CN215662929U - 一种机电耦合系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机电耦合系统和车辆，其中，机电耦合系统包括发动机、发电机、驱动电机、第一传动轴、第二传动轴和半轴，第一传动轴的一端动力耦合于发动机，第一传动轴的另一端连接至发电机；第二传动轴动力耦合于第一传动轴，且第二传动轴的一端连接至驱动电机；半轴动力耦合于第二传动轴，且半轴的一端连接至车轮；本实用新型中的机电耦合系统和车辆，通过控制发动机、驱动电机的启停，以及改变第一传动轴、第二传动轴和半轴之间的耦合关系，可实现发动机输出、发动机发电、驱动电机输出、混合输出等多种动力模式，在各种工况下通过不同的动力模式满足不同工况下的动力需求，有效提升了车辆的动力性，并兼顾了经济性。

Description

一种机电耦合系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车的技术领域，尤其涉及一种机电耦合系统和车辆。

背景技术

随着全球化的石油能源压力，混合动力汽车技术成为缓解压力的突破口。目前的混合动力系统主要分为三个方向，即串联型、并联型和混联型混动系统。

其中，串联型混动系统依靠发动机带动发电机发电，产生的电能直接给到驱动电机驱动车辆行驶或者储存在动力电池中，这种系统由于传动链长系统效率损失高，节油能力有限，并联型混动系统依靠发动机和驱动电机共同输出动力，以满足车辆的动力需求，但是由于发动机转速无法和车速解耦，在不同工况下对发动机的高效率区调整能力有限，节油效果有限，经济性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机电耦合系统和车辆，以解决现有技术中，混合动力系统难以在各种工况下兼顾经济性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种机电耦合系统，包括发动机、发电机、驱动电机、第一传动轴、第二传动轴和半轴，所述第一传动轴的一端动力耦合于所述发动机，所述第一传动轴的另一端连接至所述发电机；

所述第二传动轴动力耦合于所述第一传动轴，且所述第二传动轴的一端连接至所述驱动电机；

所述半轴动力耦合于所述第二传动轴，且所述半轴的一端连接至车轮。

可选的，所述发动机输出端设有发动机第一升速齿轮，所述第一传动轴的一端设有发动机第二升速齿轮，所述发动机第二升速齿轮与所述发动机第一升速齿轮啮合。

可选的，所述机电耦合系统还包括动力耦合于所述半轴的第三传动轴，所述第三传动轴同轴固定有电机一挡输出齿轮、电机二挡输出齿轮；

所述第二传动轴上同轴空套有电机一挡输入齿轮和电机二挡输入齿轮，所述电机一挡输入齿轮与所述电机一挡输出齿轮保持啮合，所述电机二挡输入齿轮与所述电机二挡输出齿轮保持啮合；

所述第二传动轴上还设有第一离合器和第二离合器，所述第一离合器结合后使所述第二传动轴与所述电机一挡输入齿轮同步转动；所述第二离合器结合后使所述第二传动轴与所述电机二挡输入齿轮同步转动。

可选的，所述第一传动轴同轴空套有发动机一挡输入齿轮和发动机二挡输入齿轮；

所述第二传动轴上同轴固定有发动机一挡输出齿轮和发动机二挡输出齿轮，所述发动机一挡输出齿轮与所述发动机一挡输入齿轮保持啮合，发动机二挡输出齿轮与所述发动机二挡输入齿轮保持啮合；

所述第一传动轴上还设有第一同步器和第二同步器，所述第一同步器结合后使所述第一传动轴与所述发动机一挡输入齿轮同步转动，所述第二同步器结合后使所述第一传动轴与所述发动机二挡输入齿轮同步转动。

