CN215153912U - 一种混合动力驱动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车驱动技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及汽车。该混合动力驱动系统包括发电机、发动机、驱动电机、行星齿轮机构、离合器组件、制动组件以及齿轮排组件；齿轮排组件包括第一齿轮排和第二齿轮排；第一齿轮通过第一离合器连接第一轴，第二齿轮连接第三轴；第三齿轮连接第二轴，第三齿轮通过第三离合器连接第三轴；太阳轮连接发电机，行星架连接发动机，齿圈通过第二离合器连接第一齿轮；制动组件包括用于制动第一轴的第一制动器，以及用于制动齿圈的第二制动器。本实用新型中，该混合动力驱动系统的集成了串联混动模式和并联混动模式，驱动电机的体积小、重量轻，且该混合动力驱动系统制造成本低。

Description

一种混合动力驱动系统及汽车

技术领域

本实用新型属于汽车驱动技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及汽车。

背景技术

目前，电机混合动力技术的诞生为实现发动机与汽车驱动轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径，其中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。在串联混合系统中，内燃机一发电机一发动机一轴系一驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机和发动机的组合可视为传统意义下的变速器，且当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。而在并联混合系统中，具有两条并行且独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机和电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机和电池系统则完成对功率或扭矩的调节；为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

但在现有技术中，串联混合系统存在如下不足之处：其全部动力通过发电机和发动机输出，因此，对电机功率的要求高，如此，导致电机体积大，重量重；同时，由于能量传输过程需要经过机电和电机两次转换，会导致整个串联混合系统的效率较低。而在并联混合系统中，需同时设立两套独立的子系统，造价高，因此，其通常只用于弱混合系统。

实用新型内容

本实用新型解决了现有串联混合系统体积大以及并联混动系统造价高等技术问题，提供了一种混合动力驱动系统及汽车。

鉴于以上问题，本实用新型实施例提供的一种混合动力驱动系统，包括发电机、发动机、驱动电机、第一轴、第二轴、第三轴、行星齿轮机构、离合器组件、制动组件以及齿轮排组件；所述离合器组件包括第一离合器、第二离合器以及第三离合器；所述发电机连接所述第一轴，所述发动机连接所述第二轴，所述驱动电机连接所述第三轴；

所述齿轮排组件包括第一齿轮排和第二齿轮排；所述第一齿轮排包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮通过所述第一离合器连接所述第一轴，所述第二齿轮连接所述第三轴；所述第二齿轮排包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮连接所述第二轴，所述第三齿轮通过所述第三离合器连接所述第三轴；

所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮、行星轮和齿圈；所述太阳轮和所述齿圈均与所述行星轮啮合；所述太阳轮连接所述第一轴，所述行星架连接所述第二轴，所述齿圈通过所述第二离合器连接所述第一齿轮；

所述制动组件包括用于制动所述第一轴的第一制动器，以及用于制动所述齿圈的第二制动器。

可选地，所述离合器组件还包括用于制动所述行星架的单向离合器；所述单向离合器一端连接汽车车身，所述单向离合器的另一端选择性地连接所述第二轴。

可选地，所述齿轮排组件还包括第三齿轮排和第四齿轮排；所述第三齿轮排包括相互啮合的第五齿轮和第六齿轮，所述第四齿轮排包括相互啮合的第七齿轮和第八齿轮；所述第五齿轮和所述第七齿轮均套接在所述第三轴上，所述第六齿轮和所述第八齿轮均连接在所述驱动电机的输出端；

所述混合动力驱动系统还包括连接在所述第三轴上且位于所述第五齿轮和所述第七齿轮之间的同步器；所述同步器选择性地连接所述第五齿轮和第七齿轮。

可选地，所述齿轮排组件还包括第五齿轮排；所述第五齿轮排包括相互啮合的第九齿轮和第十齿轮；所述发电机的输出端通过所述第九齿轮排连接所述第一轴。

可选地于，所述混合动力驱动系统还包括连接汽车车轮的差速器；所述差速器包括与所述第二齿轮啮合的差速齿轮。

可选地，所述第一轴与所述第二轴同轴设置。

可选地，所述混合动力驱动系统具有单电机纯电动模式，所述单电机纯电动模式包括单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式和单电机纯电动三挡模式；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，所述驱动电机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合时，所述发电机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器以及所述第三离合器均分离，且所述第二离合器结合，所述发电机驱动汽车车轮转动。

