CN214928941U - 车辆的混合动力系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的混合动力系统和车辆，所述车辆的混合动力系统包括：差速器；发动机；发电机，所述发电机通过第一传动机构与所述发动机相连；驱动电机，所述驱动电机通过第二传动机构与所述差速器相连；离合器模块，所述离合器模块可拆卸地设置在所述发动机和所述差速器之间。根据本实用新型实施例的车辆的混合动力系统，通过离合器模块可拆卸地设置在发动机和差速器之间，以实现车辆的混联系统与串联系统的切换，对混合动力系统的整体设计改动较小，使开发过程更为友好、高效，且混合动力系统结构简单，体积紧凑。

Description

车辆的混合动力系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种车辆的混合动力系统和车辆。

背景技术

21世纪伊始，新能源汽车发展上升为我国国家战略，节能与减排更是成为了我国在未来数十年内尤为关注的重点，国内主流汽车企业为响应国家政策，纷纷加大了新能源方面的发展力度。经过近些年的发展，如今，我国新能源行业已经由研发向产业化和市场化转变，整车结构日益优化，电池、电机、电控技术日益成熟。混合动力车型结合了燃油车型及电动车型的优点，从两类车型动力输出的特征出发，以适配道路工况为条件，以优化控制为方式，来对整车上产生的化学能源及电能进行更合理的分配，以达到减少排放的目的。

在相关技术中，混合动力系统具有复杂的控制方式及机械结构，导致成本高，开发难度大。

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车辆的混合动力系统，所述车辆的混合动力系统可以实现车辆的混联系统与串联系统的切换，使开发过程更友好、高效。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述车辆的混合动力系统的车辆。

根据本实用新型实施例的车辆的混合动力系统，包括：差速器；发动机；发电机，所述发电机通过第一传动机构与所述发动机相连；驱动电机，所述驱动电机通过第二传动机构与所述差速器相连；离合器模块，所述离合器模块可拆卸地设置在所述发动机和所述差速器之间。

根据本实用新型实施例的车辆的混合动力系统，通过离合器模块可拆卸地设置在发动机和差速器之间，以实现车辆的混联系统与串联系统的切换，对混合动力系统的整体设计改动较小，使开发过程更为友好、高效，且混合动力系统结构简单，体积紧凑。

另外，根据本实用新型上述实施例的车辆的混合动力系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型一些实施例的车辆的混合动力系统，所述发动机的发动机轴和所述发电机的发电机轴同轴设置，所述驱动电机的驱动电机轴与所述发电机的发电机轴平行设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述发电机轴为空心轴，所述发动机轴插入所述空心轴内。

根据本实用新型的一些实施例，所述空心轴的远离所述发动机的一端设有发动机轴承，所述发动机轴与所述发动机轴承相配合。

根据本实用新型的一些实施例，所述离合器模块包括传动齿轮、主动齿轮和从动齿轮，其中，所述传动齿轮与所述第一传动机构相配合，所述从动齿轮与所述第二传动机构相配合，所述主动齿轮与所述传动齿轮同轴相连且适于与所述从动齿轮结合和分离。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一传动机构包括第一齿轮、第二齿轮和增速机构，其中，所述第一齿轮与所述发动机的发动机轴相连，所述第二齿轮与所述发电机的发电机轴相连，所述增速机构设置于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间，所述传动齿轮与所述第一齿轮相啮合。

根据本实用新型的一些实施例，所述增速机构包括第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮和所述第四齿轮通过第一中间轴同步连接，所述第三齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合，在所述第一齿轮的轴向上，所述主动齿轮和所述第四齿轮位于所述第一齿轮的同一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二传动机构包括第五齿轮和减速机构，所述第五齿轮与所述驱动电机的驱动电机轴相连，所述减速机构设置于所述第五齿轮和所述差速器之间，所述从动齿轮适于与所述第五齿轮同轴相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述减速机构包括第六齿轮和第七齿轮，所述第六齿轮和所述第七齿轮通过第二中间轴同步连接，所述第六齿轮与所述第五齿轮相啮合，所述第七齿轮与所述差速器相啮合，在所述第五齿轮的轴向上，所述第七齿轮和所述从动齿轮位于所述第五齿轮的同一侧。

