2的电机轴17通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴5连接，所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮18及第二齿轮19，所述第一齿轮18固定连接在所述第一电机2的电机轴17上，所述第二齿轮19固定连接在所述发动机的输出轴5上，所述第二齿轮19、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S及第二挡位主动齿轮10沿所述变速器的输入轴20的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布。

所述第二电机3的电机轴15为套接在所述第一电机2的电机轴17上的空心轴，所述第一齿轮18、电机主动齿轮12、第二电机3及第一电机2沿所述第一电机2的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布，所述第一电机2与第二电机3同轴布置，所述发动机1与第二电机3平行间隔布置。

第六实施例

图6所示为本实用新型第六实施例提供的混合动力系统，与第五实施例不同之处在于，所述电机主动齿轮12直接与所述差速器齿轮14啮合。

第七实施例

图7所示为本实用新型第七实施例提供的混合动力系统，与第五实施例不同之处在于，所述第一挡位主动齿轮8、第二挡位主动齿轮10及电机主动齿轮12固定连接在所变速器的输入轴20上，所述第一挡位从动齿轮9及第二挡位从动齿轮11空套在所述变速器的输出轴6上，所述中间齿轮13固定连接在所述变速器的输出轴6上，所述同步器S设置在所述变速器的输出轴6上且位于所述第一挡位从动齿轮9与所述第二挡位从动齿轮11之间。

第八实施例

图8所示为本实用新型第七实施例提供的混合动力系统，与第七实施例不同之处在于，所述电机主动齿轮12直接与所述差速器齿轮14啮合。

第九实施例

如图9所示，本实用新型第九实施例提供的混合动力驱动系统，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、断开结合装置4、发动机的输出轴5、变速器的输出轴6、变速器的输入轴20、减速机构、同步器S、电机主动齿轮12、中间齿轮13及差速器齿轮14。

所述差速器齿轮14设置在所述差速器的壳体上。所述差速器齿轮14与差速器的壳体一起旋转。

所述第一电机2的电机轴17与所述发动机的输出轴5连接，所述电机主动齿轮12固定连接在所述第二电机3的电机轴15上，所述变速器的输入轴20为转动套接在所述发动机的输出轴5上的空心轴。

所述断开结合装置4布置在所述发动机1与所述减速机构之间，所述断开结合装置4选择性地接合或断开以控制所述发动机1与所述减速机构之间的动力连接与断开。所述断开结合装置4为湿式多片式离合器或干式摩擦式离合器。

所述减速机构包括第一减速机构及第二减速机构，所述第一减速机构包括第一挡位主动齿轮8及与所述第一挡位主动齿轮8啮合的第一挡位从动齿轮9，所述第二减速机构包括第二挡位主动齿轮10及与所述第二挡位主动齿轮10啮合的第二挡位从动齿轮11，所述第一挡位主动齿轮8及第二挡位主动齿轮10空套在所变速器的输入轴20上，所述第一挡位从动齿轮9、第二挡位从动齿轮11及中间齿轮13固定连接在所述变速器的输出轴6上，所述电机主动齿轮12与所述中间齿轮13啮合，所述中间齿轮13与所述差速器齿轮14啮合。

然而，所述第一挡位从动齿轮9、第二挡位从动齿轮11及中间齿轮13中的其中一个与所述差速器齿轮14啮合，均可实现差速器与变速器的输出轴6的动力连接。因而，所述差速器齿轮14与变速器的输出轴6上的任何一个齿轮啮合，均具有等同的效果。

所述同步器S设置在所述变速器的输入轴20上且位于所述第一挡位主动齿轮8与所述第二挡位主动齿轮10之间，所述同步器S的滑动轴套可在变速器的输入轴20上滑动，所述同步器S选择性与第一挡位主动齿轮8或第二挡位主动齿轮10接合或断开，发动机1到车轮的动力传输路径也相应在第一减速机构与第二减速机构之间切换。具体地，当所述同步器S与第一挡位主动齿轮8接合时，所述第一挡位主动齿轮8与变速器的输入轴20结合并一体地旋转。当所述同步器S与第二挡位主动齿轮10接合时，所述第二挡位主动齿轮10与变速器的输入轴20结合并一体地旋转。

