CN214564580U - 双电机混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种双电机混合动力驱动系统，包括发动机、差速器、变速器，变速器的空心轴空套在输入轴上，输入轴上周向固定一挡主动齿轮，空心轴上周向固定二挡主动齿轮，第一电机轴上周向固定第一输入齿轮，第一传动轴上周向固定传动齿轮、二挡从动齿轮、第一输出齿轮，第一输入齿轮与传动齿轮啮合，第二电机轴上间隙配合第二输入齿轮、第三输入齿轮，第二传动轴上周向固定一挡从动齿轮、第二输出齿轮，一挡从动齿轮、第二输入齿轮共啮于一挡主动齿轮，二挡从动齿轮、第三输入齿轮共啮于二挡主动齿轮，第一输出齿轮、第二输出齿轮共啮于差速器的差速器齿轮，第二输入齿轮、第三输入齿轮之间周向固定同步器，发动机经双离合器与输入轴、空心轴连接。

Description

双电机混合动力驱动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车动力驱动技术领域，特别涉及一种双电机混合动力驱动系统。

背景技术

随着人们越来越重视节能环保，新能源汽车成为更多消费的购车首选。混合动力汽车作为新能源汽车的一种，结合了传统燃油汽车和纯电动汽车的特点，具有耗油小、污染物排放低等优点。

目前已量产销售的双电机混合动力系统通常有以下几种，一种是P1P3构型，通常采用一个大扭矩大功率电机作为主驱动，另外一个小功率电机仅作为发电机使用，从而导致在没电或是馈电的情况下，无法兼顾整车动力性和经济性，且因主驱动电机通常轴向长度较长，发动机机仓布置困难，适应性不好。第二种是单电机的混合动力系统，挡位通常有5个或5个以上，常用的有P2构型，这种系统因成本较高，整车布置困难，推广的局限性较大；还有P3构型，这种系统虽然在换挡过程中可以进行动力补偿，但不能在行进间启动发动机，节油效果较差。第三种是P2.5构型，这种系统虽然可以在行进间启动发动机，但舒适性差，驾驶体验不好，同时在湿式DCT布置空间上有较大困难，所以常应用在干式DCT上，但是在中国路况下使用干式DCT容易因离合器过热导致整车意外停车。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种双电机混合动力驱动系统，其能降低油耗、减少污染物排放，并且能在换挡时提供动力补偿，使换挡更平顺，动力性能和经济性好。

本实用新型的技术方案是：一种双电机混合动力驱动系统，包括发动机、差速器、变速器，其特征在于：所述变速器包括输入轴、空心轴、第一传动轴、第二传动轴，以及第一电机的第一电机轴、第二电机的第二电机轴，所述空心轴空套在输入轴上与输入轴位于同一轴心线上，所述输入轴、第一传动轴、第二传动轴、第一电机轴和第二电机轴平行设置，输入轴延伸出空心轴的一端周向固定一挡主动齿轮，所述空心轴上周向固定二挡主动齿轮，所述第一电机的第一电机轴上周向固定第一输入齿轮，所述第一传动轴上依次周向固定传动齿轮、二挡从动齿轮、第一输出齿轮，所述第一输入齿轮与传动齿轮啮合，所述第二电机的第二电机轴上间隙配合第二输入齿轮、第三输入齿轮，所述第二传动轴上依次周向固定一挡从动齿轮、第二输出齿轮，所述一挡从动齿轮、第二输入齿轮共同啮合于一挡主动齿轮，所述二挡从动齿轮、第三输入齿轮共同啮合于二挡主动齿轮，所述第一输出齿轮、第二输出齿轮共同啮合于差速器的差速器齿轮，所述第二输入齿轮、第三输入齿轮之间设置一同步器，所述同步器周向固定在第二电机轴上，所述发动机经双离合器与输入轴、空心轴连接。

所述双离合器包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述双离合器的主动盘与发动机的转轴周向固定，所述双离合器的第一从动盘与输入轴周向固定，双离合器的第二从动盘与空心轴周向固定。

