CN210526287U - 两档混合动力耦合系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型两档混合动力耦合系统及车辆，包括发动机、发电机、驱动电机、第一离合器、第二离合器、输入轴、中间轴、第一减速齿轮副和第二减速齿轮副；发动机和发电机分别连接于输入轴的两端；第一离合器和第二离合器同时设于输入轴上，或同时设于中间轴上，或一个设于输入轴上，另一个设于中间轴上；输入轴通过第一离合器和第一减速齿轮副减速连接中间轴；输入轴通过第二离合器和第二减速齿轮副减速连接中间轴；驱动电机与中间轴相连；中间轴输出动力至车轮。结构简单、紧凑，切换第一、二离合器的工作状态，能够控制发动机、发电机是否接入驱动或发电路线及接入驱动路线时的两个档位，获得更高的传动效率，显著提高了整车动力性能。

Description

两档混合动力耦合系统及车辆

技术领域

本实用新型属于新能源汽车领域，特别是涉及两档混合动力耦合系统及车辆。

背景技术

动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统；它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机一发电机一电动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机一电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机一电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机一电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机一电，电一机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。

现有的一种动力耦合系统，包括发动机、发电机、离合器、驱动电机，发电机与发动机同轴相连，离合器设置在发动机与发电机之间，驱动电机通过传动装置分别与所述离合器和差速器相连。发动机直接驱动时，只有一个档位，不利于发动机工作的效率。电机驱动时也只有一个档位，不能实现双电机纯电动模式，会导致动力性受限，经济性也还有进一步提升的空间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有方案动力耦合系统动力性和经济性不足的问题，提供一种两档混合动力耦合系统及车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种两档混合动力耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一离合器、第二离合器、输入轴、中间轴、第一减速齿轮副和第二减速齿轮副，所述第一减速齿轮副的速比不同于所述第二减速齿轮副的速比；

所述发动机连接于所述输入轴的一端，所述发电机连接于所述输入轴的另一端；

所述第一离合器和所述第二离合器同时设于所述输入轴上，或同时设于所述中间轴上，或一个设于所述输入轴上，另一个设于所述中间轴上；所述第一离合器和所述第二离合器间隔分布；

所述输入轴通过所述第一离合器和所述第一减速齿轮副减速连接所述中间轴；

所述输入轴通过所述第二离合器和所述第二减速齿轮副减速连接所述中间轴；

所述驱动电机与所述中间轴相连；

所述中间轴输出动力至车轮。

可选地，还包括第三离合器，所述发动机通过所述第三离合器与所述输入轴相连。

可选地，还包括第三减速齿轮副，所述驱动电机通过所述第三减速齿轮副减速连接所述中间轴。

可选地，所述第一减速齿轮副包括设于输入轴的第一齿轮和设于所述中间轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第一离合器连接所述第一齿轮或所述第二齿轮；

所述第二减速齿轮副包括设于所述输入轴的第三齿轮和设于所述中间轴上的第四齿轮，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第二离合器连接所述第三齿轮或所述第四齿轮；

所述第三减速齿轮副包括设于所述驱动电机的输出轴上的第五齿轮和设于所述中间轴上第六齿轮，所述第五齿轮与所述第六齿轮啮合；或者所述第三减速齿轮副包括所述第二齿轮和设于所述驱动电机的输出轴上的第五齿轮，所述第二齿轮与所述第五齿轮啮合。

可选地，所述第三减速齿轮副与所述第一减速齿轮副为共面齿轮副，或者所述第三减速齿轮副设于所述第二减速齿轮副的背离所述第一减速齿轮副的一侧。

可选地，还包括增速齿轮副，所述输入轴与所述发电机通过所述增速齿轮副连接；

所述增速齿轮副包括设于所述发电机的输出轴上的第七齿轮和设于所述输入轴上的第八齿轮，所述第七齿轮与所述第八齿轮啮合。

可选地，所述发动机的输出轴和所述输入轴同轴设置，所述输入轴、所述发电机的输出轴、所述中间轴和所述驱动电机的输出轴平行设置。

可选地，所述两档混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式及增程模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述增程模式。

可选地，所述两档混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、第一双电机纯电动模式、第二双电机纯电动模式、第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式及增程模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动，以建立所述第一双电机纯电动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动，以建立所述第二双电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述增程模式。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括控制器、连接于所述控制器的电池和前述两档混合动力耦合系统，所述发动机、所述发电机、所述驱动电机、所述第一离合器和所述第二离合器连接于所述控制器并受所述控制器控制。

