CN220429865U - 一种混合动力驱动装置及其车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合动力驱动装置及车辆，混合动力驱动装置包括模式机构、变速机构和换向机构，变速机构包括高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，换向机构包括前进挡齿轮副和倒挡组件，模式机构与高挡位齿轮组和低挡位齿轮组传动连接，高挡位齿轮组和低挡位齿轮组与前进挡齿轮副和倒挡组件传动连接，前进挡齿轮副和倒挡组件与车辆前桥差速机构或车辆后桥差速机构传动连接。本实用新型通过模式机构实现纯电、发动机、增程、并联及ECVT多种模式，并且通过变速机构和换向机构实现高挡位和低挡位的前进挡或倒挡，尤其是在车辆亏电的状态下车辆在发动机、及ECVT模式下仍能够实现倒挡。

Description

一种混合动力驱动装置及其车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种混合动力驱动装置以及车辆。

背景技术

目前行业内混动变速系统可通过对电机及发动机的控制下可实现纯电、发动机直驱及混合驱动模式，但是在车辆实现倒挡时一般依靠车辆上其他车桥上的驱动电机倒转实现，限制了车辆倒挡对各种工况的应对，尤其是在车辆处于亏电无法实现电动倒挡时，更为突出了现有混动系统的缺陷。

因此，如何实现在一种具有多功能模式且可进行倒挡驱动的增程混动变速系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种混合动力驱动装置，以解决现有混合动力变速系统不能满足各种工况下对倒挡的需求。

为达到上述目的，本实用新型采用的如下技术方案：

一种混合动力驱动装置，包括：

模式机构、变速机构和换向机构，所述变速机构包括高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，所述换向机构包括前进挡齿轮副和倒挡组件，所述模式机构与所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组传动连接，所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组与所述前进挡齿轮副和所述倒挡组件传动连接，所述前进挡齿轮副和所述倒挡组件与车辆前桥差速机构或车辆后桥差速机构传动连接。

本实用新型通过模式机构实现纯电、发动机、增程、并联及ECVT多种模式，并且通过变速机构和换向机构实现高挡位和低挡位的前进挡或倒挡，尤其是在车辆亏电的状态下车辆在发动机、及ECVT模式下仍能够实现倒挡。

优选地，所述模式机构包括发动机、电机、第一接合元件和行星排，所述行星排包括太阳轮、行星架和齿圈，所述发动机与所述行星架传动连接，所述电机与所述太阳轮传动连接，所述第一接合元件与所述行星架连接，并选择性地与壳体或所述太阳轮接合；所述齿圈与所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组传动连接。

更为优选地，还包括输入轴，所述输入轴的一端与所述发动机的输出端传动连接，另一端与所述行星架连接，所述第一接合元件设置在所述输入轴上。

作为一种优选地技术方案，还包括中间轴、传动轴及第二接合元件，所述高挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述低挡位齿轮组包括第二主动齿轮和第二被动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮设置在所述中间轴上，与所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮对应啮合的所述第一被动齿轮和所述第二被动齿轮设置在所述传动轴上，所述第二接合元件设置在所述中间轴上，且位于所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮之间，或所述第二接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述第一被动齿轮和所述第二被动齿轮之间。

具体地，还包括第三接合元件，所述前进挡齿轮副包括前进挡输入齿轮和前进挡输出齿轮，所述倒挡组件包括倒挡主动链轮、倒挡被动链轮及倒挡链条，所述前进挡输入齿轮设置在所述输出轴上，与所述前进挡输入齿轮啮合的所述前进挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述倒挡主动链轮设置在所述输出轴上，所述倒挡被动链轮设置在所述传动轴上，所述倒挡链条套设在所述倒挡主动链轮和所述倒挡被动链轮上；所述第三接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述前进挡输入齿轮和所述倒挡主动链轮之间，或所述第三接合元件设置所述传动轴上，且位于所述前进挡输出齿轮和所述倒挡被动链轮之间，所述传动轴与所述车辆前桥差速机构或所述车辆后桥差速机构传动连接。