可选地，所述混合动力驱动系统具有双电机纯电动模式，所述双电机纯电动模式包括双电机纯电动一挡模式和双电机纯电动二挡模式；

所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述发电机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器和所述第三离合器均分离，且所述第二离合器结合，所述发电机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

可选地，所述混合动力驱动系统具有发动机直驱模式，所述发动机直驱模式包括发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式和发动机直驱四挡模式

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述第二制动器制动，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱二挡模式下时，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器均分离，且所述第二离合器结合，所述第一制动器制动，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三离合器均分离，且所述第一离合器和所述第二离合器均结合，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱四挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器和所述第二离合器均分离，且所述第三离合器结合，所述发动机驱动汽车车轮转动。

可选地，所述混合动力驱动系统具有并联混动模式，所述并联混动模式包括并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式和并联混动四挡模式；

所述混合动力驱动系统处于并联混动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述第二制动器制动，所述发电机、所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动二挡模式下时，所述第二制动器、所述第一离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一制动器制动，所述第二离合器结合，所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器和所述第二离合器均结合，所述发电机、所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动四挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第二离合器均分离，且所述第一离合器和所述第三离合器均结合，所述发电机、所述发动机以及所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

可选地，所述混合动力驱动系统具有串联增程模式，所述混合动力驱动系统处于串联增程模式下时，所述第一制动器、所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第二离合器制动，所述发动机带动所述发电机进行发电，所述驱动电机驱动汽车车轮转动。

可选地，所述混合动力驱动系统具有无级变速模式；所述混合动力驱动系统处于无级变速模式下时，所述第一制动器、所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器均分离，所述第二离合器制动，所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

本实用新型中，该混合动力驱动系统包括具有第一离合器、第二离合器以及第三离合器的离合器组件，和具有第一制动器和第二制动器的制动组件；通过离合器组件中各离合器的分离和结合，以及制动组件中各制动器的制动和分离，即可控制该混合动力驱动系统处于不同的驱动模式(其驱动模式包括单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式、单电机纯电动三挡模式、双电机纯电动一挡模式、双电机纯电动二挡模式、发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式、发动机直驱四挡模式、并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式、并联混动四挡模式、串联增程模式以及无级变速模式等模式)。并且，在驱动模式的切换过程中，驱动电机参与驱动，汽车的动力不存在中断，提高了汽车的驾驶体验；同时，该混合动力驱动系统的集成了串联混动模式和并联混动模式，对驱动电机功率的要求较小，从而使得驱动电机的体积小、重量轻；且该混合动力驱动系统的制造成本低。并且，该混合动力驱动系统可以搭载在传统混动车型和插电混动车型上，从而提高了该混合动力驱动系统的适用性和通用性。

本实用新型一实施例还提供了一种汽车，包括上述的混合动力驱动系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统的示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的混合动力驱动系统的示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于单电机纯电动一挡模式的示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的混合动力驱动系统处于单电机纯电动一挡模式的示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于单电机纯电动二挡模式的示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于单电机纯电动三挡模式的示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于双电机纯电动一挡模式的示意图；