可选的，所述第一离合器为常结合状态。

可选的，所述半轴上设有主减输出齿轮，所述第三传动轴同轴固定有与所述主减输出齿轮啮合的主减输入齿轮。

可选的，所述第三传动轴的中部设有所述主减输入齿轮，所述主减输入齿轮至所述电机一挡输出齿轮的距离，与所述主减输入齿轮至所述电机二挡输出齿轮的距离相同。

还提供一种车辆，包括车轮和上述的机电耦合系统。

本实用新型提供的机电耦合系统和车辆的有益效果在于：

本实施例中的机电耦合系统中，第一传动轴的一端动力耦合于发动机，第一传动轴的另一端连接至发电机，第二传动轴动力耦合于第一传动轴，且第二传动轴的一端连接至驱动电机，半轴动力耦合于第二传动轴，且半轴的一端连接至车轮；通过控制发动机、驱动电机的启停，以及改变第一传动轴、第二传动轴和半轴之间的耦合关系，可以实现发动机输出、发动机发电、驱动电机输出、混合输出等多种动力模式，使得车辆的驱动形式多样，能够在各种工况下通过不同的动力传输模式满足不同工况下的动力需求，在有效提升车辆的动力性的基础上，兼顾了车辆的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种机电耦合系统的整体示意图；

图2为本实用新型实施例中发动机一挡驱动的动力传递示意图；

图3为本实用新型实施例中发动机二挡驱动的动力传递示意图；

图4为本实用新型实施例中发动机三挡驱动的动力传递示意图；

图5为本实用新型实施例中发动机四挡驱动的动力传递示意图；

图6为本实用新型实施例中纯电一挡驱动的动力传递示意图；

图7为本实用新型实施例中纯电二挡驱动的动力传递示意图；

图8为本实用新型实施例中串联增程一挡驱动的动力传递示意图；

图9为本实用新型实施例中串联增程二挡驱动的动力传递示意图；

图10为本实用新型实施例中混动一挡驱动的动力传递示意图；

图11为本实用新型实施例中混动三挡驱动的动力传递示意图；

图12为本实用新型实施例中混动四挡驱动的动力传递示意图。

其中，图中各附图标记：

1-发动机；2-驱动电机；3-发电机；4-发动机第一升速齿轮；5-发动机第二升速齿轮；6-发动机一挡输入齿轮；7-发动机一挡输出齿轮；8-发动机二挡输入齿轮；9-发动机二挡输出齿轮；

10-第一传动轴；11-第二传动轴；12-电机一挡输入齿轮；13-电机一挡输出齿轮；14-电机二挡输出齿轮；15-电机二挡输入齿轮；16-第三传动轴；17-主减输入齿轮；18-主减输出齿轮；19-差动装置；20-半轴；S1-同步器；S2-同步器；C1-离合器；C2-离合器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

请一并参阅图1至图12，现对本实用新型实施例提供的机电耦合系统进行说明。

如图1所示，一种机电耦合系统，包括：发动机1、发电机3、驱动电机2、第一传动轴10、第二传动轴11以及半轴20。

其中，第一传动轴10的一端动力耦合于发动机1，第一传动轴10的另一端连接至发电机3。第二传动轴11动力耦合于第一传动轴10，且第二传动轴11的一端连接至驱动电机2。半轴20动力耦合于第二传动轴11，且半轴20的一端连接至车轮。

本实施例中的机电耦合系统，在发动机1输出动力时，扭矩先传递至第一传动轴10，再从第一传动轴10传递至第二传动轴11，再从第二传动轴11传递至半轴20，最终驱动车轮转动，此时车辆的工作模式为发动机直驱模式。在驱动电机2输出动力时，扭矩从驱动电机2传递至第二传动轴11，再传递至半轴20，最终驱动车轮转动，此时车辆的工作模式为单电机纯电动模式。在发动机1和发电机3同时输出动力时，发动机1输出的转矩经过第一传动轴10输出至第二传动轴11，同时驱动电机2也向第二传动轴11输出转矩，第二传动轴11将转矩传递至半轴20，驱动车轮转动，此时车辆的工作模式为混合动力驱动模式，混合动力驱动模式中，发动机1、驱动电机2和发电机3共同输出。在发动机1发电时，扭矩从第一传动轴10传递至发电机3，带动发电机3转动输出电能，以向驱动电机2供电，使驱动电机2输出动力，最终驱动车轮转动，此时车辆的工作模式为串联增程模式。

