CN215244311U - 一种混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种混合动力系统，包括：发动机传动机构；变速箱；电机传动机构，此电机传动机构位于发动机传动机构和变速箱之间，并且变速箱的第一输入轴穿过电机传动机构的电机空心轴。上述的混合动力系统中，由于电机空心轴是套设在第一输入轴的外侧的，由于变速箱主要起到的是降速增扭的作用，因此第一输入轴传递的扭矩小于输出轴的扭矩，所以第一输入轴的直径会小于输出轴的直径，而套设在第一输入轴外侧的电机空心轴会因为第一输入轴直径的减小而减小，随着电机空心轴直径的减小，设置在电机空心轴上的轴承的直径也会相应的得到减小，因此轴承所允许的电机的最大转速得以提高，进而使得混合动力系统的性能得到了提升。

Description

一种混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及动力系统技术领域，特别涉及一种混合动力系统。

背景技术

混合动力系统包括发动机传动机构、电机传动机构和变速箱，目前的混合动力系统如图1所示，发动机传动机构01、电机传动机构02和变速箱03的排布方式是令变速箱03位于发动机传动机构01和电机传动机构02之间，并且变速箱03的输出轴穿过电机传动机构02实现动力的输出，且在一些情况下电机传动机构02需借助发动机传动机构01的部件实现动力的传递，从而导致混合动力系统存在以下缺陷：一、混合动力系统的动力输出端油封存在润滑不良的风险；二、变速箱03的输出轴的外径较大，使得套设在输出轴外侧的电机传动机构02的电机空心轴的外径也较大，导致设置在电机空心轴上的轴承较大，进而导致电机的最高转速被限制。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种混合动力系统，其至少能够提高电机的最高转速，使得混合动力系统的性能得到提升。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种混合动力系统，包括：

发动机传动机构；

变速箱；

电机传动机构，所述电机传动机构位于所述发动机传动机构和所述变速箱之间，并且所述变速箱的第一输入轴穿过所述电机传动机构的电机空心轴。

优选的，上述混合动力系统中，所述混合动力系统的输出端位于所述变速箱的远离所述电机传动机构的一侧。

优选的，上述混合动力系统中，所述第一输入轴上空套有主动档位齿轮，所述变速箱包括中间轴，所述中间轴上设置有与所述主动档位齿轮啮合的被动档位齿轮。

优选的，上述混合动力系统中，所述电机传动机构的电机和所述变速箱的输出轴之间设置有传动部件，所述传动部件能够直接将电机的动力传递给所述输出轴。

优选的，上述混合动力系统中，所述发动机传动机构包括发动机飞轮、离合器压盘总成、离合器从动盘、离合器分离轴承以及离合器执行机构，并且所述发动机传动机构能够通过控制离合器执行机构实现发动机的动力传递和动力断开。

优选的，上述混合动力系统中，所述发动机传动机构的离合器从动盘与所述第一输入轴通过花键连接；

所述变速箱的第二输入轴为空心轴，所述第一输入轴穿过所述电机空心轴和所述第二输入轴，并且所述第二输入轴上固连有外花键齿轮以及与第二输入轴花键配合的第一滑套。

优选的，上述混合动力系统中，所述第一输入轴上空套有电机一挡主动齿轮和发动机一挡齿轮；所述电机一挡主动齿轮上连接有电机一挡齿轮结合齿圈，所述发动机一挡齿轮上连接有发动机一挡齿轮结合齿圈；

所述第二输入轴上空套有电机二挡齿轮，所述电机二挡齿轮上连接有电机二挡齿轮结合齿圈。

优选的，上述混合动力系统中，所述第一输入轴通过轴承与输出轴齿轮内孔连接，并且所述输出轴齿轮上连接有发动机二挡结合齿圈；

所述发动机一挡齿轮结合齿圈和所述发动机二挡结合齿圈之间有同步器锥环；

所述第一输入轴上连接有同步器花键毂，所述同步器花键毂与第二滑套通过花键连接，所述第二滑套在换挡执行机构的作用下能够沿花键方向移动，以实现所述第一输入轴与所述发动机一挡齿轮的连接或者所述第一输入轴与输出轴齿轮的连接；并且，所述第一滑套在所述换挡执行机构的作用下能够沿所述花键方向移动，以实现所述第二输入轴与所述电机一挡齿轮结合齿圈的连接或者所述第二输入轴与所述电机二挡齿轮结合齿圈的连接。

优选的，上述混合动力系统中，所述变速箱具有双中间轴结构，所述双中间轴结构的中间轴上固连有：与电机二挡齿轮啮合的中间轴电机二挡齿轮、与电机一挡主动齿轮啮合的中间轴电机一挡齿轮、与发动机一挡齿轮啮合的中间轴发动机一挡齿轮，以及与输出轴齿轮啮合的中间轴与输出轴常啮合齿轮。

