CN217705475U - 混合动力汽车的动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力汽车的动力系统，属于混合动力汽车技术领域，包括发动机、与所述发动机相连的发电机、与所述发电机相连的电池组、变速箱以及与所述变速箱相连的电机，关键在于：在所述发动机的输出轴上设有离心式离合器以及与所述离心式离合器相配合形成发动机与变速箱间动力传递结构的传动鼓。本实用新型通过发动机的转速控制带动离心式的离合器与传动鼓间进行结合和分离，实现串并联的工况，可以减少控制策略的复杂程度，可以通过简单的控制器即可实现控制，不用再使用复杂的芯片及程序进行串并联控制。

Description

混合动力汽车的动力系统

技术领域

本实用新型属于混合动力汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车的动力系统。

背景技术

随着经济发展和科技进步，汽车越来越扮演着快节奏、高效率生活中代步工具角色，社会保有量越来越大。但是随着化石能源的枯竭和大气环境的恶化，汽车也带来一系列的社会问题。

随着有关政策的制定而大力推动清洁可再生能源的发展，新能源汽车越来越受到消费者的认可。现有的新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车等形式的汽车。

当前的纯电动汽车所配套的充电设施不完善、纯电动汽车续航里程短，其普及还有一定的困难。插电式混合动力车型应运而生并广受推崇，目前插电式混合动力汽车的综合续航已超过1000公里。

现有的混合动力汽车的动力系统中，如USP6,209,672、CN 101314325 B、 CN215321979U等专利文献所公开的混合动力汽车方案。在车辆低速行驶时，电池组为牵引电机供电，使牵引电机作为电动机使居直接驱动车辆行驶；当车辆需要以高速行驶时，启动电机拖动发动机启动，当发动机转速达到车辆行驶速度时，离合器接合，由发动机驱动车辆行驶。当车速达到巡航速度时，牵引电机停止，车辆完全由发动机驱动行驶。上述的技术方案中均需要机电单元控制一个或多个离合器结合或分离以实现发动机与电机、变速箱之间动力的传递和切换，使得整个系统的动力控制策略复杂且提升了机电单元的成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种混合动力汽车的动力系统，实现当电动机驱动车辆达到一定车速后，通过发动机的转速控制带动离心式离合器与动力鼓进行结合实现与变速箱之间的动力传递，减少了控制过程的复杂程度，发动机可以在高效率的转速区间工作，从而实现节能减排。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混合动力汽车的动力系统，包括发动机、与所述发动机相连的发电机、与所述发电机相连的电池组、变速箱以及与所述变速箱相连的电机，关键在于：在所述发动机的输出轴上设有离心式离合器以及与所述离心式离合器相配合形成发动机与变速箱间动力传递结构的传动鼓；所述离心式离合器包括与所述发动机的输出轴相连的连接盘、铰接在所述连接盘上且呈弧形的动力传递板、设置在所述动力传递板上且在离心力的作用下与所述传动鼓接触的摩擦片以及设置在所述动力传递板和所述连接盘间的弹簧；所述传动鼓借助单向器与所述变速箱的输入轴相连。

进一步的，在所述连接盘的中部设有与所述发动机的输出轴相连的连接套。

进一步的，所述连接盘与所述发电机的转子相连。

进一步的，所述连接盘的外周向平行设置有第一连接环和第二连接环，所述动力传递板借助铰接轴与第一连接环和第二连接环相连，所述弹簧的一端与所述动力传递板的自由端相连、另一端与第一连接环或第二连接环相连。

进一步的，在所述第一连接环和所述第二连接环的外侧周面且位于所述动力传递板的铰接处的上方设有凹槽。

进一步的，在所述动力传递板的内侧设有限位于第一连接环和第二连接环间的限位板。

进一步的，在所述动力传递板的内侧设有用于连接所述弹簧的连接板。

进一步的，所述动力传递板沿所述连接盘的周向设置有至少2个。

进一步的，在所述传动鼓内设有与所述动力传递板相配合的结合腔。

进一步的，所述单向器设置在所述结合腔的中部，在所述连接盘上设有与所述单向器相配合的容置腔。

本实用新型通过发动机的转速控制带动离心式的离合器与传动鼓间进行结合和分离，实现串并联的工况，可以减少控制策略的复杂程度，可以通过简单的控制器即可实现控制，不用再使用复杂、成本高的芯片及程序进行串并联控制，可以有效的降低研发成本和使用成本。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型混合动力汽车的动力系统的原理示意图；