所述第二输入齿轮、第三输入齿轮相向一端分别设有结合齿，所述同步器的齿圈分别与第二输入齿轮、第三输入齿轮的结合齿对应。

所述第一电机的第一电机轴、第二电机的第二电机轴分别延伸进变速器内，且第一电机、第二电机分别通过轴承支承于变速器同一侧的两端，所述发动机安装在变速器另一侧。

所述双离合器采用干式双离合器或湿式双离合器。

采用上述技术方案：一种双电机混合动力驱动系统，包括发动机、差速器、变速器，其特征在于：所述变速器包括输入轴、空心轴、第一传动轴、第二传动轴，以及第一电机的第一电机轴、第二电机的第二电机轴，所述空心轴空套在输入轴上与输入轴位于同一轴心线上，所述输入轴、第一传动轴、第二传动轴、第一电机轴和第二电机轴平行设置，输入轴延伸出空心轴的一端周向固定一挡主动齿轮，所述空心轴上周向固定二挡主动齿轮，所述第一电机的第一电机轴上周向固定第一输入齿轮，所述第一传动轴上依次周向固定传动齿轮、二挡从动齿轮、第一输出齿轮，所述第一输入齿轮与传动齿轮啮合，所述第二电机的第二电机轴上间隙配合第二输入齿轮、第三输入齿轮，所述第二传动轴上依次周向固定一挡从动齿轮、第二输出齿轮，所述一挡从动齿轮、第二输入齿轮共同啮合于一挡主动齿轮，所述二挡从动齿轮、第三输入齿轮共同啮合于二挡主动齿轮，所述第一输出齿轮、第二输出齿轮共同啮合于差速器的差速器齿轮，所述第二输入齿轮、第三输入齿轮之间设置一同步器，所述同步器周向固定在第二电机轴上，所述发动机经双离合器与输入轴、空心轴连接。该驱动系统的变速器设有两个传动轴，使一挡齿轮副和二挡齿轮副分别在两个传动轴上完成传动，使变速器的轴向结构更紧凑，从而减小驱动系统的轴向尺寸，满足更多车型的布置需求；且本驱动系统在换挡过程中能保证动力不中断，提高换挡舒适性；此外该驱动系统具有纯电、混动、能量回收等多种驱动模式，使车辆具有良好的动力性和驾驶舒适性，减小车辆的污染物排放，同时还可以在行进间启动发动机，降低车辆耗油，保证车辆具有良好的经济性。

所述双离合器包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述双离合器的主动盘与发动机的转轴周向固定，所述双离合器的第一从动盘与输入轴周向固定，双离合器的第二从动盘与空心轴周向固定。通过断开或接合双离合器的第一从动盘、第二从动盘，实现发动机与一挡主动齿轮或二挡主动齿轮的动力传递。