优选的，上述混合动力系统中，所述第一输入轴包括至少两个轴段，并且所述轴段之间通过过盈装配的方式连接。

本实用新型提供的混合动力系统，改变了发动机传动机构、变速箱和电机传动机构的排布位置，即不再如现有技术一般将变速箱设置在发动机传动机构和电机传动机构之间，而是将电机传动机构设置在发动机传动机构和变速箱之间，并且还令变速箱的第一输入轴穿过电机传动机构的电机空心轴，通过如此设置，由于电机空心轴是套设在第一输入轴的外侧的，由于变速箱主要起到的是降速增扭的作用，因此第一输入轴传递的扭矩小于输出轴的扭矩，所以第一输入轴的直径会小于输出轴的直径，而套设在第一输入轴外侧的电机空心轴会因为第一输入轴直径的减小而减小，随着电机空心轴直径的减小，设置在电机空心轴上的轴承的直径也会相应的得到减小，因此轴承所允许的电机的最大转速得以提高，进而使得混合动力系统的性能得到了提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的混合动力系统的结构示意图；

图2为现有技术中的混合动力系统匹配某车型时车速与电机转速、发动机转速以及中间轴转速的关系图；

图3为现有技术中的混合动力系统在换挡过程中的工作示意图；

图4为本实用新型实施例提供的混合动力系统的结构示意图；

图5-图10分别为不同挡位情况下电机动力、发动机动力传动的路径示意图；

图11为本实用新型实施例提供的混合动力系统匹配某车型时车速与电机转速、发动机转速以及中间轴转速的关系图；

图12为本实用新型实施例提供的混合动力系统在换挡过程中的工作示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种混合动力系统，其至少能够提高电机的最高转速，使得混合动力系统的性能得到提升。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图4-图12所示，本实用新型实施例提供的混合动力系统，主要包括发动机传动机构100、变速箱200和电机传动机构300，其中，在对这三者进行排布和装配时，令电机传动机构300位于发动机传动机构100和变速箱200之间，并且还令变速箱200的第一输入轴4(此第一输入轴4为将发动机的动力输入变速箱200的动力输入部件)穿过电机传动机构300的电机空心轴3(电机空心轴3也用于向变速箱200输入动力)，也就是说，本实施例中的电机空心轴3是设置在变速箱200输入端的部件上的，由于变速箱200主要起到的是降速增扭的作用，因此第一输入轴4传递的扭矩小于变速箱200的输出轴16的扭矩，具体是第一输入轴4传递的扭矩只有输出轴16的1/4，所以第一输入轴4的直径会小于输出轴16的直径，使得套设在第一输入轴4外侧的电机空心轴3会因为第一输入轴4直径的减小而减小，随着电机空心轴3直径的减小，会使得电机空心轴3上的轴承和油封的负荷降低，进而令设置在电机空心轴3上的轴承的直径也能够相应的得到减小，因此轴承所允许的电机的最大转速能够得到提高，进而使得混合动力系统的性能得到了提升。

具体的，如图4所示，本实施例提供的混合动力系统包括：离合器执行机构1；电机定子2；电机空心轴3；与发动机连接的第一输入轴4；中间轴5；中间轴电机二挡齿轮6；与电机连接的第一滑套7；电机一挡主动齿轮8；中间轴电机一挡齿轮9；中间轴发动机一挡齿轮10；发动机一挡齿轮11；发动机一挡齿轮结合齿圈12；中间轴与输出轴常啮合齿轮13；输出轴齿轮14；输出轴转速传感器15；输出轴16；输出端17；输出轴转速信号齿轮18；发动机二挡结合齿圈19；同步器锥环20；换挡执行机构21；电机一挡齿轮结合齿圈22；电机二挡齿轮结合齿圈23；电机二挡齿轮24；第二输入轴25；离合器压盘总成26；离合器从动盘27；发动机飞轮28；离合器分离轴承29；同步器花键毂30；第二滑套31。

在上述各部件中：

发动机传动机构100包括发动机飞轮28、离合器压盘总成26、离合器从动盘27、离合器分离轴承29以及离合器执行机构1，并且发动机传动机构100能够通过控制离合器执行机构1实现发动机的动力传递和动力断开；

发动机传动机构100的离合器从动盘27与第一输入轴4通过花键连接；

变速箱200的第二输入轴25为空心轴，第一输入轴4穿过电机空心轴3和第二输入轴25，并且第二输入轴25上固连有外花键齿轮以及与第二输入轴25花键配合的第一滑套7；

