CN213861837U - 多模式混合动力变速模块和混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混合动力汽车动力系统设计领域，具体地涉及一种多模式混合动力变速模块和混合动力汽车。一种多模式混合动力变速模块，包括行星齿轮机构、第一动力输出装置和第二动力输出装置，第一动力输出装置分别通过第一离合器、第二离合器与太阳轮、齿圈相连，齿圈可旋转地设置在壳体上，所述齿圈与壳体通过制动器相连，第二动力输出装置与太阳轮相连，行星齿轮架用于输出多模式混合动力变速模块的动力。该多模式混合动力变速模块可以同时实现混动调速模式和强力混动模式，以适应汽车多变的行驶环境；该多模式混合动力变速模块整体性能突出，具有十分广阔的应用市场，且应用成本低、质量轻、结构简单可靠，提高汽车整体经济适用性。

Description

多模式混合动力变速模块和混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车动力系统设计领域，具体地涉及一种多模式混合动力变速模块和混合动力汽车。

背景技术

近十年来，新能源汽车产业迅速发展，引起全球对汽车产业变革、新一轮全球竞争的高度关注，应对愈加严谨的环境污染和能源短缺问题，国内外陆续推出了数十种专用变速器。中国市场作为目前的绝对主力，是众多混合动力专用变速箱竞争的角力场，以日系为主的、国产品牌迅速布局，既有行星系架构，也有平行轴架构，基本保持国际先进水平。

现有量产混合动力专用变速箱大致分为两类：以日系为代表的混合动力专用变速箱追求极致经济性能；以欧系P2等类型的汽车为代表的混合动力专用变速箱侧重于动力性能，动力性和经济性是两个相互矛盾的评价标准，两类混合动力专用变速箱均在一方面有深度造诣，但是在另一方向上性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的现有混合动力变速箱无法兼具动力性和经济性的问题，提供一种多模式混合动力变速模块。

本实用新型一方面提供一种多模式混合动力变速模块，包括行星齿轮机构、第一动力输出装置和第二动力输出装置，所述第一动力输出装置分别通过第一离合器、第二离合器与所述行星齿轮机构的太阳轮、所述行星齿轮机构的齿圈相连，所述齿圈设置为可旋转地设置在壳体上，所述齿圈与所述壳体通过制动器相连，所述第二动力输出装置与所述太阳轮相连，所述行星齿轮机构的行星齿轮架用于输出所述多模式混合动力变速模块的动力。

优选的，所述第二动力输出装置包括驱动电机。

优选的，本实用新型提供一种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括第一发动机。

优选的，本实用新型提供第二种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括第一发电机。

优选的，本实用新型提供第三种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括依次连接的第二发动机和第二发电机，所述第二发电机的输出端分别通过所述第一离合器、所述第二离合器与所述太阳轮、所述齿圈相连。

优选的，所述第二发动机通过第三离合器与所述第二发电机相连。

优选的，所述第二发电机与所述驱动电机相连。

本实用新型第二方面提供一种混合动力汽车，包括本实用新型所述的多模式混合动力变速模块。

优选的，所述第一动力输出装置包括第二发电机，所述第二动力输出装置包括驱动电机，所述第二发电机通过储蓄电池与所述驱动电机相连。

优选的，所述多模式混合动力变速模块通过所述行星齿轮架与车轮系统相连。

本实用新型所述的多模式混合动力变速模块，可以通过控制第一动力输出装置、第二动力输出装置、第一离合器、第二离合器和制动器实现对行星齿轮机构的控制：

制动器结合，此时齿圈处于固定状态；使第二离合器分离，此时第一动力输出装置不会对齿圈进行动力输出；第一动力输出装置通过结合第一离合器对太阳轮进行动力输出，和/或，打开第二动力输出装置直接进行对太阳轮的动力输出。如果第一动力输出装置与第二动力输出装置均处于打开状态，多模式混合动力变速模块可以爆发较大动力。

