CN216545705U - 一种双电机混合动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双电机混合动力传动系统，包括发动机、减震系统、中间轴、离合器总成、第二电机、环绕在离合器总成外围的第一电机、与离合器总成的第一动力输出件相连的第一输入轴、与第二电机的转子相连的第二输入轴、设在第一输入轴上的第一主动齿轮、设在第二输入轴上的第二主动齿轮以及均设在中间轴上的第一从动齿轮和第二从动齿轮；第一电机的转子与离合器总成的动力输入件相连，减震系统连接在发动机的动力输出端和离合器总成的动力输入件之间；第一从动齿轮和第一主动齿轮相啮合，第二从动齿轮与第二主动齿轮相啮合。本实用新型具有能量传递路径短、传递效率高、体积小、布置紧凑和有利于模块化设计的优点。

Description

一种双电机混合动力传动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车，具体涉及一种双电机混合动力传动系统。

背景技术

由于发动机机械特性限制，热效率难以继续提高，进一步提高燃油经济性存在瓶颈。为适应汽车高燃油经济性、低碳化的发展要求，传统汽车需向新能源汽车转型升级。由于纯电动汽车发展不成熟，存在成本高、充电时间长、行驶里程短等缺点，推广局限性大。而混合动力汽车可以通过电机和发动机的匹配，让发动机处于最佳燃油经济区，提高整车燃油经济性，同时可以行驶较高里程，混合动力汽车成为目前高燃油经济性、低碳化的最优解决方案。

各汽车厂家正在争相发展混合动力汽车，目前量产的混合动力汽车多数搭载的混合动力传动装置是双电机混合动力传动装置，但传统的双电机混合动力传动装置一般存在设计复杂、轴向长度大、径向长度大、发动机舱布置困难以及传递效率低下的问题。

例如申请号为CN200980113273.4的专利申请公开的混合动力车辆用驱动装置，该混合动力驱动装置包括互相平行布置的输入轴、内周轴、外周轴和空转轴共四根轴，存在结构复杂的问题，发动机输出的动力需要经过3对齿轮副传动，存在传递路径长且机械效率低的问题，离合器和发电机串联布置，存在轴向空间大的问题。

例如申请号为CN202011371627.X的专利申请公开的汽车双电机混合动力驱动系统，该汽车双电机混合动力驱动系统包括输入轴、传动轴、空心轴和第一电机轴共四根轴，存在结构复杂和体积大的问题，离合器和发电机串联布置，存在轴向空间大的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种双电机混合动力传动系统，以减轻或消除至少一个上述的技术问题。

本实用新型所述的一种双电机混合动力传动系统，包括发动机、减震系统、第一电机、第二电机、离合器总成、第一输入轴、第二输入轴、中间轴、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一从动齿轮和第二从动齿轮；所述离合器总成包括动力输入件和第一动力输出件，所述第一电机环绕在所述离合器总成的外围，所述第一电机的转子与所述动力输入件相连，所述发动机的动力输出端与所述减震系统的输入端相连，所述减震系统的输出端与所述动力输入件相连；所述第一输入轴与所述第一动力输出件相连，所述第一主动齿轮设置在所述第一输入轴上；所述第二电机的转子与所述第二输入轴相连，所述第二主动齿轮设置在所述第二输入轴上；所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮均设置在所述中间轴上，所述第一从动齿轮和所述第一主动齿轮相啮合，所述第二从动齿轮与所述第二主动齿轮相啮合；所述差速器的主减速齿轮与所述第一从动齿轮相啮合。

作为一种优选方案，所述离合器总成为单离合器。

进一步，所述第一主动齿轮的齿数大于所述第一从动齿轮的齿数，所述第二主动齿轮的齿数小于所述第二从动齿轮的齿数。

进一步，还包括差速器，所述差速器的主减速齿轮与所述第一从动齿轮相啮合。

作为一种优选方案，所述离合器总成为双离合器，所述离合器总成还包括第二动力输出件；所述双电机混合动力传动系统还包括第三输入轴、第三主动齿轮和第三从动齿轮，所述第三输入轴与所述第二动力输出件相连，所述第三主动齿轮设置在所述第三输入轴上，所述第三从动齿轮设置在所述中间轴上，所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮相啮合。