根据本实用新型实施例的车辆，包括根据本实用新型实施例所述的车辆的混合动力系统。

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是根据本实用新型实施例的混合动力系统的结构示意图。

附图标记：

混合动力系统100；车轮200；

差速器10；

发动机20；发动机轴21；

发电机30；发电机轴31；

驱动电机40；驱动电机轴41；

离合器模块50；主动齿轮51；从动齿轮52；传动齿轮53；

第一传动机构60；第一齿轮61；第二齿轮62；增速机构63；第三齿轮631；第四齿轮632；

第二传动机构70；第五齿轮71；减速机构72；第六齿轮721；第七齿轮722；

第一中间轴81；第二中间轴81。

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。

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，“多个”的含义是两个或两个以上，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，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。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的混合动力系统100。

参照图1所示，根据本实用新型实施例的混合动力系统100可以包括：差速器10、发动机20、发电机30、驱动电机40与离合器模块50。

具体而言，发电机30通过第一传动机构60与发动机20相连，使发动机20可以带动发电机30发电，以对驱动电机40供电或储存至电池内。驱动电机40通过第二传动机构70与差速器10相连，以使驱动电机40可以输出动力至差速器10，以便于差速器10驱动车轮200转动以实现车辆行驶。例如，发电机30与驱动电机40可以为油冷电机。

在一些实施例中，发动机20常启动，发动机20可以带动发电机30供电给驱动电机40，因此，车辆可以搭配较小容量的电池，有效降低了车辆的重量，有利于实现车辆的轻量化。

此外，如图1所示，离合器模块50可拆卸地设置在发动机20和差速器10之间，以使发动机20可以通过离合器模块50与差速器10相连，实现发动机20输出驱动力至差速器10，驱动车辆行驶。离合器以模块化的形式集成在混合动力系统100内，通过控制离合器模块50的安装与拆卸可以便于实现混联系统与串联系统的切换，即取消离合器模块50可以由混联系统切换为串联系统，对混合动力系统100的整体设计改动较小，使开发过程更为友好、高效，有效降低加工制造成本。且该混合动力系统100结构更为简单，体积也更为紧凑。

例如，如图1所示，离合器安装于发动机20和差速器10之间时，发动机20可参与动力输出以形成混联系统。在车辆高速行驶时，差速器10可以直接由发动机20驱动，提高了车辆在高速情况下的动力性与混合动力系统100的整体经济性。

例如，离合器模块50取消时，发动机20不参与动力输出，形成串联系统，车辆各工况均符合纯电工况。当电池电量充足时，发动机20不启动，由电池给驱动电机40供电，使驱动电机40输出动力，驱动车辆行驶；当电池电量降低到一定数值时，发动机20启动，发动机20带动发电机30发电，电量可以直接对驱动电机40进行供给，或者视行驶路况进行能量分配，部分能量可以同时储入电池。

根据本实用新型实施例的混合动力系统100，通过离合器模块50可拆卸地设置在发动机20和差速器10之间，以实现车辆的混联系统与串联系统的切换，对混合动力系统100的整体设计改动较小，使开发过程更为友好、高效，且混合动力系统100结构简单，体积紧凑。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，发动机20的发动机轴21和发电机30的发电机轴31同轴设置，可以使混合动力系统100的结构更简单、紧凑，使混合动力系统100占用车辆的发动机舱空间更小，可以应用于小型的车辆。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，发电机轴31为空心轴，发动机轴21可以插入空心轴内，以实现对发动机轴21的固定，连接可靠，并且进一步减少了混合动力系统100所占的空间，使集成度更高，结构更紧凑。

根据本实用新型的一些实施例，空心轴的远离发动机20的一端(例如图1中所示的右端)设有发动机轴承，发动机轴21与发动机轴承相配合，连接可靠性高，且省却了原有的所需轴承支撑空间，更进一步使混合动力系统100小型化，实现车辆的轻量化。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，离合器模块50包括传动齿轮53、主动齿轮51和从动齿轮52。传动齿轮53与第一传动机构60相配合，从动齿轮52与第二传动机构70相配合，主动齿轮51与传动齿轮53同轴相连，且主动齿轮51适于与从动齿轮52结合和分离，以实现车辆的混联系统与串联系统的切换。