本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统及车辆，第一减速齿轮副、第二减速齿轮副起到减速增扭的作用，通过第一减速齿轮副、第二减速齿轮副实现主传力件与中间轴之间的两档减速，切换第一离合器和第二离合器的工作状态(结合或断开)，能够控制发动机或发电机采用两个档位中的任意一个档位驱动车轮，驱动电机能够驱动车轮，能够实现多种驱动模式，获得更高的传动效率；发动机和发电机驱动时都具有两个档位，显著地提高了整车的动力性能；发动机和发电机共用两档减速组件(第一减速齿轮副和第二减速齿轮副)，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小系统负载，有利于减小体积，节省空间，进一步降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图一；

图2为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图二；

图3为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图三；

图4为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图四；

图5为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图五；

图6为本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统的结构简图六；

图7为图1所示两档混合动力耦合系统在单电机纯电动模式下的动力传递路线图；

图8为图1所示两档混合动力耦合系统在第一发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图9为图1所示两档混合动力耦合系统在第二发动机直驱模式下的动力传递路线图；

图10为图1所示两档混合动力耦合系统在第一混合驱动模式下的动力传递路线图；

图11为图1所示两档混合动力耦合系统在第二混合驱动模式下的动力传递路线图；

图12为图1所示两档混合动力耦合系统在增程模式下的动力传递路线图；

说明书中的附图标记如下：

1、发动机；2、发电机；3、驱动电机；

4、第一离合器；5、第二离合器；6、第三离合器；

7、输入轴；8、中间轴；

11、第一减速齿轮副；111、第一齿轮；112、第二齿轮；

12、第二减速齿轮副；121、第三齿轮；122、第四齿轮；

13、第三减速齿轮副；131、第五齿轮；132、第六齿轮；

14、增速齿轮副；141、第七齿轮；142、第八齿轮；

15、第四减速齿轮副；151、第九齿轮；152、第十齿轮；

16、差速器；17、车轮。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统，包括发动机1、发电机2、驱动电机3、第一离合器4、第二离合器5、输入轴7、第一减速齿轮副11、第二减速齿轮副12和中间轴8，第一减速齿轮副11的速比不同于第二减速齿轮副12的速比；

发动机1连接于输入轴7的一端，发电机2连接于输入轴7的另一端；

第一离合器4和第二离合器5同时设于输入轴7上，或同时设于中间轴8上，或一个设于输入轴7上，另一个设于中间轴8上；第一离合器4和第二离合器5间隔分布；

输入轴7通过第一离合器4和第一减速齿轮副11减速连接中间轴8；

输入轴7通过第二离合器5和第二减速齿轮副12减速连接中间轴8；

驱动电机3与中间轴8相连；

中间轴8输出动力至车轮17。

使用时，发动机1的动力能够传递至输入轴7，选择性地结合第一离合器4或第二离合器5时，输入轴7的动力能够相应地经过第一减速齿轮副11或第二减速齿轮副12传递至中间轴8，中间轴8输出动力至车轮17，从而实现发动机1直接驱动车轮17的两个档位；同理，选择性地结合第一离合器4或第二离合器5，也能实现发电机2驱动车轮17的两个档位；

驱动电机3的动力能够经中间轴8输出至车轮17，从而实现驱动电机3驱动车轮17；

当发动机1和发电机2中的一个及驱动电机3共同参与驱动时中间轴8起到耦合动力的作用，中间轴8将耦合后的动力传递到车轮17。

本实用新型实施例提供的两档混合动力耦合系统，第一减速齿轮副11、第二减速齿轮副12起到减速增扭的作用，通过第一减速齿轮副11、第二减速齿轮副12实现主传力件与中间轴8之间的两档减速，切换第一离合器4和第二离合器5的工作状态(结合或断开)，能够控制发动机1或发电机2采用两个档位中的任意一个档位驱动车轮17，驱动电机3能够驱动车轮17，能够实现多种驱动模式，获得更高的传动效率；发动机1和发电机2驱动时都具有两个档位，显著地提高了整车的动力性能；发动机1和发电机2共用两档减速组件(第一减速齿轮副11和第二减速齿轮副12)，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小系统负载，有利于减小体积，节省空间，进一步降低了成本。