优选地，所述第一电机2、断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S及第二挡位主动齿轮10沿所述变速器的输入轴20的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布，所述发动机1与所述第一电机2平行间隔布置，所述第一电机2与第二电机3同轴布置，所述第一电机2的电机轴17为套接在所述第二电机3的电机轴15上的空心轴。

第九实施例中，所述第一电机2的电机轴17通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴5连接，所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮18及第二齿轮19，所述第一齿轮18固定连接在所述第一电机2的电机轴17上，所述第二齿轮19固定连接在所述发动机的输出轴5上，所述断开结合装置4、第一挡位主动齿轮8、同步器S、第二挡位主动齿轮10及第二齿轮19沿所述发动机的输出轴5的轴线向远离所述发动机1的方向依次排布。所述电机主动齿轮12、第一齿轮18、第一电机2及第二电机3沿所述第一电机2的轴线向远离所述发动机的方向依次排布。

第九实施例中，所述发动机1的动力通过第二齿轮19及第一齿轮18传递到所述第一电机2，可自由设置所述第二齿轮19和第一齿轮18的速比，使所述发动机1的高效率运行区间与第一电机2的高效率区间匹配，提高系统效率。并且，所述第一电机2及第二电机3与所述发动机1的不同轴布置，可缩减系统的轴向空间。

第十实施例

图10所示为本实用新型第六实施例提供的混合动力系统，与第九实施例不同之处在于，所述电机主动齿轮12直接与所述差速器齿轮14啮合。

第十一实施例

图11所示为本实用新型第十一实施例提供的混合动力系统，与第九实施例不同之处在于，所述第一挡位主动齿轮8及第二挡位主动齿轮10固定连接在变速器的输入轴20上，所述第一挡位从动齿轮9及第二挡位从动齿轮11空套在所述变速器的输出轴6上，所述中间齿轮13固定连接在所述变速器的输出轴6上。所述同步器S设置在所述变速器的输出轴6上且位于所述第一挡位从动齿轮9与所述第二挡位从动齿轮11之间。

第十二实施例

图12所示为本实用新型第十二实施例提供的混合动力系统，与第十一实施例不同之处在于，所述电机主动齿轮12直接与所述差速器齿轮14啮合。

第十三实施例

另外，本实用新型第十三实施例还提供了一种车辆，其包括上述实施例的混合动力驱动系统。

第二实施例至第十二实施例，同样可以实现空挡驻车工况、驻车发电工况、急加速工况、纯电驱动工况、混合动力并联工况、行车充电串联工况、行车充电并联工况、制动减速能量回收工况及倒车工况。第二实施例至第十二实施例实现上述工况的过程与第一实施例类似。

本实用新型上述实施例的混合动力驱动系统及车辆，所述第二电机3通过第一齿轮组将动力传递到差速器7，使得第二电机3到车轮的动力传递为独立路线，与断开结合装置4及同步器S的接合与断开无关，当系统变换挡位时，第二电机3提供动力，换挡过程中无动力中断。第二电机3到车轮的动力传递的速比固定，该系统在中低速时可采用纯电动模式运行(纯电驱动工况)，无需换挡，平顺性好。此外，该系统只采用了一个断开结合装置4(例如离合器)和一个同步器S，相对于现有技术中同步器S和两个离合器的组合，减少了一个控制元件，一方面便于控制，另一方面节约了系统成本，降低了系统故障率。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机、断开结合装置、变速器、第一电机和第二电机，所述变速器包括减速机构和同步器；