从上述的几种传动路径可以看出，本实施例中的机电耦合系统能够通过控制发动机1、驱动电机2的启停，并通过改变第一传动轴10、第二传动轴11、半轴20之间的耦合关系，从而实现发动机1输出、发动机1发电、驱动电机2输出、混合输出等多种动力模式，进而为车辆提供不同的工作模式，提高了车辆驱动形式的多样性，能够在各种工况下通过不同的动力传输模式满足不同工况下的动力需求，有效提升了车辆的动力性，并在此基础上兼顾了经济性。可同时可兼顾动力性和经济性，而且能够适应HEV车型（混合电动车辆）和PHEV车型（插电混合动力车辆）的平台化要求，适应性广。

可选的，在发动机1的输出端设有发动机第一升速齿轮4，第一传动轴10的一端设有发动机第二升速齿轮5，发动机第二升速齿轮5与发动机第一升速齿轮4啮合。发动机第一升速齿轮4和发动机第二升速齿轮5构成发动机1升速齿轮副，使得从发动机1到发电机3的动力传动，可以通过发动机第一升速齿轮4和发动机第二升速齿轮5确定的速比改变，减少发电机3的扭矩，以改变发动机1的效率，使得发动机1、发电机3均能维持在高效率区间，提高燃油经济性。

可选的，机电耦合系统还包括第三传动轴16，第三传动轴16同轴固定有电机一挡输出齿轮13和电机二挡输出齿轮14。第二传动轴11同轴空套有电机一挡输入齿轮12和电机二挡输入齿轮15，在电机一挡输入齿轮12和电机二挡输入齿轮15之间设有第一离合器C1和第二离合器C2，其中，第一离合器C1在结合后，能够使电机一挡输入齿轮12与第二传动轴11同步转动，第二离合器C2在结合后，能够使电机二挡输入齿轮15与第二传动轴11同步转动。电机一挡输入齿轮12与电机一挡输出齿轮13啮合，电机二挡输入齿轮15与电机二挡输出齿轮14啮合，半轴20动力耦合于第三传动轴16。第二传动轴11通过两组齿轮副：电机一挡输入齿轮12—电机一挡输出齿轮13齿轮副，以及电机二挡输出齿轮14—电机二挡输入齿轮15齿轮副，将动力传递至第三传动轴16，第三传动轴16与半轴20动力耦合。

当第一离合器C1结合、第二离合器C2分离时，第二传动轴11带动电机一挡输入齿轮12转动，从而带动电机一挡输出齿轮13转动，也即通过电机一挡输入齿轮12—电机一挡输出齿轮13齿轮副将动力从第二传动轴11传递至第三传动轴16。当第二离合器C2结合、第一离合器C1分离时，第二传动轴11带动电机二挡输入齿轮15转动，从而带动电机二挡输出齿轮14转动，也即通过电机二挡输出齿轮14—电机二挡输入齿轮15齿轮副将动力从第二传动轴11传递至第三传动轴16。

本实施例中，通过控制第一离合器C1、第二离合器C2的结合状态，切换不同的齿轮副传递动力，即可改变第二传动轴11与第三传动轴16的转速比，继而改变最终的车轮输出转速。由于驱动电机2可以切换两挡驱动，能降低驱动电机2的扭矩需求，从而减小驱动电机2的体积。在其他的实施例中，第二传动轴11和驱动轴20也可以采用其他的动力耦合方式，例如皮带轮、链条等结构实现。

可选的，第三传动轴16与半轴20的动力耦合方式具体为：在第三传动轴16同轴固定有主减输入齿轮17，半轴20上设有与主减输入齿轮17啮合的主减输出齿轮18，通过主减输入齿轮17—主减输出齿轮18齿轮副将动力从第三传动轴16最终传递至半轴20，驱动车轮转动。

