CN210149147U - 一种混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混合动力系统，包括第一动力单元、第一变速器、第二动力单元、第二变速器和动力电池，所述第二动力单元为电机动力单元，动力电池与电机动力单元连接，所述第一动力单元的输出轴与第一变速器的输入轴连接，所述第一变速器的输出轴与电机动力单元的输出轴连接，电机动力单元的输出轴与第二变速器的输入轴连接，第二变速器的输出轴与车轮传动连接。通过第一变速器和第二变速器，可以实现两个变速器挡位的相乘，形成多个挡位，同时由于挡位数量的减少，大大减小了变速器的体积，避免占用体积大的问题。

Description

一种混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及汽车动力系统领域，尤其涉及一种混合动力系统。

背景技术

现有的混合动力系统一般都是用在小型汽车上，一般采用的是较少挡位的变速器，这样的变速器结构无法承受大扭矩，无法用在大型车辆上。现有的大型车辆的混合动力系统可以实现较多挡位，但是变速器体积较大，占用空间大。

实用新型内容

为此，需要提供一种混合动力系统，解决现有大型车辆混合动力系统占用空间大的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种混合动力系统，包括第一动力单元、第一变速器、第二动力单元、第二变速器和动力电池，所述第二动力单元为电机动力单元，动力电池与电机动力单元连接，所述第一动力单元的输出轴与第一变速器的输入轴连接，所述第一变速器的输出轴与电机动力单元的输出轴连接，电机动力单元的输出轴与第二变速器的输入轴连接，第二变速器的输出轴与车轮传动连接。

进一步地，所述电机动力单元的输出轴包括处在同一轴上的前输出轴和后输出轴，所述前输出轴与所述第一变速器的输出轴连接，所述后输出轴与所述第二变速器的输入轴连接。

进一步地，所述第一变速器包含有第一离合驱动单元，所述第一离合驱动单元前端设置有第一离合器片，后端设置有第二离合器片，所述第一离合器片设置在第一变速器输入轴和第一变速器输出轴之间，所述第一变速器设置有与第一变速器输入轴齿轮传动的第一中间轴，第一中间轴与第一传动齿轮连接，第一传动齿轮转动套设在第一变速器输出轴上，所述第二离合器片设置在传动齿轮和第一变速器输出轴之间。

进一步地，所述第二变速器包含有第二离合驱动单元、第三离合驱动单元和第二中间轴，所述第二离合驱动单元前端设置有第三离合器片，后端设置有第四离合器片，所述第三离合驱动单元前端设置有第五离合器片，后端设置有第六离合器片，第二变速器的输入轴上转动设置有第二传动齿轮和第三传动齿轮，第二中间轴上设置有第四传动齿轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮、第七传动齿轮，第二变速器的输出轴上转动设置有第八传动齿轮和第九传动齿轮，第二传动齿轮与第四传动齿轮传动连接，第三传动齿轮与第五传动齿轮传动连接，第六传动齿轮与第八传动齿轮传动连接，第七传动齿轮与第九传动齿轮传动连接，第三离合器片设置在第二传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第四离合器片设置在第三传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第五离合器片设置在第八传动齿轮和第二变速器输出轴之间，第六离合器片设置在第九传动齿轮和第二变速器输出轴之间。

进一步地，所述第一变速器为1、2、3或者4以上挡位变速器。

进一步地，所述第二变速器为2、3、4、5、6、7、8或者9以上挡位变速器。

进一步地，所述第一动力单元为发动机。

进一步地，所述第一变速器的挡位少于第二变速器的挡位。

进一步地，所述车轮为后轮，所述第二变速器的输出轴通过差速器与车轮传动连接。

进一步地，所述混合动力系统安装在矿山工程车、公交车、巴士、乘用车或卡车上。

区别于现有技术，上述技术方案通过第一变速器和第二变速器，可以实现两个变速器挡位的相乘，形成多个挡位，同时由于挡位数量的减少，大大减小了变速器的体积，避免占用体积大的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述的混合动力系统一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所述的混合动力系统另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型所述的第一变速器的简易结构示意图；