所述断开结合装置布置在所述发动机与所述减速机构之间，所述断开结合装置选择性地接合或断开以控制所述发动机与所述减速机构之间的动力连接与断开；

所述减速机构包括第一减速机构及第二减速机构，所述同步器可选择的与所述第一减速机构及第二减速机构动力耦合以将所述发动机的动力可选择的传递到差速器；

所述第一电机与所述发动机连接；

所述第二电机通过第一齿轮组将动力传递到差速器。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述发动机的输出轴与所述断开结合装置的主动端连接，所述变速器的输入轴与所述断开结合装置的从动端连接；所述第一电机的转子连接在所述发动机的输出轴的外周上；所述变速器设置在所述第一电机与所述第二电机之间。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述发动机的输出轴与所述断开结合装置的主动端连接，所述变速器的输入轴与所述断开结合装置的从动端连接；所述第一电机的电机轴通过第二齿轮组与所述发动机的输出轴连接，所述第二齿轮组包括啮合的第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮固定连接在所述第一电机的电机轴上，所述第二齿轮固定连接在所述发动机的输出轴上；所述变速器设置在所述发动机与所述第二电机之间。

4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二电机的电机轴空套在所述变速器的输入轴上。

5.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二电机、所述第一电机及所述发动机均不在同一轴线上。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一电机与第二电机的电机轴相互空套布置。

7.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述变速器的输入轴为空套在所述发动机的输出轴上的空心轴。

8.根据权利要求2至7任一项所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮组包括相互啮合的电机主动齿轮和中间齿轮或相互啮合的电机主动齿轮和差速器齿轮，所述电机主动齿轮连接在所述第二电机的电机轴上；

所述第一减速机构包括第一挡位主动齿轮及与所述第一挡位主动齿轮啮合的第一挡位从动齿轮，所述第二减速机构包括第二挡位主动齿轮及与所述第二挡位主动齿轮啮合的第二挡位从动齿轮；

所述同步器设置在所述变速器的输入轴上、选择性地与空套在所述变速器的输入轴上的所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮接合或断开，设置在所述变速器的输出轴上的所述第一挡位从动齿轮、第二挡位从动齿轮及中间齿轮中的其中一个与所述差速器齿轮啮合；或者，所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮设置在所述变速器的输入轴上，所述同步器设置在所述变速器的输出轴上、选择性地与空套在所述变速器的输出轴上的所述第一挡位从动齿轮及所述第二挡位从动齿轮接合或断开，所述中间齿轮与所述差速器齿轮啮合。

9.根据权利要求8所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有空挡驻车工况、驻车发电工况、急加速工况、纯电驱动工况、混合动力并联工况、行车充电串联工况、行车充电并联工况、制动减速能量回收工况及倒车工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机、第一电机及第二电机停止工作，电机控制器对所述第二电机进行零电流控制，以实现所述空挡驻车工况；

断开所述断开结合装置，所述第二电机停止工作，所述发动机工作并带动所述第一电机进入发电工作模式，并对动力电池充电，以实现所述驻车发电工况；

接合所述断开结合装置，所述发动机、第一电机及第二电机同时输出动力，所述同步器选择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现急加速工况；

在动力电池的电量充足时，断开所述断开结合装置，所述发动机及第一电机停止工作，所述第二电机单独驱动车辆行驶，以实现纯电驱动工况；

接合所述断开结合装置，所述第一电机停止工作，所述发动机及第二电机工作，所述同步器择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现混合动力并联工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机、第一电机与第二电机工作，所述发动机的动力驱动所述第一电机发电，所述第一电机产生的电能提供给所述第二电机或提供给动力电池充电，所述第二电机输出的动力驱动车辆行驶，以实现行车充电串联工况；

接合所述断开结合装置，所述发动机、第一电机与第二电机工作，所述发动机的一部分动力驱动所述第一电机发电，所述发动机的另一部分动力传递至车轮，所述第一电机产生的电能提供给所述第二电机或提供给动力电池充电，所述发动机及第二电机输出的动力驱动车辆行驶，所述同步器择性地与所述第一挡位主动齿轮及所述第二挡位主动齿轮的接合，以实现行车充电并联工况；

车辆制动或者减速时，接合所述断开结合装置，所述第一电机和/或第二电机吸收车辆的制动能量产生电能，并给动力电池充电，以实现制动减速能量回收工况；

断开所述断开结合装置，所述发动机及第一电机停止工作，所述第二电机反转，以实现倒车工况。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的混合动力驱动系统。