CN216915508U - 一种混合动力系统及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力系统技术领域，具体公开了一种混合动力系统及混合动力汽车，该混合动力系统包括发动机、电机、变速器和动力输出机构，电机与第一齿轮销接；变速器包括拉维纳行星排、制动组件和离合器组件，制动组件制动拉维纳行星排的前排太阳轮和行星架中的一个或多个，发动机通过离合器组件驱动拉维纳行星排的前排太阳轮、后排太阳轮和行星架中的一个或多个；动力输出机构包括输出轴和输出齿轮，输出轴与输出齿轮销接，变速器还包括第二齿轮，拉维纳行星排还包括齿圈，齿圈驱动第二齿轮绕其轴向转动，输出齿轮同时与第一齿轮和第二齿轮啮合。该系统属于P3动力系统，电机和变速器无需同轴，同时电机直接驱动输出齿轮，动力传递效率高。

Description

一种混合动力系统及混合动力汽车

技术领域

本实用新型涉及动力系统技术领域，尤其涉及一种混合动力系统及混合动力汽车。

背景技术

随着汽车保有量的不断加大，汽车尾气污染已经成为城市空气污染的主要来源。目前，国家大力发展新能源汽车产业，但是，当前纯电动汽车由于续航短，充电时间长的缺陷而使消费者望而却步，混合动力汽车作为燃油车向纯电动汽车转型中的一个过渡产品，由于其较长的续航能力逐渐被广大消费者认可。目前基于常规燃油车用自动变速器演变的混动架构很少，只有某些车型基于自动变速器衍生了P2模式(电机的动力输入介于发动机和变速器之间，且电机与发动机之间有离合器)的混动架构，但架构存在以下缺点：

1.电机的传动路线较长，效率低；

2.电机布置于发动机和自动变速器之间，电机与自动变速器的输入轴必须同轴布置，从而导致混动变速器的轴向尺寸较大，布置困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种混合动力系统及混合动力汽车，以解决相关技术中P2混合动力系统的传递路线长、必须同轴布置，进而导致混动变速器的轴向尺寸较大，布置困难的问题。

一方面，本实用新型提供一种混合动力系统，该混合动力系统包括：

发动机；

电机，所述电机的电机输出轴与第一齿轮销接；

变速器，所述变速器包括拉维纳行星排、制动组件和离合器组件，所述制动组件制动所述拉维纳行星排的前排太阳轮和行星架中的一个或多个，所述发动机通过所述离合器组件驱动所述拉维纳行星排的所述前排太阳轮、后排太阳轮和所述行星架中的一个或多个；

动力输出机构，所述动力输出机构包括输出轴和输出齿轮，所述输出轴与所述输出齿轮销接，所述变速器还包括第二齿轮，所述拉维纳行星排还包括齿圈，所述齿圈驱动所述第二齿轮绕其轴向转动，所述输出齿轮同时与所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述制动组件包括第一制动器，所述第一制动器被配置为使所述前排太阳轮制动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述制动组件还包括第二制动器，所述第二制动器被配置为使所述行星架制动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述离合器组件包括第一离合器，所述第一离合器被配置为传递所述发动机的驱动力且使所述发动机驱动所述前排太阳轮转动或切断所述发动机的驱动力且使所述发动机不能驱动所述前排太阳轮转动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述离合器组件还包括第二离合器，所述第二离合器被配置为传递所述发动机的驱动力且使所述发动机驱动所述后排太阳轮转动或切断所述发动机的驱动力且使所述发动机不能驱动所述后排太阳轮转动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述离合器组件还包括第三离合器，所述第三离合器被配置为传递所述发动机的驱动力且使所述发动机驱动所述行星架转动或切断所述发动机的驱动力且使所述发动机不能驱动所述行星架转动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述变速器还包括液力变矩器，所述液力变矩器的输入轴和输出轴分别与所述发动机的输出轴和离合器组件连接。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述动力输出机构还包括差速器和车轮，所述输出轴传递动力给所述差速器，所述差速器驱动所述车轮转动。

作为混合动力系统的优选技术方案，所述混合动力系统还包括动力电池，所述动力电池与所述电机连接。

另一方面，本实用新型提供一种混合动力汽车，包括上述任一方案中的混合动力系统。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种混合动力系统，该混合动力系统包括发动机、电机、变速器和动力输出机构，电机的电机输出轴与第一齿轮销接；变速器包括拉维纳行星排、制动组件和离合器组件，制动组件制动拉维纳行星排的前排太阳轮和行星架中的一个或多个，发动机通过离合器组件驱动拉维纳行星排的前排太阳轮、后排太阳轮和行星架中的一个或多个；动力输出机构包括输出轴和输出齿轮，输出轴与输出齿轮销接，变速器还包括第二齿轮，拉维纳行星排还包括齿圈，齿圈驱动第二齿轮绕其轴向转动，输出齿轮同时与第一齿轮和第二齿轮啮合。该混合动力系统属于P3动力系统模式，P3动力系统模式是指电机的动力输入在变速器输出之后，该混合动力系统的电机和变速器无需同轴布置，进而解决了P2动力系统中布置困难的问题，同时，电机直接驱动输出齿轮，所以解决了电机的传动路线较长，效率低的问题。通过控发动机和电机的工作状态可以使该混合动力系统具有燃油模式、混动模式和纯电模式，同时，通过控制制动组件和离合器组件可以使发动机通过变速箱输出不同的转速和扭矩。