制动器分离，此时齿圈处于可旋转状态；通过结合第二离合器和第一离合器以对行星齿轮机构进行整体锁定状态，第一动力输出装置直接通过锁定状态的行星齿轮机构直接驱动行星齿轮架，此时也可打开第二动力输出装置直接进行对行星齿轮机构的动力输出。此时，行星齿轮机构以直接挡速比进行动力输出。

制动器分离，此时齿圈处于可旋转状态；第一动力输出装置通过结合第二离合器、分离第一离合器以只进行对齿圈的动力输出，此时，打开第二动力输出装置直接进行对太阳轮的动力输出，此时利用混动调速模式驱动车辆。

该多模式混合动力变速模块可以同时实现混动调速模式和强力混动模式，实现两种动力元件耦合在同一个输入元件上，以适应汽车多变的行驶环境；该多模式混合动力变速模块整体性能突出，具有十分广阔的应用市场，且应用成本低、质量轻、结构简单可靠，提高汽车整体经济适用性。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式多模式混合动力变速模块的结构示意图；

图2是图1中行星齿轮机构的结构示意图。

附图标记说明

1-行星齿轮机构，2-驱动电机，3-第二发电机，4-第二发动机，5-第一离合器，6-第二离合器，7-第三离合器，8-制动器，9-壳体，11-太阳轮，12-行星齿轮，13-齿圈，14-行星齿轮架，15-车轮，16-差速器，17-主减速器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型一方面提供一种多模式混合动力变速模块，包括行星齿轮机构1、第一动力输出装置和第二动力输出装置，所述第一动力输出装置分别通过第一离合器5、第二离合器6与所述行星齿轮机构1的太阳轮11、所述行星齿轮机构1的齿圈13相连，所述齿圈13设置为可旋转地设置在壳体9上，所述齿圈13与所述壳体9通过制动器8相连，所述第二动力输出装置与所述太阳轮11相连，所述行星齿轮机构1的行星齿轮架14用于输出所述多模式混合动力变速模块的动力。

本实用新型所述的多模式混合动力变速模块，可以通过控制第一动力输出装置、第二动力输出装置、第一离合器、第二离合器和制动器实现对行星齿轮机构的控制：

制动器结合，此时齿圈处于固定状态；使第二离合器分离，此时第一动力输出装置不会对齿圈进行动力输出；第一动力输出装置通过结合第一离合器对太阳轮进行动力输出，和/或，打开第二动力输出装置直接进行对太阳轮的动力输出。如果第一动力输出装置与第二动力输出装置均处于打开状态，多模式混合动力变速模块可以爆发较大动力。

制动器分离，此时齿圈处于可旋转状态；通过结合第二离合器和第一离合器以对行星齿轮机构进行整体锁定状态，第一动力输出装置直接通过锁定状态的行星齿轮机构直接驱动行星齿轮架，此时也可打开第二动力输出装置直接进行对行星齿轮机构的动力输出。此时，行星齿轮机构以直接挡速比进行动力输出。

制动器分离，此时齿圈处于可旋转状态；第一动力输出装置通过结合第二离合器、分离第一离合器以只进行对齿圈的动力输出，此时，打开第二动力输出装置直接进行对太阳轮的动力输出，此时利用混动调速模式驱动车辆。

该多模式混合动力变速模块可以同时实现混动调速模式和强力混动模式，实现两种动力元件耦合在同一个输入元件上，以适应汽车多变的行驶环境；该多模式混合动力变速模块整体性能突出，具有十分广阔的应用市场，且应用成本低、质量轻、结构简单可靠，提高汽车整体经济适用性。

如图2所示，行星齿轮机构1包括太阳轮11、行星齿轮12、齿圈13和行星齿轮架14。

优选的，所述第二动力输出装置包括驱动电机2。一般在混合动力汽车中，驱动电机2可以作为机械能转化电能的部件，但驱动电机2更多的是将电能转化为机械能用于提供动力。

优选的，本实用新型提供一种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括第一发动机。第一发动机一般利用油耗驱动，将汽油的能量转化为机械能。

