CN212046856U - 一种用于车辆的双电机混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的双电机混合动力系统，其第一电机和第二电机全部布置在变速器端，轴向尺寸较现有技术双电机混合动力系统短，能够适应市场主流的三缸四缸机仓布置，能够适应更多的车辆。该系统包括两个电机、多个档位，在换挡过程中通过电机进行补扭，动力不会中断，增加驾驶性能优越感。

Description

一种用于车辆的双电机混合动力系统

技术领域

本实用新型属于混合动力领域，具体涉及一种用于车辆的双电机混合动力系统；

背景技术

随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，新能源汽车的开发和利用已逐渐成为一种趋势。其中，新能源汽车中的混合动力汽车，可通过发动机22或电机或发动机22电机同时驱动，具有多种驱动模式，使得发动机22和电机尽可能在高效率区间运行，从而具有良好的燃油经济性、低排放。发动机、电机双动力的切换存在切断动力换挡问题，因此，有必要研发一种动力切换平顺不中断，结构紧凑的混合动力系统，提高了换挡舒适性，保证了车辆具有良好的动力性与换挡特性。

实用新型内容

本实用新型公开的一种用于车辆的双电机混合动力系统，动力切换平顺不中断，结构紧凑，提高了换挡舒适性。

本实用新型还公开了采用双电机混合动力系统的车辆，动力切换平顺不中断，结构紧凑，提高了换挡舒适性。

本实用新型公开的一种用于车辆的双电机混合动力系统，包括发动机、离合器、变速器、第一电机和第二电机；

所述变速器包括：输入轴、中间轴、差速器、同步器组、中间轴档位齿轮组、输入轴档位齿轮组、常啮合齿轮、第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构；

所述输入轴上固定输入轴档位齿轮组；所述中间轴上空套布置中间轴档位齿轮组，固定布置同步器组和常啮合齿轮；所述输入轴档位齿轮组与中间轴档位齿轮组啮合，所述同步器组切换结合中间轴档位齿轮组的各级档位齿轮，所述常啮合齿轮与差速器的输入齿轮啮合；

所述发动机通过离合器将动力传递到输入轴上；

所述第一电机固连第一电机输出齿轮，所述第二电机固连第二电机输出齿轮；所述第一电机的第一电机输出齿轮通过第一齿轮传动机构将动力传递到中间轴上；所述第二电机的第二电机输出齿轮通过第二齿轮传动机构将动力传递到输入轴上。

进一步地，所述第一齿轮传动机构包括在所述中间轴上空套的第一电机输入齿轮、固定连接的电机同步器以及一个第一电机中间齿轮；所述第一电机输出齿轮与第一电机中间齿轮啮合，所述第一电机中间齿轮与第一电机输入齿轮啮合；

进一步地，所述第二齿轮传动机构包括固连在所述输入轴上的第二电机输入齿轮和一个第二电机中间齿轮；所述第二电机输出齿轮与第二电机中间齿轮啮合，所述第二电机中间齿轮与第二电机输入齿轮啮合；

进一步地，所述中间轴上的中间轴档位齿轮组为从左至右依次空套布置的四档中间轴档位齿轮、三档中间轴档位齿轮、二档中间轴档位齿轮和一档中间轴档位齿轮；所述同步器组包含固定在中间轴上的第一同步器和第二同步器；所述第一同步器在四档中间轴档位齿轮和三档中间轴档位齿轮间切换；所述第二同步器在二档中间轴档位齿轮和一档中间轴档位齿轮间切换；

进一步地，所述输入轴上的输入轴档位齿轮组为从左至右依次固定布置的四档输入轴档位齿轮、三档输入轴档位齿轮、二档输入轴档位齿轮和一档输入轴档位齿轮；所述四档输入轴档位齿轮与四档中间轴档位齿轮啮合；所述三档输入轴档位齿轮与三档中间轴档位齿轮啮合；所述二档输入轴档位齿轮与二档中间轴档位齿轮啮合；所述一档输入轴档位齿轮与一档中间轴档位齿轮啮合。

