CN219988988U - 传动系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动系统以及车辆，所述传动系统包括：发动机、电机、行星轮系、输出轴、控制器以及离合器，所述发动机具有第一输入轴，所述电机具有第二输入轴，所述行星轮系的太阳轮与所述第二输入轴动力连接，行星轮架与所述第一输入轴相连，齿圈空套于所述第一输入轴，且所述齿圈适于耦合动力，所述输出轴可选择地与所述第一输入轴和/或所述第二输入轴联动，所述控制器用于控制所述输出轴与所述第一输入轴和/或所述第二输入轴联动，所述离合器与所述第一输入轴相连，所述离合器适于与所述第二输入轴动力连接。由此，通过控制器、离合器进行模式切换，使传动系统的工作模式更加丰富、工作稳定性更高，动力性、燃油经济性均更好。

Description

传动系统以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种传动系统以及车辆。

背景技术

相关技术中，纯电车辆存在续航里程焦虑，而传统燃油车辆存在排放污染问题，而混动技术则可以在改善排放污染问题的同时，降低续航里程焦虑。

然而，现有的混动方案，采用双电机系统，成本高，重量大，且平行轴形式的传动架构，无法实现动力分流，低速发动机无法介入，应用场景限制多，工作模式单一。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种传动系统，所述传动系统采用单电机，简化结构、降低成本的同时，电机与发动机可以实现功率分流，全工况下发动机均可介入，可以保证发动机的动力性和经济性。

本申请进一步提出了一种采用上述传动系统的车辆。

根据本申请第一方面实施例的传动系统，包括：发动机、电机、行星轮系、输出轴、控制器以及第一离合器，所述发动机具有第一输入轴，所述电机具有第二输入轴，所述行星轮系的太阳轮与所述第二输入轴动力连接，行星轮架与所述第一输入轴相连，齿圈空套于所述第一输入轴，且所述齿圈适于耦合动力，所述输出轴可选择地与所述第一输入轴和/或所述第二输入轴联动，所述控制器用于控制所述输出轴与所述第一输入轴和/或所述第二输入轴联动，所述第一离合器与所述第一输入轴相连，所述第一离合器适于与所述第二输入轴动力连接。

根据本申请实施例的传动系统，通过控制器、第一离合器进行模式切换，使传动系统的工作模式更加丰富、工作稳定性更高，动力性、燃油经济性均更好，且采用单电机，简化结构、降低成本的同时，电机与发动机可以实现功率分流，全工况下发动机均可介入，可以保证发动机的动力性和经济性。

根据本申请的一些实施例，所述第二输入轴上设置有第一主动齿轮和第二主动齿轮，第一从动齿轮与所述第一主动齿轮啮合，第二从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合，所述第一离合器可选择地与所述第一从动齿轮接合。

在一些实施例中，所述第二从动齿轮与所述太阳轮通过套设于所述第一输入轴的空心轴相连，所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮均空套于所述第一输入轴，所述控制器与所述太阳轮相连，并可选择地与所述第二从动齿轮接合。

进一步地，所述第一主动齿轮、所述第二主动齿轮均空套于所述第二输入轴，所述第二从动齿轮与所述太阳轮相连，所述第一从动齿轮空套于所述第一输入轴，所述控制器设置于所述第二输入轴，并可选择地与所述第一主动齿轮或所述第二主动齿轮接合。

根据本申请的一些实施例，所述传动系统还包括：动力输出齿轮，所述动力输出齿轮与所述齿圈动力连接，所述动力输出齿轮空套于所述第一输入轴，所述动力输出齿轮与所述输出轴动力连接。

进一步地，所述控制器与所述齿圈相连，并可选择地与所述动力输出齿轮接合；或所述控制器与所述动力输出齿轮相连，并可选择地与所述齿圈接合。

进一步地，所述传动系统还包括：中间轴，所述中间轴上设置有中间轴输入齿轮和中间轴输出齿轮，所述中间轴输入齿轮与所述动力输出齿轮啮合，所述中间轴输出齿轮与所述输出轴上的总输出齿轮啮合。

