CN210970654U - 混合动力系统以及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力系统以及具有其的车辆，所述混合动力系统包括：发动机、双输入轴变速器以及电动发电机，所述双输入轴变速器具有第一输入轴和套设在所述第一输入轴外的第二输入轴，所述第一输入轴和所述第二输入轴均通过离合器可选择地与所述发动机动力连接，所述第一输入轴上设置有第一主动齿轮、所述第二输入轴上设置有第二主动齿轮；所述电动发电机与所述第一主动齿轮或所述第二主动齿轮动力连接。由此，一方面，动力性能更好，电动发电机驱动以及发电机驱动下的传动效率均更好，且发动机带动电动发电机进行发电时的发电效率更高；另一方面，双输入轴变速器的档位更加合理、空间占用小，成本低。

Description

混合动力系统以及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种混合动力系统以及具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，在现有的混合动力系统中，存在以下两种技术方案，一种是在传统燃油动力系统上直接耦合电机构成混合动力系统，一种是在单档减速器上耦合发动机和电机构成混合动力系统，前者结构复杂，零件多，占用空间大，布置困难，重量重，成本高昂，后者虽然结构相对简单，但发动机只有一个档位，发动机在低速工况下混合驱动，效率低下，整车动力性相对较差，在电池严重馈电情况下，车辆难以行驶。

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混合动力系统，所述混合动力系统的动力性好、效率高。

本实用新型进一步地提出了一种车辆，所述车辆采用上述混合动力系统。

根据本实用新型第一方面实施例的混合动力系统包括：发动机、双输入轴变速器以及电动发电机，所述双输入轴变速器具有第一输入轴和套设在所述第一输入轴外的第二输入轴，所述第一输入轴和所述第二输入轴均通过离合器可选择地与所述发动机动力连接，所述第一输入轴上设置有第一主动齿轮、所述第二输入轴上设置有第二主动齿轮；所述电动发电机与所述第一主动齿轮或所述第二主动齿轮动力连接。

根据本实用新型实施例的混合动力系统，一方面，动力性能更好，电动发电机驱动以及发电机驱动下的传动效率均更好，且发动机带动电动发电机进行发电时的发电效率更高；另一方面，双输入轴变速器的档位更加合理、空间占用小，成本低。

根据本实用新型的一些实施例，所述双输入轴变速器还包括：可选择地与所述第一输入轴或者与所述第二输入轴动力连接的输出轴，所述输出轴上设置有与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮和与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮。

在一些实施例中，所述混合动力系统还包括：第一主动同步器和第二主动同步器；其中所述第一主动同步器设置在所述第一输入轴上或所述输出轴上；所述第二主动同步器设置在所述第二输入轴上或所述输出轴上。

在一些实施例中，所述电动发电机与所述第一主动齿轮之间或所述电动发电机与所述第二主动齿轮之间还设置有电机传动组件，所述电机传动组件构造为一级或多级传动组件。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出轴上还设置有输出齿轮离合器，所述输出齿轮离合器设置在所述第一从动齿轮与所述输出轴之间或者设置在所述第二从动齿轮与所述输出轴之间。

进一步地，所述混合动力系统还包括：差速器，所述差速器与所述输出轴动力连接。

可选地，所述离合器构造为双离合器，所述双离合器适于分别控制所述第一输入轴以及所述第二输入轴与所述发动机的动力连接。

在一些实施例中，所述双输入轴变速器构造为三档、四档变速器中的任一种。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括上述实施例中所述的混合动力系统。

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是根据本实用新型的混合动力系统的第一实施例的示意图；

图2是根据本实用新型的混合动力系统的第二实施例的示意图；

图3是第一实施例的一个变形结构的示意图；

图4是第二实施例的一个变形结构的示意图；

图5是第三实施例的示意图；

图6是第三实施例的一个变形结构的示意图；

图7是根据本实用新型实施例的四档位的混合动力系统的示意图；

图8是根据本实用新型实施例的车辆的示意图。

附图标记：

车辆1000，

混合动力系统100，

发动机10，

双输入轴变速器20，

第一输入轴21，第一主动齿轮211，第二输入轴22，第二主动齿轮221，输出轴23，第一从动齿轮231，第二从动齿轮232，第一主动同步器24，第二主动同步器25，离合器26，啮合轮27，