可选的，半轴20上设有差动装置19，其中，差动装置19包括主减输出齿轮18，以保证半轴20能够传递动力而不干扰车轮的正常转速。

可选的，在本实施中，第三传动轴16的中部设有主减输入齿轮17，主减输入齿轮17至电机一挡输出齿轮13的距离，与主减输入齿轮17至电机二挡输出齿轮14的距离相同。例如，第三传动轴16上各齿轮的具体分布方式可以为：在第三传动轴16的两端分别设置电机一挡输出齿轮13和电机二挡输出齿轮14，在第三传动轴16的中部设置主减输入齿轮17。在传动的过程中，无论动力传递的路径是怎样的，动力都会从电机一挡输出齿轮13或电机二挡输出齿轮14输入第三传动轴16，然后由第三传动轴16中部设置的主减输入齿轮17将动力输出至半轴20，最终输出至车辆的车轮，由于主减输入齿轮17位于中部，主减输入齿轮17至电机一挡输出齿轮13、电机二挡输出齿轮14的距离相同，使得第三传动轴16能够在传动的过程中保持受力平衡状态，避免单向受力过大导致影响使用寿命。

可选的，在第一传动轴10上同轴空套有发动机一挡输入齿轮6和发动机二挡输入齿轮8，在发动机一挡输入齿轮6和发动机二挡输入齿轮8之间设有第一同步器S1和第二同步器S2，第一同步器S1在结合后，能够使第一传动轴10与发动机一挡输入齿轮6同步转动；第二同步器S2在结合后，能够使第一传动轴10与发动机二挡输入齿轮8同步转动。在第二传动轴11上同轴固定有发动机一挡输出齿轮7和发动机二挡输出齿轮9，其中，发动机一挡输出齿轮7与发动机一挡输入齿轮6啮合，发动机二挡输出齿轮9与发动机二挡输入齿轮8啮合。第一传动轴10和第二传动轴11之间通过两组齿轮副进行动力耦合：发动机一挡输入齿轮6—发动机一挡输出齿轮7齿轮副、发动机二挡输入齿轮8—发动机二挡输出齿轮9齿轮副。

当第二同步器S2分离、第一同步器S1结合时，第一传动轴10带动发动机一挡输入齿轮6转动，继而带动发动机一挡输出齿轮7转动，也即通过发动机一挡输入齿轮6—发动机一挡输出齿轮7齿轮副，将动力从第一传动轴10传递至第二传动轴11。当第二同步器S2结合、第一同步器S1分离时，第一传动轴10带动发动机二挡输入齿轮8转动，继而带动发动机二挡输出齿轮9转动，也即通过发动机二挡输入齿轮8—发动机二挡输出齿轮9齿轮副，将动力从第一传动轴10传递至第二传动轴11。通过控制第一同步器S1、第二同步器S2的结合状态，切换不同的齿轮副传递动力，即可改变第一传动轴10与第二传动轴11的转速比，继而改变最终的车轮转速输出。容易理解的是，第一同步器S1和第二同步器S2均处于分离状态时，发动机1的动力无法传递至车轮，也即发动机1与车轮解耦，发动机1直接给发电机3发电，所产生的电能直接给到驱动电机2驱动车轮行驶，或者将电能储存到动力电池中。在其他的实施例中，第一传动轴10和第二传动轴11也可以采用其他的动力耦合方式，例如皮带轮、链条等结构实现。

上述的第一同步器S1、第二同步器S2以及第一离合器C1、第二离合器C2分别位于两根传动轴上，各自能够控制一组齿轮副的动力传动状态。通过对此四个结构的控制，即可实现多种挡位的切换。而且，分轴设置的同步器和离合器能够避免同时将同步器和离合器设置在一个轴上，所导致的轴向尺寸过大、空间占据体积大、以及动力轴尺寸过长的问题，减小了轴体尺寸，从而解决了轴体制造成本上升的问题。

容易理解的是，第一同步器S1和第二同步器S2无法同时结合，当第一同步器S1和第二同步器S2中的一个结合时，另一个必然分离；同理，第一离合器C1和第二离合器C2也无法同时结合，当第一离合器C1和第二离合器C2中的一个结合时，另一个必然分离，但是此四机构的分离状态互不影响，下文中如无特别指出则默认为分离状态。