进一步地，所述动力输出齿轮与所述齿圈相连，所述控制器设置于所述中间轴，且所述中间轴输入齿轮空套于所述中间轴，所述控制器可选择地与所述中间轴输入齿轮接合。

根据本申请的一些实施例，所述控制器为同步器、离合器中的任一种。

根据本申请第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中所述的传动系统。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从接合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请第一实施例的传动系统的示意图；

图2是根据本申请第二实施例的传动系统的示意图；

图3是根据本申请第三实施例的传动系统的示意图；

图4是根据本申请第四实施例的传动系统的示意图。

附图标记：

传动系统100，

发动机10，第一输入轴11，第一从动齿轮12，第二从动齿轮13，空心轴14，动力输出齿轮15，

电机20，第二输入轴21，第一主动齿轮22，第二主动齿轮23，

行星轮系30，太阳轮31，行星轮架32，齿圈33，行星轮34，

输出轴40，总输出齿轮41，

控制器50，第一离合器60，

中间轴70，中间轴输入齿轮71，中间轴输出齿轮72。

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，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的传动系统100以及车辆。

如图1、图2、图3和图4所示，根据本申请第一方面实施例的传动系统100，包括：发动机10、电机20、行星轮系30、输出轴40、控制器50、第一离合器60。

其中，发动机10具有第一输入轴11，电机20具有第二输入轴21，行星轮系30的太阳轮31与第二输入轴21动力连接，行星轮架32与第一输入轴11相连，齿圈33空套于第一输入轴11，且齿圈33适于耦合动力，输出轴40可选择地与第一输入轴11和/或第二输入轴21联动，控制器50用于控制输出轴40与第一输入轴11和/或第二输入轴21联动，第一离合器60与第一输入轴11相连，第一离合器60适于与第二输入轴21动力连接。

具体而言，第一输入轴11与第二输出轴40平行设置，第一输入轴11与行星轮架32相连，可以通过带动行星轮架32转动，以带动行星轮34转动，行星轮34进而带动齿圈33转动，以将发动机10提供的扭矩传递至齿圈33，第二输入轴21与太阳轮31动力连接(如：直接连接并实现动力传递；或者通过一对或多对彼此啮合的主动齿轮和从动齿轮实现动力传递)，电机20带动太阳轮31转动，太阳轮31带动行星轮34，并进而带动齿圈33转动，以将电机20提供的转矩传递至齿圈33，而在电机20和发动机10均提供动力时，发动机10的扭矩以及电机20的转矩可以在齿圈33上实现动力耦合。

进而，控制器50控制第一输入轴11和/或第二输入轴21与输出轴40联动，以将发动机10扭矩传递至输出轴40；或将电机20转矩传递至输出轴40；或发动机10扭矩与电机20转矩在齿圈33处完成动力耦合后，传递至输出轴40。

第一离合器60连接在第一输入轴11上，第一离合器60与第二输入轴21动力连接时，发动机10扭矩可以传递至第二输入轴21，并带动电机20转动，以实现发电，也可以与控制器50配合，以实现发动机10直驱。

综上，本申请实施例的传动系统100至少具有以下几种工作模式；

(1)ECVT模式：控制器50使第一输入轴11、第二输入轴21与输出轴40联动，仅发动机10启动，动力路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→输出轴40；发电路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→太阳轮31→第二输入轴21→电机20，以实现ECVT驱动，可以满足中高车速需求(如：高速巡航等)，且ECVT模式下，边驱动边发电，提高续航里程的同时，中高速模式下，可以调整发动机10至燃油高效区间工作，提高燃油效率；

(2)增程模式：第一离合器60与第二输入轴21接合，发动机10启动，电机20形成为发电机20，动力路线为：发动机10→行星轮架32→行星轮34→太阳轮31→第二输入轴21→电机20，以实现发电，提高续航里程。

(3)发动机10直驱模式：控制器50使第一输出轴40与输出轴40联动，第一离合器60使行星轮架32与太阳轮31保持相对静止，仅发动机10启动，动力传递路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→输出轴40，以实现发动机10直驱。