进一步地，还包括控制模块，所述控制模块控制第一电机、第二电机转动或停止；

进一步地，所述发动机为三缸或四缸发动机；

进一步地，所述离合器为单离合器。

本实用新型还公开了采用上述双电机混合动力系统的车辆。

本实用新型有益技术效果为：

1）第一电机和第二电机全部布置在变速器端，轴向尺寸较现有技术双电机混合动力系统短，能够适应市场主流的三缸四缸机仓布置，能够适应更多的车辆。

2）包括两个电机、多个档位，在换挡过程中通过电机进行补扭，动力不会中断，增加驾驶性能优越感。

附图说明

图1为本实用新型一种用于车辆的双电机混合动力系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细说明。

本实用新型公开的一种用于车辆的双电机混合动力系统，包括发动机22、离合器21、变速器、控制模块、第一电机1和第二电机10。

变速器包括：输入轴5、中间轴24、差速器25、同步器组、中间轴档位齿轮组、输入轴档位齿轮组、常啮合齿轮20、第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构。

输入轴5上固定输入轴档位齿轮组；中间轴24上空套布置中间轴档位齿轮组，固定布置同步器组和常啮合齿轮；输入轴档位齿轮组与中间轴档位齿轮组啮合，同步器组切换结合中间轴档位齿轮组的各级档位齿轮，常啮合齿轮与差速器25的输入齿轮啮合；

发动机22通过离合器21将动力传递到输入轴5上；

第一电机1固连第一电机输出齿轮2，第二电机10固连第二电机输出齿轮11；第一电机1的第一电机输出齿轮2通过第一齿轮传动机构将动力传递到中间轴24上；第二电机10的第二电机输出齿轮11通过第二齿轮传动机构将动力传递到输入轴5上。

第一齿轮传动机构包括在所述中间轴24上空套的第一电机输入齿轮23、固定连接的电机同步器4以及一个第一电机中间齿轮3；第一电机输出齿轮2与第一电机中间齿轮3啮合，第一电机中间齿轮3与第一电机输入齿轮23啮合；

第二齿轮传动机构包括固连在所述输入轴5上的第二电机输入齿轮13和一个第二电机中间齿轮12；第二电机输出齿轮11与第二电机中间齿轮12啮合，第二电机中间齿轮12与第二电机输入齿轮13啮合；

中间轴24上的中间轴档位齿轮组为从左至右依次空套布置的四档中间轴档位齿轮14、三档中间轴档位齿轮16、二档中间轴档位齿轮17和一档中间轴档位齿轮19；同步器组包含固定在中间轴24上的第一同步器15和第二同步器18；第一同步器在四档中间轴档位齿轮和三档中间轴档位齿轮间切换；第二同步器在二档中间轴档位齿轮和一档中间轴档位齿轮间切换；

输入轴5上的输入轴档位齿轮组为从左至右依次固定布置的四档输入轴档位齿轮6、三档输入轴档位齿轮7、二档输入轴档位齿轮8和一档输入轴档位齿轮9；四档输入轴档位齿轮与四档中间轴档位齿轮啮合；三档输入轴档位齿轮与三档中间轴档位齿轮啮合；二档输入轴档位齿轮与二档中间轴档位齿轮啮合；一档输入轴档位齿轮与一档中间轴档位齿轮啮合。

控制模块控制第一电机、第二电机转动或停止；

发动机22为三缸或四缸发动机，离合器21为单离合器。

本实用新型还公开了采用该双电机混合动力系统的车辆。

以下将说明用于车辆的双电机混合动力系统的控制方式：

纯电模式：

离合器21处于打开状态，发动机22和第二电机10停止运转，第一电机1向中间轴24传递扭矩，此时中间轴24上电机同步器及第一电机输入齿轮23处于接合状态，第一电机1的扭矩通过第一电机输入齿轮23和电机同步器传递到中间轴24及差速器25上。

离合器21处于打开状态，发动机22停止运转，第一电机1向中间轴24传递扭矩，此时中间轴24上电机同步器及第一电机输入齿轮23处于接合状态，第一电机1的扭矩通过电机齿轮和电机同步器传递到中间轴24及差速器25上。变速器上同步器组和中间轴档位齿轮组的对应档位齿轮及同步器均处于接合状态，第二电机10通过第二齿轮传动机构和接合的档位齿轮及同步器将扭矩由输入轴5、中间轴24传递到差速器25上。