图2是本实用新型混合动力汽车的动力系统实施例一的结构示意图；

图3是图2中离心式离合器在与动力鼓分离状态时的结构示意图；

图4是图2中离心式离合器在与动力鼓结合状态时的结构示意图；

图5是本实用新型混合动力汽车的动力系统实施例二的结构示意图；

图6是本实用新型混合动力汽车的动力系统中动力鼓的结构示意图。

附图中，1、发动机，2、发电机，3、电池组，4、变速箱，5、传动鼓， 5-1、结合腔，6、单向器，7、电机，8、动力传递板，9、摩擦片，10、连接盘，10-1、容置腔，11、连接套，12、弹簧，13、第一连接环，14、第二连接环，15、连接板，16、限位板，A、凹槽。

具体实施方式

参见附图1-6，本实用新型提供了一种混合动力汽车的动力系统，包括发动机1、与发动机1相连的发电机2、与发电机2相连且用于向电机7供电的电池组3、变速箱4以及与变速箱4相连的电机7，关键在于：在发动机1的输出轴上设有离心式离合器以及与离心式离合器相配合形成发动机 1与变速箱4间动力传递结构的传动鼓5。当发动机1的输出轴达到一定转速时，离心式离合器与传动鼓5相结合实现发动机1的动力变速箱4相连，变速箱4与车辆的后桥差速器相连，从而驱动车辆行驶。

参见附图2-4，离心式离合器实施例一：在本实施例中，连接盘10通过与发电机2的转子相连实现与发动机1输出轴的动力连接，发电机2的转子与发动机1的输出轴相连。

上述的离心式离合器包括连接盘10、铰接在连接盘10上且呈弧形的动力传递板8、设置在动力传递板8上且在离心力的作用下与传动鼓5摩擦接触的摩擦片9以及设置在动力传递板8和连接盘10间的弹簧12。通过设计弹簧12的拉力，使得当发动机1的转速较低时，动力传递板8自由端无法克服弹簧12的拉力，其贴合在与连接盘10相连的连接环外周面，当发动机1的到达设定转速及以上时，在离心力的作用下动力传递板8自由端克服弹簧12的拉力向外移动，其上的摩擦片9与动力鼓5中的结合面相接触从而驱动动力鼓5旋转，进而将动力传递至变速箱4。

为便于安装动力传递板8，在连接盘10的外周向平行设置有第一连接环13和第二连接环14，动力传递板8借助铰接轴与第一连接环13和第二连接环14相连，弹簧12的一端与动力传递板8的自由端相连、另一端与第一连接环13或第二连接环14相连。在本实施例中，第一连接环13和第二连接环14的大小相同。

在动力传递板8的内侧设有限位于第一连接环13和第二连接环14间空间内的限位板16，以使得动力传递板8只能沿连接环的径向平面内移动。同时，限位板16的另一个作用则是设置铰接轴。在动力传递板8的内侧设有用于连接弹簧12的连接板15。连接板15和限位板16分别位于第一连接环13或第二连接环14的内外两侧，可以对动力传递板8形成稳定的限位。具体地，弹簧12的两端均通过螺钉连接在对应的部件上。在本实施例中，连接板15设置于第二连接环14的内侧，而第一连接环13则通过螺栓与发电机2的转子相连。

上述摩擦片9从动力传递板8的自由端一直延伸至动力传递板8的铰接处的一侧，一是可以增大与动力鼓4的接触面积，二是在动力传递板8的铰接处的外侧面没有摩擦片9利于形成动力传递板8铰接处的旋转空间。铰接轴的设计位置可以使得处于动力传递板8中位于铰接处的内侧面与连接环的外周面有一定间隙或者是位于动力传递板8自由端的外侧，以使得动力传递板8可以在一定角度内旋转从而在离心力的作用下其另一端可以向外移动使摩擦片9与传动鼓5的内侧壁相接触实现动力的结合。初始状态时，在弹簧12的作用下，动力传递板8的自由端内侧贴合于连接环的外周面。此外，还可以在第一连接环13和第二连接环14的外侧周面且位于动力传递板8的铰接处的上方设有凹槽A，以便于动力传递板8可以在一定角度内旋转。

动力传递板8沿连接盘10的周向均匀设置有至少2个，以保证发动机 1的动力经动力传递板8和摩擦片9能够完整的传递至传动鼓5上。相邻动力传递板8间设置有间隙，以利于其旋转。在本实施例中，动力传递板8 设置了3个。

