CN220809120U - 混合动力车桥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合动力车桥装置，包括桥壳、主减速器、驱动电机和变速装置，主减速器包括主减主动齿轮轴，主减主动齿轮轴为螺旋齿轮，驱动电机和变速装置均安设在桥壳上；变速装置包括输入轴和第一换挡元件，输入轴通过传动轴与发动机连接，且输入轴还与驱动电机连接；第一换挡元件可选择地将输入轴与主减主动齿轮轴接通。采用了本实用新型的混合动力车桥装置，行驶时第一换挡元件将输入轴与主减主动齿轮轴接通，发动机正常驱动车辆，驻车时第一换挡元件将输入轴与减主动齿轮轴断开，与输入轴连接的驱动电机由发动机带动发电，装置结构简单且功能完备。

Description

混合动力车桥装置

技术领域

本实用新型涉及车辆驱动传动技术领域，尤其涉及用于重卡的混合动力车桥领域，具体是指一种混合动力车桥装置。

背景技术

重卡虽然外形轮廓和体积较大，但由于底盘中央设置了车架，空间狭窄，除了布置纵置的发动机和变速箱外，没有更多的空间布置额外的部件。另一方面，现有的新能源重卡，主要沿着换电式重卡和燃料电池重卡两个方向发展。在这些车型上多配置电驱动桥。现有的电驱动桥，取消了传动轴，将一个或者两个电机安设在桥壳上，其动力通过一个或两个变速装置减速增扭后传递到差速器上再通过左右半轴驱动车轮。

虽然新能源重卡沿着上述两个方向发展，但目前也出现了对于混合动力重卡的市场需求。早前在重卡上也尝试过P2构型的混动装置，即在离合器后变速箱输入轴上固接一驱动电机，但实际使用效果不佳，变速箱换挡时动力不可避免要中断。另外还尝试过串联混合动力装置，但效率较低且成本较贵。而在现有严格控制新车价格的前提下，不倾向于采用双电机的混动装置。因此，市场还期待提供一种装置结构简单且功能完备的重卡混合动力车桥。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足结构简单、功能完备、适用范围较为广泛的混合动力车桥装置。

为了实现上述目的，本实用新型的混合动力车桥装置如下：

该混合动力车桥装置，其主要特点是，所述的装置包括桥壳、主减速器、驱动电机和变速装置，所述的主减速器包括主减主动齿轮轴，所述主减主动齿轮轴为螺旋齿轮，所述的驱动电机和变速装置均安设在所述桥壳上；

所述的变速装置包括输入轴和第一换挡元件，所述的输入轴通过传动轴与发动机连接，且所述的输入轴还与驱动电机连接；所述第一换挡元件可选择地将输入轴与主减主动齿轮轴接通。

较佳地，所述的驱动电机纵置在桥壳的后方，所述变速装置纵置在桥壳的前方。

较佳地，所述的变速装置还包括第一挡位齿轮组和过桥轴，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述第一主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮固接在输入轴上，所述过桥轴与驱动电机连接。

较佳地，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第一挡位齿轮组和第二换挡元件，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通，所述过桥轴与驱动电机连接。

较佳地，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第二挡位齿轮组，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通。

较佳地，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述的第二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第二主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮和第二被动齿轮空套在输入轴上，所述第二换挡元件安设在输入轴上，所述第二换挡元件可选择地将第一被动齿轮或第二被动齿轮与输入轴接通。

较佳地，所述的驱动电机通过前传动齿轮组与过桥轴连接。

较佳地，所述的第一换挡元件和第二换挡元件均为啮合套。

较佳地，所述的混合动力车桥装置安装有空气悬架，驻车发电时通过所述空气悬架调整车架的姿态，使得所述传动轴的夹角接近于零度。

采用了本实用新型的混合动力车桥装置，行驶时第一换挡元件将输入轴与主减主动齿轮轴接通，发动机正常驱动车辆，驻车时第一换挡元件将输入轴与主减主动齿轮轴断开，与输入轴连接的驱动电机由发动机带动发电，从而得到一种装置结构简单且功能完备的混合动力车桥。

