CN219969395U - 一种多档混合动力变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多档混合动力变速箱，包括：第一转轴，第一转轴的一端传动连接有发动机，第一转轴的另一端传动连接有动力传递件；第二转轴，第二转轴的一端传递连接有第一电机，第二转轴的另一端与动力传递件传动连接；第三转轴，第三转轴上设有第一传动齿轮组，第三转轴与差速器以及动力传递件传动连接；第四转轴，第四转轴的一端传动连接有第二电机，第四转轴上设有第二传动齿轮组，其中：第一传动齿轮组或第二传动齿轮组空套于第三转轴或第四转轴上，第三转轴或第四转轴上设有分离结合切换件。与现有技术相比，本实用新型不仅能够提升驾驶体验、提高整车的动力性和爬坡能力，同时整车的经济性也大幅提升。

Description

一种多档混合动力变速箱

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车技术领域，特别是一种多档混合动力变速箱。

背景技术

目前，有的驱动系统选用发动机单档、驱动电机和轮端刚性连接的混动专用变速器，在纯电工作时，驱动电机由于单档传动，无法兼顾动力性和经济性；此混动方案系统效率不高，整车油耗较高、NVH性能较差。纯电驱动时，只有一个速比；难以兼容整车的动力性和经济性，在车辆高速行驶时，驱动电机需要保持极高的转速，对噪声和续航里程方面都不利。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多档混合动力变速箱，以解决现有技术中的技术问题，它不仅能够提升驾驶体验、提高整车的动力性和爬坡能力，同时整车的经济性也大幅提升。

本实用新型提供了一种多档混合动力变速箱，包括：

第一转轴，所述第一转轴的一端传动连接有发动机，所述第一转轴的另一端传动连接有动力传递件；

第二转轴，所述第二转轴的一端传递连接有第一电机，所述第二转轴的另一端与所述动力传递件传动连接；

第三转轴，所述第三转轴上设有第一传动齿轮组，所述第三转轴与差速器以及所述动力传递件传动连接；

第四转轴，所述第四转轴的一端传动连接有第二电机，所述第四转轴上设有第二传动齿轮组，所述第二传动齿轮组内的各个齿轮与所述第一传动齿轮组内的各个齿轮一一对应，并保持啮合，其中：

所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组空套于所述第三转轴或所述第四转轴上，所述第三转轴或所述第四转轴上设有分离结合切换件，所述分离结合切换件用于使得所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组内的其一齿轮与第三转轴或所述第四转轴固接。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第一传动齿轮组包括空套于所述第三转轴上的第一齿轮和第二齿轮，所述第二传动齿轮组包括固接在所述第四转轴上的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合，所述分离结合切换件用于使得所述第一齿轮或第二齿轮与所述第三转轴固接。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述分离结合切换件为同步器，所述同步器固接于所述第三转轴上，所述同步器位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述动力传递件包括太阳轮、齿圈、行星轮以及行星架，所述行星轮设置于所述行星架上，所述齿圈与所述太阳轮的轴线相重合，所述行星轮分别啮合所述齿圈与所述太阳轮。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第一转轴固接于所述太阳轮上。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第二转轴固接于所述行星架上。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第三转轴上设有第五齿轮，所述第五齿轮与齿圈的外齿相啮合。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第三转轴上设有第六齿轮，所述差速器上设有差速器齿轮，所述第六齿轮与所述差速器齿轮啮合。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第一转轴与所述第二转轴的轴线相重合，所述第一电机与所述第二电机位于同一侧。

如上所述的一种多档混合动力变速箱，其中，优选的是，所述第二转轴、所述第三转轴以及所述第四转轴均平行设置，所述第三转轴位于所述第二转轴和所述第四转轴之间。

与现有技术相比，本实用新型通过于第三转轴上设置第一传动齿轮组，第一传动齿轮组内各个齿轮的齿数不同，于第四转轴上设置与第一传动齿轮组啮合的第二传动齿轮组，第二传动齿轮组内各个齿轮的齿数不同，第一传动齿轮组或第二传动齿轮组空套在对应的转轴上，通过设置分离结合切换件，来使得其中其一空套的齿轮与对应的转轴同步转动，从而实现对应传动比的动力传递，使得第二电机的动力可以在不同的齿轮副之间传递，同时分离结合切换件可以实现传递和中断第二电机的动力，优化整车中高速时，发动机直驱带动第二电机空转时的无效拖拽扭矩。不仅能够提升驾驶体验、提高整车的动力性和爬坡能力，同时整车的经济性也大幅提升。

