CN218430827U - 一种平行布置双电机双行星排混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，包括离合器、输入前轴、第一换挡执行机构、行星齿轮组、输入后轴、变速机构、主减速器和车轮，倒挡输入齿轮空套设置在第二中间轴上，倒挡主动齿轮设置在固定设置在第二中间轴上且和倒挡从动齿轮啮合，取力从动齿轮和一挡主动齿轮均固定设置在第一中间轴上；取力主动齿轮固定设置在第一输入后轴末端。本实用新型采用双行星排结构，简化了变速机构，采用主副箱式：平行轴2挡×后行星排2挡，结构紧凑，无需单独的倒挡齿轮和倒挡轴，结构简化，占用空间小。

Description

一种平行布置双电机双行星排混合动力系统

技术领域

本实用新型属于混合动力汽车技术领域，具体是一种平行布置双电机双行星排混合动力系统。

背景技术

混合动力系统包括发动机、电机和传动系统(变速器)，电机有单电机方案和双电机方案，传动系统有普通齿轮变速器或减速器，也有带行星排的功率分流变速器，行星排有单排、双排、三排等方案。

现有技术的双电机双行星排混合动力系统，第一行星排后端无减速增扭机构，第二行星排减速增扭作用受到尺寸限制无法增大，动力无法提升，因此只适合中轻型车量应用。并且纯发动机驱动没有连接减速增扭齿轮机构，因此只能应用于高速工况。

因此现有技术中已经有单行星排结构解决上述问题，如中国专利CN113602070A公开的公开一种三档平行轴式可跛行带取力模块双电机单行星排混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、调速机构、壳体，第一中心轴、第二中心轴、输出轴，第一中心轴的前端穿出壳体外与发动机连接，第一中心轴外空套有第一空心轴，第一中心轴的后端通过行星排与空心轴传动连接，行星排的后端连接第二中心轴，第二中心轴后端可传动连接有输出轴，输出轴后端穿出壳体外将动力传动到车轮系统中，调速机构分别与第二中心轴、输出轴传动连接，第一电机与空心轴传动连接，第二电机与输出轴传动连接。该结构能有效提高空间利用率、档位丰富、对车型适配性广等特点。但该结构仍存在一些不足，该结构的第二电机输出采用单独设置的电机中间轴，即第二电机过渡轴，轴系复杂；由于采用单行星排结构，因此变速机构采用四挡结构，齿轮系复杂，成本高；倒挡齿轮和倒挡轴单独设置，结构复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型公开了一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，采用双行星排结构，简化了变速机构，采用主副箱式：平行轴2挡×后行星排2挡，结构紧凑，无需单独的倒挡齿轮和倒挡轴，结构简化，占用空间小。

一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，包括从前到后依次连接的发动机、离合器、发动机输入轴、第一换挡执行机构、第一行星齿轮组、第一输入后轴、变速机构、第二输入后轴、第二行星齿轮组、主减速器和车轮；

所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架、第一齿圈和第一固定座，第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架、第二齿圈和第二固定座。

还包括第一电机、空心轴和第二电机；所述第一电机设置在所述第一行星齿轮组之前，所述第一电机和空心轴动力连接，所述空心轴前端连接所述第一换挡执行机构且后端连接第一太阳轮；

所述变速机构包括第一中间轴、第二中间轴、取力主动齿轮、取力从动齿轮、倒挡输入齿轮、一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、倒挡从动齿轮、倒挡主动齿轮、第二换挡执行机构、第三换挡执行机构、第四换挡机构和输出轴，

取力从动齿轮和一挡主动齿轮均固定设置在所述第一中间轴上；取力实现方式：单独的取力齿轮+单独的取力轴，第二中间轴作为取力轴，取力器工作稳定可靠。

取力主动齿轮固定设置在所述第一输入后轴末端，所述一挡从动齿轮空套设置在所述第二输入后轴前端，倒挡从动齿轮固定设置在在所述第二输入后轴上，第二换挡执行机构设置在所述取力主动齿轮和所述一挡从动齿轮之间。

所述第二电机和所述第二中间轴前端动力连接；

倒挡输入齿轮空套设置在所述第二中间轴上，所述第三换挡执行机构固定设置在所述第二中间轴上且位于倒挡输入齿轮后方，所述倒挡主动齿轮设置在固定设置在所述第二中间轴上且和倒挡从动齿轮啮合。