附图说明

图1为本实用新型的混合动力车桥装置的第一具体实施例的混合动力车桥的结构示意图。

图2为本实用新型的混合动力车桥装置的第二具体实施例的混合动力车桥的结构示意图。

附图标记：

1 桥壳

2 主减速器

21 主减主动齿轮轴

3 驱动电机

4 变速装置

41 输入轴

42第一换挡元件

43第一挡位齿轮组

44过桥轴

45第二换挡元件

46第二挡位齿轮组

47前传动齿轮组

431第一主动齿轮

432第一被动齿轮

461第三主动齿轮

462第三被动齿轮

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本实用新型的该混合动力车桥装置，其中包括桥壳、主减速器、驱动电机和变速装置，所述的主减速器包括主减主动齿轮轴，所述主减主动齿轮轴为螺旋齿轮，所述的驱动电机和变速装置均安设在所述桥壳上；所述的变速装置包括输入轴和第一换挡元件，所述的输入轴通过传动轴与发动机连接，且所述的输入轴还与驱动电机连接；所述第一换挡元件可选择地将输入轴与主减主动齿轮轴接通。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的驱动电机纵置在桥壳的后方，所述变速装置纵置在桥壳的前方。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的变速装置还包括第一挡位齿轮组和过桥轴，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述第一主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮固接在输入轴上，所述过桥轴与驱动电机连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第一挡位齿轮组和第二换挡元件，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通，所述过桥轴与驱动电机连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第二挡位齿轮组，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通。

作为本实用新型的优选实施方式，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述的第二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第二主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮和第二被动齿轮空套在输入轴上，所述第二换挡元件安设在输入轴上，所述第二换挡元件可选择地将第一被动齿轮或第二被动齿轮与输入轴接通。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的驱动电机通过前传动齿轮组与过桥轴连接。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的第一换挡元件和第二换挡元件均为啮合套。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的混合动力车桥装置安装有空气悬架，驻车发电时通过所述空气悬架调整车架的姿态，使得所述传动轴的夹角接近于零度。

本实用新型的具体实施方式中，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种装置结构简单且功能完备的重卡混合动力车桥。

图1所示为第一具体实施例的混合动力车桥装置的结构示意图。如图1所示，混合动力车桥装置包括：桥壳1；主减速器2，包括主减主动齿轮轴21，主减主动齿轮轴21为螺旋齿轮；驱动电机3和变速装置4，均安设在桥壳1上；

变速装置4包括：输入轴41，通过传动轴与发动机连接，且输入轴41还与驱动电机3连接；第一换挡元件42，可选择地将输入轴41与主减主动齿轮轴21接通。

通过在安设在桥壳1上的变速装置4中设置第一换挡元件42将输入轴41与主减主动齿轮轴21断开，从而在驻车时，经传动轴传来的发动机动力通过输入轴41带动驱动电机3发电，实现驻车发电功能，而在正常行驶时，第一换挡元件42将输入轴41与主减主动齿轮轴21接通，实现正常的发动机驱动车辆功能，纯电动行驶时，变速箱挂空挡，第一换挡元件42将输入轴41与主减主动齿轮轴21接通，驱动电机的动力输出到输入轴41后再传递到主减主动齿轮轴21，实现纯电行驶功能。利用一个安设在桥壳1上的驱动电机3即可实现完整的混合动力装置功能，即不用再配第二驱动电机就可以实现全部混合动力装置功能，因此装置结构非常简单。

驻车发电时，变速箱挂直接挡，发动机的动力高效地传递到传动轴，进而经过输入轴41传递到驱动电机3带动其发电。显然，驱动电机3也可以用于启动发动机，第一换挡元件42将输入轴41与主减主动齿轮轴21断开，变速箱可以挂抵挡，驱动电机3转动带动发动机启动。再生制动时，驱动电机3工作在回馈制动模式。