图4为本实用新型所述的第一变速器的剖面结构图；

图5为本实用新型所述的第二变速器的简易结构示意图；

图6为本实用新型所述的第二变速器的剖面结构图；

图7为本实用新型所述的第二变速器另一实施例的简易结构示意图；

图8为本实用新型所述的第二变速器再一实施例的简易结构示意图；

图9为本实用新型所述的工程车的结构示意图。

附图标记说明：

1、混合动力系统；

2、矿山工程车；

10、第一动力单元；

11、第一变速器；

12、第二动力单元；

13、第二变速器；

14、车轮；

111、第一离合驱动单元；

112、第一离合器片；

113、第二离合器片；

114、第一变速器输入轴；

115、第一变速器输出轴；

116、第一中间轴；

117、第一传动齿轮；

118、第一中间轴齿轮；

119、第二中间轴齿轮；

120、电机动力单元的输出轴；

121、前输出轴；

122、后输出轴；

130、第二离合驱动单元；

131、第三离合驱动单元；

132、第二中间轴；

133、第三离合器片；

134、第四离合器片；

135、第五离合器片；

136、第六离合器片；

137、第二变速器的输入轴；

138、第二传动齿轮；

139、第三传动齿轮；

140、第四传动齿轮；

141、第五传动齿轮；

142、第六传动齿轮；

143、第七传动齿轮；

144、第二变速器的输出轴；

145、第八传动齿轮；

146、第九传动齿轮。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1到图9，本实施例提供一种混合动力系统1，包括第一动力单元10、第一变速器11、第二动力单元12、第二变速器13和动力电池(图未示出)，所述第二动力单元为电机动力单元，动力电池与电机动力单元连接，这里的连接仅仅说明动力电池用于给电机动力单元，其连接实际上还要经过控制器的控制，如控制动力电池是否给电机动力单元供电等，控制动力电池和电机动力单元的控制器现有的很多控制器都可以实现，在此不再赘述。所述第一动力单元的输出轴与第一变速器的输入轴连接，所述第一变速器的输出轴与电机动力单元的输出轴连接，电机动力单元的输出轴与第二变速器的输入轴连接，第二变速器的输出轴与车轮14传动连接，其中所述第一动力单元为发动机，如燃油或者燃气发动机，从而实现不同动力的混合。动力电池用于给电机供电，现有的具有动力电池的车辆都要给电机供电，本实用新型只要能让动力电池给电机供电即可，这个是现有动力电池和电机的基本形式，本实用新型在这里并不对其进行改进，不再赘述。这样通过第一变速器和第二变速器，可以实现两个变速器挡位的相乘，形成多个挡位，同时由于挡位数量的减少，大大减小了变速器的体积，避免占用体积大的问题。以及在需要混合动力的时候，第一动力单元和第二动力单元可以联合输出，只要将第一变速器和第二变速器置于非空挡即可。如果只需要第一动力单元，则可以将电机动力单元保持空转状态，动力由第一动力单元提供。如果只需要第二动力单元，则可以将第一变速器切到空挡即可。这样可以适用于不同的动力需要。

在某些实施例中，如图1所示，电机动力单元的输出可以通过齿轮与第一变速器的输出端和第二变速器的输入端连接，同样可以实现电机动力单元将动力传递给第二变速器，而后再传递给车轮，实现第一动力单元和第二动力单元的混合输出，同时可以降低横向的长度。或者在某些实施例中，可以将电机动力单元串在两个变速器之间。则所述电机动力单元的输出轴120包括处在同一轴上的前输出轴121和后输出轴122，所述前输出轴与所述第一变速器的输出轴连接，所述后输出轴与所述第二变速器的输入轴连接。这样可以由输出轴之间进行动力传输，大大降低动力浪费的情况。

一般地，第一变速器实现的是将前后两个动力单元的动力进行连接，其转速不会相差太大，则第一变速器可以采用挡位较少的变速器，即第一变速器的挡位数量小于第二变速器，这样比较适合现有的动力单元情况。第二变速器可以采用挡位较多的变速器，这样可以实现低速高扭矩和高速低扭矩的情况。在某些实施例中，所述第一变速器为1、2、3或者4以上挡位变速器，所述第二变速器为2、3、4、5、6、7、8或者9以上挡位变速器。如可以采用第一变速器为2挡的变速器，第二变速器为8挡的变速器，这样相乘即可以实现16个挡位的变速功能。

