CN218430830U - 车辆用混合动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，具体为一种车辆用混合动力装置，它包括包括电动主驱机构，包括第一电机，电动主驱机构用于驱动车辆；动力耦合机构，包括第二电机、离合器组和输入轴，第二电机用于和车辆发动机连接，离合器组包括第一离合和第二离合；液压回路，包括液压源，液压回路用于给动力耦合机构提供润滑；其中，第一电机套设在输入轴上，第一离合结合用于使第二电机与第一电机相连，第二离合结合用于使车辆发动机直接输入到输入轴上，液压源由第二电机驱动。本实用新型通过将发电电机与液压源相连，发电电机驱动液压源，来为变速器提供液压油，避免了装置中需要额外设置电机驱动液压源的情况，简化结构，减少空间占用率，节约了成本。

Description

车辆用混合动力装置

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆用混合动力装置。

背景技术

现有的油/电混合动力驱动系统技术均是在原有的燃油发动机基础上设置电驱动动力源——电动机以及发电机共同构成的，它的工作方式是电机、发电机和发动机之间变换，实现节能效果。大多数已有的这些借助于电动力源的车用混合动力驱动系统，燃油发动机和电动力机之间只进行单纯的切换和转换工作，控制方法简单，在技术操作方法上没有合理有效地搭建电动力源和发动机之间协同工作关系，因而已有的混合动力驱动装置无法以降低能耗为目的的前提下充分的发挥驱动潜能，一些AT变速器通过离合器来实现不同的驱动模式，实现了节能减排的效果，不过由于AT变速器有级式的变速使得发动机始终无法工作在最高效区域，并且随着插电式新能源车型的使用，客户对纯电动力的需求愈加明显，现有技术下的混动系统均需要增大现有电机的功率规格才可以满足要求，由此带来了结构的复杂、成本和重量的上升。

例如申请号为202020555936.1的中国实用新型专利，公开了一种混合动力系统和车辆，混合动力系统包括：电动主驱机构，包括第一电机，电动主驱机构用于驱动车辆；动力耦合机构，包括第二电机和离合器组，第二电机用于和车辆的发动机接；其中，离合器组结合，第二电机和发动机与电动主驱机构连接，离合器组分离，第二电机和发动机与电动主驱机构分离。该本实用新型的技术方案，在多个工况下均可确保发动机和电机同时高效运行，确保整车系统在多个工况下都能实现最高效工作，实现节能减排，但对于驱动装置来说润滑是必不可少的，因此需要设置额外的电动泵来满足润滑和压力等需求，容易导致结构复杂，且整体占用空间增大，成本和重量也随之上升。

发明内容

本实用新型旨在提供一种车辆用混合动力装置，通过将发电电机与液压源相连，通过发电电机来驱动液压源，来为变速器提供液压油，避免了装置中需要额外设置电机驱动液压源的情况，简化结构，减少空间占用率，节约了成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种车辆用混合动力装置，包括电动主驱机构，包括第一电机，所述电动主驱机构用于驱动车辆；动力耦合机构，包括第二电机、离合器组和输入轴，所述第二电机用于发电和辅助驱动车辆，所述离合器组包括第一离合和第二离合；液压回路，包括液压源，所述液压回路用于给动力耦合机构提供润滑，所述液压源以第二电机为动力源；其中，所述第一电机套设在输入轴上，所述第一离合结合用于使第二电机与第一电机相连，所述第一离合和第二离合结合用于使车辆发动机直接输入到输入轴上，所述液压源由第二电机驱动。

在该技术方案中，将第一电机与输入带轮轴连接用于驱动，第一离合和第二离合打开，第二电机驱动液压源，为液化回路提供液压油，可实现电动模式；第二电机配合第一离合与发动机连接用于发电，提供给第一电机用电驱动车辆行驶或储存下来，实现混合动力的串联或者增程模式，结合第一离合和第二离合，可采用混动模式，多种模式的选择，使得发动机处于最高效的运转区域来工作，提高发动机的工作效率，确保了最佳的燃油经济性，同时将第二电机用于驱动液压回路，为变速器提供液压油，避免了装置中需要额外设置电机驱动液压源的情况，简化结构，减少空间占用率，节约了成本。

作为优选，第二电机包括转子和套设在转子外的转子支架，所述液压源连接在转子支架上。液压源与第二电机的转子支架连接，转子支架为液压源提供驱动力，使得液压回路能够为整个电动主驱机构和动力耦合机构、输入带轮和输出带轮提供动力润滑和油冷。

作为优选，第二电机为发电电机，所述第二电机包括电机轴齿，所述动力耦合机构包括外啮合齿轮，所述电机轴齿与所述转子同轴设置，所述外啮合齿轮与电机轴齿外啮合，外啮合齿轮与所述输入轴同轴设置，且外啮合齿轮与所述离合器组固定。发电电机的定子固定在变速器的壳体上，发电电机的转子固定在发电电机的转子支架上，电机的转子支架通过轴承连接到壳体上，输入轴通过轴承最终支撑在壳体上，液压源连接在发电机电机转子支架上获得动力，电机通过齿轮啮合的方式与离合器组连接在一起。

