CN220199051U - 汽车混合动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车混合动力装置，包括主输入轴、第一电机、第二电机、差速器、第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴和中间轴，第一离合器与主输入轴和第一输入轴连接，第二离合器与主输入轴和第二输入轴连接，第一电机通过第一传动机构与第二离合器连接，第二电机与第二传动机构连接，中间轴通过减速机构与差速器连接，第二传动机构与减速机构连接，第二输入轴通过第三传动机构与中间轴连接，第一输入轴通过第四传动机构与中间轴连接。本实用新型的汽车混合动力装置，在采用两个电机串并联结构的基础之上通过控制两个离合器的开闭合状态实现了车辆能够有6种工作模式和8种动力传递方式，能实现的工作模式更多，更加节能环保。

Description

汽车混合动力装置

技术领域

本实用新型属于汽车新能源传动技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种汽车混合动力装置。

背景技术

目前混合动力汽车是由一个或多个能同时运转的驱动系统来为车辆提供动力，通常所说的混合动力汽车一般是油电混合，既采用传统的内燃机和电机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如乙醇、天然气等。

随着人们越来越注重环境保护，人们对低排放、低能耗的汽车需求越来越大，汽车领域的研究与开发已经成为了一个重点加上中国有关新能源的产业链越来越完善，人们越来越需要低噪声、低功耗的驱动系统。

一般的混合动力汽车的动力总成的控制方法为内燃机和电机协同工作，电池电量低时由发动机开始提供动力，当电池电量高时由电机开始提供动力。

现有技术中，如公开号为CN108237893A的专利文献公开了一种混合动力车辆，其不足之处在于：在中高速行驶过程中，发动机和电动机通过行星机构耦合，两个功率流汇合后输出动力，其中电功率流是电机发电、存电、取电、电驱动，效率很低，造成车辆在高速行驶时油耗偏高。

再如公开号CN111572328A的专利文献公开了一种混合动力车辆驱动装置，其不足之处就在于：该混合动力车辆驱动装置在中高速行驶过程中，可以采用B1制动器和C1离合器形成发动机驱动两个挡位，可以实现发动机直接驱动车辆行驶，没有电机功率流，效率高。但是，其不足之处就在于两个换挡原件需要电液控制系统，需要离合器和制动器，成本高，体积大。

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，本实用新型提供一种汽车混合动力装置，目的是提高传动效率和降低中高速行驶时的油耗。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：汽车混合动力装置，包括主输入轴、第一电机、第二电机、差速器、第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴和中间轴，第一离合器与所述主输入轴和第一输入轴连接，第二离合器与主输入轴和第二输入轴连接，所述第一电机通过第一传动机构与第二离合器连接，所述第二电机与第二传动机构连接，中间轴通过减速机构与所述差速器连接，第二传动机构与减速机构连接，第二输入轴通过第三传动机构与中间轴连接，第一输入轴通过第四传动机构与中间轴连接，第二输入轴为空心轴，第一输入轴穿过第二输入轴。

所述第一传动机构包括与所述第一电机连接的第一齿轮、与第一齿轮相啮合的第二齿轮和与第二齿轮相啮合的第三齿轮，第三齿轮与所述第二离合器连接。

所述第二传动机构包括与所述第二电机连接的第四齿轮、与第四齿轮相啮合的第五齿轮和与第五齿轮同步旋转的第六齿轮，所述减速机构包括设置于所述中间轴上的减速主动齿轮和设置于所述差速器上且与减速主动齿轮相啮合的减速从动齿轮，第六齿轮与减速从动齿轮相啮合。

所述第三传动机构包括固定设置于所述第二输入轴上的第七齿轮和与第七齿轮相啮合的第八齿轮，第八齿轮固定设置于所述中间轴上。

所述第四传动机构包括固定设置于所述第一输入轴上的第九齿轮和与第九齿轮相啮合的第十齿轮，第十齿轮固定设置于所述中间轴上。

所述第八齿轮位于所述第九齿轮和所述减速主动齿轮之间。

所述主输入轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴为同轴设置，所述中间轴与主输入轴、第一输入轴和第二输入轴相平行。

