CN216684061U - 一种前轮驱动装置及动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种前轮驱动装置及动力系统，前轮驱动装置还包括传动轴组件、第一齿轮组，以及可切断和传递动力的第一脱开组件和第二脱开组件，第一电机的输入轴通过第一齿轮组连接传动轴组件，传动轴组件的一端通过第一脱开组件连接发动机的输出轴，另一端通过第二脱开组件连接前桥，第一脱开组件和第二脱开组件均包括可结合或断开的两个传动端。动力系统包括第二电机、动力电池、后桥、前轮驱动装置，第二电机的输出端与所述后桥连接，第一电机与动力电池分别连接第二电机。本实用新型涉及混动技术领域，提供了一种前轮驱动装置及动力系统，结构简单，工艺可实现能力强，制造成本较低，而且可实现增程模式、纯电模式等诸多驱动模式。

Description

一种前轮驱动装置及动力系统

技术领域

本文涉及混动技术领域，尤指一种前轮驱动装置及动力系统。

背景技术

混合动力电动汽车是一种使用多种能量来源的车辆，通常是使用液体燃料的常规发动机和使用电能的电动机驱动车辆。混合动力汽车可在多种驱动模式下运行，然而电池容量有限，主要依靠发动机燃烧提供动力，现阶段的混合动力结构大都采取电动机安放在变速器的输入轴上。

该种混合动力结构主要基于目前的双离合变速器技术和电动机控制技术，通过变换挡位可使驱动电动机和发动机长期工作在高效区，提高了工作效率，增加了车辆动力性，提高了车辆燃油经济性。但该混合动力结构研发制造成本高、技术难度大、质量大、体积大，可能造成搭载不便以及发动机驱动时电动机不能给电池充电等缺点。

实用新型内容

本申请提供了一种前轮驱动装置，包括发动机、第一电机和前桥，还包括传动轴组件、第一齿轮组，以及可切断和传递动力的第一脱开组件和第二脱开组件，所述第一电机的输入轴通过所述第一齿轮组连接所述传动轴组件，所述传动轴组件的一端通过所述第一脱开组件连接所述发动机的输出轴，另一端通过所述第二脱开组件连接所述前桥，所述第一脱开组件和第二脱开组件均包括可结合或断开的两个传动端。

与相关技术相比，本申请的技术方案结构简单，工艺可实现能力强，制造成本较低，而且可实现增程模式、纯电模式等诸多驱动模式。

在一些示例性实施例中，所述传动轴组件包括中间轴，所述中间轴与所述发动机的输出轴同轴设置，所述第一脱开组件和所述第二脱开组件分别设置在所述中间轴的两端。

在一些示例性实施例中，还包括连接轴和第二齿轮组，所述连接轴与所述中间轴同轴设置，所述连接轴的一端与所述第二脱开组件，另一端通过所述第二齿轮组与所述前桥连接。

在一些示例性实施例中，所述第二齿轮组包括啮合的差速器主减主动齿轮和差速器主减从动齿轮，所述差速器主减主动齿轮固定在所述连接轴上，所述差速器主减从动齿轮固定在所述前桥上。

在一些示例性实施例中，所述第一齿轮组包括啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮固定在所述第一电机的输入轴上，所述第一齿轮固定在所述中间轴上。

在一些示例性实施例中，所述第一脱开组件和所述第二脱开组件均设置为湿式离合器、干式离合器或狗齿离合器。

在一些示例性实施例中，所述发动机的输出轴的上还固定有飞轮。

在一些示例性实施例中，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一脱开组件和所述第二脱开组件电连接，所述控制器设置为分别控制所述第一脱开组件和所述第二脱开组件动作，使所述第一脱开组件和所述第二脱开组件的两个传动端结合或断开。

本申请提供了一种动力系统，包括第二电机、动力电池和后桥，还包括上述的前轮驱动装置，所述第二电机的输出端与所述后桥连接，所述第一电机与所述动力电池分别连接所述第二电机，用以为第二电机供电。

在一些示例性实施例中，所述控制器与所述发动机电连接，所述控制器设置为在所述动力电池的电量低于预设值时控制所述发动机运行，并保持所述第一脱开组件处于结合状态，以及保持所述第二脱开组件处于断开状态，用以所述第一电机进行发电。

在一些示例性实施例中，所述控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接，所述控制器设置为控制所述第二电机运行且保持所述第二脱开组件处于断开状态；或者所述控制器设置为控制所述第一电机和所述第二电机同时运行，并保持所述第一脱开组件处于断开状态以及所述第二脱开组件处于结合状态，用以纯电驱动。

在一些示例性实施例中，所述控制器设置为动能回收时保持所述第一脱开组件和所述第二脱开组件均处于断开状态；或者所述控制器设置为动能回收时所述保持所述第一脱开组件处于断开状态且所述第二脱开组件处于结合状态。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的前轮驱动装置示意图；