本实用新型采用的档位实现方式：主副箱式：平行轴2挡×后行星排2挡，简化了变速齿轮结构，结构紧凑。

倒档实现方式：无单独的倒挡齿轮+无单独的倒挡轴，简化了零部件，实现了减重降成本。

优选的，还包括第一电机输入齿轮、第一电机中间齿轮和第一电机输出齿轮，所述第一电机动力依次连接第一电机输入齿轮、第一电机中间齿轮、第一电机输出齿轮和空心轴。

优选的，本实用新型还包括第二电机输入齿轮和第二电机输出齿轮，所述第二电机动力依次连接第二电机输入齿轮、所述第二电机输出齿轮和第二中间轴。

具体的，本实用新型中，第二输入后轴末端连接所述第二太阳轮、第一齿圈连接第一输入后轴，第二齿圈后端连接第四换挡机构。

优选的，第一电机、第二电机和第一输入后轴的轴线平行，电机平行布置，结构紧凑。

本实用新型的有益效果是：

档位实现方式：主副箱式：平行轴2挡×后行星排2挡，简化了变速齿轮结构，结构紧凑。

倒档实现方式：无单独的倒挡齿轮+无单独的倒挡轴，简化了零部件，实现了减重降成本。

双中间轴可使各挡位齿轮错位布置，总成轴向长度缩短。

电机平行布置，结构紧凑；

各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡，挡位数更多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种平行布置双电机双行星排混合动力系统的总体结构示意图。

图2是本实用新型所述的行星齿轮组的连接结构示意图。

图3是本实用新型所述的变速机构的结构示意图。

图中：1-发动机、2-离合器、3-输入前轴、4-第一换挡执行机构，

5-第一行星齿轮组、501-太阳轮、502-行星轮、503-行星架、504-齿圈、505-第一固定座，

6-第一输入后轴，

7-变速机构、701-第一中间轴、702-第二中间轴、703-倒挡从动齿轮、704-一挡主动齿轮、705-倒挡主动齿轮、706-一挡从动齿轮、707-取力主动齿轮、708-取力从动齿轮、709-倒挡输入齿轮、710-第二换挡执行机构、711-第三换挡执行机构、712-第四换挡机构、713-输出轴，

8-主减速器、9-车轮、10-空心轴，

11-第一电机、1101-第一电机输入齿轮、1102-第一电机中间齿轮、1103-第一电机输出齿轮，

12-第二电机、13-第二电机输入齿轮、14-所述第二电机输出齿轮、15-第二输入后轴，

16-第二行星齿轮组、1601-第二太阳轮、1602-第二行星轮、1603-第二行星架、1604-第二齿圈、1605-第二固定座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”，“下”，“前”，“后”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结构必须具有的特定方位、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。

本实施中，方向定义为，发动机在前方，车轮在后方。

如图1所示，一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，包括从前到后依次连接的发动机1、离合器2、发动机输入轴3、第一换挡执行机构4、第一行星齿轮组5、第一输入后轴6、变速机构7、第二输入后轴15、第二行星齿轮组16、主减速器8和车轮9；

如图2所示，所述第一行星齿轮组5包括第一太阳轮501、第一行星轮502、第一行星架503、第一齿圈504和第一固定座505，第二行星齿轮组16包括第二太阳轮1601、第二行星轮1602、第二行星架1603、第二齿圈1604和第二固定座1605。

如图3所示，本实施例还包括第一电机11、空心轴10和第二电机12；所述第一电机11设置在所述第一行星齿轮组5之前，所述第一电机11和空心轴10动力连接，所述空心轴10前端连接所述第一换挡执行机构4且后端连接第一太阳轮501；

如图3所示，所述变速机构7包括第一中间轴701、第二中间轴702、取力主动齿轮707、取力从动齿轮708、倒挡输入齿轮709、一挡主动齿轮704、一挡从动齿轮706、倒挡从动齿轮703、倒挡主动齿轮705、第二换挡执行机构710、第三换挡执行机构711、第四换挡机构712和输出轴713，

如图3所示，取力从动齿轮708和一挡主动齿轮704均固定设置在所述第一中间轴701上；取力实现方式：单独的取力齿轮+单独的取力轴，取力器工作稳定可靠。

如图3所示，取力主动齿轮707固定设置在所述第一输入后轴6末端，所述一挡从动齿轮706空套设置在所述第二输入后轴15前端，倒挡从动齿轮703固定设置在在所述第二输入后轴15上，第二换挡执行机构710设置在所述取力主动齿轮707和所述一挡从动齿轮706之间。