图8为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于双电机纯电动二挡模式的示意图；

图9为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于发动机直驱一挡模式的示意图；

图10为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于发动机直驱二挡模式的示意图；

图11为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于发动机直驱三挡模式的示意图；

图12为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于发动机直驱四挡模式的示意图；

图13为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于并联混动一挡模式的示意图；

图14为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于并联混动二挡模式的示意图；

图15为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于并联混动三挡模式的示意图；

图16为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于并联混动四挡模式的示意图；

图17为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于串联增程模式的示意图；

图18为本实用新型一实施例提供的混合动力驱动系统处于无级变速模式的示意图；

图19为本实用新型又一实施例提供的混合动力驱动系统的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、发电机；11、第一轴；2、发动机；21、第二轴；3、驱动电机；31、第三轴；4、行星齿轮机构；41、行星架；42、太阳轮；43、行星轮；44、齿圈；5、离合器组件；51、第一离合器；52、第二离合器；53、第三离合器； 54、单向离合器；6、制动组件；61、第一制动器；62、第二制动器；7、齿轮排组件；71、第一齿轮排；711、第一齿轮；712、第二齿轮；72、第二齿轮排；721、第三齿轮；722、第四齿轮；73、第三齿轮排；731、第五齿轮； 732、第六齿轮；74、第四齿轮排；741、第七齿轮；742、第八齿轮；75、第五齿轮排；751、第九齿轮；752、第十齿轮；8、同步器；9、差速器；91、差速齿轮；10、汽车车轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”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，因此不能理解为本实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例提供了一种混合动力驱动系统，包括发电机1、发动机2、驱动电机3、第一轴11、第二轴21、第三轴31、行星齿轮机构4、离合器组件5、制动组件6以及齿轮排组件7；所述离合器组件5包括第一离合器51、第二离合器52以及第三离合器53；所述发电机1 连接所述第一轴11，所述发动机2连接所述第二轴21，所述驱动电机3连接所述第三轴31；作为优选，所述第一轴11、所述第二轴21以及所述第三轴 31均平行设置。

所述齿轮排组件7包括第一齿轮排71和第二齿轮排72；所述第一齿轮排 71包括相互啮合的第一齿轮711和第二齿轮712，所述第一齿轮711通过所述第一离合器51连接所述第一轴11，所述第二齿轮712连接所述第三轴31；所述第二齿轮排72包括相互啮合的第三齿轮721和第四齿轮722，所述第三齿轮721连接所述第二轴21，所述第三齿轮721通过所述第三离合器53连接所述第三轴31；可以理解地，所述第一离合器51的第一结合部安装在所述第一轴11上，所述第一离合器51的第二结合部安装在所述第一齿轮711上，当所述第一结合部和所述第二结合部相互结合时，所述第一轴11和所述第一齿轮711固定连接。进一步地，所述第三离合器53的第五结合部安装在所述第三轴31上，所述第三离合器53的第六结合部安装在所述第四齿轮722上，当所述第五结合部和所述第六结合部相互结合时，所述第四齿轮722和所述第三轴31固定连接。

所述行星齿轮机构4包括行星架41、太阳轮42、行星轮43和齿圈44；所述太阳轮42和所述齿圈44均与所述行星轮43啮合；所述太阳轮42连接所述第一轴11，所述行星架41连接所述第二轴21，所述齿圈44通过所述第二离合器52连接所述第一齿轮711；可以理解地，所述第二离合器52的第三结合部安装在所述齿圈44上，所述第二离合器52的第四结合部安装在所述第一齿轮711上，或者安装在所述第一齿轮711上的第二结合部上，当所述第三结合部和所述第四结合部相互结合时，所述齿圈44与所述第一齿轮711 固定连接。

可以理解地，所述太阳轮42和所述行星轮43均通过各自的转轴安装在所述行星架41上，且所述行星轮43可以根据实际需求设置为多个(两个、三个等)；多个所述行星轮43均安装在所述齿圈44内，且均与所述齿圈44 的内齿啮合。

所述制动组件6包括用于制动所述第一轴11的第一制动器61，以及用于制动所述齿圈44的第二制动器62。可以理解地，当所述第一制动器61制动时，所述第一轴11将固定不动，当所述第二制动器62制动时，所述齿圈44 将固定不动，但所述太阳轮42和所述行星轮43之间可以实现相对转动。