图2为本申请实施例的动力系统示意图；

图3为图2中的动力系统电连接示意图。

附图标号说明：

100-发动机、101-第一输出轴、102-飞轮、103-中间轴、104-连接轴、105- 控制器、200-第一电机、201-第一输入轴、202-第一齿轮组、203-第二齿轮、 204-第一齿轮、300-前桥、301-前轮、401-第一脱开组件、402-第二脱开组件、 500-第二电机、600-后桥、601-后轮、700-第二齿轮组、701-差速器主减主动齿轮、702-差速器主减从动齿轮、800-第三齿轮组、900-动力电池。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

目前的混合动力结构主要基于双离合变速器和电动机，其结构复杂、质量大、体积大，研发和制造成本也相对较高。

请参照图1，本实用新型一实施例的前轮驱动装置，该前轮驱动装置包括发动机100、第一电机200、前桥300、传动轴组件、第一齿轮组202，以及可切断和传递动力的第一脱开组件401和第二脱开组件402，其中，第一电机 200的输入轴(即第一输入轴201)通过第一齿轮组202连接传动轴组件，而该传动轴组件的一端通过第一脱开组件401连接发动机100的输出轴(第一输出轴101)，另一端通过第二脱开组件402连接前桥300，第一脱开组件401和第二脱开组件402均包括可结合或断开的两个传动端。由此，该前轮驱动装置结构简单，工艺可实现能力强，制造成本较低，而通过第一脱开组件401 和第二脱开组件402开合可实现增程模式、纯电模式等诸多驱动模式。

如图1所示，上述第一脱开组件401可采用湿式离合器、干式离合器或狗齿离合器，而第二脱开组件402也可采用上述离合器的一种。由此，第一脱开组件401和第二脱开组件402都具有结合状态和断开状态，在结合状态下两脱开组件可传递动力，而在断开状态下两脱开组件则可切断动力传递。

又如图1所示，传动轴组件包括中间轴103，该中间轴103的两端分别连接第一脱开组件401和第二脱开组件402。该前轮驱动装置还包括连接轴104，该连接轴104、中间轴103和第一输出轴101同轴设置，第一脱开组件401的两个传动端分别连接了第一输出轴101和中间轴103，该第二脱开组件402的两个传动端连接了第一输出轴101和中间轴103。同时，上述第一齿轮组202 包括啮合的第一齿轮204和第二齿轮203，其中，第二齿轮203固定在第一输入轴201上，而第一齿轮204则固定在中间轴103上，从而使得第一电机200 与中间轴103之间形成连接。另外，该第一输入轴201可在第一电机200发电时作为输入轴，也可在第一电机200耗电做功时作为输出轴。发动机100 的输出轴(即第一输出轴101)的上还固定有飞轮102，该飞轮102可储存发动机做功冲程外的能量和惯性。

又如图1所示，该前轮驱动装置还包括第二齿轮组700，该第二齿轮组 700可连接前桥300和连接轴，形成两者之间的动力传递。其中，该第二齿轮组700包括啮合的差速器主减主动齿轮701和差速器主减从动齿轮702，该差速器主减主动齿轮701固定在连接轴104远离第二脱开组件402的一端，而差速器主减从动齿轮702与前桥300上的差速器连接，可同步前桥300运动。

由此，上述第一齿轮组件202、中间轴103、连接轴104、第二齿轮组700、第一脱开组件401和第二脱开组件402形成了发动机100、第一电机200和前桥300之间的连接，应用的零件数量少，结构简单，工艺可实现能力强，制造成本也相对较低，同时相较现有技术传动链的路径大幅缩短，利于传动效率的提升，从而降低整车油耗。由于第一脱开组件401和第二脱开组件402 的设置，该第一脱开组件401可将发动机100的动力向外传输，也将发动机100向外传输的动力断开；而第二脱开组件402可断开发动机100和第一电机 200的动力向前桥300传输，也可将前桥300的动力传输向第一电机200，满足多种动力传输的要求。

另外，如图2所示，该前轮驱动装置还包括控制器105，该控制器105分别与第一脱开组件401和第二脱开组件402电连接，可控制第一脱开组件401 和第二脱开组件402动作，即控制脱开组件的状态。

在一些示例性实施例中，如图2和图3所示，一种动力系统，除了包括上述的前轮驱动装置之外，还包括第二电机500、动力电池900和后桥600，其中，第二电机500的输出端通过第三齿轮组800连接后桥600上的差速器，动力电池900可连接第二电机500，为第二电机500供电；而上述第一电机 200与动力电池900连接，既可为动力电池900供电，又可在动力电池900的电能驱动下做功；该第一电机200可通过整流器、电机控制器等连接至第二电机500，也可为第二电机500供电。另外，上述控制器105还分别与第一电机200、第二电机500和发动机100电连接，以分别控制各自动作。

该动力系统具有三种驱动模式和两种动能回收模式，三种驱动模式具体为第一纯电模式、第二纯电模式和增程模式。在动力电池900电量充足时，可进行第一纯电模式和第二纯电模式，首先，第一纯电模式时，该控制器105 需控制第二电机500持续运行，此时动力电池900向第二电机500供电，动力传向后桥600，形成后驱。此时，前桥300的前轮301也随着转动，但是控制器105未启动第一电机200和发动机100，该控制器105需保持第二脱开组件402处于断开状态，使得动力无法传输向第一电机200和发动机100，可减少动力损耗，使得经济性大幅提升。在第二纯电模式时，该控制器105需控制第一电机200和第二电机500同步运行，此时动力电池900可向第一电机 200和第二电机500供电，形成四驱，可提高整车纯电动力性能。此时，控制器105未启动发动机100，该控制器105需保持第二脱开组件402处于结合状态而第一脱开组件401处于断开状态，使得第一电机200的动力可传输向前桥300。