可选地，本实施例中的机电耦合系统还包括动力电池，动力电池同时电连接至发电机、驱动电机，使得机电耦合系统在工作过程中所产生的电能可以储存到动力电池中。

在本实施例中的机电耦合系统中，多种挡位驱动模式的切换具体过程为：

（1）如图2所示，发动机一挡驱动：第一同步器S1和第一离合器C1均结合，发动机1的动力通过发动机第一升速齿轮4与发动机第二升速齿轮5传递至第一传动轴10；第一传动轴10转动后，第一同步器S1将动力传递至发动机一挡输入齿轮6，继而发动机一挡输出齿轮7转动，将动力传动至第二传动轴11；第二传动轴11转动后，第一离合器C1将动力传递至电机一挡输入齿轮12继而带动电机一挡输出齿轮13转动，将动力传动至第三传动轴16；第三传动轴16转动主减输入齿轮17转动，动力最终传递至主减输出齿轮18，输出动力至半轴20，带动车轮转动，实现发动机一挡驱动。

（2）如图3所示，发动机二挡驱动：第二同步器S2和第一离合器C1均结合，发动机1的动力通过发动机第一升速齿轮4与发动机第二升速齿轮5传递至第一传动轴10；第一传动轴10转动后，第二同步器S2将动力传递至发动机二挡输入齿轮8，带动发动机二挡输出齿轮9转动，将动力传递至第二传动轴11；第二传动轴11转动后，离合器C1将动力传递到电机一挡输入齿轮12，带动电机一挡输出齿轮13转动，将动力传递至第三传动轴16；第三传动轴16转动，通过主减输入齿轮17、主减输出齿轮18输出动力，实现发动机二挡驱动。

（3）如图4所示，发动机三挡驱动：第一同步器S1和第二离合器C2均结合，发动机1的驱动力通过发动机第一升速齿轮4与发动机第二升速齿轮5传递至第一传动轴10；第一传动轴10转动后，第一同步器S1将动力传递至发动机一挡输入齿轮6，带动发动机一挡输出齿轮7转动，将动力传递至第二传动轴11；第二传动轴11转动后，第二离合器C2将动力传递到电机二挡输入齿轮15，带动电机二挡输出齿轮14转动，将动力传递至第三传动轴16；第三传动轴16转动，通过主减输入齿轮17、主减输出齿轮18输出动力，实现发动机三挡驱动。

（4）如图5所示，发动机四挡驱动：第二同步器S2和第二离合器C2均结合，发动机1的驱动力通过发动机第一升速齿轮4与发动机第二升速齿轮5传递至第一传动轴10；第一传动轴10转动后，第二同步器S2将动力传递至发动机二挡输入齿轮8，带动发动机二挡输出齿轮9转动，将动力传递至第二传动轴11；第二传动轴11转动后，第二离合器C2将动力传递到电机二挡输入齿轮15，带动电机二挡输出齿轮14转动，将动力传递至第三传动轴16；第三传动轴16通过主减输入齿轮17、主减输出齿轮18输出动力，实现发动机四挡驱动。

（5）如图6所示，纯电一挡驱动：仅第一离合器C1结合，第一同步器S1、第二同步器S2、第二离合器C2均处于分离状态，此时发动机1与车轮解耦。驱动电机2的动力输出至第二传动轴11，通过第一离合器C1将动力传递至电机一挡输入齿轮12，带动电机一挡输出齿轮13转动，将动力传递至第三传动轴16；第三传动轴16通过主减输入齿轮17、主减输出齿轮18输出动力，实现驱动电机一挡纯电驱动。

在纯电一挡驱动的过程中，发动机1不直接输出动力至车轮。此时如果开启发动机1，其输出动力只带动发动机1发电，发出的电供应驱动电机2输出动力。也即在该状态下，发动机1和驱动电机2同时运行，发动机1输出动力带动发电机3发电，驱动电机2输出动力驱动车轮，与纯电一挡略有差别，本实施中该工作模式称为串联增程一挡。

（6）如图7所示，纯电二挡驱动：仅第二离合器C2结合，第一同步器S1、第二同步器S2、第一离合器C1均处于分离状态，此时发动机1与车轮解耦，驱动电机2的动力传递至第二传动轴11，通过离合器C2将动力传递至电机二挡输入齿轮15，带动电机二挡输出齿轮14转动，将动力传递至第三传动轴16；第三传动轴16通过主减输入齿轮17、主减输出齿轮18输出动力，实现驱动电机二挡纯电驱动。