进一步，所述第一主动齿轮的齿数大于所述第一从动齿轮的齿数，所述第二主动齿轮的齿数小于所述第二从动齿轮的齿数，所述第三主动齿轮的齿数大于所述第三从动齿轮的齿数。

进一步，所述第三输入轴为可相对于所述第一输入轴转动的套设在所述第一输入轴外围的空心轴。

进一步，还包括差速器，所述差速器的主减速齿轮与所述第三从动齿轮相啮合。

进一步，所述动力输入件包括同轴且固定连接在一起的动力输入轴和外齿毂，所述动力输入轴与所述减震系统的输出端相连，所述第一电机的转子固定连接在所述外齿毂的外围。

作为一种优选方案，所述减震系统为扭转减震器。

本实用新型具有能量传递路径短、传递效率高、体积小、布置紧凑和有利于模块化设计的优点；能够满足汽车高燃油经济性、低碳化的需求，兼顾动力性、平顺性和经济性。

附图说明

图1为实施例一中所述的双电机混合动力传动系统的结构示意图；

图2为实施例一中所述的离合器总成和第一电机的结构示意图；

图3为实施例二中所述的双电机混合动力传动系统的结构示意图。

图中：1—发动机；2—减震系统；3—第一电机；301—第一转子；4—离合器总成；401—动力输入轴；402—外齿毂；403—内齿毂；404—离合器钢片；405—离合器摩擦片；406—离合器活塞；407—回位弹簧；408—离合器主轴；5—第一输入轴；6—第一主动齿轮；7—第二电机；701—第二转子；8—第二输入轴；9—第二主动齿轮；10—中间轴；11—第一从动齿轮；12—第二从动齿轮；13—差速器；14—主减速齿轮；15—内离合器；16—外离合器；17—第三输入轴；18—第三主动齿轮；19—第三从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例一

如图1所示的一种双电机混合动力传动系统，包括发动机1、减震系统2、第一电机3、第二电机7、离合器总成4、第一输入轴5、第二输入轴8、中间轴10、第一主动齿轮6、第二主动齿轮9、第一从动齿轮11、第二从动齿轮12和差速器13，第一电机3的转子为第一转子301，第二电机7的转子为第二转子701；离合器总成4包括动力输入件和第一动力输出件，第一电机3环绕在离合器总成4的外围，第一转子301与动力输入件固定连接，发动机1的动力输出端与所述减震系统2的输入端相连，减震系统2的输出端与动力输入件通过花键连接的方式相连；第一输入轴5与第一动力输出件固定连接，第一主动齿轮6通过固定连接的方式设置在第一输入轴5上；第二转子701与第二输入轴8固定连接，第二主动齿轮9通过固定连接的方式设置在第二输入轴8上；第一从动齿轮11和第二从动齿轮12均通过固定连接的方式设置在中间轴10上，第一从动齿轮11和第一主动齿轮6相啮合，第二从动齿轮12与第二主动齿轮9相啮合；差速器13的主减速齿轮14与第一从动齿轮11相啮合。上述的双电机混合动力传动系统通过第一输入轴5、第二输入轴8和中间轴10来实现传动，结构紧凑；发动机1和第二电机7的动力传递均为2对齿轮副，能量传递路径短，传递效率高；离合器总成4与第一转子301集成在一起，结构布置紧凑，缩短了轴向长度；发动机1通过减震系统2、动力输入件与第一电机3直联，传递效率无损失；利用第一从动齿轮11与差速器13的主减速齿轮14啮合来传动，具有结构布置紧凑的优点。在发动机1和动力输入件之间设置减震系统2，减少发动机1的运行对离合器总成4和第一电机3的影响，确保离合器总成4和第一电机3的使用寿命，有利于实现离合器总成4与第一转子301的集成。

作为一种优选，减震系统2为扭转减震器。

在本实施例中，离合器总成4为单离合器，离合器总成4具有一个动力输入件和一个动力输出件，离合器总成4的动力输出件即为第一动力输出件。

在本实施例中，第一主动齿轮6的齿数大于第一从动齿轮11的齿数，第二主动齿轮9的齿数小于第二从动齿轮12的齿数。第一从动齿轮11和第一主动齿轮6的齿数比小于第二从动齿轮12和第二主动齿轮9的齿数比，在中小负荷起步或低速行驶时，能够采用纯电驱动模式，在高速行驶时，能够利用发动机1进行直驱，提高燃油经济性，根据行驶工况，可以实现多种驱动模式。