其中，发电机2为电动/发电机(M/G)，可用于发电和驱动。

具体地，发电机2还作为启动电机使用，用于启动发动机1。若发电机2不驱动、不发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后停止工作；若发电机2驱动或发电，且发动机1驱动时，发电机2启动发动机1后保持工作状态。

在一实施例中，如图3和图6所示，还包括第三离合器6，发动机1通过第三离合器6与输入轴7相连。切换第三离合器6的工作状态(结合或断开)，能够控制发动机1是否参与驱动或发电，需要发动机1输出动力时第三离合器6结合，无需发动机1输出动力时第三离合器6断开，有利于保护发动机1及减少负载。如不设置第三离合器6，发电机2只能与发动机1共同驱动，而不能单独驱动，当设有第三离合器6，可通过第三离合器6断开发电机2与发动机1的连接，从而发电机2能够独立于发动机1进行驱动，因此，发电机2与驱动电机3可共同驱动，实现双电机纯电动模式且具有两个档位；由于实现双电机纯电动模式，在适量减小驱动电机3的情况下也能够满足动力要求，从而能进一步提高整车的动力性能及降低驱动电机3的成本。

在一实施例中，如图1至图6所示，第一减速齿轮副11包括设于输入轴7的第一齿轮111和设于中间轴8上的第二齿轮112，第一齿轮111与第二齿轮112啮合；第一离合器4连接第一齿轮111或第二齿轮112，从而通过第一离合器4相应地将第一齿轮111有效连接于输入轴7或将第二齿轮112有效连接于中间轴8；结构简单、紧凑。本申请中，有效连接，是指能实现动力传递的连接。

具体地，第一离合器4连接第一齿轮111和第二齿轮112中与其同轴的一个，进一步简化结构。

在一实施例中，如图1至图6所示，第二减速齿轮副12包括设于输入轴7的第三齿轮121和设于中间轴8上的第四齿轮122，第三齿轮121与第四齿轮122啮合；第二离合器5连接第三齿轮121或第四齿轮122，从而通过第二离合器5相应地将第三齿轮121有效连接于输入轴7或将第四齿轮122有效连接于中间轴8；结构简单、紧凑。

具体地，第二离合器5连接第三齿轮121和第四齿轮122中与其同轴的一个，进一步简化结构。

在一实施例中，如图1至图6所示，还包括第三减速齿轮副13，驱动电机3通过第三减速齿轮副13减速连接中间轴8；第三减速齿轮副13起到减速增扭的作用。

具体地，如图4至图6所示，第三减速齿轮副13包括设于驱动电机3的输出轴上的第五齿轮131和设于中间轴8上第六齿轮132，第五齿轮131与第六齿轮132啮合；结构简单、紧凑。

优选地，如图1至图3所示，第三减速齿轮副13包括第二齿轮112和设于驱动电机3的输出轴上的第五齿轮131，第二齿轮112与第五齿轮131啮合。第一减速齿轮副11和第三减速齿轮副13共用第二齿轮112，一方面有利于简化结构，另一方面有利于第二齿轮112耦合第一齿轮111和第五齿轮131传递过来的动力。

在一实施例中，第三减速齿轮副13设于第一减速齿轮副11的背离第二减速齿轮副12的一侧(未图示)，第三减速齿轮副13与第一减速齿轮副11为共面齿轮副(如图1至图3所示)，或第三减速齿轮副13设于第二减速齿轮副12的背离第一减速齿轮副11的一侧(如图4至图6所示)。

在一实施例中，如图1至图6所示，还包括增速齿轮副14，输入轴7与发电机2通过增速齿轮副14连接；增速齿轮副14起到增速降扭的作用，实现从发动机1到发电机2的升速(即发电机的转速比发动机的转速高)，有利于提高发电效率，实现同样的发电效率的前提下，可减小发电机2的尺寸，节省空间，降低成本。

具体地，增速齿轮副14包括设于发电机2的输出轴上的第七齿轮141和设于输入轴7上的第八齿轮142，第七齿轮141与第八齿轮142啮合；结构简单、紧凑。

在一实施例中，如图1至图6所示，发动机1的输出轴和输入轴7同轴设置，输入轴7、发电机2的输出轴、中间轴8和驱动电机3的输出轴平行设置。结构简单，简化了装配，又增加了传动的平稳性，还有利于降低成本。