本实用新型的汽车混合动力装置，在采用两个电机串并联结构的基础之上通过控制两个离合器的开闭合状态实现了车辆能够有6种工作模式和8种动力传递方式，能实现的工作模式更多，更加节能环保。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型汽车混合动力装置工作于纯电驱动模式的结构示意图；

图2是本实用新型汽车混合动力装置工作于发动机直驱1档模式的结构示意图；

图3是本实用新型汽车混合动力装置工作于发动机直驱2档模式的结构示意图；

图4是本实用新型汽车混合动力装置工作于并联1档模式的结构示意图；

图5是本实用新型汽车混合动力装置工作于并联2档模式的结构示意图；

图6是本实用新型汽车混合动力装置工作发电模式的结构示意图；

图7是本实用新型汽车混合动力装置工作于能量回收模式的结构示意图；

图8是本实用新型汽车混合动力装置工作于串联模式的结构示意图；

图中标记为：1、主输入轴；2、第一电机；3、第二电机；4、差速器；5、第一输入轴；6、第二输入轴；7、中间轴；8、减速主动齿轮；9、减速从动齿轮；10、输出轴；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、第七齿轮；18、第八齿轮；19、第九齿轮；20、第十齿轮；C0、第一离合器；C1、第二离合器。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图8所示，本实用新型提供了一种汽车混合动力装置，包括主输入轴1、第一电机2、第二电机3、差速器4、第一离合器C0、第二离合器C1、第一输入轴5、第二输入轴6和中间轴7，第一离合器与主输入轴1和第一输入轴5连接，第二离合器与主输入轴1和第二输入轴6连接，第一电机2通过第一传动机构与第二离合器连接，第二电机3与第二传动机构连接，中间轴7通过减速机构与差速器4连接，第二传动机构与减速机构连接，第二输入轴6通过第三传动机构与中间轴7连接，第一输入轴5通过第四传动机构与中间轴7连接，第二输入轴6为空心轴，第一输入轴5穿过第二输入轴6，差速器4与输出轴10连接。

具体地说，如图1至图8所示，主输入轴1、第一输入轴5和第二输入轴6为同轴设置，中间轴7与主输入轴1、第一输入轴5和第二输入轴6相平行。主输入轴1的一端与发动机连接，主输入轴1的另一端与第一离合器C0和第二离合器C1连接，第二输入轴6为空心轴，第一输入轴5穿过第二输入轴6，第一输入轴5的一端与第一离合器C0连接，第一输入轴5的另一端与第四传动机构连接，第一离合器C0用于控制主输入轴1与第一输入轴5之间的结合与分离，第一离合器C0处于结合状态时，主输入轴1能够通过第一离合器C0带动第一输入轴5同步转动。第二输入轴6的一端与第二离合器C1连接，第二离合器C1用于控制主输入轴1与第二输入轴6之间的结合与分离，第二离合器C1处于结合状态时，主输入轴1能够通过第二离合器C1带动第二输入轴6同步转动。

如图1至图8所示，第一离合器C0的被动端和第二离合器C1的被动端固定连接，第一离合器C0的主动端与第一输入轴5固定连接，第二离合器C1的主动端与第二输入轴6固定连接，主输入轴1与第一离合器C0的被动端和第二离合器C1的被动端固定连接，第四齿轮14与第二离合器C1的被动端固定连接，主输入轴1连接双离合器结构。第一离合器C0和第二离合器C1在布局上采用径向排列结构，第一电机2和第二电机3为异构布置。

如图1至图8所示，第一传动机构包括与第一电机2连接的第一齿轮11、与第一齿轮11相啮合的第二齿轮12和与第二齿轮12相啮合的第三齿轮13，第三齿轮13与第一离合器C0和第二离合器C1连接。第一齿轮11与第一电机2的电机轴固定连接，第二齿轮12位于第一齿轮11和第三齿轮13之间，第三齿轮13空套在第二输入轴6上。