在本实施例中，动力输入件包括同轴且固定连接在一起的动力输入轴401和外齿毂402，动力输入轴401与减震系统2的输出端固定连接，第一转子301固定连接在外齿毂402的外围。直接利用外齿毂402和第一转子301连接在一起，结构更加紧凑。

在具体实施时，动力输入件和第一动力输出件之间设置有离合机构，离合机构用于实现动力输入件和第一动力输出件的结合和分离。

在本实施例中，离合器总成4可以选择湿式离合器或干式离合器。

在本实施例中，第一电机3和第二电机7均为可以发电和驱动的电机。

作为一种实现方式，如图2所示，离合器总成4集成在第一转子301的腔体内，离合器总成4包括动力输入轴401、外齿毂402、内齿毂403、离合器钢片404、离合器摩擦片405、离合器活塞406、回位弹簧407和离合器主轴408，动力输入轴401与外齿毂402固定连接，外齿毂402压装固定于第一转子301的腔体内，离合器钢片404通过花键连接在外齿毂402的外圈的内侧，离合器钢片404可相对于外齿毂402轴向移动，离合器摩擦片405通过花键连接在内齿毂403的外圈的外侧，离合器摩擦片405可相对于内齿毂403轴向移动，离合器主轴408与外齿毂402固定连接，离合器活塞406和离合器主轴408之间形成封闭液压腔，回位弹簧407设置在封闭液压腔内，回位弹簧407用于驱动离合器活塞406复位，离合器活塞406用于驱动离合器钢片404和离合器摩擦片405结合。该离合器总成4的结合过程为：向封闭液压腔注入液压油，驱动离合器活塞406轴向移动，离合器活塞406压紧离合器钢片404，使得离合器钢片404和离合器摩擦片405结合，实现外齿毂402和内齿毂403的结合。该离合器总成4的分离过程为：封闭液压腔中的液压油外泄，封闭液压腔中的压力减小，回位弹簧407驱动离合器活塞406回位，离合器活塞406不再压紧离合器钢片404，离合器钢片404和离合器摩擦片405分离，即实现外齿毂402和内齿毂403的分离。采用上述的离合器总成4，动力输入轴401和外齿毂402构成动力输入件，内齿毂403构成第一动力输出件，离合器钢片404、离合器摩擦片405、离合器活塞406、回位弹簧407和离合器主轴408构成离合机构。

采用上述的双电机混合动力传动系统，可根据不同工况及用户需求选择驱动模式，驱动模式包括纯电驱动模式、串联驱动模式、发动机驱动模式、联驱动模式和能量回收模式。多种驱动模式可满足汽车高燃油经济性、低碳化的需求，更好的兼顾动力性、平顺性和经济性。

当汽车电池有电，起步或小负荷低速行驶时，进入纯电驱动模式。纯电驱动模式下，发动机1和第一电机3不工作，离合器总成4分离，第二电机7工作并输出动力，第二电机7输出的动力的传递路径为：第二输入轴8→第二主动齿轮9→第二从动齿轮12→中间轴10→第一从动齿轮11→主减速齿轮14→差速器13，第二电机7输出的动力最终传递给汽车的车轮，纯电动驱动汽车行驶。

当汽车急加速行驶，电池功率不能满足大驱动力所需的功率时，进入串联驱动模式。串联驱动模式下，发动机1工作，离合器总成4分离，发动机1驱动第一电机3进行发电以给汽车电池充电，第二电机7工作并输出动力，第二电机7输出的动力的传递路径为：第二输入轴8→第二主动齿轮9→第二从动齿轮12→中间轴10→第一从动齿轮11→主减速齿轮14→差速器13，第二电机7输出的动力最终传递给汽车的车轮，纯电动驱动汽车行驶。

当汽车在低负载高速巡航工况时，进入发动机驱动模式。发动机驱动模式下，离合器总成4结合，发动机1单独驱动，发动机1输出的动力的传递路径为：减震系统2→离合器总成4→第一输入轴5→第一主动齿轮6→第一从动齿轮11→主减速齿轮14→差速器13，发动机1输出的动力最终传递给汽车的车轮，纯发动机1驱动汽车行驶。

