CN210174608U - 混合动力汽车及其动力系统和传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混合动力汽车及其动力系统和传动系统。其中，混合动力传动系统，通过其中一个制动器选择性地切断发动机输入行星齿轮机构的第一输入端的动力，通过离合器或者另一个制动器选择性地将第一电机的动力输入行星齿轮机构的第二输入端，从而可以将单独将发动机、与太阳轮传动连接的第一电机的动力单独输出，或者经过功率分流后联动输出，继而可以满足混合动力汽车在不同驾驶工况下选择合理的动力输出模式，提高汽车的节油率、驾驶性能以及动力性能。混合动力系统，包括：发动机、第一电机、第二电机以及上述混合动力传动系统。混合动力汽车，包括：第一车桥、第二车桥和上述混合动力系统。

Description

混合动力汽车及其动力系统和传动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车及其动力系统和传动系统。

背景技术

纯电动汽车在短期内很难解决其动力电池带来的整车成本增加、里程困扰、充电时间长、电池寿命及安全等诸多问题，而混动动力汽车由于具备长驾驶里程、低油耗、低排放、无充电困扰等诸多优势，混动汽车正越来越受到市场青睐。混动汽车按驱动方式一般分为两轮驱动和四轮驱动两大类，由于两轮驱动具有机械结构相对简单、车内空间比较宽敞、动力传递效率高等优点而被广泛的应用。

现有的混动汽车，一般采用基于双电机的无级电传动变速(electronicContinuously Variable Transmission，简称eCVT)混合动力总成传动系统。例如，丰田普锐斯混合动力基于行星齿轮结构的混动无级变速箱在全速范围内采用串并混联驱动；本田的iMMD集成混动传动系统采用了简单的单级减速加一个电控离合器，通过匹配大功率大扭矩驱动电机及发电机，更加简易实效地实现了eCVT的强混功能；通用第二代Voltec2混动技术采用双行星齿轮复合动力分流混动技术。

但是，丰田普锐斯混合动力驱动在高速工况节油效率下降，低速牵引驱动能力较不足；本田的iMMD集成混动传动系统因受限于单级减速机械机构，在中低速持续重载爬坡、高速持续超车等工况下动力性能较弱；通用第二代Voltec2混动技术结构复杂，混动总成成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种混合动力驱动系统及汽车，以解决现有的eCVT双电机混动变速箱技术中存在的部分技术问题，以便两轮驱动车在高速直驱模式下，不仅可以兼顾动力性，还能提高整体混动系统效率。

本实用新型的第一方面提供一种混合动力传动系统，包括：行星齿轮机构、第一锁止机构、第二锁止机构、减速器、变速器以及动力输出机构；

所述行星齿轮机构包括：太阳轮、齿圈和行星架；

所述齿圈和行星架的其中一个作为所述行星齿轮机构的第一输入端，所述第一锁止机构用于选择性地将发动机的动力输入所述行星齿轮机构的第一输入端；

所述太阳轮作为所述行星齿轮机构的第二输入端，所述第二输入端用于与第一电机传动连接；

所述齿圈和行星架的另外一个作为所述行星齿轮机构的输出端，所述输出端与所述减速器的输入端传动连接；

所述减速器的输出端与所述动力输出机构的第一输入端传动连接，所述动力输出机构的输出端用于驱动两驱汽车的一个车桥运动；

所述第二锁止机构，用于选择性地将所述第一电机的动力输入所述行星齿轮机构的第二输入端；

所述变速器的输入端用于与第二电机传动连接，所述变速器的输出端与所述动力输出机构的第二输入端传动连接。

可选地，第一锁止机构选用制动器，第二锁止机构选用离合器或者另外的制动器。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器包括：中间输出轴，设置在所述中间输出轴上的一挡输出齿轮和中间输出齿轮，用于与所述第二电机传动连接的动力输入轴，以及，设置在所述动力输入轴上的一挡输入齿轮；所述一挡输出齿轮与所述一挡输入齿轮啮合，所述中间输出齿轮与所述动力输出机构的第二输入端传动连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器还包括：设置在所述动力输入轴上的换挡同步器；所述换挡同步器用于选择性地将所述一挡输入齿轮与所述动力输入轴传动连接或者断开连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述变速器还包括：设置在所述中间输出轴上的二挡输出齿轮，以及，设置在所述动力输入轴上二挡输入齿轮，所述二挡输出齿轮与所述二挡输入齿轮啮合；所述换挡同步器用于选择性地将所述一挡输入齿轮和所述二挡输入齿轮中的一个与所述动力输入轴传动连接或者将所述一挡输入齿轮和所述二挡输入齿轮与所述动力输入轴断开连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述减速器包括：中间动力输入轴；套装在所述中间动力输入轴上的第一减速齿轮，所述第一减速齿轮与所述行星齿轮机构的输出端传动连接；中间传输轴；套装在所述中间传输轴上的第二减速齿轮和第三减速齿轮，所述第二减速齿轮与所述第一减速齿轮冲动连接，所述第三减速齿轮与所述动力输出机构的第一输入端传动连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述中间动力输入轴为空心轴，用于传动连接所述第一电机和所述行星齿轮机构的第二输入端的第三动力输入轴穿设在所述空心轴内。