第一变速器的结构可以采用现有的自动控制变速器等结构，或者在本实施例中，作为一个二挡变速器，第一变速器的结构如图3、图4所示，所述第一变速器11包含有第一离合驱动单元111，所述第一离合驱动单元前端设置有第一离合器片112，后端设置有第二离合器片113，所述第一离合器片设置在第一变速器输入轴114和第一变速器输出轴115之间，所述第一变速器设置有与第一变速器输入轴齿轮传动的第一中间轴116，第一中间轴与第一传动齿轮117连接，第一传动齿轮转动套设在第一变速器输出轴上，所述第二离合器片设置在第一传动齿轮和第一变速器输出轴之间。为了实现中间轴的传动，中间轴上还具有第一中间轴齿轮118和第二中间轴齿轮119。

其中，第一离合驱动单元可以是液压单元，通过液压单元的前后运动，可以带动第一离合器片或者第二离合器片离合，这种是摩擦式离合器，或者结构也可以是液力变矩器(液力耦合器)、气动离合器、牙嵌式离合器、同步器、或电磁离合器等。液压单元带动机构前后运动是现有技术，本实用新型不再赘述。具体地，第一离合驱动单元往前运动时，第一离合器片则合上，第二离合器片分离，而第一离合驱动单元往后运动时，第二离合器片则合上，第一离合器片分离，第一离合驱动单元置于中间的时候，第一离合器片和第二离合器片都处在分离状态，这样就形成空挡。当第一离合器片合上时，则第一变速器输入轴114和第一变速器输出轴115直接传动连接，实现了动力的直接传递。而在第二离合器片合上时，则第一变速器输出轴115与第一传动齿轮直接传动连接，而第一传动齿轮由第一中间轴带动转动，第一中间轴由第一变速器输入轴带动转动，则实现了第一变速器输入轴通过第一中间轴带动第一变速器输出轴进行动力输出。通过第一中间轴的不同齿轮大小，就可以实现不同的扭矩变化，即实现了与直接输出不同的扭矩变化，从而实现了二挡变速器的功能。通过二挡变速器，可以将第一动力单元的动力以不同的扭矩传输给第二动力单元，再由第二变速器传递给车轮，实现了车轮不同的扭矩传输。本实用新型通过第一离合驱动单元的前进后退即可以实现两个挡位的输出，控制方便。

第二变速器13可以采用现有的自动控制变速器等结构，优选地，所述第二变速器13包含有第二离合驱动单元130、第三离合驱动单元131和第二中间轴132，所述第二离合驱动单元130前端设置有第三离合器片133，后端设置有第四离合器片134，所述第三离合驱动单元前端设置有第五离合器片135，后端设置有第六离合器片136，第二变速器的输入轴137上转动设置有第二传动齿轮138和第三传动齿轮139，第二中间轴上设置有第四传动齿轮140、第五传动齿轮141、第六传动齿轮142、第七传动齿轮143，第二变速器的输出轴144上转动设置有第八传动齿轮145和第九传动齿轮146，第二传动齿轮138与第四传动齿轮140传动连接，第三传动齿轮与第五传动齿轮传动连接，第六传动齿轮与第八传动齿轮传动连接，第七传动齿轮与第九传动齿轮传动连接，第三离合器片设置在第二传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第四离合器片设置在第三传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第五离合器片设置在第八传动齿轮和第二变速器输出轴之间，第六离合器片设置在第九传动齿轮和第二变速器输出轴之间。

第二变速器在工作时，第二离合驱动单元前进，第三离合器片合上，可以将输入轴的动力通过第二传动齿轮和第四传动齿轮传递给第二中间轴。第二离合驱动单元后退，第四离合器片合上，可以将输入轴的动力通过第三传动齿轮和第五传动齿轮传递给第二中间轴。第二传动齿轮和第四传动齿轮的齿比可以设置成与第三传动齿轮和第五传动齿轮的齿比不同，就可以实现输入轴不同的变速输出到第二中间轴。而后输出的时候，第二中间轴带动第六传动齿轮和第七传动齿轮转动。第三离合驱动单元前进，第五离合器片合上，可以将第二中间轴的动力通过第六传动齿轮和第八传动齿轮传递给输出轴。第三离合驱动单元后退，第六离合器片合上，可以将第二中间轴的动力通过第七传动齿轮和第九传动齿轮传递给输出轴。第六传动齿轮和第八传动齿轮的齿比可以设置成与第七传动齿轮和第九传动齿轮的齿比不同，就可以实现第二中间轴不同的变速输出到输出轴。从而实现4挡变速。