所述第二电机12和所述第二中间轴702前端动力连接；

如图3所示，倒挡输入齿轮709空套设置在所述第二中间轴702上，所述第三换挡执行机构711固定设置在所述第二中间轴702上且位于倒挡输入齿轮709后方，所述倒挡主动齿轮705设置在固定设置在所述第二中间轴702上且和倒挡从动齿轮703啮合。

本实施例中，还包括第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102和第一电机输出齿轮1103，所述第一电机11动力依次连接第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102、第一电机输出齿轮1103和空心轴10。

本实施例中，本实用新型还包括第二电机输入齿轮13和第二电机输出齿轮14，所述第二电机12动力依次连接第二电机输入齿轮13、所述第二电机输出齿轮14和第二中间轴702。

本实施例中，第二输入后轴15末端连接所述第二太阳轮1601、第一齿圈504连接第一输入后轴6，第二齿圈1604后端连接第四换挡机构712。

本实施例中，第一电机11、第二电机12和第一输入后轴6的轴线平行。

本实施例的工作原理如下，工作模式及动力传输路径：

发动机驱动模式：离合器2为连接状态，第一换挡执行机构4向右挂挡，第一行星架503与第一太阳轮501锁止，发动机1动力直接传递至第一齿圈504。此模式下，第一电机701可进行动力补偿，动力经第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102、第一电机输出齿轮1103、空心轴10传递至第一行星齿轮组5。

纯电驱动模式：离合器2为断开状态，第一换挡执行机构4向左挂挡或向右挂挡。第一换挡执行机构4向左挂挡时，第一行星架503与第一固定座505为锁止状态，第一电机701动力经第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102、第一电机输出齿轮1103、空心轴10传递至第一行星齿轮组5，经第一太阳轮501、第一行星轮502传递至第一齿圈504，此时第一行星齿轮组5为减速。第一换挡执行机构4向右挂挡时，第一行星架503与第一太阳轮501为锁止状态，整个第一行星齿轮组5速比为1，第一电机701动力经第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102、第一电机输出齿轮1103、空心轴10传递至第一行星齿轮组5，经第一齿圈504输出。

e-CVT模式：离合器2为连接状态，第一换挡执行机构4在中间位置。此时发动机1作为主要动力源，发动机动力经发动机输入轴3传递至第一行星齿轮组5，经第一行星齿轮组5传递至第一齿圈504；第一电机701动力经第一电机输入齿轮1101、第一电机中间齿轮1102、第一电机输出齿轮1103、空心轴10传递至第一太阳轮501；此时第一电机701可以控制第一太阳轮501转速，使发动机1在经济区工作，也可以经动力路线消耗发动机1部分功率进行发电。

以上所有模式，动力最终都通过第一齿圈504传递至第一输入后轴6，经不同挡位实现动力输出。

四个挡位实现方式：主副箱式：平行轴2挡×后行星排2挡。

一挡：第二换挡执行机构710向右挂挡，第四换挡机构712向左挂档，第三换挡执行机构711为断开状态。第一输入后轴6动力经取力主动齿轮707、取力从动齿轮708、第一中间轴701、一挡主动齿轮704、一挡从动齿轮706、第二输入后轴15传至第二星齿轮组16，经第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713、主减速器8输出车轮9。

二挡：第二换挡执行机构710向左挂挡，第四换挡机构712向左挂档，第三换挡执行机构711为断开状态。第一输入后轴6动力经第二换挡执行机构710、第二输入后轴15传至第二星齿轮组16，经第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713输出至后桥。

三挡：第二换挡执行机构710向右挂档，第四换挡机构712向右挂档，第三换挡执行机构711为断开状态。第二输入后轴第一输入后轴6动力经取力主动齿轮707、取力从动齿轮708、第一中间轴701、一挡主动齿轮704、一挡从动齿轮706、第二输入后轴15传至第二星齿轮组16，经第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713输出至后桥。

四挡：第二换挡执行机构710向左挂挡，第四换挡机构712向右挂档，第三换挡执行机构711为断开状态。第二输入后轴第一输入后轴6动力经第二换挡执行机构710、第二输入后轴15传至第二星齿轮组16，经第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713输出至后桥。