在纯电二挡驱动的过程中，发动机1不直接输出动力至车轮。此时如果开启发动机1，其输出动力只带动发动机1发电，发出的电供应驱动电机2输出动力。也即在该状态下，发动机1和驱动电机2同时运行，发动机1输出动力带动发电机3发电，驱动电机2输出动力驱动车轮，与纯电二挡略有差别，本实施中该工作模式称为串联增程二挡。

本实施例的机电耦合系统除了具有上述四个挡位的发动机1直驱模式、两个挡位的电机纯电动模式、两个串联增程模式（包括如图8所示的串联增程一挡、如图9所示的串联增程二挡）以外，也可以由发动机1和驱动电机2同时输出动力，实现两个挡位的串联模式、四种混合动力驱动模式，以及制动能量回收、驻车发电等多种工作模式等，在车辆行驶过程中，可根据动力电池的SOC值及车速需求自动实现不同模式之间的切换。各混合动力驱动模式简述如下：

（7）如图10所示，混动一挡驱动：第一同步器S1、第一离合器C1均结合，发动机1通过发动机第二升速齿轮5—发动机第一升速齿轮4齿轮副输出动力至第一传动轴10，再通过发动机一挡输入齿轮6—发动机一挡输出齿轮7齿轮副输出动力至第二传动轴11。同时，驱动电机2也输出动力至第二传动轴11，第二传动轴11将从发动机1、驱动电机2传递而来的动力混合，然后通过电机一挡输入齿轮12—电机一挡输出齿轮13齿轮副输出至第三传动轴16，再通过主减输入齿轮17—主减输出齿轮18齿轮副传递至半轴20，最终驱动车轮转动。

（8）混动二挡驱动：第二同步器S2、第一离合器C1均结合，发动机1通过发动机第二升速齿轮5—发动机第一升速齿轮4齿轮副输出动力至第一传动轴10，再通过发动机二挡输入齿轮8—发动机二挡输出齿轮9齿轮副输出动力至第二传动轴11。同时，驱动电机2也输出动力至第二传动轴11，第二传动轴11将从发动机1、驱动电机2传递而来的动力混合，然后通过电机一挡输入齿轮12—电机一挡输出齿轮13齿轮副输出至第三传动轴16，再通过主减输入齿轮17—主减输出齿轮18齿轮副传递至半轴20，最终驱动车轮转动。

（9）如图11所示，混动三挡驱动：第一同步器S1、第一离合器C1均结合，发动机1通过发动机第二升速齿轮5—发动机第一升速齿轮4齿轮副输出动力至第一传动轴10，再通过发动机一挡输入齿轮6—发动机一挡输出齿轮7齿轮副输出动力至第二传动轴11。同时，驱动电机2也输出动力至第二传动轴11，第二传动轴11将从发动机1、驱动电机2传递而来的动力混合，然后通过电机二挡输入齿轮15—电机二挡输出齿轮14齿轮副输出至第三传动轴16，再通过主减输入齿轮17—主减输出齿轮18齿轮副传递至半轴20，最终驱动车轮转动。

（10）如图12所示，混动四挡驱动：第二同步器S2、第一离合器C1均结合，发动机1通过发动机第二升速齿轮5—发动机第一升速齿轮4齿轮副输出动力至第一传动轴10，再通过发动机一挡输入齿轮6—发动机一挡输出齿轮7齿轮副输出动力至第二传动轴11。同时，驱动电机2也输出动力至第二传动轴11，第二传动轴11将从发动机1、驱动电机2传递而来的动力混合，然后通过电机二挡输入齿轮15—电机二挡输出齿轮14齿轮副输出至第三传动轴16，再通过主减输入齿轮17—主减输出齿轮18齿轮副传递至半轴20，最终驱动车轮转动。

除了上述各工作模式外，本实施例中机电耦合系统还可以提供车辆静态情况下的驻车发电模式。在驻车发电模式时，第一同步器S1、第二同步器S2、第一离合器C1、第二离合器C2均分离，发动机1开启输出动力以带动发电机8转动发电，将电能存储至动力电池，以供车辆使用。