根据本实用新型的一个实施例，所述齿圈作为所述行星齿轮机构的第一输入端，所述行星架作为所述行星齿轮的输出端；或者，所述行星架作为所述行星齿轮机构的第一输入端，所述齿圈作为所述行星齿轮机构的输出端。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一锁止机构为用于选择性地切断发动机动力输入的制动器，或者所述第一锁止机构为用于选择性地将所述发动机和所述行星齿轮传动机构的第一输入端传动连接或断开连接的离合器；所述第二锁止机构为用于选择性地将所述行星齿轮传动机构的太阳轮和所述行星齿轮传动机构的输出端传动连接或断开连接的离合器。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一锁止机构为用于选择性地切断发动机动力输入的制动器，或者所述第一锁止机构为用于选择性地将所述发动机和所述行星齿轮传动机构的第一输入端传动连接或断开连接的离合器；所述第二锁止机构为用于选择性地切断所述第一电机动力输出的制动器。

根据本实用新型的一个实施例，用于选择性地切断所述第一电机动力输出的制动器设置于所述第一电机的转子腔体内。

根据本实用新型的一个实施例，所述混合动力传动系统还包括减速机构，所述行星齿轮机构的第二输入端通过所述减速机构与所述第一电机传动连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一锁止机构将所述行星齿轮传动机构的第一输入端与所述发动机断开连接，所述第二锁止机构将所述行星齿轮传动机构的太阳轮与所述行星齿轮传动机构的输出端传动连接，以单独将所述第一电机的动力通过所述行星齿轮传动机构和所述减速器输出给所述动力输出机构的第一输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一锁止机构将所述行星齿轮传动机构的第一输入端与所述发动机传动连接，所述第二锁止机构将所述行星齿轮传动机构的太阳轮与所述行星齿轮传动机构的输出端断开连接，以单独将所述发动机的动力通过所述行星齿轮传动机构和所述减速器输出给所述动力输出机构的第一输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一锁止机构将所述行星齿轮传动机构的第一输入端与所述发动机传动连接，所述第二锁止机构将所述行星齿轮传动机构的太阳轮与所述行星齿轮传动机构的输出端传动连接，以将所述发动机经过所述第一电机进行功率分流后的部分动力通过所述行星齿轮传动机构和所述减速器输出给所述动力输出机构的第一输入端。

本实用新型第二方面提供一种混合动力系统，包括：发动机、第一电机、第二电机以及上述混合动力传动系统；

所述发动机通过第一动力输入轴与所述混合动力传动系统的行星齿轮机构的第一输入端连接，所述第一锁止机构设置于所述第一动力输入轴上；

所述第一电机通过第二动力输入轴与所述行星齿轮机构的行星轮传动连接，所述第二锁止机构设置于所述第二动力输入轴上；

所述混合动力传动系统的动力输出机构的输出端用于驱动两驱汽车的第一车桥或第二车桥运动。

根据本实用新型的一个实施例，所述汽车还包括差速器，所述动力输出机构的输出端通过所述差速器驱动所述第一车桥或第二车桥运动。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一电机和所述第二电机同轴设置；所述行星齿轮机构包括相对的第一侧和第二侧，所述第一电机和所述第二电机位于所述行星齿轮机构的第一侧，所述发动机位于所述行星齿轮机构的第二侧。

本实用新型第三方面提供一种混合动力汽车，包括：第一车桥、第二车桥以及上述混合动力系统。

本实用新型混合动力汽车及其动力系统和传动系统，通过第一锁止机构选择性地将发动机与行星齿轮机构的第一输入端传动连接或者断开连接，通过第二锁止机构选择性地将行星齿轮机构的太阳轮与该行星齿轮机构的输出端传动连接或者断开连接，该第一锁止机构可以是制动器，以便可以选择性地切断发动机输入给行星齿轮机构的第一输入端的动力，该第二锁止机构可以是离合器或者制动器，以便可以选择性地将第一电机的动力输入行星齿轮机构的第二输入端。基于此，可以将单独将发动机、与太阳轮传动连接的第一电机的动力单独输出，或者经过功率分流后联动输出，继而可以满足混合动力汽车在不同驾驶工况下选择合理的动力输出模式，提高汽车的节油率、驾驶性能以及动力性能。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明，其中：

图1为本实用新型实施例一提供的混合动力系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的混合动力系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的混合动力系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例四提供的混合动力系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例五提供的混合动力系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例六提供的混合动力系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例七提供的混合动力系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例八提供的混合动力系统的结构示意图；