例如，在主动齿轮51与从动齿轮52结合时，发动机20可以通过发动机轴21带动第一传动机构60运动，并通过第一传动机构60与传动齿轮53、传动齿轮53与主动齿轮51、主动齿轮51与从动齿轮52、从动齿轮52与差速器10传动连接，带动差速器10运转，从而实现发动机20带动车辆行驶。

通过离合器模块50装入混合动力系统100且处于结合状态，发动机20能够参与动力输出，使车辆在高速情况下的动力性好，提高了混合动力系统100的整体经济性，且便于高速情况下的车辆进行加速。

在一些实施例中，如图1所示，第一传动机构60包括第一齿轮61、第二齿轮62和增速机构63。第一齿轮61与发动机20的发动机轴21相连，第二齿轮62与发电机30的发电机轴31相连，增速机构63设置于第一齿轮61和第二齿轮62之间，以传递发动机20的动力，带动发电机30发电。发动机20能够通过发动机轴21带动第一齿轮61转动，并通过增速机构63传递给第二齿轮62，第二齿轮62带动发电机轴31旋转，从而实现发动机20带动发电机30发电。

此外，继续参照图1所示，传动齿轮53与第一齿轮61相啮合。发动机20可以通过发动机轴21带动第一齿轮61转动，并通过第一齿轮61与传动齿轮53、传动齿轮53与主动齿轮51、主动齿轮51与从动齿轮52、从动齿轮52与减速机构72以及减速机构72与差速器10传动连接，带动差速器10运转，从而实现发动机20带动车辆行驶。

在一些实施例中，如图1所示，增速机构63包括第三齿轮631和第四齿轮632。第三齿轮631和第四齿轮632通过第一中间轴81同步连接，使第三齿轮631和第四齿轮632同轴设置。其中，第三齿轮631与第一齿轮61相啮合，第四齿轮632与第二齿轮62啮合。发动机20能够通过发动机轴21带动第一齿轮61转动，并通过第一齿轮61和第三齿轮631相啮合的结构、第三齿轮631通过第一中间轴81与第四齿轮632构成的同步转动结构、第四齿轮632与第二齿轮62构成的啮合结构将驱动力传递给发电机轴31，从而实现发动机20带动发电机30发电。通过增设第一中间轴81，并在第一中间轴81上设置增速齿轮(即第三齿轮631和第四齿轮632)，提高了发动机20动力转换为电能的效率。

此外，继续参照图1所示，在第一齿轮61的轴向上，主动齿轮51和第四齿轮632位于第一齿轮61的同一侧，能够减少混合动力系统100的整体轴向尺寸，从而减少占用发动机舱的空间，便于实现车辆的轻量化。

在一些实施例中，如图1所示，第四齿轮632的外径大于第三齿轮631的外径，可以优化发电时发动机20的工作区间，有效提高发动机20的动能转换为电能的效率。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1所示，驱动电机40的驱动电机轴41与发电机30的发电机轴31平行设置，使混合动力系统100的结构更加紧凑，结构简单，加工工艺成熟，并且有利于提高机械传动效率。

在一些实施例中，如图1所示，第二传动机构70包括第五齿轮71和减速机构72，第五齿轮71与驱动电机40的驱动电机轴41相连，减速机构72设置于第五齿轮71和差速器10之间，以传递驱动电机40的动力。驱动电机40能够通过驱动电机轴41带动第五齿轮71转动，并通过减速机构72传递给差速器10，差速器10驱动车轮200转动，从而实现车辆行驶。