优选的，本实用新型提供第二种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括第一发电机。一般在混合动力汽车中，第一发电机可以作为电能转化机械能的部件，第一发电机更多的是将机械能转化为电能用于提供能量。

优选的，本实用新型提供第三种第一动力输出装置的具体实施方式，第一动力输出装置包括依次连接的第二发动机4和第二发电机3，所述第二发电机3的输出端分别通过所述第一离合器5、所述第二离合器6与所述太阳轮11、所述齿圈13相连。第二发动机4利用油耗驱动，将汽油的能量转化为机械能。在混合动力汽车中，第二发电机3可以作为电能转化机械能的部件，第二发电机3更多的是将机械能转化为电能用于提供能量。第二发动机4带动第二发电机3可以给第二发电机充电，也可以输出动力；第二发电机3主动转可以提供动力；第二发动机4带动第二发电机3空转时，第二发动机4可以提供第一动力输出装置的全部动力。

优选的，所述第二发动机4通过第三离合器7与所述第二发电机3相连。第三离合器7用于控制第二发动机4与第二发电机3的连接关系，第三离合器7分离的时候第二发电机3单独使用，第三离合器7结合的时候第二发动机4带动第二发电机3使用，此时第二发电机3可以处于空转状态，也可以处于主转状态。

如图1所示，该多模式混合动力变速模块在使用过程中，可以通过对第一离合器5、第二离合器6、第三离合器7、制动器8、第二发电机3、驱动电机2和第二发动机4的控制实现不同的输出速度和动力；其中包括纯电模式、串联增程模式、强力混动模式、混动调速模式和发动机模式。在以下该多模式混合动力变速模块不同的使用情况中，制动器8结合表示齿圈处于固定状态，制动器8断开表示齿圈处于可旋转状态。

在纯电模式下，利用油耗产生动力的第二发动机4处于非工作状态，第三离合器7处于分离状态；在串联增程模式、强力混动模式和混动调速模式模式下第二发电机3、驱动电机2和第二发动机4均处于工作状态；在发动机模式下第二发电机3和驱动电机2均处于非工作状态，第二发动机4处于工作状态。

纯电模式一：第一离合器5及制动器8结合，第二离合器6处于分离状态，驱动电机2处于非工作状态，此时齿圈处于固定状态，第二发电机3通过太阳轮11输入用于驱动车辆的动力；

纯电模式二：第一离合器5、第二离合器6均处于分离状态，制动器8结合，第二发电机3处于非工作状态，驱动电机2通过太阳轮11输入用于驱动车辆的动力；

纯电模式三：第一离合器5及第二离合器6处于结合状态，制动器8断开，行星齿轮机构1锁止为一个整体，驱动电机2处于非工作状态，第二发电机3通过锁止为一个整体的行星齿轮机构1输入用于驱动车辆的动力；

纯电模式四：第一离合器5及制动器8结合，第二离合器6处于断开状态，第二发电机3与驱动电机2双电机耦合通过太阳轮11输入用于驱动车辆的动力；

纯电模式五，第一离合器5及第二离合器6结合，制动器8断开，第二发电机3处于非工作状态，行星齿轮机构1锁止为一个整体，仅利用驱动电机2驱动车辆。

串联增程模式：第三离合器7结合，第一离合器5及第二离合器6处于断开状态，第二发动机4仅仅带动第二发电机3发电，制动器8结合，驱动电机2通过太阳轮11用于输入驱动车辆的动力。

强力混动模式一：第三离合器7及第一离合器5结合，第二离合器6处于断开状态，制动器8结合，第二发电机3、驱动电机2和第二发动机4均处于打开状态，三动力元件耦合动力在太阳轮11上，爆发超强动力，驱动车辆；