这样第二变速器通过第二离合驱动单元和第三离合驱动单元的前进后退即可以实现四个挡位的输出，控制方便。同时无论第二离合驱动单元和第三离合驱动单元处在任何闭合状态，第二变速器都只会有一个挡位输出，实现了动力在传输时候的唯一路径。也不会造成挡位错乱打齿的情况，这样可以避免在异常时对变速器造成损坏。这样的输出控制方式，由于离合切换的过程中，自动实现挡位的切换，也实现了动力的不间断传输，提高了动力传输效率，提高了动力回收效率。

上述所有实施例中，齿轮与轴之间转动设置或者转动套设的时候，可以将传动齿轮通过一个轴承或轴套与中间的输入轴或者输出轴连接，如图中传动齿轮与输入轴或者输出轴之间正方形且内部打叉的标识，这样就可以实现传动齿轮相对于中间的输入轴或者输出轴的转动。

在某些实施例中，第二变速器可以通过级联来增加挡位，如可以将第一变速器的结构整合到第二变速器中，如图7所示，这样第二变速器就形成8挡变速器。或者可以将第二变速器的结构进行重复，如图8所示，内部为两个重复的变速器结构的连接，这样可以实现一个16挡位的变速器，这样可以适合需要挡位较多的情况。

本实用新型的动力系统可以带动前轮转动或者后轮转动，为了实现大扭矩，优选地，所述车轮为后轮，所述第二变速器的输出轴通过差速器与车轮传动连接。通过差速器可以实现后轮两个轮子的不同速度，差速器在现有技术中有较多应用，不再赘述。

本实用新型多挡位的混合动力系统可以实现非常大的扭矩，优选可以用在大型车辆上面，如所述混合动力系统安装在矿山工程车2上，如图9所示。当然在某些实施例中，本实用新型多挡位的混合动力系统可以用在乘用车、公交车、巴士与卡车上，具体地，乘用车如应用于小轿车上。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于：包括第一动力单元、第一变速器、第二动力单元、第二变速器和动力电池，所述第二动力单元为电机动力单元，动力电池与电机动力单元连接，所述第一动力单元的输出轴与第一变速器的输入轴连接，所述第一变速器的输出轴与电机动力单元的输出轴连接，电机动力单元的输出轴与第二变速器的输入轴连接，第二变速器的输出轴与车轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述电机动力单元的输出轴包括处在同一轴上的前输出轴和后输出轴，所述前输出轴与所述第一变速器的输出轴连接，所述后输出轴与所述第二变速器的输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第一变速器包含有第一离合驱动单元，所述第一离合驱动单元前端设置有第一离合器片，后端设置有第二离合器片，所述第一离合器片设置在第一变速器输入轴和第一变速器输出轴之间，所述第一变速器设置有与第一变速器输入轴齿轮传动的第一中间轴，第一中间轴与第一传动齿轮连接，第一传动齿轮转动套设在第一变速器输出轴上，所述第二离合器片设置在第一传动齿轮和第一变速器输出轴之间。

4.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第二变速器包含有第二离合驱动单元、第三离合驱动单元和第二中间轴，所述第二离合驱动单元前端设置有第三离合器片，后端设置有第四离合器片，所述第三离合驱动单元前端设置有第五离合器片，后端设置有第六离合器片，第二变速器的输入轴上转动设置有第二传动齿轮和第三传动齿轮，第二中间轴上设置有第四传动齿轮、第五传动齿轮、第六传动齿轮、第七传动齿轮，第二变速器的输出轴上转动设置有第八传动齿轮和第九传动齿轮，第二传动齿轮与第四传动齿轮传动连接，第三传动齿轮与第五传动齿轮传动连接，第六传动齿轮与第八传动齿轮传动连接，第七传动齿轮与第九传动齿轮传动连接，第三离合器片设置在第二传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第四离合器片设置在第三传动齿轮和第二变速器输入轴之间，第五离合器片设置在第八传动齿轮和第二变速器输出轴之间，第六离合器片设置在第九传动齿轮和第二变速器输出轴之间。

5.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第一变速器为1、2、3或者4以上挡位变速器。

6.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第二变速器为2、3、4、5、6、7、8或者9以上挡位变速器。

7.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第一动力单元为发动机。

8.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述第一变速器的挡位少于第二变速器的挡位。

9.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述车轮为后轮，所述第二变速器的输出轴通过差速器与车轮传动连接。

10.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于：所述混合动力系统安装在矿山工程车、公交车、巴士、乘用车或卡车上。

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