(4)混动模式：控制器50使第一输入轴11、第二输入轴21与输出轴40联动，发动机10与电机20均启动，路线1，电机20→第二输入轴21→太阳轮31→行星轮34→齿圈33→输出轴40，路线2，发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→输出轴40，即路线1传递的电机20转矩与路线2传递的发动机10扭矩在齿圈33上耦合并传递至输出轴40，以实现混合驱动，动力更加充沛。

可以理解的是，本申请实施例的传动系统100，具有ECVT模式、增程模式、发动机10直驱模式以及混动模式，可以使发动机10处于燃油效率区间内工作、且传动系统100的系统损耗更小，提高燃油经济性，并可以匹配电机20实现更多种输出方式，工作模式丰富、动力充沛，工作稳定性高，且采用单电机，简化结构、降低成本的同时，电机20与发动机10可以实现功率分流，全工况下发动机10均可介入，可以有效保证发动机10的动力性和经济性。

根据本申请实施例的传动系统100，通过控制器50、第一离合器60进行模式切换，使传动系统100的工作模式更加丰富、工作稳定性更高，动力性、燃油经济性均更好。

需要指出的是，本申请中所指的相连是指两个部件直接连接，而动力连接可以是两个部件直接连接也可以是两个部件通过其他结构件间接连接，联动是指轴与轴之间的转动关系，轴一与轴二联动是指，轴一转动则轴二被带动转动。

其中，第一离合器60接合第二输入轴21，且发动机10输出动力时，行星轮34带动太阳轮31有顺时针或逆时针转动的趋势，对应地第二输入轴21有带动太阳轮31逆时针或顺时针转动的趋势，两者抵消，以使太阳轮31与行星轮架32保持相对静止，以实现增程模式、发动机10直驱模式等。

如图1所示，根据本申请的一些实施例，第二输入轴21上设置有第一主动齿轮22和第二主动齿轮23，第一从动齿轮12与第一主动齿轮22啮合，第二从动齿轮13与第二主动齿轮23啮合，第一离合器60可选择地与第一从动齿轮12接合。

具体而言，在增程模式下，第一离合器60与第一从动齿轮12接合，通过第一从动齿轮12与第一主动齿轮22啮合的速比进行发电，速比分配更加合理，发电效率也可以更高。

需要指出的是，ECVT模式下，第二从动齿轮13与第二主动齿轮23啮合以实现电机20发电，而在增程模式下，第一从动齿轮12与第一主动齿轮22啮合以实现电机20发电，两组传动齿轮的速比不同，对发动机10的扭矩分配不同，ECVT模式下侧重于动力输出至输出轴40，而增程模式侧重于动力输出至电机20，以兼顾驱动稳定性和发电效率。

如图1-图4所示，在一些实施例中，第二从动齿轮13与太阳轮31通过套设于第一输入轴11的空心轴14相连。

这样，通过空心轴14的设置，使第二从动齿轮13、第一从动齿轮12均可以远离行星轮系30设置，以避免第二从动齿轮13与行星轮系30之间出现干涉，提高传动系统100的工作稳定性和可靠性。

在图3所示的实施例中，第三实施例中，第一从动齿轮12、第二从动齿轮13均空套于第一输入轴11，第一主动齿轮22、第二主动齿轮23均连接在第二输入轴21上，控制器50与太阳轮31相连，并可选择地与第二从动齿轮13接合。

也就是说，控制器50的一种具体布置形式可以是与太阳轮31相连，行星轮系30包括行星架、太阳轮31、齿圈33以及行星轮34，控制器50与太阳轮31相连，并可以向图示右侧运动以及第二从动齿轮13接合，第二从动齿轮13与太阳轮31动力连接，而行星轮架32与发动机10相连，齿圈33与输出轴40动力连接，通过控制器50的作用，可以通过控制器50与第一离合器60共同控制，实现发动机10直驱模式。

在图4所示的实施例中，第四实施例中，第一主动齿轮22、第二主动齿轮23均空套于第二输入轴21，第二从动齿轮13与太阳轮31相连，第一从动齿轮12空套于第一输入轴11，控制器50设置于第二输入轴21，并可选择地与第一主动齿轮22或第二主动1齿轮接合。