附图说明

图1是本实用新型所提供实施例的结构示意图；

图2是变速箱处于纯电1档工作模式时候的动力传递路径示意图；

图3是变速箱处于纯电2档工作模式时候的动力传递路径示意图；

图4是变速箱处于功率分流1工作模式时候的动力传递路径示意图；

图5是变速箱处于功率分流2工作模式时候的动力传递路径示意图；

图6是变速箱处于串联模式1工作模式时候的动力传递路径示意图；

图7是变速箱处于串联模式2工作模式时候的动力传递路径示意图；

图8是变速箱处于驻车发电工作模式时候的动力传递路径示意图；

图9是变速箱处于能量回收1工作模式时候的动力传递路径示意图；

图10是变速箱处于能量回收2工作模式时候的动力传递路径示意图。

附图标记说明：1-第一转轴，2-发动机，3-动力传递件，31-太阳轮，32-齿圈，33-行星轮，34-行星架，4-第二转轴，5-第一电机，6-第三转轴，7-差速器，8-第四转轴，9-第二电机，10-同步器，11-第一齿轮，12-第二齿轮，13-第三齿轮，14-第四齿轮，15-第五齿轮，16-第六齿轮，17-差速器齿轮。

具体实施方式

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，而不能解释为对本实用新型的限制。

参照图1所示，本实用新型提供了一种多档混合动力变速箱，包括：

第一转轴1，第一转轴1的一端传动连接有发动机2，第一转轴1的另一端传动连接有动力传递件3，发动机2工作时，发动机2所输出的动力经由第一转轴1传递至动力传递件3。

第二转轴4，第二转轴4的一端传递连接有第一电机5，第二转轴4的另一端与动力传递件3传动连接，当第一电机5作为发电机使用时候，第一电机5接受来自于动力传递件3传递过来的机械能，并将机械能转化为电能存储，当第一电机5作为驱动电机使用时候，第一电机5将电能转化为机械能，所输出的动力经由第一转轴1传递至动力传递件3。

第三转轴6，第三转轴6上设有第一传动齿轮组，第一传动齿轮组内各个齿轮的齿数具有差异，第三转轴6与差速器7以及动力传递件3传动连接，第三转轴6作为中间轴，可以接收到来自于动力传递件3传递过来的动力，并将动力传递至差速器7。

第四转轴8，第四转轴8的一端传动连接有第二电机9，第四转轴8上设有第二传动齿轮组，第二传动齿轮组内各个齿轮的齿数具有差异，第二传动齿轮组内的各个齿轮与第一传动齿轮组内的各个齿轮一一对应，并保持啮合，不同的齿轮啮合具有不同的传动比，当第二电机9作为发电机使用时候，第二电机9接受来自于动力传递件3传递过来的机械能，并将机械能转化为电能存储，当第二电机9作为驱动电机使用时候，第二电机9将电能转化为机械能，所输出的动力经由第四转轴8传递至第三转轴6再传递至差速器7。

其中：

第一传动齿轮组或第二传动齿轮组空套于第三转轴6或第四转轴8上，第三转轴6或第四转轴8上设有分离结合切换件，分离结合切换件用于使得第一传动齿轮组或第二传动齿轮组内的其一齿轮与第三转轴6或第四转轴8固接。本申请所提供的实施例中，第一传动齿轮组内各个齿轮空套于第三转轴6上，第二传动齿轮组内各个齿轮与第四转轴8固接，分离结合切换件设置于第三转轴6上，分离结合切换件用于使得第一传动齿轮组内的一个齿轮与第三转轴6固接，这样动力可以经由此齿轮传递至第三转轴6，或第三转轴6的动力可经由此齿轮传递出去。从而实现对应传动比的动力传递，使得第二电机9的动力可以在不同的齿轮副之间传递，同时分离结合切换件可以实现传递和中断第二电机9的动力，优化整车中高速时，发动机2直驱带动第二电机9空转时的无效拖拽扭矩。不仅能够提升驾驶体验、提高整车的动力性和爬坡能力，同时整车的经济性也大幅提升。

一种可行的实施方式中，参照图1所示，第一传动齿轮组包括空套于第三转轴6上的第一齿轮11和第二齿轮12，第二传动齿轮组包括固接在第四转轴8上的第三齿轮13和第四齿轮14，第三齿轮13与第一齿轮11啮合，第四齿轮14与第二齿轮12啮合，实现两种不同传动比的传动，分离结合切换件用于使得第一齿轮11或第二齿轮12与第三转轴6固接。当第一齿轮11与第三转轴6固接时，此时第二齿轮12与第三转轴6空套，第三转轴6与第四转轴8之间通过第一齿轮11和第三齿轮13的啮合实现传动，实现其一传动比的传动，当第二齿轮12与第三转轴6固接时，此时第一齿轮11与第三转轴6空套，第三转轴6与第四转轴8之间通过第二齿轮12和第四齿轮14的啮合实现传动，实现另一传动比的传动，从而实现第二电机9驱动时候的档位转换。本领域的技术人员可以知晓，每个齿轮组内也可以设置更多的齿轮，以实现更多的档位调整，在此不做限定。