参见附图5，离心式离合器实施例二：与实施例一不同的是，在本实施例中，连接盘10借助连接套11与发动机1的输出轴相连。

参见附图3和6，上述的传动鼓5借助单向器6与变速箱4的输入轴相连。在传动鼓5内设有与动力传递板8上的摩擦片9相配合的结合腔5-1。单向器6可以选用汽车单向器，还可以采用单向轴承。单向器6设置在结合腔5-1的中部，在连接盘10上设有与单向器6相配合的容置腔10-1。这样的设计可以使得整个离心式离合器容置在结合腔5-1内，而不影响摩擦片8与结合腔5-1的内壁相接触和分离，从而大大的减小装置的体积，便于在安装于车辆内。

本实用新型的动力系统工作过程如下。

车辆低速行驶状态：车辆电机7通过变速箱4驱动车辆行驶，此时发动机1不工作，离心式离合器与传动鼓5间没有结合。如果长时间低速行驶，电池组3电量不够需要充电时，发动机1在设定的转速下带动发电机2 进行发电，此时离心式离合器与传动鼓5间没有结合，通过发电机2给电池组3充电再供电给电机7使其驱动车辆行驶。

车辆加速状态：当车辆的行驶达到一定速度后，随着车速的提高，发动机1在带动发电机2发电的同时提升转速，使得离心式离合器中动力传递板8的自由端在离心力的作用下克服弹簧12的拉力向外移动使其外侧的摩擦片9与传动鼓5的内侧结合，传动鼓5通过单向器6向变速箱4输出动力、与电机7一起通过变速箱4驱动车辆行驶。

车辆减速状态：松油门后发动机1转速下降，在弹簧12的作用下动力传递板8的自由端复位，离心式离合器与传动鼓5分离，此时发动机1带动发电机2发电或者不工作。电机7则可以通过反馈进行发电给电池组3 进行充电，进一步实现节能减排的目的。

倒车状态：电机7反转通过变速箱4带动车辆完成倒车。

本实用新型的动力系统，结构简单，成本低，易于控制，通过现有的转速传感器和控制器即可实现，从而降低芯片成本和研发成本。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车的动力系统，包括发动机(1)、与所述发动机(1)相连的发电机(2)、与所述发电机(2)相连的电池组(3)、变速箱(4)以及与所述变速箱(4)相连的电机(7)，其特征在于：在所述发动机(1)的输出轴上设有离心式离合器以及与所述离心式离合器相配合形成发动机(1)与变速箱(4)间动力传递结构的传动鼓(5)；

所述离心式离合器包括与所述发动机(1)的输出轴相连的连接盘(10)、铰接在所述连接盘(10)上且呈弧形的动力传递板(8)、设置在所述动力传递板(8)上且在离心力的作用下与所述传动鼓(5)接触的摩擦片(9)以及设置在所述动力传递板(8)和所述连接盘(10)间的弹簧(12)；

所述传动鼓(5)借助单向器(6)与所述变速箱(4)的输入轴相连。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：在所述连接盘(10)的中部设有与所述发动机(1)的输出轴相连的连接套(11)。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：所述连接盘(10)与所述发电机(2)的转子相连。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：所述连接盘(10)的外周向平行设置有第一连接环(13)和第二连接环(14)，所述动力传递板(8)借助铰接轴与第一连接环(13)和第二连接环(14)相连，所述弹簧(12)的一端与所述动力传递板(8)的自由端相连、另一端与第一连接环(13)或第二连接环(14)相连。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：在所述第一连接环(13)和所述第二连接环(14)的外侧周面且位于所述动力传递板(8)的铰接处的上方设有凹槽(A)。

6.根据权利要求4所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：在所述动力传递板(8)的内侧设有限位于第一连接环(13)和第二连接环(14)间的限位板(16)。

7.根据权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：在所述动力传递板(8)的内侧设有用于连接所述弹簧(12)的连接板(15)。

8.根据权利要求1所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：所述动力传递板(8)沿所述连接盘(10)的周向设置有至少2个。

9.根据权利要求1-8任一项所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：在所述传动鼓(5)内设有与所述动力传递板(8)相配合的结合腔(5-1)。

10.根据权利要求9所述的混合动力汽车的动力系统，其特征在于：所述单向器(6)设置在所述结合腔(5-1)的中部，在所述连接盘(10)上设有与所述单向器(6)相配合的容置腔(10-1)。

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