上述的多种驱动模式以表格体现如下：

可选的，第一离合器C1为常结合状态，在车辆起步阶段，能够控制车辆的工作模式为驱动电机2纯电一挡以快速地驱动车辆起步，常结合的第一离合器C1使得驱动电机2的扭矩可以直接输出至车辆的轮端，扭矩响应快，进而提高车辆的起步响应速度。

本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括车轮和上述的机电耦合系统。本实施例中的车辆，可以通过控制第一同步器S1、第二同步器S2、第一离合器C1、第二离合器C2各自的结合或分离状态，改变第一传动轴10、第二传动轴11、半轴20之间的耦合关系，以实现多种工作模式的切换，具体如前文所述，不再赘述。能够在面对不同工况时提供不同的动力驱动模式以满足车辆需求，兼顾了车辆的动力性和经济性。

由此，本实施例的车辆和机电耦合系统的控制流程如下：

第一：第一离合器C1为常结合状态，在车辆起步阶段以驱动电机2纯电一挡驱动车辆起步；

第二：根据车辆中的动力电池SOC状态、车速、油门踏板开度等信号确定具体的工作模式，例如，在低车速、大油门踏板开度下，车辆以混动模式一挡驱动；在高车速、小油门踏板开度下，车辆以发动机1直驱四挡驱动等。

第三：在低速或怠速停车后，第一离合器C1需要重新保持常结合状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (8)

1.一种机电耦合系统，其特征在于，包括发动机、发电机、驱动电机、第一传动轴、第二传动轴和半轴，所述第一传动轴的一端动力耦合于所述发动机，所述第一传动轴的另一端连接至所述发电机；

所述第二传动轴动力耦合于所述第一传动轴，且所述第二传动轴的一端连接至所述驱动电机；

所述半轴动力耦合于所述第二传动轴，且所述半轴的一端连接至车轮。

2.根据权利要求1所述的机电耦合系统，其特征在于，所述发动机输出端设有发动机第一升速齿轮，所述第一传动轴的一端设有发动机第二升速齿轮，所述发动机第二升速齿轮与所述发动机第一升速齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的机电耦合系统，其特征在于，所述机电耦合系统还包括动力耦合于所述半轴的第三传动轴，所述第三传动轴同轴固定有电机一挡输出齿轮、电机二挡输出齿轮；

所述第二传动轴上同轴空套有电机一挡输入齿轮和电机二挡输入齿轮，所述电机一挡输入齿轮与所述电机一挡输出齿轮保持啮合，所述电机二挡输入齿轮与所述电机二挡输出齿轮保持啮合；

所述第二传动轴上还设有第一离合器和第二离合器，所述第一离合器结合后使所述第二传动轴与所述电机一挡输入齿轮同步转动；所述第二离合器结合后使所述第二传动轴与所述电机二挡输入齿轮同步转动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机电耦合系统，其特征在于，所述第一传动轴同轴空套有发动机一挡输入齿轮和发动机二挡输入齿轮；

所述第二传动轴上同轴固定有发动机一挡输出齿轮和发动机二挡输出齿轮，所述发动机一挡输出齿轮与所述发动机一挡输入齿轮保持啮合，发动机二挡输出齿轮与所述发动机二挡输入齿轮保持啮合；

所述第一传动轴上还设有第一同步器和第二同步器，所述第一同步器结合后使所述第一传动轴与所述发动机一挡输入齿轮同步转动，所述第二同步器结合后使所述第一传动轴与所述发动机二挡输入齿轮同步转动。

5.根据权利要求3所述的机电耦合系统，其特征在于，所述第一离合器为常结合状态。

6.根据权利要求3所述的机电耦合系统，其特征在于，所述半轴上设有主减输出齿轮，所述第三传动轴同轴固定有与所述主减输出齿轮啮合的主减输入齿轮。

7.根据权利要求6所述的机电耦合系统，其特征在于，所述第三传动轴的中部设有所述主减输入齿轮，所述主减输入齿轮至所述电机一挡输出齿轮的距离，与所述主减输入齿轮至所述电机二挡输出齿轮的距离相同。

8.一种车辆，其特征在于，包括车轮和如权利要求1-7任一项所述的机电耦合系统。

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