更为具体地另一种技术方案，还包括第三接合元件和传动轴，所述前进挡齿轮副包括前进挡输入齿轮和前进挡输出齿轮，所述倒挡组件包括倒挡输入齿轮、惰轮、惰轮轴及倒挡输出齿轮，所述前进挡输入齿轮设置在所述输出轴上，与所述前进挡输入齿轮啮合的所述前进挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述倒挡输入齿轮设置在所述输出轴上，所述倒挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述惰轮设置在所述惰轮轴上，所述惰轮同时与所述倒挡输入齿轮和倒挡输出齿轮啮合；所述第三接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述前进挡输入齿轮和所述倒挡输入齿轮之间，或所述第三接合元件设置所述传动轴上，且位于所述前进挡输出齿轮和所述倒挡输出齿轮之间，所述传动轴与所述车辆前桥差速机构或所述车辆后桥差速机构传动连接。

优选地，所述中间轴、所述输出轴、所述惰轮轴及所述传动轴相互平行布置。

本实用新型还提供了一种车辆，包括如上所述的混合动力驱动装置。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式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。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种混合动力驱动装置第一实施例结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种混合动力驱动装置第二实施例结构示意图。

附图标记说明：

1模式机构 11发动机 12第一接合元件

13 电机 14 太阳轮 15 行星架

16 齿圈 2 变速机构 21 第一主动齿轮

22 第一被动齿轮 23 第二主动齿轮 24 第二被动齿轮

3 中间轴 4 输出轴 5 第二接合元件

6第三接合元件 7换向机构 71前进挡输入齿轮

72 前进挡输出齿轮 73 倒挡主动链轮 74 倒挡链条

75 倒挡被动链轮 76 倒挡输入齿轮 77 倒挡输出齿轮

78惰轮 79惰轮轴 8前桥差速机构

9壳体 10输入轴 81传动轴

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种混合动力驱动装置，包括模式机构1、变速机构2和换向机构7，变速机构包括高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，换向机构3包括前进挡齿轮副和倒挡组件，模式机构1与高挡位齿轮组和低挡位齿轮组传动连接，高挡位齿轮组和低挡位齿轮组与前进挡齿轮副和倒挡组件传动连接，前进挡齿轮副和倒挡组件与车辆前桥差速机构8或车辆后桥差速机构传动连接。模式机构1使混合动力变速系统具有增程发电的功能，保证车辆有持续的电量供应，满足车辆驱动；当动力传输至变速机构2通过选择高挡位齿轮副或低挡位齿轮副实现高、低挡的输出，满足车辆对不同挡位的需求。为了实现车辆能够进行倒挡，设置了换向机构，动力通过变速机构后经换向机构的前进挡齿轮副和倒挡组件可输出前进挡和倒挡，满足车辆对倒挡的需求。

具体地，如图1所示，在本实用新型提供的第一实施例中，模式机构1包括发动机11、电机13、第一接合元件12和行星排，行星排包括太阳轮14、行星架15和齿圈16。该实施例中行星排为本领域技术人员公知的单排行星机构，该行星排的工作方式在此不再赘述。发动机11与行星架15传动连接，电机13与太阳轮14传动连接，第一接合元件12与行星架15连接，并选择性地与壳体9或太阳轮14接合，齿圈16与高挡位齿轮组和低挡位齿轮组传动连接。当第一接合元件12选择与壳体9接合时，行星架15被壳体9制动，由电机13传输至太阳轮14的动力，经行星排，由齿圈16传递至高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，实现纯电模式；当第一接合元件12选择与太阳轮14接合，行星架15与太阳轮14连接，由发动机传递至行星架15的动力可以分两个路径，一个路径由齿圈16传递至高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，实现发动机直驱模式；另一个路径传递至太阳轮14带动电机13发电，实现增程发电模式；当第一接合元件12选择与太阳轮14接合时，发动机11和电机13可以同时向行星排传输动力，动力进行耦合，由齿圈16传递至高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，实现强混并联模式。当第一接合元件12不接合时，由发动机11和电机13传递至行星架15和太阳轮14的动力在行星排内部进行分配，输出无级变速，实现ECVT模式。