本实用新型中，该混合动力驱动系统包括具有第一离合器51、第二离合器52以及第三离合器53的离合器组件5，和具有第一制动器61和第二制动器62的制动组件6；通过离合器组件5中各离合器的分离和结合，以及所述制动组件6中各制动器的制动和分离，即可控制该混合动力驱动系统处于不同的驱动模式，(其驱动模式包括单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式、单电机纯电动三挡模式、双电机纯电动一挡模式、双电机纯电动二挡模式、发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式、发动机直驱四挡模式、并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式、并联混动四挡模式、串联增程模式以及无级变速模式等模式)。并且，在驱动模式切换过程中，驱动电机3参与驱动，汽车的动力不存在中断，提高了汽车的驾驶体验；同时，该混合动力驱动系统的集成了串联混动模式和并联混动模式，对驱动电机3功率的要求较小，从而使得驱动电机3的体积小、重量轻；且该混合动力驱动系统的制造成本低。并且，该混合动力驱动系统可以搭载在传统混动车型和插电混动车型上，从而提高了该混合动力驱动系统的适用性和通用性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述离合器组件5还包括用于制动所述行星架41的单向离合器54；所述单向离合器54一端连接汽车车身，所述单向离合器54的另一端选择性地连接所述第二轴21。可以理解地，所述单向离合器54的设置。可以保证所述发动机2带动所述第一轴11转动，而所述第一轴11的转动不能带动所述发动机2的反转，从而有效地保护了汽车发动机2，延长了汽车发动机2的使用寿命。

在一实施例中，如图2所示，所述齿轮排组件7还包括第三齿轮排73和第四齿轮排74；所述第三齿轮排73包括相互啮合的第五齿轮731和第六齿轮 732，所述第四齿轮排74包括相互啮合的第七齿轮741和第八齿轮742；所述第五齿轮731和所述第七齿轮741均套接在所述第三轴31上，所述第六齿轮732和所述第八齿轮742均连接在所述驱动电机3的输出端；可以理解地，所述驱动电机3可以通过所述第三齿轮排73连接所述第三轴31，或者通过所述第四齿轮排74连接所述第三轴31，从而所述驱动电机3的动力可以通过所述第三齿轮排73或所述第四齿轮排74传递至所述第三轴31。

所述混合动力驱动系统还包括连接在所述第三轴31上且位于所述第五齿轮731和所述第七齿轮741之间的同步器8；所述同步器8选择性地连接所述第五齿轮731和第七齿轮741。可以理解地，所述同步器8的设置，可以将所述驱动电机3的输出端通过所述第三齿轮排73或所述第四齿轮排74连接所述第三轴31，也可以控制所述驱动电机3与所述第三轴31分离。所述驱动电机3可以通过第三齿轮排73或第四齿轮排74，将其动力传递至汽车车轮10，从而提高了汽车的传动速比，提高了汽车驾驶员的驾驶乐趣。

在一实施例中，如图19所示，所述齿轮排组件7还包括第五齿轮排75；所述第五齿轮排75包括相互啮合的第九齿轮751和第十齿轮752；所述发电机1的输出端通过所述第九齿轮751排连接所述第一轴11。可以理解地，所述发电机1的动力可以所述第五齿轮排75传递至所述第一轴11。在本实施例中，所述发电机1的输出端增加了一级减速比，可降低所述发电机1的动力要求，从而有效地减小了所述发电机1的体积，减小了该混合动力驱动系统在汽车上的布置空间。

在一实施例中，如图1和2所示，所述混合动力驱动系统还包括连接汽车车轮10的差速器9；所述差速器9包括与所述第二齿轮712啮合的差速齿轮91。可以理解地，所述第一齿轮711和所述差速齿轮91均和所述第二齿轮 712啮合，所述差速器9通过汽车的两根半轴连接汽车车轮10，从而带动汽车车轮10转动。

在一实施例中，如图1和2所示，所述第一轴11与所述第二轴21同轴设置。也即，所述第一轴11的中心线和所述第二轴21的中心线重合。可以理解地，同轴设置的第一轴11和第二轴21，可以有效地减小该混合动力驱动系统的体积。