倒挡：第三换挡执行机构第三换挡执行机构711向左挂挡，第二换挡执行机构710在中间位置，第四换挡机构712向左或向右挂档。第二输入后轴第一输入后轴6动力经取力主动齿轮707、倒挡输入齿轮709、第三换挡执行机构711、第二中间轴702、倒挡主动齿轮705、倒挡从动齿轮703、第二输入后轴15传至第二星齿轮组16，经第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713输出至后桥。

动力补偿方式：任意驱动模式下，第二电机402均可通过第二中间轴702、倒挡主动齿轮705、倒挡从动齿轮703、第二输入后轴15、第二太阳轮1601、第二行星架1603、输出轴713动力路线进行动力补偿，在各种工作模式下均可以通过此路径的逆向传输回收制动能量。

取力方式：任意驱动模式下，动力由取力主齿轮取力主动齿轮707经取力从动齿轮708传递至第一中间轴701。

Claims (5)

1.一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，包括从前到后依次连接的发动机(1)、离合器(2)、发动机输入轴(3)、第一换挡执行机构(4)、第一行星齿轮组(5)、第一输入后轴(6)、变速机构(7)、第二输入后轴(15)、第二行星齿轮组(16)、主减速器(8)和车轮(9)；

所述第一行星齿轮组(5)包括第一太阳轮(501)、第一行星轮(502)、第一行星架(503)、第一齿圈(504)和第一固定座(505)，第二行星齿轮组(16)包括第二太阳轮(1601)、第二行星轮(1602)、第二行星架(1603)、第二齿圈(1604)和第二固定座(1605)；

其特征在于：还包括第一电机(11)、空心轴(10)和第二电机(12)；所述第一电机(11)设置在所述第一行星齿轮组(5)之前，所述第一电机(11)和空心轴(10)动力连接，所述空心轴(10)前端连接所述第一换挡执行机构(4)且后端连接第一太阳轮(501)；

所述变速机构(7)包括第一中间轴(701)、第二中间轴(702)、取力主动齿轮(707)、取力从动齿轮(708)、倒挡输入齿轮(709)、一挡主动齿轮(704)、一挡从动齿轮(706)、倒挡从动齿轮(703)、倒挡主动齿轮(705)、第二换挡执行机构(710)、第三换挡执行机构(711)、第四换挡机构(712)和输出轴(713)，

取力从动齿轮(708)和一挡主动齿轮(704)均固定设置在所述第一中间轴(701)上；取力主动齿轮(707)固定设置在所述第一输入后轴(6)末端，所述一挡从动齿轮(706)空套设置在所述第二输入后轴(15)前端，倒挡从动齿轮(703)固定设置在所述第二输入后轴(15)上，第二换挡执行机构(710)设置在所述取力主动齿轮(707)和所述一挡从动齿轮(706)之间；

所述第二电机(12)和所述第二中间轴(702)前端动力连接；

倒挡输入齿轮(709)空套设置在所述第二中间轴(702)上，所述第三换挡执行机构(711)固定设置在所述第二中间轴(702)上且位于倒挡输入齿轮(709)后方，所述倒挡主动齿轮(705)设置在固定设置在所述第二中间轴(702)上且和倒挡从动齿轮(703)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，其特征在于：还包括第一电机输入齿轮(1101)、第一电机中间齿轮(1102)和第一电机输出齿轮(1103)，所述第一电机(11)动力依次连接第一电机输入齿轮(1101)、第一电机中间齿轮(1102)、第一电机输出齿轮(1103)和空心轴(10)。

3.根据权利要求2所述的一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，其特征在于：还包括第二电机输入齿轮(13)和第二电机输出齿轮(14)，所述第二电机(12)动力依次连接第二电机输入齿轮(13)、所述第二电机输出齿轮(14)和第二中间轴(702)。

4.根据权利要求2所述的一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，其特征在于：第二输入后轴(15)末端连接所述第二太阳轮(1601)、第一齿圈(504)连接第一输入后轴(6)，第二齿圈(1604)后端连接第四换挡机构(712)。

5.根据权利要求2所述的一种平行布置双电机双行星排混合动力系统，其特征在于：第一电机(11)、第二电机(12)和第一输入后轴(6) 的轴线平行。

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