在第一实施例中，本实用新型提供了更为优选的方案，如图1所示，还包括输入轴10，第一接合元件12设置在输入轴10上，且位于发动机11输出端与行星架15之间，输入轴10的一端与发动机11的输出端连接，输入轴10的另一端与行星架15连接，由发动机11输出的动力会经第一接合元件传递至行星架15。该实施例中第一接合元件12可选用本领域技术人员公知的同步器或犬牙离合器。

本实用新型在上述方案的基础上，提供了更为优选的实施方式，如图1所示，还包括中间轴3、输出轴4及第二接合元件5，高挡位齿轮组包括第一主动齿轮21和第一被动齿轮22，低挡位齿轮组包括第二主动齿轮23和第二被动齿轮24，第一主动齿轮21和第二主动齿轮设23置在中间轴3上，与第一主动齿轮21和第二主动齿轮23对应啮合的第一被动齿轮24和第二被动齿轮24设置在输出轴4上，第二接合元件5设置在中间轴3上，且位于第一主动齿轮21和第二主动齿轮23之间，或第二接合元件5设置在输出轴4上，且位于第一被动齿轮22和第二被动齿轮24之间。

本实用新型在第一实施例中还提供了一种更为优选的实施例，如图1所示，还包括第三接合元件6，前进挡齿轮副包括前进挡输入齿轮71和前进挡输出齿轮72，倒挡组件包括倒挡主动链轮73、倒挡被动链轮75及倒挡链条74，前进挡输入齿轮71设置在输出轴4上，与前进挡输入齿轮71啮合的前进挡输出齿轮72设置在传动轴81上，倒挡主动链轮73设置在输出轴4上，倒挡被动链轮75设置在传动轴81上，倒挡链条74套设在倒挡主动链轮73和倒挡被动链轮75上；第三接合元件6设置在输出轴4上，且位于前进挡输入齿轮71和倒挡主动链轮73之间，或第三接合元件6设置传动轴81上，且位于前进挡输出齿轮72和倒挡被动链轮75之间，传动轴81与车辆前桥差速机构8或车辆后桥差速机构传动连接。

本实用新型还提供了第二种实施例，如图2所示，与第一实施例所不同的是倒挡的结构不同。在该实施例中，倒挡组件包括倒挡输入齿轮76、惰轮78、惰轮轴79及倒挡输出齿轮77，前进挡输入齿轮71设置在输出轴4上，与前进挡输入齿轮71啮合的前进挡输出齿轮72设置在传动轴81上，倒挡输入齿轮76设置在输出轴4上，倒挡输出齿轮77设置在传动轴81上，惰轮78设置在惰轮轴79上，惰轮78同时与倒挡输入齿轮76和倒挡输出齿轮77啮合；第三接合元件6设置在输出轴4上，且位于前进挡输入齿轮71和倒挡输入齿轮76之间，或第三接合元件6设置传动轴81上，且位于前进挡输出齿轮72和倒挡输出齿轮77之间，传动轴81与车辆前桥差速机构8或车辆后桥差速机构传动连接。

本实用新型提供的一种混合动力驱动装置，能够实现纯电模式、ECVT模式、增程模式、发动机直驱模式、强混动模式多种模式，且在纯电模式、ECVT模式、发动机直驱模式、强混动模式均可实现倒挡，具体工作方式如下所述(以图2为例)：

1、纯电模式：

第一接合元件12与壳体9接合固定连接，行星架15固定不动，电机13与太阳轮14连接，电机13输出动力至太阳轮14，通过行星排内部齿轮相互作用，动力传递至齿圈16，从而传递至中间轴3，通过选择变速机构2中的高挡位齿轮组和低挡位齿轮组实现不同挡位动力传递。其中，当第二接合元件5选择与第一被动齿轮22连接，则动力由第一主动齿轮21传递至第一被动齿轮22，实现高挡位速比；当第二接合元件5选择与第二被动齿轮24连接，则动力由第二主动齿轮23传递至第二被动齿轮24，实现低挡位速比。随后动力传递至输出轴4，通过第三接合元件6选择地与前进挡输入齿轮71或倒挡输入齿轮76连接，进而将动力传递至前进挡输出齿轮72或惰轮78和倒挡输出齿轮77，通过传动轴81、前桥差速机构8输出动力，实现纯电模式前进挡或倒挡。此外，电机反转也可实现电动倒挡。