在一实施例中，如图3至图6图所示，所述混合动力驱动系统具有单电机纯电动模式，所述单电机纯电动模式包括单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式和单电机纯电动三挡模式；

如图3和图4所示，所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器61、第二制动器62、第一离合器51、第二离合器52、第三离合器53均分离，所述驱动电机3驱动汽车车轮10转动；具体地，驱动电机3输出的动力依次经过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至所述汽车车轮10。

如图5所示，所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62、所述第二离合器52、所述第三离合器53均分离，所述第一离合器51结合，所述发电机1驱动汽车车轮10转动；具体地，发电机1输出的动力依次经过所述第一轴11、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图6所示，所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动三挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62、所述第一离合器51以及所述第三离合器53均分离，且所述第二离合器52结合，所述发电机1驱动汽车车轮 10转动。具体地，发电机1输出的动力依次经过所述第一轴11、所述太阳轮 42、所述行星轮43、所述齿圈44、所述第二离合器52、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车轮端。

本实施例中，该混合动力驱动系统均有三种单电机纯电动模式，提高了汽车的速比范围，进而提高了汽车的驾驶体验感。

在一实施例中，如图7和图8所示，所述混合动力驱动系统具有双电机纯电动模式，所述双电机纯电动模式包括双电机纯电动一挡模式和双电机纯电动二挡模式；

如图7所示，所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62、所述第二离合器52和所述第三离合器53均分离，且所述第一离合器51结合，所述发电机1和所述驱动电机3 同时驱动汽车车轮10转动；具体地，此时，该混合动力驱动系统具有两条传递路径；传递路径一：发电机1的动力依次经过所述第一轴11、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10；传递路径二：驱动电机3的动力依次经过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图8所示，所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62、所述第一离合器51和所述第三离合器53均分离，且所述第二离合器52结合，所述发电机1和所述驱动电机3 同时驱动汽车车轮10转动。此时，该混合动力驱动系统具有两条传递路径。传递路径一：发电机1的动力依次通过所述第一轴11、所述太阳轮42、所述行星轮43、所述齿圈44、所述第二离合器52、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10；传递路径二：驱动电机3的动力依次经过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

本实施例中，该混合动力驱动系统均有两种双电机纯电动模式，提高了汽车的速比范围，进而提高了汽车的驾驶体验感。

在一实施例中，如图9至图12所示，所述混合动力驱动系统具有发动机直驱模式，所述发动机直驱模式包括发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式和发动机直驱四挡模式

如图9所示，所述混合动力驱动系统处于发动机直驱一挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二离合器52、所述第三离合器53均分离，且所述第一离合器51结合，所述第二制动器62制动，所述发动机2驱动汽车车轮 10转动；具体地，发动机2的动力依次经过所述第二轴21、所述行星架41、所述行星轮43、所述太阳轮42、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图10所示，所述混合动力驱动系统处于发动机直驱二挡模式下时，所述第一离合器51、所述第三离合器53和所述第二制动器62均分离，且所述第二离合器52结合，所述第一制动器61制动，所述发动机2驱动汽车车轮 10转动的发动机直驱二挡模式；具体地，发动机2的动力依次经过所述第二轴21、所述行星架41、所述行星轮43、所述齿圈44、所述第二离合器52、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图11所示，所述混合动力驱动系统处于发动机直驱三挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62以及所述第三离合器53均分离，且所述第一离合器51和所述第二离合器52均结合时，所述发动机2驱动汽车车轮10转动；具体地，发动机2的动力依次经过所述第二轴21、所述行星齿轮机构4(包括所述行星架41、所述行星轮43、所述太阳轮42和所述齿圈44)、所述第一齿轮711、所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图12所示，所述混合动力驱动系统处于发动机直驱四挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62、所述第一离合器51和所述第二离合器52均分离，且所述第三离合器53结合，所述发动机2驱动汽车车轮10转动。具体地，发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述第三齿轮721、所述第四齿轮722、所述第三离合器53、所述第三轴31和所述第二齿轮712 传递至汽车车轮10。