优选地，如图1和图4所示，当第一离合器4和第二离合器5设于输入轴7上时：

第一齿轮111和第三齿轮121空套于输入轴7上，并分别通过第一离合器4和第二离合器5有效连接于输入轴7，第二齿轮112、第四齿轮122和第六齿轮132通过焊接、花键、过盈压装或者直接生成于相应的中间轴8上，从而实现相应齿轮与中间轴8的连接及同步转动。

优选地，如图2、图3、图5和图6所示，当第一离合器4设于输入轴7上，第二离合器5设于中间轴8上时：

第一齿轮111空套于输入轴7上，并通过第一离合器4有效连接于输入轴7，第二齿轮112和第六齿轮132通过焊接、花键、过盈压装或者直接生成于相应的中间轴8上，第三齿轮121通过焊接、花键、过盈压装或者直接生成于相应的输入轴7上，第四齿轮122空套于中间轴8，并通过第二离合器5有效连接于中间轴8。

此外，如图1至图6所示，两档混合动力耦合系统还包括差速器16，中间轴8连接于差速器16，差速器16驱动车轮17。

优选地，如图1至图6所示，两档混合动力耦合系统还包括第四减速齿轮副15，中间轴8通过第四减速齿轮副15减速连接于差速器16；发动机1、发电机2提供的动力经过两级减速(第一减速齿轮副11和第四减速齿轮副15，或者第二减速齿轮副12和第四减速齿轮副15)后再向差速器16传递动力，驱动电机3提供的动力经过两级减速(第三减速齿轮副13和第四减速齿轮副15)后再向差速器16传递动力，实现更好的动力匹配。

在一实施例中，如图1至图6所示，第四减速齿轮副15包括设于中间轴8上的第九齿轮151和设于差速器16上的第十齿轮152，第九齿轮151与第十齿轮152啮合。

优选地，第一减速齿轮副11的减速比小于第二减速齿轮副12的减速比，第二减速齿轮副12位于第一减速齿轮副11与第四减速齿轮副15之间，有利于增加结构稳定性和传动平稳性。

在一实施例中，如图7至图12所示，两档混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、发动机直驱模式(具有两档：第一发动机直驱模式和第二发动机直驱模式)、混合驱动模式(具有两档：第一混合驱动模式和第二混合驱动模式)及增程模式等四种工作模式；

其中，前述四种工作模式以表1进行体现。

表1

以下结合图7至图12，以第一离合器4设于输入轴7及第二离合器5设于中间轴8上时的优选实施方式为例，说明两档混合动力耦合系统的在各模式下的动力传递路线，第一离合器4和第二离合器5的其它布置位置，两档混合动力耦合系统的动力传递路线与此类似，后续不再赘述。

(1)单电机纯电动模式

断开第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3驱动，以建立单电机纯电动模式；

具体地，如图7所示，该驱动模式下的动力传递路线为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当电池电量充足时，两档混合动力耦合系统可进入单电机纯电动模式，适于全车速。

此外，还可能过发电机2实现单电机纯电动模式，结合第一离合器4时，实现发电机2的第一驱动档位，结合第二离合器5时，实现发电机2的第二驱动档位，动力路传递路线与第一发动机直驱模式和第二发动机直驱模式的类似。

(2)第一发动机直驱模式

结合第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第一发动机直驱模式；

具体地，如图8所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉输入轴7－〉第一离合器4－〉第一减速齿轮副11－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当车速要求中速时，两档混合动力耦合系统可进入第一发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是电池电量不足时。

(3)第二发动机直驱模式

断开第一离合器4，结合第二离合器5，发动机1驱动，发电机2和驱动电机3不工作，以建立第二发动机直驱模式；

具体地，如图9所示，该驱动模式下的动力传递路线为：发动机1－〉输入轴7－〉第二离合器5－〉第二减速齿轮副12－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当车速要求高速时，两档混合动力耦合系统可进入第二发动机直驱模式，发动机1工作在高效区间，尤其是电池电量不足时。

(4)第一混合驱动模式

结合第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3驱动，以建立第一混合驱动模式；

具体地，如图10所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉输入轴7－〉第一离合器4－〉第一减速齿轮副11－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17，