图9为本实用新型实施例九提供的混合动力系统的结构示意图；

图10为本实用新型实施例十提供的混合动力系统的结构示意图；

图11为本实用新型实施例十一提供的混合动力系统的结构示意图；

图12为本实用新型实施例十二提供的混合动力系统的结构示意图；

图13为本实用新型实施例十三提供的混合动力系统的结构示意图；

图14为本实用新型实施例十四提供的混合动力系统的结构示意图；

图15为本实用新型实施例十五提供的混合动力系统的结构示意图；

图16为本实用新型实施例十六提供的混合动力系统的结构示意图；

图17为本实用新型实施例十七提供的混合动力系统的结构示意图；

图18为本实用新型实施例十八提供的混合动力系统的结构示意图；

图19为本实用新型实施例十九提供的混合动力系统的结构示意图；

图20为本实用新型实施例二十提供的混合动力系统的结构示意图。

附图标记说明：

10：混合动力系统；11：发动机ICE；12：减震阻尼器；

20：减速器；

30：变速器；

100：第一动力输入轴；101：制动器BK1；102：行星齿轮机构PGS；

200：第二动力输入轴；201：第一电机MG1；202：离合器CL；203：制动器BK2；204：第四减速齿轮；205：第五减速齿轮；

300：第三动力输入轴；301：第二电机MG2；302：一挡输入齿轮；303：换挡同步器SY；304：二挡输入齿轮；

400：中间传输轴；401：第二减速齿轮；402：第三减速齿轮；

500：中间输出轴；501：一挡输出齿轮；502：中间输出齿轮；503：二挡输出齿轮；

600：最终输出轴；601：最终主减速齿轮；602：最终差速器；

700：中间动力输入轴；701：第一减速齿轮。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，该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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型是基于双电机的无级电传动变速eCVT混合动力总成传动系统进行的改进，应用于两驱混合动力汽车中，以改善车辆在不同驾驶工况下的动力输出。总体上来说，本实用新型的混合动力系统包括：行星齿轮机构、第一锁止机构、第二锁止机构、减速器、变速器以及动力输出机构。其中，行星齿轮机构包括：太阳轮、行星架和齿圈；行星架和齿圈的其中一个(例如行星架)作为该行星齿轮机构的第一输入端，该第一输入端通过第一锁止机构选择性地与汽车的发动机传动连接或断开连接；太阳轮用于与第一电机传动连接，以便第一电机可以将动力输入到该行星齿轮机构中；太阳轮作为该行星齿轮机构的第二输入端，该第二输入端与第一电机传动连接；行星架和齿圈的另外一个(例如齿圈)作为该行星齿轮机构的输出端，该输出端通过减速器与动力输出机构的第一输入端传动连接；太阳轮通过第二锁止机构选择性地将第一电机的动力输入该行星齿轮机构的输出端(例如齿圈)。变速器的输入端用于与第二电机传动连接，变速器的输出端则与动力输出机构的第二输入端传动连接。动力输出机构的输出端用于驱动混合动力汽车的前桥或者后桥。可选地，第一锁止机构采用制动器，第二锁止机构采用离合器或制动器。应该理解，当第一锁止机构采用制动器时，其用于切断发动机的动力输入到行星齿轮机构；当第二锁止机构采用制动器时，其用于切断第一电机的动力输入到行星齿轮机构，而当第二锁止机构采用离合器时，其用于控制行星齿轮机构的第二输入端(例如太阳轮)和该行星齿轮机构的输出端(例如齿圈)的传动连接状态。

本实用新型的混合动力传动系统，通过第一锁止机构可以控制发动机动力是否输入行星齿轮机构，通过第二锁止机构可以控制第一电机输入到行星齿轮机构的动力是否从行星齿轮机构输出，从而可以根据不同驾驶工况输出不同的动力，例如，可以单独输出发动机或者第一电机的动力，也可以将发动机的动力通过第一电机进行功率分流后输出，此外，第二电机的动力可以独立输出给动力输出机构。因此，可以此满足两驱混合动力汽车在不同驾驶工况的动力需求。

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图介绍本实用新型几个可选地实施方式。

实施例一

图1为本实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的混合动力动力系统10包括：发动机ICE 11、第一动力输入轴100、第二动力输入轴200、行星齿轮机构PGS 102、第一电机MG1 201、减速器20、第二电机MG2 301、变速器30、最终主减速齿轮601、最终输出轴600以及最终差速器602。

具体的，发动机ICE 11通过第一动力输入轴与行星齿轮机构102的齿圈连接，第一动力输入轴100设置有选择性地切断发动机ICE 11动力输入的制动器BK1 101，该第一动力输入轴100还可选地设置有减震阻尼器12。

第一电机MG2 201通过第二动力输入轴200与行星齿轮机构PGS 102的太阳轮传动连接，且第二动力输入轴200设置有选择性地将行星齿轮机构PGS 102的行星架与太阳轮传动连接或断开连接的离合器CL 202。

行星齿轮机构PGS 102的行星架将动力输出到减速器20，经过减速增扭后输出到最终主减速输出齿轮601，然后经过最终输出轴600输出到最终差速器602，以驱动前桥或者后桥。当然，在本实施例中，动力输出机构并不限于本实施例中的最终主减速齿轮601、最终输出轴600和最终差速器602，可以根据实际需要采用任意合适的结构，例如，在某些示例中，也可以省略差速器602。

应当理解，本实施例的发动机ICE 11由于通过第一动力输入轴100与行星齿轮机构PGS 102的齿圈传动连接，并且该第一动力输入轴100安装有可锁止第一动力输入轴100转动的制动器BK1 101，从而可选择性地切断发动机ICE 11的动力输入到行星齿轮机构PGS102的齿圈。同理，由于本实施例的第一电机MG1 201的转子通过第二动力输入轴200传动连接到行星齿轮机构PGS 102的太阳轮上，并且该第二动力输入轴200设置有可选择性地将行星齿轮机构PGS 102的行星架与太阳轮传动连接或断开连接的离合器CL202，从而可选择性地实现发动机ICE 11的动力和第一电机MG1 201动力单独或者并联后联动输出。应当理解，虽然本实施例采用制动器BK1 101来实现选择性地将发动机ICE 11与行星齿轮机构PGS102的齿圈进行传动连接或者断开连接，但在其他一些示例中，也可以将制动器BK1 101替换为离合器以实现相同的功能。