本实施例中，该混合动力驱动系统具有四种发动机直驱模式，提高了汽车的速比范围，进而提高了汽车的驾驶体验感。

在一实施例中，如图13至图16所示，所述混合动力驱动系统具有并联混动模式，所述并联混动模式包括并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式和并联混动四挡模式；

如图13所示，所述混合动力驱动系统处于并联混动一挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二离合器52和所述第三离合器53均分离，且所述第一离合器51结合，所述第二制动器62制动，所述发电机1、所述发动机2、所述驱动电机3同时驱动汽车车轮10转动；具体地，此时，该混合动力驱动系统具有三条传递路径。传递路径一：发电机1的动力依次通过所述第一轴 11、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。传递路径二：发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述行星架 41、所述行星轮43、所述太阳轮42、所述第一轴11、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。传递路径三：所述驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图14所示，所述混合动力驱动系统处于并联混动二挡模式下时，所述第二制动器62、所述第一离合器51和所述第三离合器53均分离，且所述第一制动器61制动，所述第二离合器52结合，所述发动机2和所述驱动电机3 同时驱动汽车车轮10转动；具体地，此时，该混合动力驱动系统具有两条传递路径。传递路径一：发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述行星架 41、所述行星轮43、所述齿圈44、所述第二离合器52、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10；传递路径二：驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

如图15所示，所述混合动力驱动系统处于并联混动三挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62和所述第三离合器53均分离，且所述第一离合器51和所述第二离合器52均结合，所述发电机1、所述发动机2和所述驱动电机3同时驱动汽车车轮10转动；具体地，此时，该混合动力驱动系统具有三条传递路径。传递路径一：发电机1的动力依次通过所述第一轴11、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10；传递路径二：发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述行星架41、所述行星轮43齿轮机构(包括所述行星架41、所述行星轮43、所述太阳轮 42和所述齿圈44)、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮 10；传递路径三：驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮 712传递至汽车车轮10。

如图16所示，所述混合动力驱动系统处于并联混动四挡模式下时，所述第一制动器61、所述第二制动器62和所述第二离合器52均分离，且所述第一离合器51和所述第三离合器53均结合，所述发电机1、所述发动机2以及所述驱动电机3同时驱动汽车车轮10转动的并联混动四挡模式。具体地，此时，该混合动力驱动系统具有三条传递路径。传递路径一：发电机1的动力依次通过所述第一轴11、所述第一离合器51、所述第一齿轮711和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。传递路径二：发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述第三齿轮721和所述第四齿轮722传递至汽车车轮10。传递路径三；驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

本实施例中，该混合动力驱动系统均有四种并联混动模式，当汽车动力电池满电不允许充电时，可使用并联混动模式在低车速大扭矩时提供动力。

在一实施例中，如图17所示，所述混合动力驱动系统白包括具有串联增程模式；所述混合动力驱动系统处于串联增程模式下时，在所述第一制动器 61、所述第一离合器51、所述第二离合器52和所述第三离合器53均分离，且所述第二离合器52制动，所述发动机2带动所述发电机1进行发电，所述驱动电机3驱动汽车车轮10转动；具体地，此时，该混合动力驱动系统具有两条传递路径。传递路径一：发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述行星架41、所述行星轮43、所述太阳轮42和所述第一轴11传递至发电机1，从而发电机1可以进行发电。传递路径二：驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

在一实施例中，如图18所示，所述混合动力驱动系统具有无级变速模式；所述混合动力驱动系统处于无级变速模式下时，所述第一制动器61、所述第一离合器51、所述第二离合器52以及所述第三离合器53均分离，所述第二离合器52制动，所述发动机2和所述驱动电机3同时驱动汽车车轮10转动。具体地，此时，该混合动力驱动系统具有两条传递路径，发动机2的动力依次通过所述第二轴21、所述行星架41、所述行星轮43传递至行星齿轮机构4，发电机1的动力通过所述第一轴11和所述太阳轮42传递至所述行星齿轮机构4，从而所述发电机1的动力和所述发动机2的动力在所述行星齿轮机构4 进行耦合，再依次通过所述齿圈44、所述第二离合器52、所述第一齿轮711 和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。传递路径二：驱动电机3的动力依次通过所述第三轴31和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