当汽车在中负载高速工况时，进入并联驱动模式。并联驱动模式下，离合器总成4结合，发动机1和第二电机7共同工作，提高了汽车的动力性，第一电机3工作发电，为汽车电池充电，并联驱动模式下发动机1和第二电机7均参与工作，通过调节发动机1工作点，能够使发动机1处于最佳经济区。发动机1输出的动力的传递路径为：减震系统2→离合器总成4→第一输入轴5→第一主动齿轮6→第一从动齿轮11→主减速齿轮14→差速器13；第二电机7输出的动力的传递路径为：第二输入轴8→第二主动齿轮9→第二从动齿轮12→中间轴10→第一从动齿轮11→主减速齿轮14→差速器13；发动机1输出的动力和第二电机7输出的动力最终均传递给汽车的车轮，两个动力源共同驱动汽车。

当汽车处于滑行或制动行驶时，进入能量回收模式。能量回收模式下，发动机1不工作，离合器总成4分离，减小发动机1反拖扭矩产生的能量损失。此时汽车处于反拖状态，动力传递路径为：差速器13→主减速齿轮14→第一从动齿轮11→中间轴10→第二从动齿轮12→第二主动齿轮9→第二输入轴8→第二电机7，第二电机7进行能量回收发电，为电池充电。

实施例二

如3图所示的一种双电机混合动力传动系统，包括发动机1、减震系统2、第一电机3、第二电机7、离合器总成4、第一输入轴5、第二输入轴8、中间轴10、第一主动齿轮6、第二主动齿轮9、第一从动齿轮11和第二从动齿轮12，第一电机3的转子为第一转子301，第二电机7的转子为第二转子701；离合器总成4包括动力输入件和第一动力输出件，第一电机3环绕在离合器总成4的外围，第一转子301与动力输入件固定连接，发动机1的动力输出端与所述减震系统2的输入端相连，减震系统2的输出端与动力输入件通过花键连接的方式相连；第一输入轴5与第一动力输出件固定连接，第一主动齿轮6通过固定连接的方式设置在第一输入轴5上；第二转子701与第二输入轴8固定连接，第二主动齿轮9通过固定连接的方式设置在第二输入轴8上；第一从动齿轮11和第二从动齿轮12均通过固定连接的方式设置在中间轴10上，第一从动齿轮11和第一主动齿轮6相啮合，第二从动齿轮12与第二主动齿轮9相啮合。

在本实施例中，离合器总成4为双离合器，离合器总成4还包括第二动力输出件；双电机混合动力传动系统还包括第三输入轴17、第三主动齿轮18和第三从动齿轮19，第三输入轴17与第二动力输出件相连，第三主动齿轮18通过固定连接的方式设置在第三输入轴17上，第三从动齿轮19通过固定连接的方式设置在中间轴10上，第三主动齿轮18和第三从动齿轮19相啮合。双离合器的结构可以参考现有的干式双离合器或湿式双离合器。

在本实施例中，双电机混合动力传动系统还包括差速器13，差速器13的主减速齿轮14与所述第三从动齿轮19相啮合。作为一种可行的方案，在其他实施方式中，差速器13的主减速齿轮14也可以与第一从动齿轮11相啮合。

在本实施例中，第一主动齿轮6的齿数大于第一从动齿轮11的齿数，第二主动齿轮9的齿数小于第二从动齿轮12的齿数，第三主动齿轮18的齿数大于第三从动齿轮19的齿数。

进一步，第三从动齿轮19和第三主动齿轮18的齿数比小于第一从动齿轮11和第一主动齿轮6的齿数比，在发动机1输出动力时具有两个挡位；一挡时，利用第一主动齿轮6和第一从动齿轮11传动；二挡时，利用第三主动齿轮18和第三从动齿轮19传动。

在本实施例中，第三输入轴17为可相对于第一输入轴5转动的套设在第一输入轴5外围的空心轴。

在具体实施时，动力输入件和第一动力输出件之间设置有第一离合机构，第一离合机构用于实现动力输入件和第一动力输出件的结合和分离，动力输入件、第一离合机构和第一动力输出件构成内离合器15；动力输入件和第二动力输出件之间设置有第二离合机构，第二离合机构实现动力输入件和第二动力输出件的结合和分离，动力输入件、第二离合机构和第二动力输出件构成外离合器16。