在本实施例中，减速器20采用两级齿轮减速器，其包括：中间动力输入轴700、第一减速齿轮701、中间传输轴400、第二减速齿轮401、第三减速齿轮402。其中，第一减速齿轮701套装在中间动力输入轴700上，并且该第一减速齿轮701与行星齿轮机构PGS 102的行星架传动连接；第二减速齿轮401和第三减速齿轮402套装在中间传输轴400上，且该第二减速齿轮401与第一减速齿轮701啮合，第三减速齿轮402与最终主减速齿轮601啮合，以便将动力输出给动力输出机构。在某些示例中，中间动力输入轴700可以为空心轴，第二动力输入轴200嵌套在中间动力输入轴700的空心轴内。基于此，可以将发动机ICE 11及行星齿轮机构PGS 102安装在减速器20的一侧，而第一电机MG1 201则安装在减速器20的另外一侧，从而可以提高紧凑性。

第二电机MG2 301通过第三动力输入轴300与变速器30的输入端传动连接，该变速器30的输出端与最终主减速齿轮601传动连接，从而第二电机MG2 301的动力可以经过动力输出机构传递给前桥或者后桥，以驱动该前桥或者后桥运动。

在本实施例中，变速器30采用两挡齿轮变速机构，其包括：与第二电机MG2 301传动连接的第三动力输入轴300，套装在该动力输入轴300上的一挡输入齿轮302、换挡同步器SY 303和二挡输入齿轮304，中间输出轴500，套装在该中间输出轴500上的一挡输出齿轮501、二挡输出齿轮503和中间输出齿轮502。其中，一挡输出齿轮501与一挡输入齿轮302啮合，二挡输出齿轮503与二挡输入齿轮304啮合，中间输出齿轮502与最终主减速齿轮601啮合，以便将第二电机MG2 301的动力输出给动力输出机构。换挡同步器SY 303可以选择性地将一挡输出齿轮501和二挡输出齿轮502中的一个与动力输入轴300传动连接、或者将一挡输出齿轮501和二挡输出齿轮502全部与动力输入轴300断开连接。

本实施例的混合动力系统在工作时，通过选择性地控制制动器BK101及离合器CL202的开闭状态，发动机ICE 11、第一电机MG1 201的动力可以通过行星齿轮机构PGS 102的行星架独立输出到减速器20，或者也可以在行星齿轮机构PGS 102内进行联动后再将联动动力通过行星架输出到减速器20，经过减速器20的减速增扭后，通过最终主减速齿轮601、最终输出轴600和最终差速器603驱动前桥或后桥运动。换句话说，通过对制动器BK101及离合器CL202的开闭状态进行联合控制，可以控制从行星磁路机构PGS 102的行星架输出给减速器20的动力。

而且，第二电机MG2 301的动力可以独立地经过第三动力输入轴300与变速器30输出给最终主减速齿轮601。具体而言，变速器30可以通过内部设置的换挡同步器SY 303选择性地将第二电机MG2 301的动力按照不同档位减速增扭后输出到最终主减速齿轮。

下面详细描述本实用新型的用于车辆的混合动力动力系统10可实现的驱动模式。为便于解释本实用新型的混合动力系统10的驱动模式，表1给出了示例性的驱动模式，在此假定一般混合动力HEV及插电混合动力PHEV采用统一动力平台。在以下示例中，混动功能主要包括两个动力分区：全速功率分流eCVT、中高速并联混动PH，另外混动驱动区域内部提供稳态巡航下的中高速发动机高效直驱MED模式，驱动模式区域之间相互交替重叠。应当理解，表1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。

表1

请参见表1，在第一行的纯电动模式(1-EV1模式)下，制动器BK1 101闭合、离合器CL 202处于打开状态，换挡同步器SY 303处于空挡N位置，发动机ICE 11及第二电机MG2301均处于停机静止状态，第一电机MG1301负责驱动。根据第一电机MG1 201的参数，该1-EV1模式可适用于中低速范围低负载的高效纯电驱动、倒车或回馈制动。

在表1第二行的纯电动模式(2-EV2模式)下，制动器BK1 101闭合、离合器CL 202打开、换挡同步器SY 303处于一挡位置，第二电机MG2 301动力经一挡减速增扭后输出到车轮，发动机ICE 11处于停机静止状态，第一电机MG1 201及第二电机MG2 301共同负责驱动。根据行星齿轮机构PGS 102的太阳轮的最高转速限制，该2-EV2模式可适用于中低速范围、中高负载下的纯电驱动或回馈制动。

在表1第三行的纯电动模式(3-EV3模式)下，制动器BK1 101闭合、离合器CL 202打开、换挡同步器SY 303处于二挡位置，第二电机MG2 301动力经二挡减速增扭后输出到车轮，发动机ICE 11处于停机静止状态，第一电机MG1 201及第二电机MG2 301共同负责驱动.该3-EV3模式可适用于中高速范围、中高负载下的高效纯电驱动或回馈制动。