此外，继续参照图1所示，从动齿轮52可以与第五齿轮71同轴相连，即从动齿轮52可以与驱动电机轴41相连，以带动驱动电机轴41转动，能够减少从动齿轮52、第五齿轮71与驱动电机轴41的占用空间，从而减少占用发动机舱的空间，便于实现车辆的轻量化。发动机20可以通过发动机轴21带动第一齿轮61转动，并通过第一齿轮61与传动齿轮53相啮合的结构、传动齿轮53与主动齿轮51同轴相连的结构、主动齿轮51与从动齿轮52相结合的结构，使从动齿轮52通过与第五齿轮71相连带动第五齿轮71与驱动电机轴41转动，由此驱动电机轴41通过驱动电机40与发动机20共同驱动，通过第五齿轮71与减速机构72的配合传递给差速器10，从而实现车辆的混动系统行驶。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，减速机构72包括第六齿轮721和第七齿轮722，第六齿轮721和第七齿轮722通过第二中间轴81同步连接，使第六齿轮721和第七齿轮722同轴设置。其中，第六齿轮721与第五齿轮71相啮合，第七齿轮722与差速器10相啮合。驱动电机40能够通过驱动电机轴41带动第五齿轮71转动，并通过第五齿轮71和第六齿轮721相啮合的结构、第六齿轮721通过第二中间轴81与第七齿轮722同步转动结构、第七齿轮722与差速器10相啮合的结构以驱动差速器10运动，由此实现驱动电机40驱动车辆行驶。通过增设第二中间轴81，并在第二中间轴81上设置减速齿轮(即第六齿轮721和第七齿轮722)，保证驱动电机40在高效区间运转。

此外，继续参照图1所示，在第五齿轮71的轴向上，第七齿轮722和从动齿轮52位于第五齿轮71的同一侧，能够减少混合动力系统100的整体轴向尺寸，从而减少占用发动机舱的空间，便于实现车辆的轻量化。

在一些实施例中，如图1所示，第六齿轮721的外径大于第七齿轮722的外径，能够实现驱动电机40减速增扭，保证驱动电机40在高效区间运转，保证驱动电机40效率。

在一些实施例中，如图1所示，第一传动机构60与第二传动机构70的齿轮可以分布两排，即第三齿轮631、第一齿轮61、传动齿轮53与第七齿轮722可以位于一排，第四齿轮632、第二齿轮62、第五齿轮71与第六齿轮721可以位于另一排，使混合动力系统100的整体轴向尺寸小，减少占用发动机舱的空间，便于实现车辆的轻量化。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，第一齿轮61、第二齿轮62、第三齿轮631、第四齿轮632、第五齿轮71、第六齿轮721、第七齿轮722、传动齿轮53、从动齿轮52与主动齿轮51可以固定安装于所在轴，也可以一体形成于所在轴，可以根据具体情况，选择适合的固定方式。

下面参考附图详细描述根据本实用新型的一个具体实施例的混合动力系统100，值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对实用新型的限制。

参照图1所示，本实用新型一个具体实施例的混合动力系统100具有纯电工况、制动回收工况、增程工况、停车充电工况、发动机直驱工况、并联工况和其他工况七种工况。

(1)纯电工况。发动机20不启动，驱动电机40启动，由电池对驱动电机40供电。驱动电机40的驱动电机轴41驱动第五齿轮71转动，第五齿轮71和第六齿轮721相啮合以带动第六齿轮721转动，且第六齿轮721和第七齿轮722同步转动，通过第七齿轮722与差速器10的啮合结构将驱动力传递到差速器10，实现车辆的纯电驱动。

(2)制动回收工况。车辆制动时，驱动电机40进入制动发电状态，提供制动扭矩至轮端，将动能转换为电能，进行能量的回收。

(3)增程工况。发动机20启动，离合器模块50分离。发动机20的发动机轴21带动第一齿轮61转动，第一齿轮61和第三齿轮631相啮合以带动第三齿轮631转动，且第三齿轮631和第四齿轮632同步转动，通过第四齿轮632与第二齿轮62的啮合结构将驱动力传递给发电机轴31，实现发动机20带动发电机30发电，将电量直接供给驱动电机40，使驱动电机40驱动车辆行驶，并且将多余的能量储存至电池内。