动力传递路线2为：发动机1－〉输入轴7－〉增速齿轮副14－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当车速要求为中速时，两档混合动力耦合系统可进入第一混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮17。同时，当电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向电池发电。

(5)第二混合驱动模式

断开第一离合器4，结合第二离合器5，发动机1驱动，发电机2在发动机1的驱动下发电，驱动电机3驱动，以建立第二混合驱动模式；

具体地，如图11所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉输入轴7－〉第二离合器5－〉第二减速齿轮副12－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17，

动力传递路线2为：发动机1－〉输入轴7－〉增速齿轮副14－〉发电机2，

动力传递路线3为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当车速要求为高速时，两档混合动力耦合系统可进入第二混合驱动模式，发动机1、驱动电机3共同驱动车轮17。同时，当电池电量不足时，可利用发动机1驱动发电机2向电池发电。

(6)增程模式

断开第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1驱动发电机2发电，驱动电机3驱动，以建立增程模式；

具体地，如图12所示，该驱动模式下的动力传递路线1为：发动机1－〉输入轴7－〉增速齿轮副14－〉发电机2，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当电池电量不足时，两档混合动力耦合系统可进入增程模式，适于全车速。

此外，上述优选两档混合动力耦合系统还具有驻车发电模式。

(7)驻车发电模式

断开第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1和发电机2不工作，驱动电机3产生制动力矩并在其绕组中产生感应电流向电池电量充电，以建立驻车发电模式；

当车辆制动时，两档混合动力耦合系统可进入驻车发电模式，驱动电机3产生制动力矩制动车轮17，同时驱动电机3的绕组中将产生感应电流向电池充电，实现制动能量的回收。

当设有第三离合器6时，前述各种驱动模式在需要发动机1工作时才结合第三离合器6即可。相对于不设第三离合器6的方案，增加了双电机纯电动模式(具有两档：第一双电机纯电动模式和第二双电机纯电动模式)

(8)第一双电机纯电动模式

结合第一离合器4，断开第二离合器5，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3驱动共同驱动，以建立第一双电机纯电动模式；

具体地，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉增速齿轮副14－〉输入轴7－〉第一离合器4－〉第一减速齿轮副11－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当电池电量充足时，两档混合动力耦合系统可进入第一双电机纯电动模式，适于低速、急加速。

(9)第二双电机纯电动模式

断开第一离合器4，结合第二离合器5，发动机1不工作，发电机2和驱动电机3共同驱动，以建立第二双电机纯电动模式；

具体地，该驱动模式下的动力传递路线1为：发电机2－〉增速齿轮副14－〉输入轴7－〉第二离合器5－〉第二减速齿轮副12－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17，

动力传递路线2为：驱动电机3－〉第三减速齿轮副13－〉中间轴8－〉第四减速齿轮副15－〉差速器16－〉车轮17。

当电池电量充足时，两档混合动力耦合系统可进入第二双电机纯电动模式，适于高速、急加速。

本实用新型实施例还提供了车辆，包括控制器和连接于控制器的电池，还包括前述任一实施例述及的两档混合动力耦合系统，发动机1、发电机2、驱动电机3、第一离合器4、第二离合器5和第三离合器6连接于控制器并受控制器控制。

采用前述两档混合动力耦合系统，发动机1能驱动发电机2为电池发电，电池能够为发电机2和驱动电机3提供驱动车轮17的动力，发动机1能够直接驱动车轮17，切换第一离合器4、第二离合器5和第三离合器6，能够控制发动机1是否参与驱动或发电及发电机2是否参与驱动或发电，从而实现多种驱动模式，获得更高的传动效率；发动机直驱模式，避免了机-电、电-机的能量转换，提高了传动效率；由于实现双电机纯电动模式，在适量减小驱动电机3的情况下也能够满足动力要求，从而能进一步提高整车的动力性能，降低整车生产成本；发动机1和发电机2共用两档减速组件(第一减速齿轮副11和第二减速齿轮副12)，结构简单、紧凑，减少了零件数量，有利于减小负载，从而能进一步提高整车的动力性能及降低整车生产成本。