需要说明，在2-EV2模式及3-EV3模式下，由于第一电机MG1 201及第二电机MG2301可以共同提供驱动，两个电机为满足整车动力性的扭矩及功率设计需求大为降低，这有利于降低两个电机及其控制逆变器的体积、重量及成本；两个电机还可以采用互补设计原则，例如第一电机MG1201高效区集中设计在中低速区域，而第二电机MG2301由于具备两挡调速，可在全速范围内提供高效驱动，这样两个电机性能互补，可以在更宽转速区域范围满足整车动力性能及高效驱动需求，有助于提升混合动力系统的整体效率。

在表1第四行的功率分流模式(4-ECVTL模式)下，制动器BK1 101及离合器CL 202都同时打开、换挡同步器SY 303处于一挡位置，发动机ICE 11的动力经过第一电机MG1 201调速功率分流，发动机ICE 11的部分动力经过行星齿轮机械传递路径直接输出到行星齿轮机构PGS 102的行星架，再经过减速器20减速增扭后输出；发动机ICE 11其余的动力经第一电机MG1 201调速功率分流将机械能转化为电能，可以对车载动力电池充电，或者也可以直接输出给第二电机MG2 301作为驱动用电能；第二电机MG2 301动力经一挡减速增扭后输出到车轮。应当理解，在设计时，可以通过合理配置行星齿轮机构PGS 102、减速器20及变速器60的一挡齿轮的速比，以便4-ECVTL模式满足低中速区功率分流的驾驶需求。

在表1第五行的功率分流模式(5-ECVTH模式)下，制动器BK1 101及离合器CL 202都同时打开、换挡同步器SY 303处于二挡位置，发动机ICE 11动力经过第一电机MG1 201调速功率分流，发动机ICE 11的部分动力经过行星齿轮机械传递路径直接输出到行星齿轮机构PGS 102的行星架，再经过减速器20减速增扭后输出；发动机ICE 11其余的动力经第一电机MG1 201调速功率分流将机械能转化为电能，可以对车载动力电池充电，或者也可以直接输出给第二电机MG2301作为驱动用电能；第二电机MG2 301的动力经变速器60减速增扭后输出到车轮。应当理解，在设计时，可以通过合理配置行星齿轮机构PGS 102、减速器20及变速器60的二挡齿轮的速比，以便驱动模式5-ECVTH满足中高速区功率分流的驾驶需求。

在表1第六行并联混动模式(6-PH模式)以及第七行的纯发动机直驱模式(7-DED模式)下，制动器BK1 101打开、离合器CL 202闭合、换挡同步器SY 303处于空挡位置，行星齿轮PGS 102的行星架与太阳轮连接，发动机ICE 11与第一电机MG1 201在行星齿轮PGS 102按照速比1并联联动后经过减速器20减速增扭输出到最终主减速输出齿轮601；第二电机MG2 301无动力输出。上述6-PH模式和7-DED模式适用于中高速的瞬态驾驶工况的并联混动驾驶工况或发动机直驱模式，从而克服高速区发动机因功率分流eCVT引起的效率低的问题。

需要说明的是，在6-PH模式和7-DED模式下，第二电机MG2 301停机无额外损耗，在车辆持续中高速驾驶工况下，发动机ICE 11基本可以独立高效地提供驱动需求的动力；此外由于第一电机MG1 201与发动机ICE 11动力可随时并联联动，可间歇地提供辅助性超车瞬态加速动力或短时滑行回馈制动功能，发动机ICE 11可持续保持高效稳态输出，有利于改善发动机油耗及排放。

由此可见，本实施例的混合动力动力系统10，其发动机ICE11、第一电机MG1201及第二电机MG2301的动力可选择性地一起联动或独立运行，从而提供各种不同驾驶工况下的不同驱动模式及功率分流，控制模式灵活，混动功能丰富，包括但不限于多种纯电驱动模式、发动机直驱模式、功率分流串并混联驱动模式、并联混动驱动模式、行车充电模式、再生制动模式、驻车充电模式、倒车模式等等。

此外，由于第二电机MG2 301动力传输路径完全独立于发动机ICE 11及第一电机MG1 201的动力传输路径，且具备调速功能，故第二电机MG2 301可以在全速范围内高效地提供驾驶所需要的瞬态及稳态动力需求，如瞬态超车，并且可以在各种驱动模式切换过程中为发动机ICE11及第一电机MG1201提供动力补偿。同样的，发动机ICE 11及第一电机MG1201可为第二电机MG2 301在换挡期间提供扭矩中断补偿，从而保障换挡的动力平顺性，提升驾驶感受。

实施例二

图2是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：变速器采用一挡齿轮变速机构，换句话说，图2取消了图1中的二挡输入齿轮304和二挡输出齿轮503。下表2给出了本实施例混合动力系统示例性的驱动模式。

表2

实施例三

图3是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图3所示，其与实施例二的区别在于：取消实施例二中一挡变速机构的同步器SY 303，换句话说，本实施例相对于实施例一而言，取消了实施例一变速器60的二挡输入齿轮304、二挡输出齿轮503和同步器SY303。基于此，第二电机MG2 301通过固定速比输出，继而在各种驱动模式下，第二电机MG2301可以在全速范围内保持动力辅助、回馈制动或纯电EV驱动。下表3给出了本实施例混合动力系统示例性的驱动模式。