2、ECVT模式：

第一接合元件12不接合，当发动机11和电机13分别作用于行星架15和太阳轮14时，发动机11输出的动力通过输入轴10传递至行星架15，从而通过行星排内部齿轮啮合，将动力分别传递至太阳轮14和齿圈16：其中一部分动力，由太阳轮14传递至电机13，通过电机控制器控制电机13发电；另一部分动力，由齿圈16传递至中间轴3，通过选择变速机构2中的高挡位齿轮组和低挡位齿轮组实现不同挡位动力传递。当第二接合元件5选择与第一被动齿轮22连接，则动力由第一主动齿轮21传递至第一被动齿轮22，实现高挡位速比；当第二接合元件5选择与第二被动齿轮24连接，则动力由第二主动齿轮23传递至第二被动齿轮24，实现低挡位速比。随后动力传递至输出轴4，通过第三接合元件6选择地与前进挡输入齿轮71或倒挡输入齿轮76连接，进而将动力传递至前进挡输出齿轮72或惰轮78和倒挡输出齿轮77，通过传动轴81、前桥差速机构8输出动力，实现ECVT模式前进挡或倒挡。尤其在车辆亏电的状态下，不能实现由电机进行倒挡时，在该模式下仍能保证车辆正常倒挡。

3、增程模式：

第一接合元件12与太阳轮14接合连接，从而使行星架15和太阳轮14固定连接，进而太阳轮14、行星架15和齿圈16形成一体，发动机11动力输入至行星架15，从而传递至太阳轮14，使电机13发电，实现增程发电模式。此时，第二接合元件5和第三接合元件6无连接。

4、纯发动机直驱模式：

第一接合元件12与太阳轮14接合连接，从而使行星架15和太阳轮14固定连接，进而太阳轮14、行星架15和齿圈16形成一体，发动机11动力输入至行星架15，从而传递至齿圈16，进而传递至中间轴3，通过选择变速机构2中的高挡位齿轮组和低挡位齿轮组实现不同挡位动力传递。其中，当第二接合元件5选择与第一被动齿轮22连接，则动力由第一主动齿轮21传递至第一被动齿轮22，实现高挡位速比；当第二接合元件5选择与第二被动齿轮24连接，则动力由第二主动齿轮23传递至第二被动齿轮24，实现低挡位速比。随后动力传递至输出轴4，通过第三接合元件6选择地与前进挡输入齿轮71或倒挡输入齿轮76连接，进而将动力传递至前进挡输出齿轮72或惰轮78和倒挡输出齿轮77，通过传动轴81、前桥差速机构8输出动力，实现发动机直驱模式前进挡或倒挡。

5、强混动模式：

第一接合元件12与太阳轮14接合连接，从而使行星架15和太阳轮14固定连接，进而太阳轮14、行星架15和齿圈16形成一体，发动机11动力输入至行星架15，电机13动力输入至太阳轮14，两者动力耦合，从而传递至齿圈16，进而传递至中间轴3，通过选择变速机构2中的高挡位齿轮组和低挡位齿轮组实现不同挡位动力传递。其中，当第二接合元件5选择与第一被动齿轮22连接，则动力由第一主动齿轮21传递至第一被动齿轮22，实现高挡位速比；当第二接合元件5选择与第二被动齿轮24连接，则动力由第二主动齿轮23传递至第二被动齿轮24，实现低挡位速比。随后动力传递至输出轴4，通过第三接合元件6选择地与前进挡输入齿轮71或倒挡输入齿轮76连接，进而将动力传递至前进挡输出齿轮72或惰轮78和倒挡输出齿轮77，通过传动轴81、前桥差速机构8输出动力，实现强混模式前进挡或倒挡。