进一步地，分离结合切换件为同步器10，同步器10固接于第三转轴6上，同步器10位于第一齿轮11和第二齿轮12之间，同步器10的结构可参照现有技术中变速器领域中的同步器10结构，在此不做赘述，同步器10往左移动时候，第一齿轮11和第三转轴6连接，实现同步转动，同步器10往右移动时候，第二齿轮12和第三转轴6连接，实现同步转动。本领域的技术人员可以知晓，同步器10的结构形式可以用湿式离合器或牙嵌式离合器替代，在此不做限定。

参照图1所示，动力传递件3为行星排，在传递动力的同时还能实现传动比的变化，具体地，动力传递件3包括太阳轮31、齿圈32、行星轮33以及行星架34，行星轮33设置于行星架34上，优选的是，行星轮33设有三个，三个行星轮33环形等间隔设置，齿圈32与太阳轮31的轴线相重合，行星轮33以及太阳轮31均位于齿圈32内，行星轮33分别啮合齿圈32与太阳轮31，行星轮33可以自转以及以太阳轮31的轴线为中心线公转，齿圈32也可以以太阳轮31的轴线为中心线转动，在动力传递过程中实现传动比的变化。

本申请所提供的实施例中，第一转轴1固接于太阳轮31上，发动机2所提供的动力，经由第一转轴1传递至太阳轮31，从而可以驱动行星轮33以及齿圈32转动，发动机2的输出端可以与第一转轴1直接连接，也可以通过传动件与第一转轴1连接，在此不做限定，优选的是，发动机2的输出端直接与第一转轴1连接，提高动力输出效率以及压缩装配空间。

本申请所提供的实施例中，第二转轴4固接于行星架34上，当第一电机5作为发电机时候，行星架34的转动可以带动第二转轴4转动，从而将机械能传递给第一电机5，第一电机5将其转化为电能存储，当第一电机5作为驱动电机时候，第一电机5的动力经由第二转轴4传递至行星架34，与发动机2提供的动力相叠加，从而提高动力输出功率，第一电机5的轴端可以与第二转轴4直接连接，也可以通过传动件与第二转轴4连接，在此不做限定，优选的是，第一电机5的轴端直接与第二转轴4连接，提高动力输出效率以及压缩装配空间。

参照图1所示，第三转轴6上固设有第五齿轮15，第五齿轮15与齿圈32的外齿相啮合，齿圈32接收到第一电机5或/和发动机2传递过来的动力转动，进而驱动第三转轴6转动，第三转轴6一方面可以接收第一电机5或/和发动机2的驱动力，另一方面也可以接收来自第二电机9的驱动力，从而实现较强的动力输出。

参照图1所示，第三转轴6上设有第六齿轮16，差速器7上设有差速器齿轮17，第六齿轮16与差速器齿轮17啮合。第一电机5的动力可以依次通过行星架34、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴；发动机2的动力可以依次通过太阳轮31、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴；第二电机9的动力可以通过第三齿轮13或第四齿轮14，传递给第一齿轮11或第二齿轮12，再依次经过第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

本申请所提供的实施例中，为实现第一电机5、第二电机9和发动机2在变速箱内合理布局，以降低变速箱的尺寸，第一转轴1与第二转轴4同轴设置，第一电机5与第二电机9位于同一侧。第二转轴4、第三转轴6以及第四转轴8均平行设置，第三转轴6位于第二转轴4和第四转轴8之间。

以上实施例所提供的变速箱能够合理利用发动机2以及第一电机5和第二电机9输出的动力实现混合动力汽车的串/并联动力输出，并能根据不同的路况及电池电量切换不同的工作模式，以达到混合动力汽车节油环保以及满足不同路况所需系统性能的要求，具体地，参照图2至图10所示，包括以下几个工作模式，图中的箭头为动力传递路径：

一、纯电1档

参照图2所示，第一电机5和发动机2不工作，同步器10向左结合，第一齿轮11与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第三齿轮13、第一齿轮11、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

二、纯电2档

参照图3所示，第一电机5和发动机2不工作，同步器10向右结合，第二齿轮12与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第四齿轮14、第二齿轮12、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

三、功率分流1

参照图4所示，第一电机5、第二电机9和发动机2均工作，此时同步器10向左结合，第一齿轮11与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第三齿轮13、第一齿轮11、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