第一输入轴4上空套有电机一挡主动齿轮8和发动机一挡齿轮11；电机一挡主动齿轮8上连接有电机一挡齿轮结合齿圈22，发动机一挡齿轮11上连接有发动机一挡齿轮结合齿圈12；

第二输入轴25上空套有电机二挡齿轮24，此电机二挡齿轮24上连接有电机二挡齿轮结合齿圈23；

第一输入轴4通过轴承与输出轴齿轮14内孔连接，并且输出轴齿轮14上连接有发动机二挡结合齿圈19；

发动机一挡齿轮结合齿圈12和发动机二挡结合齿圈19之间有同步器锥环20；

第一输入轴4上连接有同步器花键毂30，同步器花键毂30与第二滑套31通过花键连接，第二滑套31在换挡执行机构21的作用下能够沿花键方向移动，以实现第一输入轴4与发动机一挡齿轮11的连接或者第一输入轴4与输出轴齿轮14的连接；并且，第一滑套7在换挡执行机构21的作用下能够沿花键方向移动，以实现第二输入轴25与电机一挡齿轮结合齿圈22的连接或者第二输入轴25与电机二挡齿轮结合齿圈23的连接；

变速箱200具有双中间轴结构，该双中间轴结构的中间轴5上固连有：与电机二挡齿轮24啮合的中间轴电机二挡齿轮6、与电机一挡主动齿轮8啮合的中间轴电机一挡齿轮9、与发动机一挡齿轮11啮合的中间轴发动机一挡齿轮10，以及与输出轴齿轮14啮合的中间轴与输出轴常啮合齿轮13。

上述各部件的传动方式为：如图5所示，箭头所示路径为车辆在纯电动一挡行驶时的动力传递路径；如图6所示，箭头所示路径为车辆在纯电动二挡行驶时的动力传递路径；如图7所示，箭头所示路径为车辆在电机一挡且发动机一挡行驶时的动力传递路径；如图8所示，箭头所示路径为车辆在电机一挡且发动机二挡行驶时的动力传递路径；如图9所示，箭头所示路径为车辆在电机二挡且发动机一挡行驶时的动力传递路径；如图10所示，箭头所示路径为车辆在电机二挡且发动机二挡行驶时的动力传递路径。

如图4所示，本实施例还令混合动力系统的输出端17(此输出端17具体为与变速箱200的输出轴16或与变速箱200的输出轴16连接的部件)位于变速箱200的远离电机传动机构300的一侧。也就是说，通过采用上述的排布方式，还能够令输出端17直接与变速箱200相邻设置，相对于现有技术中(即图1所示结构)输出端和变速箱之间间隔有电机传动机构的设置方式，能够利用变速箱200更好的给输出端17的油封进行润滑，具体可以是在变速箱200的箱体上增设润滑油道，以将变速箱200内的润滑油引流到输出端17以及油封的设置位置，即采用输出端17单独加注润滑油的方式，使得油封得到良好的润滑，寿命得到增长。

如图4所示，第一输入轴4上空套有主动档位齿轮，变速箱200包括上述的中间轴5，且中间轴5上设置有与主动档位齿轮啮合的被动档位齿轮。其中，主动档位齿轮指的是上述的电机一挡主动齿轮8，被动档位齿轮指的是中间轴电机一挡齿轮9，而将电机一挡主动齿轮8空套在第一输入轴4上，相比于现有技术中将其空套在电机空心轴3的外侧，能够使得该齿轮的直径减小，在轴心距不变得情况下，电机与中间轴5的传动比可以增大，因此中间轴5的转速可以降低，尤其是中低速区段(即大概27、28km/h之前)的转速可以降低(可通过对比图2和图11得出)，从而降低了齿轮的技术要求，或者可以进一步提高电机的转速限值，使得混合动力系统的传动效率得到了提高。

同时，本实施例还令电机传动机构300的电机和变速箱200的输出轴16之间设置有传动部件，该传动部件能够直接将电机的动力传递给输出轴16，即：电机与输出轴16之间不再像现有技术那样，借助发动机的一挡齿轮和直接档齿轮传动，而是与输出轴16建立了独立的传动路线(如图5中箭头所示)，而且具有更高的速比，因此在发动机换挡时，不需要像现有技术那样先将电机换挡至与输出轴16直接连接且速比为1的状态，也就是可以省略此操作，从而令混合动力系统的传动效率可以得到提高。