附图说明

图1为本实用新型实施例中混合动力系统的结构示意图。

图中：

1、发动机；

2、电机；21、第一齿轮；

311、前排太阳轮；312、行星架；313、后排太阳轮；314、齿圈；315、短行星轮；316、长行星轮；

32、制动组件；321、第一制动器；322、第二制动器；

33、离合器组件；331、第一离合器；332、第二离合器；333、第三离合器；

34、第二齿轮；

4、动力输出机构；41、输出齿轮；42、差速器；5、液力变矩器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供一种混合动力系统，该混合动力系统包括发动机1、电机2、变速器和动力输出机构4，电机2的电机输出轴与第一齿轮21销接；变速器包括拉维纳行星排、制动组件32和离合器组件33，制动组件32制动拉维纳行星排的前排太阳轮311和行星架312中的一个或多个，发动机1通过离合器组件33驱动拉维纳行星排的前排太阳轮311、后排太阳轮313和行星架312中的一个或多个；动力输出机构4包括输出轴和输出齿轮41，输出轴与输出齿轮41销接，变速器还包括第二齿轮34，拉维纳行星排还包括齿圈314，齿圈314驱动第二齿轮34绕其轴向转动，输出齿轮41同时与第一齿轮21和第二齿轮34啮合。该混合动力系统属于P3动力系统模式，P3动力系统模式是指电机2的动力输入在变速器输出之后，该混合动力系统的电机2和变速器无需同轴布置，进而解决了P2动力系统中布置困难的问题，同时，电机2直接驱动输出齿轮41，所以解决了电机2的传动路线较长，效率低的问题。通过控发动机1和电机2的工作状态可以使该混合动力系统具有燃油模式、混动模式和纯电模式，同时，通过控制制动组件32和离合器组件33可以使发动机1通过变速箱输出不同的转速和扭矩。

可选地，制动组件32包括第一制动器321和第二制动器322，第一制动器321被配置为使前排太阳轮311制动，第二制动器322被配置为使行星架312制动。

可选地，离合器组件33包括第一离合器331、第二离合器332和第三离合器333，第一离合器331被配置为传递发动机1的驱动力且使发动机1驱动前排太阳轮311转动或切断发动机1的驱动力且使发动机1不能驱动前排太阳轮311转动；第二离合器332被配置为传递发动机1的驱动力且使发动机1驱动后排太阳轮313转动或切断发动机1的驱动力且使发动机1不能驱动后排太阳轮313转动；第三离合器333被配置为传递发动机1的驱动力且使发动机1驱动行星架312转动或切断发动机1的驱动力且使发动机1不能驱动行星架312转动。

可选地，拉维纳行星排包括前排太阳轮311、后排太阳轮313、长行星轮316、短行星轮315、行星架312和齿圈314，各齿轮的啮合方式如图1所示，且各齿轮的啮合方式为公知常识，再次不在赘述。

本实施例中，当该混合动力系统处于燃油模式时，只有发动机1工作，且在此模式通过控制制动组件32和离合器组件33时该模式下具有五个燃油挡位。

燃油一挡，此时发动机1将动力通过第二离合器332传递给后排太阳轮313，且第二制动器322使行星架312处于制动状态，此时后排太阳轮313朝顺时针方向转动，并通过短行星轮315和长行星轮316带动齿圈314朝顺时针方向转动。在汽车1挡行驶时，转速很低，长行星轮316在带动齿圈314朝顺时针方向转动时，对行星架312产生一个朝逆时针方向的力矩，而行星架312被第二制动器322锁止，从而使发动机1动力经后排太阳轮313、短行星轮315、长行星轮316传给齿圈314，进而传给第二齿轮34。

燃油二挡，此时发动机1将动力分别通过第二离合器332和第三离合器333同时传递给后排太阳轮313和行星架312，此时，后排太阳轮313朝顺时针方向转动，并通过短行星轮315和长行星轮316带动齿圈314朝顺时针方向转动。同时发动机1驱动行星架312沿顺时针方向转动，行星架312带动短行星轮315、长行星轮316和齿圈314一起转动，所以在发动机1转速相同的情况下，此时齿圈314的转速快于一挡时的转速。

燃油三挡，此时发动机1将动力通过第三离合器333传递给行星架312，且第一制动器321使前排太阳轮311处于制动状态，此时，悬架带动长行星轮316沿顺时针方向公转的同时，由于前排太阳轮311锁止，所以长行星轮316自身还具有沿顺时针方向的自转，此时发动机1动力是由行星架312传至长行星轮316，从长行星轮316传至前行星排，再由前行星排传至齿圈314。