纯发动机模式：

中间轴24上电机同步器4断开，电机齿轮处于空转状态，第一电机1和第二电机10停止运转，变速器上同步器组和中间轴档位齿轮组的对应档位齿轮与同步器均处于接合状态，发动机22向输入轴5传递扭矩，输入轴5上的扭矩通过接合的档位齿轮传递到中间轴24和差速器25上。发动机22向第二电机10传递扭矩，使得第二电机10对电池进行充电。

中间轴24上第一电机输入齿轮23和电机同步器处于接合状态，变速器上同步器组和中间轴档位齿轮组的对应档位齿轮及同步器结合，发动机22向输入轴5传递扭矩，输入轴5上的扭矩通过接合的档位齿轮传递到中间轴24和差速器25上。发动机22向第二电机10传递扭矩，使得第二电机10对电池进行充电；发动机22的扭矩通过第一电机输入齿轮23和第一齿轮传动机构传递到第一电机1上，使得第一电机1对电池进行充电。

混动模式：

离合器21接合，第一同步器15、第二同步器18与对应的档位齿轮均断开，使得所有档位齿轮处于空转状态，不传递扭矩。发动机22、第一电机1和第二电机10均处于运行状态。发动机22向第二电机10传递扭矩，使得第二电机10对电池进行充电。第一电机1运行向中间轴24及差速器25传递扭矩进行驱动。

离合器21接合，发动机22、第一电机1和第二电机10均处于运行状态，第一同步器15、第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，发动机22和第二电机10同时向输入轴5传递扭矩，输入轴5上的扭矩通过接合的档位齿轮传递到中间轴24和差速器25上，第一电机1向中间轴24传递扭矩，此时中间轴24上电机同步器4与第一电机输入齿轮23处于接合状态，第一电机1的扭矩通过第一电机输入齿轮23和电机同步器4传递到中间轴24及差速器23上。第二电机10向输入轴5传递扭矩。

离合器21接合，发动机22和第一电机1均处于运行状态，第一同步器15、第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，其中发动机22向输入轴5传递扭矩，输入轴5上的扭矩通过接合的档位齿轮传递到中间轴24和差速器25上，第一电机1向中间轴24传递扭矩，此时中间轴24上电机同步器及第一电机输入齿轮23处于接合状态，第一电机1的扭矩通过第一电机输入齿轮23和电机同步器传递到中间轴24及差速器25上。发动机22向第二电机10传递扭矩，第二电机10对电池进行充电；

能量回收：

离合器21断开，发动机22和第二电机10停止运行，中间轴24上第一电机输入齿轮23和电机同步器4处于接合状态，第一同步器15、第二同步器18与对应的档位齿轮断开，第一电机1处于运行状态，差速器25通过中间轴24和第一齿轮传动机构将扭矩传递到第一电机1，使第一电机1对电池进行充电。

离合器21断开，发动机22停止运行，中间轴24上第一电机齿轮23和电机同步器处于接合状态，第一同步器15或第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，第一电机1处于运行状态，差速器23通过中间轴24和第一齿轮传动机构将扭矩传递到第一电机1，使第一电机1对电池进行充电。第二电机10处于运行状态，差速器25通过中间轴24、输入轴5和第二齿轮传动机构将扭矩传递到第二电机10，使得第二电机10对电池进行充电。

离合器21断开，发动机22停止运行，中间轴24上第一电机齿轮23和电机同步器处于接合状态，第一同步器15或第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，第一电机1处于运行状态，差速器25通过中间轴24和第一齿轮传动机构将扭矩传递到第一电机1，使第一电机1对电池进行充电。第二电机10处于运行状态，差速器25通过中间轴24档位齿轮、输入轴5和第二齿轮传动机构将扭矩传递到第二电机10，使得第二电机10对电池进行充电。

启动发动机：

离合器21接合，第一电机1停止运行，通过所述的第二电机10启动所述的发动机22。或者

离合器21接合，第一电机1停止运行，中间轴24上第一同步器15或第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，第二电机10运行，第二电机10通过中间轴24和输入轴5将扭矩传递到发动机22上，启动发动机22，同时将扭矩传递到输入轴5、中间轴24和差速器25上，用于驱动。

或者

离合器21接合，第一电机1运行，所述中间轴24上第一电机齿轮23与电机同步器接合，中间轴24上的第一同步器15或第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，第一电机1通过中间轴24和输入轴5将扭矩传递到发动机22上，启动发动机22，同时将扭矩传递到中间轴24和差速器25，用于驱动，并且将扭矩传递到第二电机10，使得第二电机10对电池进行充电。或者