电动发电机30，电机传动组件31，差速器40，主减速器50，输出齿轮离合器60。

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8描述根据本实用新型实施例的混合动力系统100。

如图1-图7所示，根据本实用新型实施例的混合动力系统100包括：发动机10、双输入轴变速器20以及电动发电机30，双输入轴变速器20具有第一输入轴21和套设在第一输入轴21外的第二输入轴22，第一输入轴21和第二输入轴22均通过离合器26 可选择地与发动机10动力连接，第一输入轴21上设置有第一主动齿轮211、第二输入轴22上设置有第二主动齿轮221；电动发电机30与第一主动齿轮211或第二主动齿轮 221动力连接。

具体而言，发动机10通过离合器26与第一输入轴21或者第二输入轴22动力连接，进而将动力输出、电动发电机30与第一输入轴21上的第一主动齿轮211或者第二主动齿轮221动力连接，以实现动力输出，同时在进行发电时，发电机带动第一输入轴21 或者第二输入轴22转动，进而第一输入轴21或者第二输入轴22直接带动电动发电机 30转动以实现发电。

可以理解的是，本实施例的双输入轴变速器20可以构造为多个档位。

基于电动发电机30直接与第一输入轴21或者第二输入轴22动力连接，在发动机10启动过程中，电动发电机30可以行使与启动电机相同的作用，且双输入轴变速器20 具有至少两个档位，相比单档位的混合动力系统，发动机10的工作效率更高，使发动机10仍然可以在全车速范围内驱动车辆1000行驶，相较传统的常规动力车辆1000，双输入轴变速器20的体积更小，布置方便、结构简单。

根据本实用新型实施例的混合动力系统100，具有以下优势：

(1)可以在发动机10驱动模式，电动发电机30驱动模式，发动机10和电动发电机30混合驱动模式，行车发电工作模式，制动回馈发电工作模式下工作。

(2)相比单档位的混合动力系统，发动机10效率更高，由于发动机10保留有适当的档位数量，因此发动机10仍可以在全车速范围驱动车辆1000行驶，在电池严重馈电的情况下，车辆1000依然可以正常行驶。

(3)发动机10和电动发电机30可以在全车速范围混合驱动车辆1000，因此动力性非常好。

(4)相比在传统燃油车上耦合电动机的混合动力驱动系统，由于减少了部分档位，更有利于电动发电机30的耦合布置设计，零部件数量、体积、重量均得到了有效地降低，更有利于在狭小的车辆1000空间中进行结构布置，在不失动力性和经济性的条件下，成本大幅降低。

(5)无需另外独立设置发动机10的启动电机，可以直接利用电动发电机30启动发动机10，成本进一步降低。

综上，根据本实用新型实施例的混合动力系统100，一方面，动力性能更好，电动发电机30驱动以及发动机10驱动下的传动效率均更高，且发动机10带动电动发电机 30进行发电时的发电效率更高；另一方面，双输入轴变速器20的档位更加合理、空间占用小，成本低。

参见图1-图7所示的具体的实施例，双输入轴变速器20还包括：可选择地与第一输入轴21或者与第二输入轴22动力连接的输出轴23，输出轴23上设置有与第一主动齿轮211啮合的第一从动齿轮231和与第二主动齿轮221啮合的第二从动齿轮232。

可以理解的是，本实施例的变速器构造为双输入轴变速器20，且第一输入轴21和第二输入轴22均与同一根输出轴23啮合，从而可以降低双输入轴变速器20的尺寸，使双输入轴变速器20的空间占用更低。

需要说明的是，一方面，双输入轴变速器20的档位更加合理，可以降低空间占用；另一方面，减少输出轴23的数量，可以进一步地降低双输入轴变速器20的空间占用。

在一些实施例中，混合动力系统100还包括：第一主动同步器24和第二主动同步器25；其中第一主动同步器24设置在第一输入轴21上或输出轴23上；第二主动同步器 25设置在第二输入轴22上或输出轴23上。