所述第二输入齿轮、第三输入齿轮相向一端分别设有结合齿，所述同步器的齿圈分别与第二输入齿轮、第三输入齿轮的结合齿对应。同步器通过齿圈与第二输入齿轮或第三输入齿轮接合，实现第二电机的第二电机轴与输入轴或空心轴的动力传递。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种双电机混合动力驱动系统，包括发动机20、差速器21、变速器，所述变速器包括输入轴15、空心轴16、第一传动轴18、第二传动轴17，以及第一电机1的第一电机轴1-1、第二电机14的第二电机轴14-1，所述第一电机1、第二电机14可共用一组电池，也可以分别使用不同组的电池。所述第一电机1的第一电机轴1-1、第二电机14的第二电机轴14-1分别延伸进变速器内，且第一电机1、第二电机14分别通过轴承支承于变速器同一侧的两端，所述发动机20安装在变速器另一侧，使第一电机1、第二电机14均设置在变速器外，便于变速器内的齿轮组安装，以及有利于电机的散热效果。所述空心轴16空套在输入轴15上，输入轴15延伸出空心轴16的一端周向固定一挡主动齿轮6，所述空心轴16上周向固定二挡主动齿轮7。所述第一电机1的第一电机轴1-1上周向固定第一输入齿轮2，所述第一传动轴18上依次周向固定传动齿轮3、二挡从动齿轮4、第一输出齿轮5，所述第一输入齿轮2与传动齿轮3啮合。所述第二电机14的第二电机轴14-1上间隙配合第二输入齿轮10、第三输入齿轮12，所述第二输入齿轮10、第三输入齿轮12之间设置一同步器11，所述同步器11周向固定在第二电机轴14-1上，所述第二输入齿轮10、第三输入齿轮12相向一端分别设有结合齿，所述同步器11的齿圈分别与第二输入齿轮10、第三输入齿轮12的结合齿对应，同步器11通过齿圈与第二输入齿轮10或第三输入齿轮12接合，实现第二电机14的第二电机轴14-1与输入轴15或空心轴16的动力传递。所述第二传动轴17上依次周向固定一挡从动齿轮8、第二输出齿轮9。所述一挡主动齿轮6分别与一挡从动齿轮8、第二输入齿轮10啮合，使一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8构成驱动系统的一挡齿轮副，所述二挡主动齿轮7分别与二挡从动齿轮4、第三输入齿轮12啮合，使二挡主动齿轮7、二挡从动齿轮4构成驱动系统的二挡齿轮副。所述差速器21的差速器齿轮13分别与第一输出齿轮5、第二输出齿轮9啮合。所述发动机20经双离合器19与输入轴19、空心轴16连接，所述双离合器19包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述双离合器19的主动盘与发动机20的转轴周向固定，所述双离合器19的第一从动盘与输入轴15周向固定，双离合器19的第二从动盘与空心轴16周向固定，通过断开或接合双离合器19的第一从动盘、第二从动盘，实现发动机20与一挡主动齿轮6或二挡主动齿轮7的动力传递，从而使对应的齿轮副之间实现动力传递或断开传动。所述双离合器19采用干式双离合器或湿式双离合器。

工作时，本双电机混合动力驱动系统由汽车上的控制系统控制，具有以下几种驱动模式：

1.纯发动机模式

一挡驱动，双离合器19的主动盘与第一从动盘接合，发动机20向输入轴15传递扭矩，输入轴15经一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8将扭矩传递到第二传动轴17上，然后第二传动轴17通过第二输出齿轮9将扭矩传递给差速器齿轮13最终由差速器21输出动力。同时，同步器11与第二输入齿轮10接合，发动机20传递给输入轴15的扭矩经一挡主动齿轮6、第二输入齿轮10传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，使第二电机14旋转对电池进行充电。

二挡驱动，双离合器19的主动盘与第二从动盘接合，发动机20向空心轴16传递扭矩，空心轴16经二挡主动齿轮7、二挡从动齿轮4将扭矩传递到第一传动轴18上，然后第一传动轴18通过第一输出齿轮5将扭矩传递给差速器齿轮13，最终由差速器21输出动力。同时，同步器11与第三输入齿轮12接合，发动机20传递给空心轴16的扭矩经二挡主动齿轮7、第三输入齿轮12传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，使第二电机14旋转对电池进行充电。

2.纯电模式

双离合器19的主动盘断开与第一从动盘、第二从动盘的连接，发动机20和第二电机14停止运行，第一电机1向第一传动轴18传递扭矩，使第一传动轴18经第二输出齿轮5将扭矩传递给差速器齿轮13，从而最终由差速器21输出动力。

3.混合驱动模式

发动机20和第一电机1处于运行状态：

一挡驱动，双离合器19的主动盘与第一从动盘连接，发动机20向输入轴15传递扭矩，输入轴15经一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8将扭矩传递到第二传动轴17上，然后第二传动轴17经第二输出齿轮9将发动机20的扭矩传递给差速器齿轮13；同时，第一电机1通过第一输入齿轮2、传动齿轮3向第一传动轴18传递扭矩，然后第一传动轴18经第一输出齿轮5将第一电机1的扭矩传递给差速器齿轮13，使发动机20的动力与第一电机1的扭矩在差速器齿轮13上耦合，最终由差速器21输出耦合后的动力。并且，此时的同步器11与第二输入齿轮10接合，发动机20传递给输入轴15的扭矩经一挡主动齿轮6、第二输入齿轮10传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，使第二电机14旋转对电池进行充电。