在一实施例中，可根据电池SOC值及车速需求自动切换两档混合动力耦合系统的驱动模式，自动切换驱动模式的控制流程，包括如下步骤：

S1、控制器判断电池SOC值与第一阈值的大小关系，或者同时判断电池SOC值与第一阈值的大小关系以及车速与第二阈值的大小关系；

S2、控制器根据步骤S1的判断结果，切换两档混合动力耦合系统的工作模式；

S3、在制动时，控制器控制驱动电机3产生制动力矩并且在其绕组中产生感应电流以向电池充电。

其中，第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。在控制器中设定好第一阈值和第二阈值后，则控制器自动进行步骤S1的判断并根据步骤S1的判断结果在五种驱动模式间自动切换。

以上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)

1.一种两档混合动力耦合系统，包括发动机、发电机和驱动电机，其特征在于，还包括第一离合器、第二离合器、输入轴、中间轴、第一减速齿轮副和第二减速齿轮副，所述第一减速齿轮副的速比不同于所述第二减速齿轮副的速比；

所述发动机连接于所述输入轴的一端，所述发电机连接于所述输入轴的另一端；

所述第一离合器和所述第二离合器同时设于所述输入轴上，或同时设于所述中间轴上，或一个设于所述输入轴上，另一个设于所述中间轴上；所述第一离合器和所述第二离合器间隔分布；

所述输入轴通过所述第一离合器和所述第一减速齿轮副减速连接所述中间轴；

所述输入轴通过所述第二离合器和所述第二减速齿轮副减速连接所述中间轴；

所述驱动电机与所述中间轴相连；

所述中间轴输出动力至车轮。

2.根据权利要求1所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第三离合器，所述发动机通过所述第三离合器与所述输入轴相连。

3.根据权利要求1或2所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，还包括第三减速齿轮副，所述驱动电机通过所述第三减速齿轮副减速连接所述中间轴。

4.根据权利要求3所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，所述第一减速齿轮副包括设于输入轴的第一齿轮和设于所述中间轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第一离合器连接所述第一齿轮或所述第二齿轮；

所述第二减速齿轮副包括设于所述输入轴的第三齿轮和设于所述中间轴上的第四齿轮，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第二离合器连接所述第三齿轮或所述第四齿轮；

所述第三减速齿轮副包括设于所述驱动电机的输出轴上的第五齿轮和设于所述中间轴上第六齿轮，所述第五齿轮与所述第六齿轮啮合；或者所述第三减速齿轮副包括所述第二齿轮和设于所述驱动电机的输出轴上的第五齿轮，所述第二齿轮与所述第五齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，所述第三减速齿轮副与所述第一减速齿轮副为共面齿轮副，或者所述第三减速齿轮副设于所述第二减速齿轮副的背离所述第一减速齿轮副的一侧。

6.根据权利要求1或2所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，还包括增速齿轮副，所述输入轴与所述发电机通过所述增速齿轮副连接；

所述增速齿轮副包括设于所述发电机的输出轴上的第七齿轮和设于所述输入轴上的第八齿轮，所述第七齿轮与所述第八齿轮啮合。

7.根据权利要求1或2所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，所述发动机的输出轴和所述输入轴同轴设置，所述输入轴、所述发电机的输出轴、所述中间轴和所述驱动电机的输出轴平行设置。

8.根据权利要求1所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，所述两档混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式及增程模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述增程模式。

9.根据权利要求2所述的两档混合动力耦合系统，其特征在于，所述两档混合动力耦合系统具有单电机纯电动模式、第一双电机纯电动模式、第二双电机纯电动模式、第一发动机直驱模式、第二发动机直驱模式、第一混合驱动模式、第二混合驱动模式及增程模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机和所述发电机不工作，所述驱动电机驱动，以建立所述单电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动，以建立所述第一双电机纯电动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，断开所述第三离合器，所述发动机不工作，所述发电机和所述驱动电机驱动，以建立所述第二双电机纯电动模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第一发动机直驱模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机和所述驱动电机不工作，以建立所述第二发动机直驱模式；

结合所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第一混合驱动模式；

断开所述第一离合器，结合所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动，所述发电机在所述发动机的驱动下发电，所述驱动电机驱动，以建立所述第二混合驱动模式；

断开所述第一离合器，断开所述第二离合器，结合所述第三离合器，所述发动机驱动所述发电机发电，所述驱动电机驱动，以建立所述增程模式。

10.一种车辆，包括控制器和连接于所述控制器的电池，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的两档混合动力耦合系统，所述发动机、所述发电机、所述驱动电机、所述第一离合器和所述第二离合器连接于所述控制器并受所述控制器控制。

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