(4)停车充电工况。发动机20启动，驱动电机40不启动，离合器模块50分离。发动机20驱动发电机30发电，以将能量储存至电池内。

(5)发动机直驱工况。发动机20启动，驱动电机40与发电机30不启动，离合器模块50结合。发动机20的发动机轴21驱动第一齿轮61转动，第一齿轮61与传动齿轮53相啮合以带动主动齿轮51转动，从而带动从动齿轮52转动，通过从动齿轮52与第五齿轮71相连带动第五齿轮71转动，并通过第五齿轮71和第六齿轮721相啮合以带动第七齿轮722同步转动实现降速增扭，然后通过第七齿轮722与差速器10的啮合结构将驱动力传递到差速器10，从而实现车辆的发动机直驱工况。

(6)并联工况。发动机20启动，驱动电机40启动，离合器结合。发动机20的发动机轴21驱动第一齿轮61转动，第一齿轮61与传动齿轮53相啮合以带动主动齿轮51转动，主动齿轮51与从动齿轮52相结合以带动驱动电机轴41转动。同时对离合器两端的发动机20与驱动电机40的转速进行调节，在发动机20与驱动电机40的转速保持一致时，驱动电机轴41可以通过驱动电机40与发动机20共同驱动，驱动电机轴41进一步通过第五齿轮71和第六齿轮721相啮合以带动第七齿轮722同步转动，将动能传递至差速器10，实现车辆的并联工况。

(7)其他工况。在发动机20直驱工况以及并联工况下，发动机20可以与发电机30常耦合，以使发动机20可以同时驱动发电机30发电与车辆的驱动，进行功率分流。

根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型实施例的混合动力系统100。由于根据本实用新型实施例的混合动力系统100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的混合动力系统100，通过离合器模块50可拆卸地设置在发动机20和差速器10之间，以实现车辆的混联系统与串联系统的切换，对混合动力系统100的整体设计改动较小，使开发过程更为友好、高效，且混合动力系统100结构简单，体积紧凑。

根据本实用新型实施例的混合动力系统100与车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“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 (10)

1.一种车辆的混合动力系统，其特征在于，包括：

差速器；

发动机；

发电机，所述发电机通过第一传动机构与所述发动机相连；

驱动电机，所述驱动电机通过第二传动机构与所述差速器相连；

离合器模块，所述离合器模块可拆卸地设置在所述发动机和所述差速器之间。

2.根据权利要求1所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述发动机的发动机轴和所述发电机的发电机轴同轴设置，所述驱动电机的驱动电机轴与所述发电机的发电机轴平行设置。

3.根据权利要求2所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述发电机轴为空心轴，所述发动机轴插入所述空心轴内。

4.根据权利要求3所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述空心轴的远离所述发动机的一端设有发动机轴承，所述发动机轴与所述发动机轴承相配合。

5.根据权利要求1所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述离合器模块包括传动齿轮、主动齿轮和从动齿轮，其中，所述传动齿轮与所述第一传动机构相配合，所述从动齿轮与所述第二传动机构相配合，所述主动齿轮与所述传动齿轮同轴相连且适于与所述从动齿轮结合和分离。

6.根据权利要求5所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述第一传动机构包括第一齿轮、第二齿轮和增速机构，其中，

所述第一齿轮与所述发动机的发动机轴相连，所述第二齿轮与所述发电机的发电机轴相连，所述增速机构设置于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间，所述传动齿轮与所述第一齿轮相啮合。

7.根据权利要求6所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述增速机构包括第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮和所述第四齿轮通过第一中间轴同步连接，所述第三齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合，在所述第一齿轮的轴向上，所述主动齿轮和所述第四齿轮位于所述第一齿轮的同一侧。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述第二传动机构包括第五齿轮和减速机构，所述第五齿轮与所述驱动电机的驱动电机轴相连，所述减速机构设置于所述第五齿轮和所述差速器之间，所述从动齿轮与所述第五齿轮同轴相连。

9.根据权利要求8所述的车辆的混合动力系统，其特征在于，所述减速机构包括第六齿轮和第七齿轮，所述第六齿轮和所述第七齿轮通过第二中间轴同步连接，所述第六齿轮与所述第五齿轮相啮合，所述第七齿轮与所述差速器相啮合，在所述第五齿轮的轴向上，所述第七齿轮和所述从动齿轮位于所述第五齿轮的同一侧。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的混合动力系统。

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