二挡驱动，双离合器19的主动盘与第二从动盘连接，发动机20向空心轴16传递扭矩，空心轴16经二挡主动齿轮7、二挡从动齿轮4将扭矩传递到第一传动轴18上，同时，第一电机1通过第一输入齿轮2、传动齿轮3向第一传动轴18传递扭矩，使发动机20的扭矩与第一电机1的扭矩耦合于第一传动轴18，然后第一传动轴18将耦合后的扭矩经第一输出齿轮5传递给差速器齿轮，最终由差速器21输出动力。并且，此时的同步器11与第三输入齿轮12接合，发动机20传递给空心轴16的扭矩经二挡主动齿轮7、第三输入齿轮12传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，使第二电机14旋转对电池进行充电。

发动机20与第二电机14处于运行状态：

一挡驱动，双离合器19的主动盘与第一从动盘连接，第一电机1停止运行，发动机20向输入轴15传递扭矩，此时的同步器11与第二输入齿轮10接合，第二电机14通过第二输入齿轮10、一挡主动齿轮6将扭矩传递给输入轴15，使发动机20的扭矩和第二电机14的扭矩在输入轴15耦合，然后输入轴15经一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8将耦合后的扭矩传递到第二传动轴17上，第二传动轴17经第二输出齿轮9将扭矩传递给差速器齿轮13，最终由差速器21输出动力。

二挡驱动，双离合器19的主动盘与第二从动盘连接，第一电机1停止运行，发动机20向空心轴16传递扭矩，此时同步器11与第三输入齿轮12接合，第二电机14通过第三输入齿轮12、二挡主动齿轮7将扭矩传递给空心轴16，使发动机20的扭矩和第二电机14的扭矩在空心轴16耦合，然后空心轴16经二挡主动齿轮7、二挡从动齿轮4将耦合后的扭矩传递到第一传动轴18上，第一传动轴18经第一输出齿轮5将扭矩传递给差速器齿轮13，最终由差速器21输出动力。

4.能量回收

整车滑行时，双离合器19断开，发动机20和第二电机14停止运行，同步器11处于断开状态，差速器21经差速器齿轮13、第一输出齿轮5将扭矩传递给第一传动轴18，然后第一传动轴18通过传动齿轮3、第一输入齿轮2使第一电机1旋转对电池进行充电。

整车制动时，双离合器19断开，第二电机14停止运行，发动机20处于运行状态，同步器11处于断开状态，此时差速器21经差速器齿轮13、第一输出齿轮5将扭矩传递给第一传动轴18，然后第一传动轴18通过传动齿轮3、第一输入齿轮2使第一电机1旋转对电池进行充电。

整车怠速时，双离合器19的主动盘与第一从动盘或第二从动盘接合，第一电机1停止运行，此时同步器11与对应的第二输入齿轮10或第三输入齿轮12接合，发动机20向输入轴15或空心轴16传递扭矩，使输入轴15经一挡主动齿轮6、第二输入齿轮10将扭矩传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，从而使第二电机14旋转对电池进行充电，或者空心轴16经二挡主动齿轮7、第三输入齿轮12将扭矩传递到第二电机14的第二电机轴14-1上，从而使第二电机14旋转对电池进行充电。

5.启动发动机

当双离合器19的主动盘与第一从动盘接合时，第一电机1停止运行，此时同步器11与第二输入齿轮10接合，第二电机14经第二输入齿轮10、一挡主动齿轮6将扭矩传递给输入轴15，使输入轴15通过双离合器19将扭矩传递给发动机20，从而启动发动机20。