换言之，第一主动同步器24适于使第一主动齿轮211与第一输入轴21锁合或者使第一从动齿轮231与输出轴23锁合，第二主动同步器25适于使第二主动齿轮221与第二输入轴22锁合或者使第二从动齿轮232与输出轴23锁合，以实现发动机10的动力输出。

进一步地，在一些实施例中，电动发电机30与第一主动齿轮211之间或电动发电机30与第二主动齿轮221之间还设置有电机传动组件31，电机传动组件31构造为一级或多级传动组件。

由此，在电动发电机30的驱动过程中，可以通过电机传动组件31的多级齿轮传动，进行有效地降速增扭，从而使电动发电机30的驱动效果更好；在电动发电机30的发电过程中，电机传动组件31进行反向传动，可以增大转速，从而提高电动发电机30的发电效率。

如图5-图7所示，输出轴23上还设置有输出齿轮离合器60，输出齿轮离合器60设置在第一从动齿轮231与输出轴23之间或者设置在第二从动齿轮232与输出轴23之间。

由此，可以通过输出齿轮离合器60切断电动发电机30与输出轴23之间的动力连接，从而在切断电动发电机30与输出轴23之间的动力连接后，可以通过电动发电机30带动发动机10转动，以行使启动电机的功用，还可以通过发动机10单独带动电动发电机 30进行发电，从而实现驻车发电。

进一步地，混合动力系统100还包括：差速器40，差速器40与输出轴23动力连接。由此，通过差速器40将动力传递至左右半轴，以实现动力输出。

可选地，离合器26构造为双离合器26，双离合器26适于分别控制第一输入轴21 以及第二输入轴22与发动机10的动力连接。由此，通过双离合器26分别控制第一输入轴21和/或第二输入轴22与发动机10的动力耦合以及断开。

在一些实施例中，双输入轴变速器20构造为三档、四档变速器中的任一种。

需要说明的是，第一主动齿轮211、第二主动齿轮221、第一从动齿轮231以及第二从动齿轮232的个数均可以为多个，每个第一主动齿轮211与对应的第一从动齿轮231 之间限定出一个偶数档位或奇数档位，每个第二主动齿轮221与对应的第二从动齿轮 232之间限定出一个奇数档位或偶数档位。

如图8所示，根据本实用新型第二方面实施例的车辆1000，包括上述实施例中的混合动力系统100。

根据本实用新型实施例的车辆1000，采用上述混合动力系统100，具有的技术效果与上述混合动力系统100一致，在这里不再赘述。

可以理解的是，本实施例的混合动力系统100具有多种工作模式，具体如下：

发动机10驱动模式：

在该工作模式下，发动机10单独驱动车辆1000，电动发电机30不工作，通过控制双离合器26，以及第一主动同步器24和第二主动同步器25，可以实现发动机10在多个档位下进行驱动。

发动机10驱动模式下的动力流：

第一输入轴21动力流：

发动机10→离合器26→第一输入轴21→第一主动齿轮211→第一从动齿轮231→第一主动同步器24→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴；

第二输入轴22动力流：

发动机10→离合器26→第二输入轴22→第二主动同步器25→第二主动齿轮221→第二从动齿轮232→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴；

电动发电机30驱动模式：

在该工作模式下，电动发电机30单独驱动车辆1000，发动机10不工作，此时离合器26分离，第二主动同步器25或第一主动同步器24挂空档，电动发电机30固定在一个档位上。

电动发电机30驱动模式下的动力流：

电动发电机30→第一主动齿轮211或第二主动齿轮221→第一从动齿轮231或第二从动齿轮232→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴；

发动机10和电动发电机30混合驱动模式：

在该工作模式下，发动机10和电动发电机30混合驱动车辆1000，通过控制离合器26、第一主动同步器24以及第二主动同步器25，可以实现发动机10的多个档位以及电动发电机30在一个固定档位上的动力耦合。