表3

实施例四

图4是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：发动机ICE 11通过第一动力输入轴100与行星齿轮机构PGS 102的行星架传动连接；行星齿轮机构PGS 102的齿圈与减速器20传动连接；离合器CL 202设置于第二动力输出轴200，用于选择性地将太阳轮与齿圈传动连接或断开连接。

实施例五

图5是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图5所示，本实施例与实施例二的区别在于：发动机ICE 11通过第一动力输入轴100与行星齿轮机构PGS 102的行星架传动连接；行星齿轮机构PGS 102的齿圈与减速器20传动连接；离合器CL 202设置于第二动力输出轴200，用于选择性地将太阳轮与齿圈传动连接或断开连接。

实施例六

图6是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图5所示，本实施例与实施例三的区别在于：发动机ICE 11通过第一动力输入轴100与行星齿轮机构PGS 102的行星架传动连接；行星齿轮机构PGS 102的齿圈与减速器20传动连接；离合器CL 202设置于第二动力输出轴200，用于选择性地将太阳轮与齿圈传动连接或断开连接。

实施例七

图7是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图7所示，本实施例与实施例一的区别在于：将设置于第二动力输出轴200、用于选择性地将太阳轮与行星架传动连接或断开连接的离合器CL 202替换为制动器BK2 203，该制动器BK2 203用于选择性地切断第一电机MG1 201的动力输入。

可选地，制动器BK2 203可以布置在第一电机MG1 201的转子腔体内，从而为混合动力系统10的轴向空间设计提供更多的空间设计余度，以便于布局其他零部件，提升紧凑性。

下表4给出了本实施例混合动力系统示例性的驱动模式。

表4

请参见表4，在第一行的纯电动模式(1-EV1模式)下，制动器BK1 101闭合、制动器BK2 203处于打开状态，换挡同步器SY 303处于空挡N位置，发动机ICE 11及第二电机MG2301均处于停机静止状态，第一电机MG1 301负责纯电驱动。根据第一电机MG1 201的参数，该1-EV1模式可适用于中低速范围低负载的高效纯电驱动、倒车或回馈制动。

在表4第二行的纯电动模式(2-EV2模式)下，制动器BK1 101闭合、制动器BK2 203打开、换挡同步器SY 303处于一挡位置，第二电机MG2 301动力经一挡减速增扭后输出到车轮，发动机ICE 11处于停机静止状态，第一电机MG1 201及第二电机MG2 301共同负责驱动。根据行星齿轮机构PGS 102的太阳轮的最高转速限制，该2-EV2模式可适用于中低速范围、中高负载下的纯电驱动或回馈制动。

在表4第三行的纯电动模式(3-EV3模式)下，制动器BK1 101闭合、制动器BK2 203打开、换挡同步器SY 303处于二挡位置，第二电机MG2 301的动力经二挡减速增扭后输出到车轮，发动机ICE 11处于停机静止状态，第一电机MG1 201及第二电机MG2 301共同负责驱动。该3-EV3模式可适用于中高速范围、中高负载下的高效纯电驱动或回馈制动。

需要说明，在2-EV2模式及3-EV3模式下，由于第一电机MG1 201及第二电机MG2301可以共同提供驱动，两个电机为满足整车动力性的扭矩及功率设计需求大为降低，这有利于降低两个电机及其控制逆变器的体积、重量及成本；两个电机还可以采用互补设计原则，例如第一电机MG1201高效区集中设计在中低速区域，而第二电机MG2301由于具备两挡调速，可在全速范围内提供高效驱动，这样两个电机性能互补，可以在更宽转速区域范围满足整车动力性能及高效驱动需求，有助于提升混合动力系统的整体效率。

在表4第四行的功率分流模式(4-ECVTL模式)下，制动器BK1 101及制动器BK2 203都同时打开、换挡同步器SY 303处于一挡位置，发动机ICE 11的动力经过第一电机MG1 201调速功率分流，发动机ICE 11的部分动力经过行星齿轮机械传递路径直接输出到行星齿轮机构PGS 102的行星架，再经过减速器20减速增扭后输出；发动机ICE 11其余的动力经第一电机MG1 201调速功率分流将机械能转化为电能，可以对车载动力电池充电，或者也可以直接输出给第二电机MG2 301作为驱动用电能；第二电机MG2 301动力经一挡减速增扭后输出到车轮。应当理解，在设计时，可以通过合理配置行星齿轮机构PGS 102、减速器20及变速器60的一挡齿轮的速比，以便4-ECVTL模式满足低中速区功率分流的驾驶需求。

在表4第五行的功率分流模式(5-ECVTH模式)下，制动器BK1 101及制动器BK2 203都同时打开、换挡同步器SY 303处于二挡位置，发动机ICE 11动力经过第一电机MG1 201调速功率分流，发动机ICE 11的部分动力经过行星齿轮机械传递路径直接输出到行星齿轮机构PGS 102的行星架，再经过减速器20减速增扭后输出；发动机ICE 11其余的动力经第一电机MG1 201调速功率分流将机械能转化为电能，可以对车载动力电池充电，或者也可以直接输出给第二电机MG2301作为驱动用电能；第二电机MG2 301的动力经变速器60减速增扭后输出到车轮。应当理解，在设计时，可以通过合理配置行星齿轮机构PGS 102、减速器20及变速器60的二挡齿轮的速比，以便驱动模式5-ECVTH满足中高速区功率分流的驾驶需求。