也就是说，控制器50的另一种具体布置形式可以是设置在第一主动齿轮22和第二主动齿轮23之间，控制器50向右侧接合时，第一主动齿轮22与第一从动齿轮12啮合，第一从动齿轮12与第一输入轴11直连，以实现增程模式。

根据本申请的一些实施例，传动系统100还包括：动力输出齿轮15，动力输出齿轮15与齿圈33动力连接，动力输出齿轮15空套于第一输入轴11，动力输出齿轮15与输出轴40动力连接。

具体地，动力输出齿轮15与齿圈33动力连接可以是动力输出齿轮15与齿圈33通过传动结构实现间接连接，也可以是，动力输出齿轮15直接与齿圈33相连，而动力输出齿轮15与输出轴40动力连接，以通过动力输出齿轮15将齿圈33处完成动力耦合的混合动力或齿圈33传递的单一动力传递至输出轴40，提高动力传递的平稳性和可靠性。

可以理解的是，在动力输出齿轮15与齿圈33间接相连的实施例中，控制器50与齿圈33相连，并可选择地与动力输出齿轮15接合；或控制器50与动力输出齿轮15相连，并可选择地与齿圈33接合。

也就是说，如图2所示的变形实施例中，第二实施例中，齿圈33与控制器50相连，控制器50与动力输出齿轮15可选择地接合，以实现齿圈33与动力输出齿轮15之间的动力传递，还可以使动力输出齿轮15与控制器50相连，而齿圈33与控制器50可选择地接合，以实现齿圈33与动力输出齿轮15之间的动力传递，也可以通过控制器50的接合与否，控制输出轴40可选择地与第一输入轴11和/或第二输入轴21联动。

进一步地，传动系统100还包括：中间轴70，动力输出齿轮15空套于第一输入轴11，中间轴70上设置有中间轴输入齿轮71和中间轴输出齿轮72，中间轴输入齿轮71与动力输出齿轮15啮合，中间轴输出齿轮72与输出轴40上的总输出齿轮41啮合。

由此，通过设置中间轴70以及中间轴输入齿轮71和中间轴输出齿轮72，并使两者分别与动力输出齿轮15、总输出齿轮41啮合，以实现二级减速增扭矩，提高传动系统100的传动平稳性和可靠性。

如图1所示，第一实施例中，控制器50的另一种布置形式实施例中，动力输出齿轮15与齿圈33相连，控制器50设置于中间轴70，且中间轴输入齿轮71空套于中间轴70，控制器50可选择地与中间轴输入齿轮71接合。

其中，太阳轮31与第二从动齿轮13相连，控制器50与中间轴输出齿轮72可选择地接合，可以断开输出轴40的动力传递，实现与上述控制器50布置方案相同的技术效果，在此不再赘述。

需要指出的是，控制器50可以是离合器、同步器中的任一种，使控制器50所在轴体与控制器50对应控制的齿轮、齿圈等结构可选择地接合即可。

下面，对本申请实施例的传动系统100的多种工作模式的动力路线进行具体展开说明：

(1)ECVT模式：控制器50使第一输入轴11、第二输入轴21与输出轴40联动，仅发动机10启动，动力路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→动力输出齿轮15→中间轴输入齿轮71→中间轴70→中间轴输出齿轮72→总输出齿轮41→输出轴40；发电路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→太阳轮31→第二被动齿轮→第二主动齿轮23→第二输入轴21→电机20；

(2)增程模式：第一离合器60与第一从动齿轮12接合，发动机10启动，电机20形成为发电机20，动力路线为：发动机10→行星轮架32→行星轮34→太阳轮31→第一被动齿轮→第一主动齿轮22→第二输入轴21→电机20，以实现发电，提高续航里程。

(3)发动机10直驱模式：控制器50使第一输出轴40与输出轴40联动，第一离合器60使行星轮架32与太阳轮31保持相对静止(即与第一从动齿轮12接合)，仅发动机10启动，动力传递路线为：发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→动力输出齿轮15→中间轴输入齿轮71→中间轴70→中间轴输出齿轮72→总输出齿轮41→输出轴40；