离合器21接合，所述第一电机1运行，第二电机10运行，中间轴24上第一电机齿轮与同步器接合，中间轴24上的第一同步器15或第二同步器18与对应的档位齿轮均处于接合状态，第一电机1通过中间轴24和输入轴5将扭矩传递到发动机22上，启动发动机22，同时将扭矩传递到中间轴24和差速器25，用于驱动，第二电机10同时将扭矩传递到输入轴5、中间轴24和差速器25上，用于驱动和启动发动机22。

换挡：

第一电机1向中间轴24和差速器25传递扭矩用于驱动，离合器21处于分离状态，变速器待接合的档位齿轮与待接合的同步器进行接合，此时在换挡过程中双电机混合动力系统无动力中断，提高了整车的换挡性能。

Claims (8)

1.一种用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：包括发动机（22）、离合器（21）、变速器、第一电机（1）和第二电机（10）；

所述变速器包括：输入轴（5）、中间轴（24）、差速器（25）、同步器组、中间轴档位齿轮组、输入轴档位齿轮组、常啮合齿轮（20）、第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构；

所述输入轴（5）上固定输入轴档位齿轮组；所述中间轴（24）上空套布置中间轴档位齿轮组，固定布置同步器组和常啮合齿轮（20）；所述输入轴档位齿轮组与中间轴档位齿轮组啮合，所述同步器组切换结合中间轴档位齿轮组的各级档位齿轮，所述常啮合齿轮（20）与差速器（25）的输入齿轮啮合；

所述发动机（22）通过离合器（21）将动力传递到输入轴（5）上；

所述第一电机（1）固连第一电机输出齿轮（2），所述第二电机（10）固连第二电机输出齿轮（11）；所述第一电机（1）的第一电机输出齿轮（2）通过第一齿轮传动机构将动力传递到中间轴（24）上；所述第二电机（10）的第二电机输出齿轮（11）通过第二齿轮传动机构将动力传递到输入轴（5）上。

2.如权利要求1所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述第一齿轮传动机构包括在所述中间轴（24）上空套的第一电机输入齿轮（23）、固定连接的电机同步器（4）以及一个第一电机中间齿轮（3）；所述第一电机输出齿轮（2）与第一电机中间齿轮（3）啮合，所述第一电机中间齿轮（3）与第一电机输入齿轮（23）啮合。

3.如权利要求2所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述第二齿轮传动机构包括固连在所述输入轴（5）上的第二电机输入齿轮（13）和一个第二电机中间齿轮（12）；所述第二电机输出齿轮（11）与第二电机中间齿轮（12）啮合，所述第二电机中间齿轮（12）与第二电机输入齿轮（13）啮合。

4.如权利要求3所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述中间轴（24）上的中间轴档位齿轮组为从左至右依次空套布置的四档中间轴档位齿轮（14）、三档中间轴档位齿轮（16）、二档中间轴档位齿轮（17）和一档中间轴档位齿轮（19）；所述同步器组包含固定在中间轴（24）上的第一同步器（15）和第二同步器（18）；所述第一同步器（15）在四档中间轴档位齿轮（14）和三档中间轴档位齿轮（16）间切换；所述第二同步器（18）在二档中间轴档位齿轮（17）和一档中间轴档位齿轮（19）间切换。

5.如权利要求4所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述输入轴（5）上的输入轴档位齿轮组为从左至右依次固定布置的四档输入轴档位齿轮（6）、三档输入轴档位齿轮（7）、二档输入轴档位齿轮（8）和一档输入轴档位齿轮（9）；所述四档输入轴档位齿轮与四档中间轴档位齿轮啮合；所述三档输入轴档位齿轮与三档中间轴档位齿轮啮合；所述二档输入轴档位齿轮与二档中间轴档位齿轮啮合；所述一档输入轴档位齿轮与一档中间轴档位齿轮啮合。

6.如权利要求5所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块控制第一电机、第二电机转动或停止。

7.如权利要求6所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述发动机（22）为三缸或四缸发动机。

8.如权利要求7所述的用于车辆的双电机混合动力系统，其特征在于：所述离合器（21）为单离合器。

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