当第一接合元件12、第二接合元件5和第三接合元件6均无连接时，发动机11和电机13无动力输入，此时系统出于断开状态，无动力传递。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述混合动力驱动装置，该车辆实现纯电模式、ECVT模式、增程模式、发动机直驱模式和强混动模式，并保证车辆能够实现倒挡，尤其在车辆处于亏电的状态下，还能使车辆在ECVT模式、发动机直驱模式下能够正常进行倒挡，提升车辆应对多种工况的能力。

以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混合动力驱动装置，其特征在于，包括：模式机构、变速机构和换向机构，所述变速机构包括高挡位齿轮组和低挡位齿轮组，所述换向机构包括前进挡齿轮副和倒挡组件，所述模式机构与所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组传动连接，所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组与所述前进挡齿轮副和所述倒挡组件传动连接，所述前进挡齿轮副和所述倒挡组件与车辆前桥差速机构或车辆后桥差速机构传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力驱动装置，其特征在于，所述模式机构包括发动机、电机、第一接合元件和行星排，所述行星排包括太阳轮、行星架和齿圈，所述发动机与所述行星架传动连接，所述电机与所述太阳轮传动连接，所述第一接合元件与所述行星架连接，并选择性地与壳体或所述太阳轮接合；所述齿圈与所述高挡位齿轮组和所述低挡位齿轮组传动连接。

3.根据权利要求2所述一种混合动力驱动装置，其特征在于，还包括输入轴，所述第一接合元件设置在所述输入轴上，所述输入轴的一端与所述发动机的输出端传动连接，另一端与所述行星架连接，所述发动机输出的动力经所述第一接合元件传递至所述行星架。

4.根据权利要求3所述的一种混合动力驱动装置，其特征在于，还包括中间轴、传动轴、输出轴及第二接合元件，所述高挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述低挡位齿轮组包括第二主动齿轮和第二被动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮设置在所述中间轴上，与所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮对应啮合的所述第一被动齿轮和所述第二被动齿轮设置在所述输出轴上，所述第二接合元件设置在所述中间轴上，且位于所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮之间，或所述第二接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述第一被动齿轮和所述第二被动齿轮之间。

5.根据权利要求4所述的一种混合动力驱动装置，其特征在于，还包括第三接合元件和传动轴，所述前进挡齿轮副包括前进挡输入齿轮和前进挡输出齿轮，所述倒挡组件包括倒挡主动链轮、倒挡被动链轮及倒挡链条，所述前进挡输入齿轮设置在所述输出轴上，与所述前进挡输入齿轮啮合的所述前进挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述倒挡主动链轮设置在所述输出轴上，所述倒挡被动链轮设置在所述传动轴上，所述倒挡链条套设在所述倒挡主动链轮和所述倒挡被动链轮上；所述第三接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述前进挡输入齿轮和所述倒挡主动链轮之间，或所述第三接合元件设置所述传动轴上，且位于所述前进挡输出齿轮和所述倒挡被动链轮之间，所述传动轴与所述车辆前桥差速机构或所述车辆后桥差速机构传动连接。

6.根据权利要求4所述的一种混合动力驱动装置，其特征在于，还包括第三接合元件和传动轴，所述前进挡齿轮副包括前进挡输入齿轮和前进挡输出齿轮，所述倒挡组件包括倒挡输入齿轮、惰轮、惰轮轴及倒挡输出齿轮，所述前进挡输入齿轮设置在所述输出轴上，与所述前进挡输入齿轮啮合的所述前进挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述倒挡输入齿轮设置在所述输出轴上，所述倒挡输出齿轮设置在所述传动轴上，所述惰轮设置在所述惰轮轴上，所述惰轮同时与所述倒挡输入齿轮和所述倒挡输出齿轮啮合；所述第三接合元件设置在所述输出轴上，且位于所述前进挡输入齿轮和所述倒挡输入齿轮之间，或所述第三接合元件设置所述传动轴上，且位于所述前进挡输出齿轮和所述倒挡输出齿轮之间，所述传动轴与所述车辆前桥差速机构或所述车辆后桥差速机构传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种混合动力驱动装置，其特征在于，所述中间轴、所述输出轴、所述惰轮轴及所述传动轴相互平行布置。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的混合动力驱动装置。