在增程模式下，该控制器105可控制发动机100运行，并保持第一脱开组件401处于结合状态，以及第二脱开组件402处于断开状态，由此，发动机100的动力传输向了第一电机200，从而带动第一电机200发电。不管车辆处于怠速还是第二电机500驱动的行车情况下，都可进行增程模式，怠速即车辆停止且只有发动机100运行的情况，第二电机500驱动的行车情况即处于第一纯电驱动模式的情况。该第一电机200产生的电量可为电量不足的动力电池900充电，也可直接为第二电机500供电。

动能回收模式可降低车速又可将制动能量储存起来，上述两种动能回收模式分别为第一动能回收模式和第二动能回收模式。在第一动能回收模式下，该控制器105可保持第一脱开组件401和第二脱开组件402均处于断开状态，第一电机200与前桥300的连接断开，此时只有后桥600带动第二电机500 发电，而第一电机200未启动，仅有第二电机500进行动能回收。在第二动能回收模式下，该控制器105可保持第一脱开组件401断开，第二脱开组件402均处于结合状态，第一电机200与前桥300形成连接，此时后桥600带动第二电机500发电，而前桥300也带动第一电机200发电，第一电机200和第二电机500都进行动能回收，而且车辆制动效果明显。

由上述可知，该动力系统可实现多种模式，可进行怠速充电、行车充电、纯电模式、能量回收功能等。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种前轮驱动装置，包括发动机、第一电机和前桥，其特征在于，还包括传动轴组件、第一齿轮组，以及可切断和传递动力的第一脱开组件和第二脱开组件，所述第一电机的输入轴通过所述第一齿轮组连接所述传动轴组件，所述传动轴组件的一端通过所述第一脱开组件连接所述发动机的输出轴，另一端通过所述第二脱开组件连接所述前桥，所述第一脱开组件和第二脱开组件均包括可结合或断开的两个传动端。

2.根据权利要求1所述的前轮驱动装置，其特征在于，所述传动轴组件包括中间轴，所述中间轴与所述发动机的输出轴同轴设置，所述第一脱开组件和所述第二脱开组件分别设置在所述中间轴的两端。

3.根据权利要求2所述的前轮驱动装置，其特征在于，还包括连接轴和第二齿轮组，所述连接轴与所述中间轴同轴设置，所述连接轴的一端与所述第二脱开组件，另一端通过所述第二齿轮组与所述前桥连接。

4.根据权利要求3所述的前轮驱动装置，其特征在于，所述第二齿轮组包括啮合的差速器主减主动齿轮和差速器主减从动齿轮，所述差速器主减主动齿轮固定在所述连接轴上，所述差速器主减从动齿轮固定在所述前桥上。

5.根据权利要求2所述的前轮驱动装置，其特征在于，所述第一齿轮组包括啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮固定在所述第一电机的输入轴上，所述第一齿轮固定在所述中间轴上。

6.根据权利要求1-5任一所述的前轮驱动装置，其特征在于，所述第一脱开组件和所述第二脱开组件均设置为湿式离合器、干式离合器或狗齿离合器。

7.根据权利要求1-5任一所述的前轮驱动装置，其特征在于，所述发动机的输出轴的上还固定有飞轮。

8.根据权利要求1-5任一所述的前轮驱动装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一脱开组件和所述第二脱开组件电连接，所述控制器设置为分别控制所述第一脱开组件和所述第二脱开组件动作，使所述第一脱开组件和所述第二脱开组件的两个传动端结合或断开。

9.一种动力系统，包括第二电机、动力电池和后桥，其特征在于，还包括如权利要求8所述的前轮驱动装置，所述第二电机的输出端与所述后桥连接，所述第一电机与所述动力电池分别连接所述第二电机，用以为第二电机供电。

10.根据权利要求9所述的动力系统，其特征在于，所述控制器与所述发动机电连接，所述控制器设置为在所述动力电池的电量低于预设值时控制所述发动机运行，并保持所述第一脱开组件处于结合状态，以及保持所述第二脱开组件处于断开状态，用以所述第一电机进行发电。

11.根据权利要求9所述的动力系统，其特征在于，所述控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接，所述控制器设置为控制所述第二电机运行且保持所述第二脱开组件处于断开状态；或者所述控制器设置为控制所述第一电机和所述第二电机同时运行，并保持所述第一脱开组件处于断开状态以及所述第二脱开组件处于结合状态，用以纯电驱动。

12.根据权利要求9所述的动力系统，其特征在于，所述控制器设置为动能回收时保持所述第一脱开组件和所述第二脱开组件均处于断开状态；或者所述控制器设置为动能回收时所述保持所述第一脱开组件处于断开状态且所述第二脱开组件处于结合状态。

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