如图1至图8所示，第二传动机构包括与第二电机3连接的第四齿轮14、与第四齿轮14相啮合的第五齿轮15和与第五齿轮15同步旋转的第六齿轮16，减速机构包括设置于中间轴7上的减速主动齿轮8和设置于差速器4上且与减速主动齿轮8相啮合的减速从动齿轮9，第六齿轮16与减速从动齿轮9相啮合。第四齿轮14与第二电机3的电机轴固定连接，第五齿轮15和第六齿轮16设置于同一电机副轴上，第六齿轮16的直径小于减速从动齿轮9的直径，减速从动齿轮9为固定设置在差速器4上。减速主动齿轮8与中间轴7为同轴固定连接，中间轴7与主输入轴1相平行。

如图1至图8所示，第三传动机构包括设置于第二输入轴6上的第七齿轮17和与第七齿轮17相啮合的第八齿轮18，第七齿轮17与第二输入轴6为同轴固定连接，第八齿轮18与中间轴7为同轴固定连接。第四传动机构包括第九齿轮19和与第九齿轮19相啮合的第十齿轮20，第九齿轮19与第一输入轴5为同轴固定连接，第十齿轮20与中间轴7为同轴固定连接，第八齿轮18位于第九齿轮19和减速主动齿轮8之间。第三传动机构的传动比小于第四传动机构的传动比，第七齿轮17的直径大于第八齿轮18的直径，第九齿轮19的直径小于第十齿轮20的直径。

如图1所示，当汽车车速低于40KM/h，动力电池的电量大于30％，驾驶员扭矩需求小于50％时，汽车混合动力装置工作于纯电模式，第一离合器C0和第二离合器C1处于分离状态，第一电机2停止运转，第二电机3运转，第二电机3产生的动力依次经第二传动机构和减速从动齿轮9传递至差速器4，差速器4带动输出轴10转动，驱动车辆行驶。

如图2所示，汽车混合动力装置工作于发动机直接驱动模式，第一电机2和第二电机3停止运转，第二离合器C1处于分离状态，第一离合器C0处于结合状态，发动机通过主输入轴1驱动第一离合器C0进行旋转，发动机产生的动力依次经主输入轴1、第一离合器C0、第一输入轴5、第四传动机构、减速主动齿轮8、减速从动齿轮9、差速器4和输出轴10，形成1档传动速比，驱动车辆行驶，此时速比在1.28之下。

如图3所示，汽车混合动力装置工作于发动机直接驱动模式，第一电机2和第二电机3停止运转，第二离合器C1处于结合状态，第一离合器C0处于分离状态，发动机通过主输入轴1驱动第二离合器C1进行旋转，发动机产生的动力依次经主输入轴1、第二离合器C1、第二输入轴6、第三传动机构、减速主动齿轮8、减速从动齿轮9、差速器4和输出轴10，形成2档传动速比，驱动车辆行驶，此时速比在0.64之下。

如图4所示，当汽车车速高于40Km/h，驾驶员扭矩需求大，发动机驱动效率高时，汽车混合动力装置工作于并联驱动模式，发动机和第二电机3运转，第一离合器C0处于结合状态，第二离合器C1处于分离状态，发动机通过主输入轴1驱动第一离合器C0进行旋转，发动机产生的动力依次经主输入轴1、第一离合器C0、第一输入轴5、第四传动机构和减速机构传递至差速器4，第二电机3产生的动力依次经第二传动机构和减速从动齿轮9至差速器4，形成1档传动速比，差速器4带动输出轴10转动，驱动车辆行驶，此时速比为1.28。