混合驱动模式下的动力流：

1°、第一输入轴21与电动发电机30动力耦合：

发动机10→离合器26→第一输入轴21→第一主动齿轮211(动力耦合)→第一从动齿轮231→第一主动同步器24→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴；

电动发电机30→电机传动组件31→第一主动齿轮211(动力耦合)→第一从动齿轮231→第一主动同步器24→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴。

2°、第二输入轴22与电动发电机30动力耦合：

发动机10→离合器26→第二输入轴22→第二主动齿轮221(动力耦合)→第二从动齿轮232→第二主动同步器25→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴；

电动发电机30→电机传动组件31→第二主动齿轮221(动力耦合)→第二从动齿轮232→第二主动同步器25→输出轴23→主减速齿轮组→差速器40→左右半轴。

需要说明的是，在发动机10切换档位时，离合器26断开，从而通过电动发电机30提供动力，可以不间断提供驱动力，避免换档过程中，动力断流。

行车发电工作模式：

在该工作模式下，发动机10驱动车辆1000的同时给电动发电机30进行发电，此时第一离合器26接合。

发电动力流：

发动机10→第一离合器26→第二输入轴22或第二输入轴22→第一主动同步器24或第二主动同步器25→第一主动齿轮211或第二主动齿轮221→电机传动组件31→驱动电动发电机30。

制动回馈工作模式：

在该工作模式下，发动机10不工作，电动发电机30回馈发电，此时第一离合器26和第二离合器26分离，车辆1000回馈功率通过第一主动齿轮211或第二主动齿轮221，电机传动组件31给电动发电机30机进行回馈发电。

下面，参照图1-图7对本实用新型的第一至第三实施例进行具体地说明。

第一实施例：

如图1所示，根据本实用新型实施例的混合动力系统100包括：发动机10、双输入轴变速器20、电动发电机30、差速器40、主减速器50以及输出齿轮离合器60。

其中，发动机10直接与双输入轴变速器20的离合器26连接，电动发电机30与第二输入轴22上的第二主动齿轮221动力连接，两者之间可选择地设置电机传动组件31，第一输入轴21上的两个第一主动齿轮211通过第一主动同步器24可选择地与输出轴23 动力连接，输出轴23与主减速器50的主动齿轮同轴设置，差速器40与主减速器50的从动齿轮啮合传动。

由此，通过第一输入轴21、第二输入轴22与输出轴23的动力连接可以实现发动机10的多个档位的动力输出，在离合器26断开发动机10与第二输入轴22动力连接的前提下，通过电动发电机30带动第二主动齿轮221，以实现电动发电机30的动力输出。

第二实施例：

如图2所示，根据本实用新型实施例的混合动力系统100包括：发动机10、双输入轴变速器20、电动发电机30、差速器40、主减速器50以及输出齿轮离合器60。

其中，发动机10直接与双输入轴变速器20的离合器26连接，电动发电机30与第二输入轴22上的啮合轮27动力连接，两者之间可选择地设置电机传动组件31，第一输入轴21上的两个第一主动齿轮211通过第一主动同步器24可选择地与输出轴23动力连接，输出轴23与主减速器50的主动齿轮同轴设置，差速器40与主减速器50的从动齿轮啮合传动。

由此，通过第一输入轴21、第二输入轴22与输出轴23的动力连接可以实现发动机10的多个档位的动力输出，在离合器26断开发动机10与第二输入轴22动力连接的前提下，通过电动发电机30带动啮合轮27，啮合轮27带动第二主动齿轮221，以实现电动发电机30的动力输出。

第二实施例与第一实施例的区别在于，第二实施例中的电机传动组件31与啮合轮27动力连接，啮合轮27与第二输入轴22同轴设置。

第三实施例：

如图5所示，根据本实用新型实施例的混合动力系统100包括：发动机10、双输入轴变速器20、电动发电机30、差速器40、主减速器50以及输出齿轮离合器60。

其中，发动机10直接与双输入轴变速器20的离合器26连接，电动发电机30与第二输入轴22上的啮合轮27动力连接，两者之间可选择地设置电机传动组件31，第一输入轴21上的两个第一主动齿轮211通过第一主动同步器24可选择地与输出轴23动力连接，输出轴23与主减速器50的主动齿轮同轴设置，差速器40与主减速器50的从动齿轮啮合传动。