当双离合器19的主动盘与第二从动盘接合时，第一电机1停止运行，此时同步器11与第三输入齿轮12接合，第二电机14经第三输入齿轮12、二挡主动齿轮7将扭矩传递给空心轴16，使空心轴16通过双离合器19将扭矩传递给发动机20，从而启动发动机20。

6.动力补偿

双离合器19在换挡过程中，第一电机1向第一传动轴18，第一传动轴18经第一输出齿轮5、差速器齿轮13将扭矩传递给差速器21，用于驱动后轮，实现动力补偿。

该驱动系统的变速器设有两个传动轴，使一挡齿轮副和二挡齿轮副分别在两个传动轴上完成动力传动，使变速器的轴向结构更紧凑，从而减小驱动系统的轴向尺寸，能适应市场上所有三缸及四缸发动机机仓布置，满足更多车型的布置需求；且本驱动系统在换挡过程中能保证动力不中断，提高换挡舒适性；此外该驱动系统具有纯电、混动、能量回收等多种驱动模式，使车辆具有良好的动力性和驾驶舒适性，减小车辆的污染物排放，同时还可以在行进间启动发动机，降低车辆耗油，保证车辆具有良好的燃油经济性。

Claims (5)

1.一种双电机混合动力驱动系统，包括发动机（20）、差速器（21）、变速器，其特征在于：所述变速器包括输入轴（15）、空心轴（16）、第一传动轴（18）、第二传动轴（17），以及第一电机（1）的第一电机轴（1-1）、第二电机（14）的第二电机轴（14-1），所述空心轴（16）空套在输入轴（15）上与输入轴（15）位于同一轴心线上，所述输入轴（15）、第一传动轴（18）、第二传动轴（17）、第一电机轴（1-1）和第二电机轴（14-1）平行设置，输入轴（15）延伸出空心轴（16）的一端周向固定一挡主动齿轮（6），所述空心轴（16）上周向固定二挡主动齿轮（7），所述第一电机（1）的第一电机轴（1-1）上周向固定第一输入齿轮（2），所述第一传动轴（18）上依次周向固定传动齿轮（3）、二挡从动齿轮（4）、第一输出齿轮（5），所述第一输入齿轮（2）与传动齿轮（3）啮合，所述第二电机（14）的第二电机轴（14-1）上间隙配合第二输入齿轮（10）、第三输入齿轮（12），所述第二传动轴（17）上依次周向固定一挡从动齿轮（8）、第二输出齿轮（9），所述一挡从动齿轮（8）、第二输入齿轮（10）共同啮合于一挡主动齿轮（6），所述二挡从动齿轮（4）、第三输入齿轮（12）共同啮合于二挡主动齿轮（7），所述第一输出齿轮（5）、第二输出齿轮（9）共同啮合于差速器（21）的差速器齿轮（13），所述第二输入齿轮（10）、第三输入齿轮（12）之间设置一同步器（11），所述同步器（11）周向固定在第二电机轴（14-1）上，所述发动机（20）经双离合器（19）与输入轴（15）、空心轴（16）连接。

2.根据权利要求1所述的双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述双离合器（19）包括主动盘、第一从动盘、第二从动盘，所述双离合器（19）的主动盘与发动机（20）的转轴周向固定，所述双离合器（19）的第一从动盘与输入轴（15）周向固定，双离合器（19）的第二从动盘与空心轴（16）周向固定。

3.根据权利要求1所述的双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述第二输入齿轮（10）、第三输入齿轮（12）相向一端分别设有结合齿，所述同步器（11）的齿圈分别与第二输入齿轮（10）、第三输入齿轮（12）的结合齿对应。

4.根据权利要求1所述的双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述第一电机（1）的第一电机轴（1-1）、第二电机（14）的第二电机轴（14-1）分别延伸进变速器内，且第一电机（1）、第二电机（14）分别通过轴承支承于变速器同一侧的两端，所述发动机（20）安装在变速器另一侧。

5.根据权利要求1所述的双电机混合动力驱动系统，其特征在于：所述双离合器（19）采用干式双离合器或湿式双离合器。

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