在表4第六行的并联混动模式(6-PH模式)下，制动器BK1 101打开、制动器BK2 203闭合、换挡同步器SY 303处于一挡或二挡位置，第一电机MG1 201无动力输出，发动机ICE11与第二电机MG2 301按照固定速比并联混动；发动机ICE 11扭矩输出经过行星齿轮PGS102及减速器20减速增扭输出到最终主减速输出齿轮601；第二电机MG2 301动力经过变速器30的一挡或二挡减速增扭输出到最终主减速输出齿轮601，并联地与发动机动力联动后最终输出到车轮。该6-PH模式模式适用于中低、中高速的瞬态驾驶工况的并联混动驾驶工况，从而克服高速区发动机因功率分流eCVT引起的效率低的问题。

在表4第七行的纯发动机直驱模式(7-DED模式)下，制动器BK1 101打开、制动器BK2 203闭合、换挡同步器SY 303处于空挡或二挡位置，第一电机MG1 201无动力输出，第二电机MG2 301停机或处于二挡状态以提供辅助动力或回馈制动，发动机ICE 11的动力经过行星齿轮PGS 102及减速器20减速增扭后最终输出到车轮。该7-DED模式适用于中高速的高效稳态巡航驾驶工况，从而克服高速区发动机因功率分流eCVT引起的效率低的问题。

需要说明的是，在6-PH模式和7-DED模式下，第一电机MG1 201无额外损耗，在车辆持续中高速驾驶工况下，发动机ICE 11基本可以独立高效地提供驱动需求的动力。此外，由于第二电机MG2 301与发动机ICE 11动力可随时并联联动，可间歇地提供辅助性超车瞬态加速动力或短时滑行回馈制动功能，发动机ICE 11可持续保持高效稳态输出，有利于改善发动机油耗及排放。

实施例八

图8为本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图8所示，本实施例与实施例七的区别在于：行星齿轮机构PGS 102的太阳轮通过减速机构与第一电机MG1 201传动连接，以提升第一电机MG1 201的转速范围，降低第一电机MG1 201扭矩需求，从而有利于降低第一电机MG1 201的重量和成本。

具体的，本实施例的减速机构包括第四减速齿轮204和第五减速齿轮205。其中，第四减速齿轮204套装在第二动力输入轴200上，第五减速齿轮205套装在第一电机MG1的电机输出轴上，且第五减速齿轮205啮合。

应当理解，本实施的减速机构并不限于由上述两个齿轮204、205组成，其也可以由更多齿轮组成，并且在不矛盾的情况下也适用于上文和下文中的任意实施例。

实施例九

图9是本实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图，图10是本实施例提供的另一种混合动力系统的结构示意图。如图9所示，其与实施例七的区别在于：变速器采用一挡齿轮变速机构，换句话说，图9取消了图7中的二挡输入齿轮304和二挡输出齿轮503。

同理，如图10所示，其与实施例8的区别也在于变速器采用一挡齿轮变速机构，也即，图10取消了图8中的二挡输入齿轮304和二挡输出齿轮503。

下表5给出了本实施例混合动力系统示例性的驱动模式。

表5

实施例十

图11是本实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图，图12是本实施例提供的另一种混合动力系统的结构示意图。如图11和12所示，其与实施例九的区别在于，其取消了实施例九中的同步器SY 303，换句话说，本实施例相对于实施例七和实施例八而言，取消了图8和图9中的二挡输入齿轮304、二挡输出齿轮503和同步器SY 303。基于此，第二电机MG2301通过固定速比输出，继而在各种驱动模式下，第二电机MG2 301可以在全速范围内保持动力辅助、回馈制动或纯电EV驱动。下表6给出了本实施例混合动力系统示例性的驱动模式。

表6

实施例十一

图13是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图13所示，其与实施例十的区别在于，将第二电机MG2 301与第一电机MG1 201同轴布置，第三动力输入轴300穿设于第一电机MG1 201的转子腔体内。

实施例十二

图14是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图14所示，本实施例与实施例七的区别在于：发动机ICE 11通过第一动力输入轴100与行星齿轮机构PGS 102的行星架传动连接；行星齿轮机构PGS 102的齿圈与减速器20传动连接；制动器BK2 203设置于第二动力输出轴200，用于选择性地切断第一电机MG1 201的动力输入。

实施例十三

图15为本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图15所示，本实施例与实施例十二的区别在于：行星齿轮机构PGS 102的太阳轮通过减速机构与第一电机MG1 201传动连接，以提升第一电机MG1 201的转速范围，降低第一电机MG1 201扭矩需求，从而有利于降低第一电机MG1 201的重量和成本。

具体的，本实施例的减速机构包括第四减速齿轮204和第五减速齿轮205.其中，第四减速齿轮204套装在第二动力输入轴200上，第五减速齿轮205套装在第一电机MG1的电机输出轴上，且第五减速齿轮205啮合。