作为优选，动力耦合机构包括轴承，所述轴承套设在外啮合齿轮上，轴承用于将外啮合齿轮与变速箱的壳体固定。轴承用于支撑外啮合齿轮，外啮合齿轮通过轴承最终支撑在壳体上。

作为优选，一种车辆用混合动力装置包括无级调速机构，所述无级调速机构包括输入带轮、传动带和输出带轮，所述输入带轮套设在所述输入轴上，输入带轮通过传送带与输出带轮连接并构成带传动。通过设置输入带轮，便于输出输入轴的扭矩，从而驱动车辆，且带轮为柔性传动机构，便于灵活设置输入带轮的位置和与第一电机的距离，有利于优化混合动力系统的整体结构，减少空间占用，而设置带传动的形式，结构简单，易于装配，适合无级调速，有利于最大限度发挥发动机的效率，节约能量消耗。

作为优选，无级调速机构包括减速箱，所述减速箱的输出端用于输出动力到车辆，所述输出带轮连接减速箱的输入端。

作为优选，减速箱包括一级齿轮、二级齿轮和差速器，所述输出带轮与一级齿轮同轴固定，所述二级齿轮的输出端与差速器连接。设置有差速器，满足汽车转弯时两侧车轮转速不同的要求。

本实用新型具有的优点：通过将发电电机与液压源相连，通过发电电机来驱动液压源，来为变速器提供液压油，避免了装置中需要额外设置电机驱动液压源的情况，简化结构，减少空间占用率，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型的车辆用混合动力装置的示意图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

由图1所示，一种车辆用混合动力装置，包括壳体1、电动主驱机构、动力耦合机构和液压回路，电动主驱机构包括第一电机4，动力耦合机构包括第二电机5、离合器组、外啮合齿轮7和输入轴3，液压回路包括液压源12，壳体1外部设有发动机2，发动机2连接输入轴3，位于壳体1内部的输入轴3上从右向左依次设置有第一电机4、无级调速机构、离合器组和轴承9，离合器组包括第一离合10和第二离合11，输入轴3通过轴承9固定在壳体1上，液压源12与轴承9连通用于润滑和油冷，离合器组上方设置有第二电机5，第二电机5包括转子和转子支架，液压源12与转子支架固定获取动力，第二电机5同轴设置位于第二电机5 左侧的电机轴齿6，第二轴齿外啮合有固定在离合器组上的外啮合齿轮7。

在该技术方案中，将第一电机4与输入轴3连接用于驱动，第二电机5与发动机2连接用于发电，提供给第一电机4用电驱动车辆行驶或储存下来，通过配合第一离合10和第二离合11，可实现电力模式或者混动模式，使得发动机2处于最高效的运转区域来工作，提高发动机2的工作效率，确保了最佳的燃油经济性，同时将第二电机5用于驱动液压回路，为变速器提供液压油，避免了装置中需要额外设置电机驱动液压源12的情况，简化结构，减少空间占用率，节约了成本。

使用时，当中低车速纯电动行驶时，控制离合器组中的第一离合10和第二离合11分离，第一电机4通过输入带轮8将动力传递到传动带，再传递给输出带轮13机构，最终通过差速器17将动力输出到车轮，在减速行驶过程中，车辆的动能通过车轮反向传递到第一电机 4或者接合第二离合11传递到第二电机5，实现发电存储能量。在该工况行驶中，由于可以通过带轮机构和传动带实现无级调速，使得电机始终可以工作在高效的转速区域，确保电动模式下的高效运行，尤其说明的是该过程中传动系统的液压油来源均由第二电机5驱动的液压源12提供。

当电池电量偏高，同时需要大油门起步加速或爬坡的时候，控制第二离合11接合，第二离合11产生的动力和第一电机4两部分动力在输入带轮8机构汇合后驱动车辆行驶，实现纯电动力的加强模式。

当中低速纯电行驶，电池电量偏低时，第一离合10接合，通过第二电机5来快速启动发动机2，然后通过发动机2来驱动第二电机5发电，产生的电提供给第一电机4驱动车辆行驶或储存在电池中，实现混合动力的串联或增程模式，该模式，可以在特殊工况下，使得发动机2处于最高效的运转区域来工作，同时驱动第一电机4也处于最高效的运转区域工作，确保整个系统高效运行，并且通过第二电机5来启动发动机2，由于启动过程中第二离合11保持分离，这样发动机2启动过程中产生的扭矩冲击将被离合器隔离，无法通过输入带轮8机构将冲击扭矩传递到车轮造成整车的冲击不舒适感。

当中高车速行驶时，通过结合第二离合11，使得发动机2的动力可以直接通过输入带轮8等组成的变速传动系统无级调速后传递到车轮上，该工况下可以通过无级调速调整发动机2转速，同时通过第一电机4或第二电机5的充放电扭矩来调节发动机2的输出扭矩，使得发动机2始终处于最高效的运行区域，确保整个系统的高效运行，而且通过控制第二离合 11的快速结合可以使得发动机2动力快速传递到车轮，实现动力的快速响应，满足整车驾驶需求。