在本实施例中，在所述串联增程模式下，发电机1可通过所述发电机1 进行发电，从而提高了发动机2动力的利用率；在所述无级变速模式下，可以通过发电机1和驱动电机3，去调节发动机2的工作区间，使发动机2于整车需求解耦，让发电机1一直处于较优的工作区间中。

综上，该混合动力驱动系统具有的驱动模式如下表1所示。

表1混合动力驱动系统的驱动模式表

需要说明的，如图3和图4所示，在所述单电机纯电动一挡模式下，当所述同步器8连接所述第五齿轮731时，所述驱动电机3的动力可以依次通过所述第六齿轮732、所述第五齿轮731、所述同步器8、所述第三输出轴和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10；当所述同步器8连接所述第七齿轮741 时，所述驱动电机3的动力可以依次通过所述第八齿轮742、所述第七齿轮741、所述同步器8、所述第三输出轴和所述第二齿轮712传递至汽车车轮10。

可以理解地，在所述双电机纯电动一挡模式、所述双电机纯电动二挡模式、所述并联混动一挡模式、所述并联混动二挡模式、所述并联混动三挡模式、所述并联混动四挡模式、所述串联增程模式以及所述无级变速模式，所述驱动电机3的动力均可通过所述第三齿轮排73传递至所述第三输出轴，或者通过所述第四齿轮排74传递至所述第三输出轴，再通过所述第二齿轮712 传递至汽车车轮10。

可理解地，上述混合动力驱动系统可以根据以下方式控制其驱动模式的切换：

首先，获取汽车实时车速、汽车动力电池的实时剩余电量值以及汽车油门踏板的实时扭矩；

其次，获取所述实时剩余电量值与预设电量值之间的第一比较数据，所述实时车速与预设车速之间的第二比较数据，以及所述实时扭矩与预设扭矩之间的第三比较数据；本实用新型中，对所述预设电量值、所述预设车速值以及所述预设扭矩值可以根据实际需求取不同的范围，通常可以根据具体的控制策略自由设定，且不同的控制策略下，预设值的取值都可以并不相同。可以理解地，所述第一比较数据可以表征汽车动力电池的剩余电量的高低，所述第二比较数据可以表征汽车的实时车速的大小；所述第三比较数据可以表征汽车所需的驱动扭矩的大小。

然后，根据所述第一比较数据、第二比较数据和第三比较数据确定所述混合动力驱动系统确定驱动模式，并控制所述混合动力驱动系统切换至已确定的所述驱动模式。所述驱动模式包括但不限定于为单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式、单电机纯电动三挡模式、双电机纯电动一挡模式、双电机纯电动二挡模式、发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式、发动机直驱四挡模式、并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式、并联混动四挡模式、串联增程模式以及无级变速模式等。可理解地，在本实用新型中，当汽车制动时，所述驱动电机3会产生制动力矩制动车轮，同时驱动电机3绕组中将产生感应电流，进而实现向汽车动力电池进行充电，从而实现汽车制动能量的回收。

本实用新型另一实施例还提供了一种汽车，包括所述的混合动力驱动系统。

以上仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发电机、发动机、驱动电机、第一轴、第二轴、第三轴、行星齿轮机构、离合器组件、制动组件以及齿轮排组件；所述离合器组件包括第一离合器、第二离合器以及第三离合器；所述发电机连接所述第一轴，所述发动机连接所述第二轴，所述驱动电机连接所述第三轴；

所述齿轮排组件包括第一齿轮排和第二齿轮排；所述第一齿轮排包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮通过所述第一离合器连接所述第一轴，所述第二齿轮连接所述第三轴；所述第二齿轮排包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮连接所述第二轴，所述第三齿轮通过所述第三离合器连接所述第三轴；