(4)混动模式：控制器50使第一输入轴11、第二输入轴21与输出轴40联动，发动机10与电机20均启动，路线1，电机20→第二输入轴21→第二主动齿轮23→第二被动齿轮→太阳轮31→行星轮34→齿圈33→动力输出齿轮15→中间轴输入齿轮71→中间轴70→中间轴输出齿轮72→总输出齿轮41→输出轴40，路线2，发动机10→第一输入轴11→行星轮架32→行星轮34→齿圈33→动力输出齿轮15→中间轴输入齿轮71→中间轴70→中间轴输出齿轮72→总输出齿轮41→输出轴40，即路线1传递的电机20转矩与路线2传递的发动机10扭矩在齿圈33上耦合。

需要指出的是，设置位置的变更，在控制逻辑上，仍然控制在多种模式下均进行接合，只是与对应齿轮接合时的运动方向上具有区别。

根据本申请第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中的传动系统100，所具有的技术效果与上述传动系统100一致，在此不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种传动系统，其特征在于，包括：

发动机(10)，所述发动机(10)具有第一输入轴(11)；

电机(20)，所述电机(20)具有第二输入轴(21)；

行星轮系(30)，所述行星轮系(30)的太阳轮(31)与所述第二输入轴(21)动力连接，行星轮架(32)与所述第一输入轴(11)相连，齿圈(33)空套于所述第一输入轴(11)，且所述齿圈(33)适于耦合动力；

输出轴(40)，所述输出轴(40)可选择地与所述第一输入轴(11)和/或所述第二输入轴(21)联动；

控制器(50)，所述控制器(50)用于控制所述输出轴(40)与所述第一输入轴(11)和/或所述第二输入轴(21)联动；

第一离合器(60)，所述第一离合器(60)与所述第一输入轴(11)相连，所述第一离合器(60)适于与第二输入轴(21)动力连接。

2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述第二输入轴(21)上设置有第一主动齿轮(22)和第二主动齿轮(23)，第一从动齿轮(12)与所述第一主动齿轮(22)啮合，第二从动齿轮(13)与所述第二主动齿轮(23)啮合，所述第一离合器(60)可选择地与所述第一从动齿轮(12)接合。

3.根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述第二从动齿轮(13)与所述太阳轮(31)通过套设于所述第一输入轴(11)的空心轴(14)相连，所述第一从动齿轮(12)、所述第二从动齿轮(13)均空套于所述第一输入轴(11)，所述控制器(50)与所述太阳轮(31)相连，并可选择地与所述第二从动齿轮(13)接合。

4.根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述第一主动齿轮(22)、所述第二主动齿轮(23)均空套于所述第二输入轴(21)，所述第二从动齿轮(13)与所述太阳轮(31)相连，所述第一从动齿轮(12)空套于所述第一输入轴(11)，所述控制器(50)设置于所述第二输入轴(21)，并可选择地与所述第一主动齿轮(22)或所述第二主动齿轮(23)接合。

5.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，还包括：动力输出齿轮(15)，所述动力输出齿轮(15)与所述齿圈(33)动力连接，所述动力输出齿轮(15)空套于所述第一输入轴(11)，所述动力输出齿轮(15)与所述输出轴(40)动力连接。

6.根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，所述控制器(50)与所述齿圈(33)相连，并可选择地与所述动力输出齿轮(15)接合；或所述控制器(50)与所述动力输出齿轮(15)相连，并可选择地与所述齿圈(33)接合。

7.根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，还包括：中间轴(70)，所述动力输出齿轮(15)空套于所述第一输入轴(11)，所述中间轴(70)上设置有中间轴输入齿轮(71)和中间轴输出齿轮(72)，所述中间轴输入齿轮(71)与所述动力输出齿轮(15)啮合，所述中间轴输出齿轮(72)与所述输出轴(40)上的总输出齿轮(41)啮合。

8.根据权利要求7所述的传动系统，其特征在于，所述动力输出齿轮(15)与所述齿圈(33)相连，所述控制器(50)设置于所述中间轴(70)，且所所述中间轴输入齿轮(71)空套于所述中间轴(70)，所述控制器(50)可选择地与所述中间轴输入齿轮(71)接合。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的传动系统，其特征在于，所述控制器(50)为同步器、离合器中的任一种。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的传动系统。