当需要大功率输出来驱动车辆加速的时候，可以通过结合第一离合10、第二离合11，使得发动机2的动力、第一电机4和第二电机5的动力同时通过输入带轮8机构，传递到车轮上实现混合动力并联模式，同时通过带轮机构来实现无级调速，将发动机2和电机的扭矩放大后输出到车轮，起到增加动力的效果，当然，如果保持动力性不变，那通过该系统可以降低对发动机2和电机扭矩的需求，特别电机扭矩的大幅度下降，可以使得电机、电机控制器及电池的成本大幅度下降，降低整车的系统成本；同时在发动机2和电机同时工作驱动车辆中高速行驶时，可以通过无级调速机构使得发动机2和电机始终工作在中低转速高效运行区域内，不仅能确保整车的高效运行，同时能保证优异的NVH性能，还能降低对电机最高转速的需求，降低电机的成本。

当电池电量偏低，同时需要大油门起步加速或爬坡的时候，结合第一离合10，保持第二离合11分离，通过第二电机5来快速启动发动机2，通过结合第二离合11，使得发动机2部分动力通过离合器直接传递到输入带轮8机构，同时发动机2另外一部分动力驱动第二电机5发电，产生的电提供给第一电机4驱动传递到输入带轮8机构，最后两部分动力在输入带轮8机构汇合后驱动车辆行驶，实现混合动力的混联模式，由于电机在低速就可以满扭矩输出，所以通过采用该模式，可以在特殊工况下，在发动机2输出功率一样的前提下，放大系统的输出扭矩，确保在电池电量偏低没法输出电能的情况下，使得整车中低车速下的动力性能得到保证，避免出现混合动力系统当电池电量偏低后就会出现动力性能大幅下降的情况，影响整车驾驶性能。

如图1所示，所述无级调速机构包括输入带轮8、传动带、输出带轮13和减速箱，所述输入带轮8套设在所述输入轴3上，输入带轮8通过传送带14与输出带轮13连接并构成带传动。通过设置输入带轮8，便于输出输入轴3的扭矩，从而驱动车辆，且带轮为柔性传动机构，便于灵活设置输入带轮8的位置和与第一电机4的距离，有利于优化混合动力系统的整体结构，减少空间占用，而设置带传动的形式，结构简单，易于装配，适合无级调速，有利于最大限度发挥发动机2的效率，节约能量消耗，通过无级变速系统调节使得发动机2 或电机工作在最高效转速区域，不仅确保了最佳的燃油经济性，同时避免了发动机2或电机工作在高转速区域，大大提高了整车的驾驶舒适性，而且由于无级变速系统速比的灵活调节，使得在满足整车同样驾驶性的要求下电机的扭矩和转速要求可以大幅度降低，大大降低混合动力系统的成本。同时通过优化的结构设计，使得整个系统的尺寸控制在传统动力系统的范围内，大大提高整车布置上的适用性。减速箱包括一级齿轮15、二级齿轮16和差速器17，所述输出带轮13与一级齿轮15同轴固定，所述二级齿轮16的输出端与差速器17连接。设置有差速器17，满足汽车转弯时两侧车轮转速不同的要求。

Claims (7)

1.一种车辆用混合动力装置，其特征在于，包括：

电动主驱机构，包括第一电机，所述电动主驱机构用于驱动车辆；

动力耦合机构，包括第二电机、离合器组和输入轴，所述第二电机用于发电和辅助驱动车辆，所述离合器组包括第一离合和第二离合；

液压回路，包括液压源，所述液压回路用于给动力耦合机构提供润滑，所述液压源以第二电机为动力源；

其中，所述第一电机套设在输入轴上，所述第一离合结合用于使第二电机与第一电机相连，所述第一离合和第二离合结合用于使车辆发动机直接输入到输入轴上，所述液压源由第二电机驱动。

2.根据权利要求1所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，所述第二电机包括转子和套设在转子外的转子支架，所述液压源连接在转子支架上。

3.根据权利要求2所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，所述第二电机为发电电机，所述第二电机包括电机轴齿，所述动力耦合机构包括外啮合齿轮，所述电机轴齿与所述转子同轴设置，所述外啮合齿轮与电机轴齿外啮合，外啮合齿轮与所述输入轴同轴设置，且外啮合齿轮与所述离合器组固定。

4.根据权利要求3所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，所述动力耦合机构包括轴承，所述轴承套设在外啮合齿轮上，轴承用于将外啮合齿轮与变速箱的壳体固定。

5.根据权利要求1所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，包括无级调速机构，所述无级调速机构包括输入带轮、传动带和输出带轮，所述输入带轮套设在所述输入轴上，输入带轮通过传送带与输出带轮连接并构成带传动。

6.根据权利要求5所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，所述无级调速机构包括减速箱，所述减速箱的输出端用于输出动力到车辆，所述输出带轮连接减速箱的输入端。

7.根据权利要求6所述的车辆用混合动力装置，其特征在于，所述减速箱包括一级齿轮、二级齿轮和差速器，所述输出带轮与一级齿轮同轴固定，所述二级齿轮的输出端与差速器连接。

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