实施例二中所述的双电机混合动力传动系统相对于实施例一中所述的双电机混合动力传动系统的主要区别在于，实施例二中的离合器总成4为双离合器，将发动机1的动力传递路径扩展为两挡驱动。大部分零件可以共用，降低了设计费用，有利于实现模块化设计，同时增大了发动机1动力传递路径的速比范围，使发动机1能够长时间工作在经济区，能够提高发动机1燃油经济性。

具体的，在实施例一所述的双电机混合动力传动系统的基础上，通过将离合器总成4调整为双离合器，增设第三输入轴17、第三主动齿轮18和第三从动齿轮19。当车速较低，发动机1需要工作输出动力时，选择一挡，外离合器16分离，内离合器15结合，发动机1输出的动力的传递路径为：减震系统2→内离合器15→第一输入轴5→第一主动齿轮6→第一从动齿轮11→中间轴10→第三从动齿轮19→主减速齿轮14→差速器13，发动机1输出的动力最终传递给汽车的车轮。当车速较高，发动机1需要工作输出动力时，选择二挡，内离合器15分离，外离合器16结合，发动机11输出的动力的传递路径为：减震系统2→外离合器16→第三输入轴17→第三主动齿轮18→第三从动齿轮19→主减速齿轮14→差速器13，发动机1输出的动力最终传递给汽车车轮。

Claims (10)

1.一种双电机混合动力传动系统，其特征在于：包括发动机（1）、减震系统（2）、第一电机（3）、第二电机（7）、离合器总成（4）、第一输入轴（5）、第二输入轴（8）、中间轴（10）、第一主动齿轮（6）、第二主动齿轮（9）、第一从动齿轮（11）和第二从动齿轮（12）；所述离合器总成（4）包括动力输入件和第一动力输出件，所述第一电机（3）环绕在所述离合器总成（4）的外围，所述第一电机（3）的转子与所述动力输入件相连，所述发动机（1）的动力输出端与所述减震系统（2）的输入端相连，所述减震系统（2）的输出端与所述动力输入件相连；所述第一输入轴（5）与所述第一动力输出件相连，所述第一主动齿轮（6）设置在所述第一输入轴（5）上；所述第二电机（7）的转子与所述第二输入轴（8）相连，所述第二主动齿轮（9）设置在所述第二输入轴（8）上；所述第一从动齿轮（11）和所述第二从动齿轮（12）均设置在所述中间轴（10）上，所述第一从动齿轮（11）和所述第一主动齿轮（6）相啮合，所述第二从动齿轮（12）与所述第二主动齿轮（9）相啮合。

2.根据权利要求1所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述离合器总成（4）为单离合器。

3.根据权利要求2所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述第一主动齿轮（6）的齿数大于所述第一从动齿轮（11）的齿数，所述第二主动齿轮（9）的齿数小于所述第二从动齿轮（12）的齿数。

4.根据权利要求2所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：还包括差速器（13），所述差速器（13）的主减速齿轮（14）与所述第一从动齿轮（11）相啮合。

5.根据权利要求1所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述离合器总成（4）为双离合器，所述离合器总成（4）还包括第二动力输出件；所述双电机混合动力传动系统还包括第三输入轴（17）、第三主动齿轮（18）和第三从动齿轮（19），所述第三输入轴（17）与所述第二动力输出件相连，所述第三主动齿轮（18）设置在所述第三输入轴（17）上，所述第三从动齿轮（19）设置在所述中间轴（10）上，所述第三主动齿轮（18）和所述第三从动齿轮（19）相啮合。

6.根据权利要求5所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述第一主动齿轮（6）的齿数大于所述第一从动齿轮（11）的齿数，所述第二主动齿轮（9）的齿数小于所述第二从动齿轮（12）的齿数，所述第三主动齿轮（18）的齿数大于所述第三从动齿轮（19）的齿数。

7.根据权利要求5所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述第三输入轴（17）为可相对于所述第一输入轴（5）转动的套设在所述第一输入轴（5）外围的空心轴。

8.根据权利要求5所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：还包括差速器（13），所述差速器（13）的主减速齿轮（14）与所述第三从动齿轮（19）相啮合。

9.根据权利要求1所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述动力输入件包括同轴且固定连接在一起的动力输入轴（401）和外齿毂（402），所述动力输入轴（401）与所述减震系统（2）的输出端相连，所述第一电机（3）的转子固定连接在所述外齿毂（402）的外围。

10.根据权利要求1所述的双电机混合动力传动系统，其特征在于：所述减震系统（2）为扭转减震器。

Images