如图5所示，当汽车车速高于40Km/h，驾驶员扭矩需求大，发动机驱动效率高时，汽车混合动力装置工作于并联驱动模式，发动机和第二电机3运转，第一离合器C0处于分离状态，第二离合器C1处于结合状态，发动机通过主输入轴1驱动第二离合器C1进行旋转，发动机产生的动力依次经主输入轴1、第二离合器C1、第二输入轴6、第三传动机构和减速机构传递至差速器4，第二电机3产生的动力依次经第二传动机构和减速从动齿轮9至差速器4，形成2档传动速比，差速器4带动输出轴10转动，驱动车辆行驶，此时速比为0.64。

如图6所示，当第一离合器C0和第二离合器C1都处于断开状态且没有发动机到差速器4输出轴10的扭矩转递时，汽车混合动力装置工作于发电模式，发动机带动第一电机2运转，第一电机2进行发电。

如图7所示，当汽车车速高于10KM/h，动力电池的电量低于98％，车辆处于滑行或制动，电池温度在正常范围之内时，汽车进入能量回收模式。汽车混合动力装置工作于能量回收模式，输出轴10带动差速器4转动，差速器4依次通过减速从动齿轮9和第二传动机构将动力传递至第二电机3，带动第二电机3运转，实现能量回收。

如图8所示，当汽车动力电池的电量小于30％，驾驶员需求扭矩大于50％，汽车车速小于40Km/h，动力电池温度在正常范围之内时计算发动机功率和发电机功率(整车驱动功率+电池充电需求)车辆进入串联模式。汽车混合动力装置工作于串联模式，第一离合器C0和第二离合器C1处于分离状态，发动机带动第一电机2运转，第一电机2进行发电，第二电机3运转，第二电机3产生的动力依次经第二传动机构和减速从动齿轮9传递至差速器4，差速器4带动输出轴10转动，驱动车辆行驶。

本实用新型的汽车混合动力装置，采用离合器和齿轮传动机构形成发动机直接驱动挡位，不会出现电功率流效率低和设置单独的制动器而导致成本高的问题，从而可以用更低的成本来实现发动机直接驱动的模式，可以降低成本、提高传动效率和降低中高速行驶时的油耗。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.汽车混合动力装置，包括主输入轴、第一电机、第二电机和差速器，其特征在于：还包括第一离合器、第二离合器、第一输入轴、第二输入轴和中间轴，第一离合器与所述主输入轴和第一输入轴连接，第二离合器与主输入轴和第二输入轴连接，所述第一电机通过第一传动机构与第二离合器连接，所述第二电机与第二传动机构连接，中间轴通过减速机构与所述差速器连接，第二传动机构与减速机构连接，第二输入轴通过第三传动机构与中间轴连接，第一输入轴通过第四传动机构与中间轴连接，第二输入轴为空心轴，第一输入轴穿过第二输入轴。

2.根据权利要求1所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述第一传动机构包括与所述第一电机连接的第一齿轮、与第一齿轮相啮合的第二齿轮和与第二齿轮相啮合的第三齿轮，第三齿轮与所述第二离合器连接。

3.根据权利要求1所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述第二传动机构包括与所述第二电机连接的第四齿轮、与第四齿轮相啮合的第五齿轮和与第五齿轮同步旋转的第六齿轮，所述减速机构包括设置于所述中间轴上的减速主动齿轮和设置于所述差速器上且与减速主动齿轮相啮合的减速从动齿轮，第六齿轮与减速从动齿轮相啮合。

4.根据权利要求3所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述第三传动机构包括固定设置于所述第二输入轴上的第七齿轮和与第七齿轮相啮合的第八齿轮，第八齿轮固定设置于所述中间轴上。

5.根据权利要求4所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述第四传动机构包括固定设置于所述第一输入轴上的第九齿轮和与第九齿轮相啮合的第十齿轮，第十齿轮固定设置于所述中间轴上。

6.根据权利要求5所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述第八齿轮位于所述第九齿轮和所述减速主动齿轮之间。

7.根据权利要求1至6任一所述的汽车混合动力装置，其特征在于：所述主输入轴与所述第一输入轴和所述第二输入轴为同轴设置，所述中间轴与主输入轴、第一输入轴和第二输入轴相平行。