燃油四挡，此时发动机1将动力通过第二离合器332传递给后排太阳轮313，且第一制动器321使前排太阳轮311处于制动状态，后排太阳轮313朝顺时针方向转动，并通过短行星轮315带动长行星轮316朝顺时针方向转动，由于前排太阳轮311被第一制动器321制动，因此长行星轮316在做顺时针自转时，还将朝顺时针方向公转，从而带动齿圈314以较快转速转动，此时发动机1动力是由后排太阳轮313经短行星轮315、长行星轮316传至前行星排，再由前行星排传至齿圈314。

倒挡，此时发动机1将动力通过第一离合器331传递给前排太阳轮311，且第二制动器322使行星架312处于制动状态，行星架312固定，所以长行星轮316的转轴固定，前排太阳轮311朝顺时针方向转动通过长行星轮316使齿圈314沿逆时针方向转动，进而实现车辆的倒退。

本实施例中，电动机的输出轴与输出齿轮41连接，所以输出齿轮41在发动机1的驱动下转动时，电动机的转子会切割磁感性进行发电进而给动力电池充电。

混动模式与燃油模式相比，不同之处在于输出轴上增加了电机2的输出动力，且取消了倒挡，此时混合动力模式有四个挡位，分别对应燃油模式下的第一挡位、第二挡位、第三挡位和第四挡位，并且此时变速器的操作和动作逻辑与燃油模式完全相同，当车辆需要倒车时，需将混合模式转变为燃油模式，然后在燃油模式下使用倒挡进行倒车。

电动模式，此时离合器切断发动机1与变速箱之间的动力传递，并且制动器解锁前排太阳轮311和行星架312使其可以自由转动，且只有电机2输出的动力驱动输出轴。

可选地，变速器还包括液力变矩器5，液力变矩器5的输入轴和输出轴分别与发动机1的输出轴和离合器连接。本实施例中，液力变矩器5具有无极变速和变扭的功能，所以，液力变矩器5可以自适应变速器输出轴的变化，且可提高变速箱的使用寿命。

可选地，动力输出机构4还包括差速器42和车轮，输出轴给差速器42传递动力，差速器42驱动车轮转动。本实施例中，差速器42可使车辆在转弯时，内侧车轮和外侧车轮产生转速差。

可选地，混合动力系统还包括动力电池，动力电池与电机2连接。本实施例中，动力电池给电机2提供电能，在燃油模式时，电机2切割磁感线发电，动力电池用来储存电机2发出的电能。

本实施例还提供一种混合动力汽车，包括上述方案中的混合动力系统。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也不能对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括：

发动机(1)；

电机(2)，所述电机(2)的电机输出轴与第一齿轮(21)销接；

变速器，所述变速器包括拉维纳行星排、制动组件(32)和离合器组件(33)，所述制动组件(32)制动所述拉维纳行星排的前排太阳轮(311)和行星架(312)中的一个或多个，所述发动机(1)通过所述离合器组件(33)驱动所述拉维纳行星排的所述前排太阳轮(311)、后排太阳轮(313)或所述行星架(312)中的一个或多个；

动力输出机构(4)，所述动力输出机构(4)包括输出轴和输出齿轮(41)，所述输出轴与所述输出齿轮(41)销接，所述变速器还包括第二齿轮(34)，所述拉维纳行星排还包括齿圈(314)，所述齿圈(314)驱动所述第二齿轮(34)绕其轴向转动，所述输出齿轮(41)同时与所述第一齿轮(21)和所述第二齿轮(34)啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述制动组件(32)包括第一制动器(321)，所述第一制动器(321)被配置为使所述前排太阳轮(311)制动。

3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述制动组件(32)还包括第二制动器(322)，所述第二制动器(322)被配置为使所述行星架(312)制动。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器组件(33)包括第一离合器(331)，所述第一离合器(331)被配置为传递所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)驱动所述前排太阳轮(311)转动或切断所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)不能驱动所述前排太阳轮(311)转动。

5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器组件(33)还包括第二离合器(332)，所述第二离合器(332)被配置为传递所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)驱动所述后排太阳轮(313)转动或切断所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)不能驱动所述后排太阳轮(313)转动。

6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，所述离合器组件(33)还包括第三离合器(333)，所述第三离合器(333)被配置为传递所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)驱动所述行星架(312)转动或切断所述发动机(1)的驱动力且使所述发动机(1)不能驱动所述行星架(312)转动。

7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述变速器还包括液力变矩器(5)，所述液力变矩器(5)的输入轴和输出轴分别与所述发动机(1)的输出轴和离合器组件(33)连接。

8.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述动力输出机构(4)还包括差速器(42)和车轮，所述输出轴传递动力给所述差速器(42)，所述差速器(42)驱动所述车轮转动。

9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统还包括动力电池，所述动力电池与所述电机(2)连接。

10.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的混合动力系统。

Images