强力混动模式二：结合第三离合器7、第一离合器5及第二离合器6，制动器8处于断开状态，行星齿轮机构1锁止为一个可旋转的整体，第二发电机3、驱动电机2和第二发动机4均处于打开状态，三个动力元件耦合动力后，以直接挡速比输出动力。

混动调速模式：第三离合器7及第二离合器6结合，第一离合器5断开，制动器8处于断开状态，第二发动机4和第二发电机3动力耦合，从齿圈输入动力，驱动电机2从太阳轮11输入动力，以混动调速模式驱动车辆。

发动机模式一；结合第三离合器7及第一离合器5及制动器8，第二离合器6处于断开状态，第二发动机4从太阳轮11输入驱动车辆的动力；

发动机模式二；结合第三离合器7及第一离合器5及第二离合器6，制动器8处于分离状态，行星齿轮机构1锁止为一个整体，第二发动机4以直接挡速比对外输出驱动车辆的动力。

优选的，所述第二发电机3与所述驱动电机2相连。第二发电机3可以给驱动电机2供给电能。

本实用新型第二方面提供一种混合动力汽车，包括本实用新型所述的多模式混合动力变速模块。本实用新型所述的多模式混合动力变速模块，可以通过控制第一动力输出装置、第二动力输出装置、第一离合器、第二离合器和制动器实现对行星齿轮机构的控制，该多模式混合动力变速模块可以同时实现混动调速模式和强力混动模式，实现两种动力元件耦合在同一个输入元件上，以适应汽车多变的行驶环境；该多模式混合动力变速模块整体性能突出，具有十分广阔的应用市场，且应用成本低、质量轻、结构简单可靠，提高汽车整体经济适用性。

优选的，所述第一动力输出装置包括第二发电机3，所述第二动力输出装置包括驱动电机2，所述第二发电机3通过储蓄电池与所述驱动电机2相连。储蓄电池作为储能元件可以给驱动电机2和第二发电机3供电，也可以利用驱动电机2和第二发电机3进行蓄电。

优选的，所述多模式混合动力变速模块通过所述行星齿轮架14与车轮系统相连。如图1所示，行星齿轮架14依次通过主减速器17、差速器16与车轮相连。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多模式混合动力变速模块，其特征在于，包括行星齿轮机构(1)、第一动力输出装置和第二动力输出装置，所述第一动力输出装置分别通过第一离合器(5)、第二离合器(6)与所述行星齿轮机构(1)的太阳轮(11)、所述行星齿轮机构(1)的齿圈(13)相连，所述齿圈(13)设置为可旋转地设置在壳体(9)上，所述齿圈(13)与所述壳体(9)通过制动器(8)相连，所述第二动力输出装置与所述太阳轮(11)相连，所述行星齿轮机构(1)的行星齿轮架(14)用于输出所述多模式混合动力变速模块的动力。

2.根据权利要求1所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，所述第二动力输出装置包括驱动电机(2)。

3.根据权利要求2所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，第一动力输出装置包括第一发动机。

4.根据权利要求2所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，第一动力输出装置包括第一发电机。

5.根据权利要求2所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，第一动力输出装置包括依次连接的第二发动机(4)和第二发电机(3)，所述第二发电机(3)的输出端分别通过所述第一离合器(5)、所述第二离合器(6)与所述太阳轮(11)、所述齿圈(13)相连。

6.根据权利要求5所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，所述第二发动机(4)通过第三离合器(7)与所述第二发电机(3)相连。

7.根据权利要求5或6所述的多模式混合动力变速模块，其特征在于，所述第二发电机(3)与所述驱动电机(2)相连。

8.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的多模式混合动力变速模块。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述第一动力输出装置包括第二发电机(3)，所述第二动力输出装置包括驱动电机(2)，所述第二发电机(3)通过储蓄电池与所述驱动电机(2)相连。

10.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述多模式混合动力变速模块通过所述行星齿轮架(14)与车轮系统相连。

Images