应当理解，本实施的减速机构并不限于由上述两个齿轮204、205组成，其也可以由更多齿轮组成，并且在不矛盾的情况下也适用于上文和下文中的任意实施例。

实施例十四

图16是本实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图，图17是本实施例提供的另一种混合动力系统的结构示意图。如图16所示，其与实施例十二的区别在于：变速器采用一挡齿轮变速机构，换句话说，图16取消了图14中的二挡输入齿轮304和二挡输出齿轮503。

同理，如图17所示，其与实施例15的区别也在于变速器采用一挡齿轮变速机构，也即，图17取消了图15中的二挡输入齿轮304和二挡输出齿轮503。

实施例十五

图18是本实施例提供的一种混合动力系统的结构示意图，图19是本实施例提供的另一种混合动力系统的结构示意图。如图18和19所示，其与实施例九的区别在于，其取消了实施例九中的同步器SY 303，换句话说，本实施例相对于实施例七和实施例八而言，取消了图14和图15中的二挡输入齿轮304、二挡输出齿轮503和同步器SY 303。基于此，第二电机MG2 301通过固定速比输出，继而在各种驱动模式下，第二电机MG2 301可以在全速范围内保持动力辅助、回馈制动或纯电EV驱动。

实施例十六

图20是本实施例提供的混合动力系统的结构示意图。如图20所示，其与实施例十五的区别在于，将第二电机MG2 301与第一电机MG1 201同轴布置，第三动力输入轴300穿设于第一电机MG1 201的转子腔体内。

在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种混合动力传动系统，其特征在于，包括：行星齿轮机构、离合器、至少一个制动器、减速器、变速器以及动力输出机构；

所述行星齿轮机构包括：太阳轮、齿圈和行星架；

所述齿圈和行星架的其中一个作为所述行星齿轮机构的第一输入端；

其中一个所述制动器，用于选择性地切断发动机输入所述行星齿轮机构的第一输入端的动力；

所述太阳轮作为所述行星齿轮机构的第二输入端，所述第二输入端用于与第一电机传动连接；

所述齿圈和行星架的另外一个作为所述行星齿轮机构的输出端，所述行星齿轮机构的输出端与所述减速器的输入端传动连接；

所述减速器的输出端与所述动力输出机构的第一输入端传动连接，所述动力输出机构的输出端用于驱动两驱汽车的一个车桥运动；

所述离合器或者另外一个所述制动器，用于选择性地将所述第一电机的动力输入所述行星齿轮机构的第二输入端；

所述变速器的输入端用于与第二电机传动连接，所述变速器的输出端与所述动力输出机构的第二输入端传动连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述变速器包括：中间输出轴，设置在所述中间输出轴上的一挡输出齿轮和中间输出齿轮，用于与所述第二电机传动连接的动力输入轴，以及，设置在所述动力输入轴上的一挡输入齿轮；

所述一挡输出齿轮与所述一挡输入齿轮啮合，所述中间输出齿轮与所述动力输出机构的第二输入端传动连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述变速器还包括：设置在所述动力输入轴上的换挡同步器；

所述换挡同步器用于选择性地将所述一挡输入齿轮与所述动力输入轴传动连接或者断开连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述变速器还包括：设置在所述中间输出轴上的二挡输出齿轮，以及，设置在所述动力输入轴上二挡输入齿轮，所述二挡输出齿轮与所述二挡输入齿轮啮合；

所述换挡同步器用于选择性地将所述一挡输入齿轮和所述二挡输入齿轮中的一个与所述动力输入轴传动连接或者将所述一挡输入齿轮和所述二挡输入齿轮与所述动力输入轴断开连接。

5.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述减速器包括：

中间动力输入轴；

套装在所述中间动力输入轴上的第一减速齿轮，所述第一减速齿轮与所述行星齿轮机构的输出端传动连接；

中间传输轴；

套装在所述中间传输轴上的第二减速齿轮和第三减速齿轮，所述第二减速齿轮与所述第一减速齿轮冲动连接，所述第三减速齿轮与所述动力输出机构的第一输入端传动连接。

6.根据权利要求5所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述中间动力输入轴为空心轴，用于传动连接所述第一电机和所述行星齿轮机构的第二输入端的第三动力输入轴穿设在所述空心轴内。

7.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述齿圈作为所述行星齿轮机构的第一输入端，所述行星架作为所述行星齿轮的输出端；或者，

所述行星架作为所述行星齿轮机构的第一输入端，所述齿圈作为所述行星齿轮机构的输出端。

8.根据权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述混合动力传动系统还包括减速机构，所述行星齿轮机构的第二输入端通过所述减速机构与所述第一电机传动连接。

9.一种混合动力系统，其特征在于，包括：发动机、第一电机、第二电机、差速器以及权利要求1-8任一项所述的混合动力传动系统；

所述发动机通过第一动力输入轴与所述混合动力传动系统的行星齿轮机构的第一输入端连接，其中一个制动器设置于所述第一动力输入轴上；

所述第一电机通过第二动力输入轴与所述行星齿轮机构的行星轮传动连接，离合器或者另外一个制动器设置于所述第二动力输入轴上；

所述混合动力传动系统的动力输出机构的输出端通过所述差速器驱动第一车桥或第二车桥运动。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括：第一车桥、第二车桥以及权利要求9所述的混合动力系统。

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