所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮、行星轮和齿圈；所述太阳轮和所述齿圈均与所述行星轮啮合；所述太阳轮连接所述第一轴，所述行星架连接所述第二轴，所述齿圈通过所述第二离合器连接所述第一齿轮；

所述制动组件包括用于制动所述第一轴的第一制动器，以及用于制动所述齿圈的第二制动器。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述离合器组件还包括用于制动所述行星架的单向离合器；所述单向离合器一端连接汽车车身，所述单向离合器的另一端选择性地连接所述第二轴。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述齿轮排组件还包括第三齿轮排和第四齿轮排；所述第三齿轮排包括相互啮合的第五齿轮和第六齿轮，所述第四齿轮排包括相互啮合的第七齿轮和第八齿轮；所述第五齿轮和所述第七齿轮均套接在所述第三轴上，所述第六齿轮和所述第八齿轮均连接在所述驱动电机的输出端；

所述混合动力驱动系统还包括连接在所述第三轴上且位于所述第五齿轮和所述第七齿轮之间的同步器；所述同步器选择性地连接所述第五齿轮和第七齿轮。

4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述齿轮排组件还包括第五齿轮排；所述第五齿轮排包括相互啮合的第九齿轮和第十齿轮；所述发电机的输出端通过所述第九齿轮排连接所述第一轴。

5.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括连接汽车车轮的差速器；所述差速器包括与所述第二齿轮啮合的差速齿轮。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一轴与所述第二轴同轴设置。

7.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有单电机纯电动模式，所述单电机纯电动模式包括单电机纯电动一挡模式、单电机纯电动二挡模式和单电机纯电动三挡模式；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，所述驱动电机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述发电机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于单电机纯电动三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器以及所述第三离合器均分离，且所述第二离合器结合，所述发电机驱动汽车车轮转动。

8.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有双电机纯电动模式，所述双电机纯电动模式包括双电机纯电动一挡模式和双电机纯电动二挡模式；

所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述发电机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于双电机纯电动二挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器和所述第三离合器均分离，且所述第二离合器结合，所述发电机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

9.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有发动机直驱模式，所述发动机直驱模式包括发动机直驱一挡模式、发动机直驱二挡模式、发动机直驱三挡模式和发动机直驱四挡模式；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二离合器、所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述第二制动器制动，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱二挡模式下时，所述第一离合器、所述第三离合器和所述第二制动器均分离，且所述第二离合器结合，所述第一制动器制动，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器以及所述第三离合器均分离，且所述第一离合器和所述第二离合器均结合，所述发动机驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于发动机直驱四挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第一离合器和所述第二离合器均分离，且所述第三离合器结合，所述发动机驱动汽车车轮转动。

10.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有并联混动模式，所述并联混动模式包括并联混动一挡模式、并联混动二挡模式、并联混动三挡模式和并联混动四挡模式；

所述混合动力驱动系统处于并联混动一挡模式下时，所述第一制动器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器结合，所述第二制动器制动，所述发电机、所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动二挡模式下时，所述第二制动器、所述第一离合器和所述第三离合器均分离，且所述第一制动器制动，所述第二离合器结合，所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动三挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三离合器均分离，且所述第一离合器和所述第二离合器均结合，所述发电机、所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动；

所述混合动力驱动系统处于并联混动四挡模式下时，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第二离合器均分离，且所述第一离合器和所述第三离合器均结合，所述发电机、所述发动机以及所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

11.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有串联增程模式；所述混合动力驱动系统处于串联增程模式下时，所述第一制动器、所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器均分离，且所述第二离合器制动，所述发动机带动所述发电机进行发电，所述驱动电机驱动汽车车轮转动。

12.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统具有无级变速模式；所述混合动力驱动系统处于无级变速模式下时，所述第一制动器、所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器均分离，所述第二离合器制动，所述发动机和所述驱动电机同时驱动汽车车轮转动。

13.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至12任意一项所述的混合动力驱动系统。

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