第一电机5的动力依次通过行星架34、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

发动机2的动力依次通过太阳轮31、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴，从而满足较大的动力需求。

四、功率分流2

参照图5所示，第一电机5、第二电机9和发动机2均工作，此时同步器10向右结合，第二齿轮12与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第四齿轮14、第二齿轮12、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

第一电机5的动力依次通过行星架34、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

发动机2的动力依次通过太阳轮31、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴，从而满足较大的动力需求。

五、串联模式1

参照图6所示，第二电机9和发动机2工作，第一电机5发电，此时同步器10向左结合，第一齿轮11与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第三齿轮13、第一齿轮11、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

发动机2的动力依次通过太阳轮31、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

行星架34的转动带动第二转轴4转动，从而将机械能传递给第一电机5，第一电机5将其转化为电能存储。

六、串联模式2

参照图7所示，第二电机9和发动机2工作，第一电机5发电，此时同步器10向右结合，第二齿轮12与第三转轴6固接，第二电机9的驱动力依次经由第四齿轮14、第二齿轮12、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

发动机2的动力依次通过太阳轮31、齿圈32、第五齿轮15、第三转轴6、第六齿轮16传递至差速器齿轮17上，经由差速器7把动力传递给车辆驱动轴。

行星架34的转动带动第二转轴4转动，从而将机械能传递给第一电机5，第一电机5将其转化为电能存储。

七、驻车发电

参照图8所示，此时同步器10居中，第一齿轮11和第二齿轮12均空套于第三转轴6上，差速器7锁死，发动机2启动，动力经由太阳轮31、行星轮33、行星架34、第二转轴4传递至第一电机5，第一电机5将其转化为电能存储。

八、能量回收1

参照图9所示，同步器10向左结合，第一齿轮11与第三转轴6固接，动力依次经由差速器齿轮17、第六齿轮16、第三转轴6、第一齿轮11以及第三齿轮13传递给第二电机9，第二电机9将其转化为电能存储。

九、能量回收2

参照图10所示，同步器10向右结合，第二齿轮12与第三转轴6固接，动力依次经由差速器齿轮17、第六齿轮16、第三转轴6、第二齿轮12以及第四齿轮14传递给第二电机9，第二电机9将其转化为电能存储。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多档混合动力变速箱，其特征在于，包括：

第一转轴，所述第一转轴的一端传动连接有发动机，所述第一转轴的另一端传动连接有动力传递件；

第二转轴，所述第二转轴的一端传递连接有第一电机，所述第二转轴的另一端与所述动力传递件传动连接；

第三转轴，所述第三转轴上设有第一传动齿轮组，所述第三转轴与差速器以及所述动力传递件传动连接；

第四转轴，所述第四转轴的一端传动连接有第二电机，所述第四转轴上设有第二传动齿轮组，所述第二传动齿轮组内的各个齿轮与所述第一传动齿轮组内的各个齿轮一一对应，并保持啮合，其中：

所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组空套于所述第三转轴或所述第四转轴上，所述第三转轴或所述第四转轴上设有分离结合切换件，所述分离结合切换件用于使得所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组内的其一齿轮与第三转轴或所述第四转轴固接。

2.根据权利要求1所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第一传动齿轮组包括空套于所述第三转轴上的第一齿轮和第二齿轮，所述第二传动齿轮组包括固接在所述第四转轴上的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合，所述分离结合切换件用于使得所述第一齿轮或第二齿轮与所述第三转轴固接。

3.根据权利要求2所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述分离结合切换件为同步器，所述同步器固接于所述第三转轴上，所述同步器位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间。

4.根据权利要求1所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述动力传递件包括太阳轮、齿圈、行星轮以及行星架，所述行星轮设置于所述行星架上，所述齿圈与所述太阳轮的轴线相重合，所述行星轮分别啮合所述齿圈与所述太阳轮。

5.根据权利要求4所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第一转轴固接于所述太阳轮上。

6.根据权利要求4所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第二转轴固接于所述行星架上。

7.根据权利要求4所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第三转轴上设有第五齿轮，所述第五齿轮与所述齿圈的外齿相啮合。

8.根据权利要求1所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第三转轴上设有第六齿轮，所述差速器上设有差速器齿轮，所述第六齿轮与所述差速器齿轮啮合。

9.根据权利要求1所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第一转轴与所述第二转轴的轴线相重合，所述第一电机与所述第二电机位于同一侧。

10.根据权利要求7所述的多档混合动力变速箱，其特征在于：所述第二转轴、所述第三转轴以及所述第四转轴均平行设置，所述第三转轴位于所述第二转轴和所述第四转轴之间。