由此，通过第一输入轴21、第二输入轴22与输出轴23的动力连接可以实现发动机10的多个档位的动力输出，在离合器26断开发动机10与第二输入轴22动力连接的前提下，通过电动发电机30带动啮合轮27，啮合轮27带动第二主动齿轮221，以实现电动发电机30的动力输出。

此外，在第二从动齿轮232与输出轴23之间设置有输出齿轮离合器60，第二从动齿轮232通过输出齿轮离合器60可选择地与输出轴23动力连接，从而可以通过输出齿轮离合器60断开输出轴23与第二从动齿轮232之间的动力连接，以使发动机10可以直接带动电动发电机30发电，且在该过程中，中断了差速器40与发动机10的动力连接。由此，不仅可以实现驻车发电，而且在第一输入轴21提供发动机10动力输出时，通过第二输入轴22带动电动发电机30发电的过程中，两者不会干涉。

第三实施例与第一实施例的区别在于，第三实施例中的第二从动齿轮232与输出轴 23之间设置有输出齿轮离合器60。

当然，本实施例的混合动力系统100的结构不限于此。

参见图3和图4所示，电动发电机30还可以与第一输入轴21上的第一主动齿轮211动力连接，也可以与第一输入轴21上设置的啮合轮27动力连接，且第一主动同步器24 可以设置在输出轴23上或者设置在第一输入轴21上，第二主动离合器26可以设置在输出轴23上或者设置在第二输入轴22上。

参见图6所示，在电动发电机30与第一输入轴21动力连接的实施例中，输出齿轮离合器60设置在第一从动齿轮231与输出轴23之间。

在图7所示的具体的实施例中，本实施例的混合动力系统100还可以是四档位的动力系统。

可以理解的是，本实施例的双输入轴变速器20的第一输入轴21上的第一主动齿轮211可以为多个，第二输入轴22上的第二主动齿轮221为多个，进而多个第一主动齿轮 211以及多个第二主动齿轮221对应有多个档位。

例如：在双输入轴变速器20为N档位双输入轴变速器时，且N为偶数时，第一主动齿轮211和第二主动齿轮221的个数均对应为N/2个；在N为奇数时，第一主动齿轮 211为(N-1)/2或(N+1)/2个，第二主动齿轮221对应为(N+1)/2或(N-1)/2个。

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 (9)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：

发动机；

双输入轴变速器，所述双输入轴变速器具有第一输入轴和套设在所述第一输入轴外的第二输入轴，所述第一输入轴和所述第二输入轴均通过离合器可选择地与所述发动机动力连接，所述第一输入轴上设置有第一主动齿轮、所述第二输入轴上设置有第二主动齿轮；以及

电动发电机，所述电动发电机与所述第一主动齿轮或所述第二主动齿轮动力连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述双输入轴变速器还包括：可选择地与所述第一输入轴或者与所述第二输入轴动力连接的输出轴，所述输出轴上设置有与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮和与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮。

3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，还包括：第一主动同步器和第二主动同步器；其中

所述第一主动同步器设置在所述第一输入轴上或所述输出轴上；

所述第二主动同步器设置在所述第二输入轴上或所述输出轴上。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述电动发电机与所述第一主动齿轮之间或所述电动发电机与所述第二主动齿轮之间还设置有电机传动组件，所述电机传动组件构造为一级或多级传动组件。

5.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述输出轴上还设置有输出齿轮离合器，所述输出齿轮离合器设置在所述第一从动齿轮与所述输出轴之间或者设置在所述第二从动齿轮与所述输出轴之间。

6.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，还包括：差速器，所述差速器与所述输出轴动力连接。

7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器构造为双离合器，所述双离合器适于分别控制所述第一输入轴以及所述第二输入轴与所述发动机的动力连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述双输入轴变速器构造为三档、四档变速器中的任一种。

9.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一项所述的混合动力系统。

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