如图4所示，在本实施例提供的结构中，由于需要令变速箱200的第一输入轴4穿过电机传动机构300，所以第一输入轴4的长度较大，而长度较大的轴在加工时更容易产生加工误差，所以为了降低第一输入轴4的加工误差，本实施例优选第一输入轴4为通过精加工配合辅助支撑的方式加工得到的精加工轴，即在对第一输入轴4进行加工时，可以通过精加工和辅助支持的工艺保证轴的加工质量，例如在车削长轴时使用跟刀架或液压中心架等，防止车刀施加在轴上的径向力使轴产生变形而影响加工精度。

或者，保证加工质量的方法，还可以为：令第一输入轴4包括至少两个轴段，优选为两个轴段，并且令两轴段之间通过过盈装配的方式连接。即：将一根长轴分为两根短轴来进行加工，并将两根短轴通过过盈配合连接在一起，过盈配合可以提高两根短轴的同轴度。

长度较大的第一输入轴4还会使得电机前端的电机空心轴3与第一输入轴4之间的油封将因润滑不良存在风险，基于此，本实施例优选令设置在电机空心轴3和第一输入轴4之间的两个轴承中的一者位于电机空心轴3靠近发动机传动机构100的端部(即图4中虚线圆圈出的结构)，另一者位于变速箱200的内部(即图4中虚线椭圆圈出的结构)。

另外，换挡过程的控制方面：如图3所示，在现有技术中，在发动机处于一挡时，电机也将处于一挡，发动机处于二挡时，电机也将处于二挡，电机处于直驱挡时仅用于发动机换挡时确保动力不中断；而本实施例提供的方案，如图12所示，电机与输出轴16之间不再像现有技术那样，借助发动机的一挡齿轮和二挡齿轮传动，而是与输出轴16建立了独立的传动路线，而且具有更高的速比，因此发动机换挡时，不需要像现有方案那样先将电机换挡至与输出轴16直接连接且速比为1的状态，如此就少了一次换挡，因而减少了换挡时间。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，混合动力系统的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：

发动机传动机构；

变速箱；

电机传动机构，所述电机传动机构位于所述发动机传动机构和所述变速箱之间，并且所述变速箱的第一输入轴穿过所述电机传动机构的电机空心轴，所述混合动力系统的输出端位于所述变速箱的远离所述电机传动机构的一侧。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一输入轴上空套有主动档位齿轮，所述变速箱包括中间轴，所述中间轴上设置有与所述主动档位齿轮啮合的被动档位齿轮。

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述电机传动机构的电机和所述变速箱的输出轴之间设置有传动部件，所述传动部件能够直接将电机的动力传递给所述输出轴。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述发动机传动机构包括发动机飞轮、离合器压盘总成、离合器从动盘、离合器分离轴承以及离合器执行机构，并且所述发动机传动机构能够通过控制离合器执行机构实现发动机的动力传递和动力断开。

5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于：

所述发动机传动机构的离合器从动盘与所述第一输入轴通过花键连接；

所述变速箱的第二输入轴为空心轴，所述第一输入轴穿过所述电机空心轴和所述第二输入轴，并且所述第二输入轴上固连有外花键齿轮以及与第二输入轴花键配合的第一滑套。

6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于：

所述第一输入轴上空套有电机一挡主动齿轮和发动机一挡齿轮；所述电机一挡主动齿轮上连接有电机一挡齿轮结合齿圈，所述发动机一挡齿轮上连接有发动机一挡齿轮结合齿圈；

所述第二输入轴上空套有电机二挡齿轮，所述电机二挡齿轮上连接有电机二挡齿轮结合齿圈。

7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于：

所述第一输入轴通过轴承与输出轴齿轮内孔连接，并且所述输出轴齿轮上连接有发动机二挡结合齿圈；

所述发动机一挡齿轮结合齿圈和所述发动机二挡结合齿圈之间有同步器锥环；

所述第一输入轴上连接有同步器花键毂，所述同步器花键毂与第二滑套通过花键连接，所述第二滑套在换挡执行机构的作用下能够沿花键方向移动，以实现所述第一输入轴与所述发动机一挡齿轮的连接或者所述第一输入轴与输出轴齿轮的连接；并且，所述第一滑套在所述换挡执行机构的作用下能够沿所述花键方向移动，以实现所述第二输入轴与所述电机一挡齿轮结合齿圈的连接或者所述第二输入轴与所述电机二挡齿轮结合齿圈的连接。

8.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述变速箱具有双中间轴结构，所述双中间轴结构的中间轴上固连有：与电机二挡齿轮啮合的中间轴电机二挡齿轮、与电机一挡主动齿轮啮合的中间轴电机一挡齿轮、与发动机一挡齿轮啮合的中间轴发动机一挡齿轮，以及与输出轴齿轮啮合的中间轴与输出轴常啮合齿轮。

9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一输入轴包括至少两个轴段，并且所述轴段之间通过过盈装配的方式连接。

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