如图1所示，驱动电机3纵置在桥壳1的后方，变速装置4纵置在桥壳1的前方。驱动电机3和变速装置4分别纵置在桥壳1的前后方，相比两者集中配置在桥壳1的前方，可使得车桥的输入端前伸较短，传动轴的角度不会因此变得较大，从而有利于控制此处产生的噪声和振动。

如图1所示，变速装置4还包括第一挡位齿轮组43和过桥轴44，第一挡位齿轮组43包括第一主动齿轮431和第一被动齿轮432，第一主动齿轮431固接在过桥轴44上，第一被动齿轮432固接在输入轴41上，驱动电机3与过桥轴44连接。

第一挡位齿轮组43的速比，设置成大于1。驱动电机3工作在电动模式时，其动力经过减速增扭后传递到输入轴41上，当其工作在发电模式时，发动机的动力增速减扭后传递到过桥轴44上带动驱动电机3发电给蓄电装置充电。

由于没有设置变速机构，因此驱动电机3采用感应电机来实现。当车速达到对应感应电机的最高工作转速时，驱动电机3将不再工作而只是被拖动，直到车速下降到对应感应电机的最高工作转速时再重新工作。

图2所示为第二具体实施例的混合动力车桥装置的结构示意图。如图2所示，变速装置4还包括设置在过桥轴44与输入轴41之间的第一挡位齿轮组43和第二换挡元件45，第二换挡元件45可选择地通过第一挡位齿轮组43将过桥轴44与输入轴41接通，驱动电机3与过桥轴44连接。

对于永磁电机，设置了变速机构，即第二换挡元件45通过第一挡位齿轮组43将过桥轴44与输入轴41接通，从而驱动电机3的动力可以传递到输入轴41上驱动车辆。当车速达到对应永磁电机的最高工作转速时，第二换挡元件45挂空挡将过桥轴44与输入轴41断开，驱动电机3将不再与输入轴41连接，直到车速下降到对应永磁电机的最高工作转速时再重新连接。

如图2所示，变速装置4还包括设置在过桥轴44与输入轴41之间的第二挡位齿轮组46，第二换挡元件45可选择地通过第一挡位齿轮组43或第二挡位齿轮组46将过桥轴44与输入轴41接通。

对于永磁电机，且有较高的纯电行驶性能要求时，设置至少两个挡位可以较好地满足动力性需求。因此增加了第二挡位齿轮组46，其速比设置得比第一挡位齿轮组43的小，作为高挡，而第一挡位齿轮组43作为低挡。

如图2所示，第一挡位齿轮组43包括第一主动齿轮431和第一被动齿轮432，第二挡位齿轮组46包括第二主动齿轮461和第二被动齿轮462，第一主动齿轮431和第二主动齿轮461固接在过桥轴44上，第一被动齿轮432和第二被动齿轮462空套在输入轴41上，第二换挡元件45安设在输入轴41上，第二换挡元件44可选择地将第一被动齿轮432和第二被动齿轮462与输入轴41接通。

设置两个挡位，驱动电机3驱动时也就有低挡和高挡两个挡位可用。这也意味着，在驱动电机3由发动机拖动发电时也有两个增速挡位可用，可根据具体需求进行选择。

此外，也可以是第一主动齿轮431和第二主动齿轮461空套在过桥轴44上，第一被动齿轮432和第二被动齿轮462固接在输入轴41上，第二换挡元件45安设在过桥轴44上，第二换挡元件44可选择地将第一主动齿轮431或第二主动齿轮461与过桥轴44接通，同样可实现两个所需的挡位。

驱动电机3通过前传动齿轮组47与过桥轴44连接。前传动齿轮组47的速比通常设为减速，匹配转速较高的驱动电机3使用，例如驱动电机3的最高转速为6000rpm左右。前传动齿轮组47可以采用定轴齿轮来实现，也可以采用行星排来实现，可根据实际布置需要选择。当前传动齿轮组47采用定轴齿轮时，驱动电机3和过桥轴44的轴线不同轴，采用行星排则两轴线同轴，因此，可根据驱动电机3在桥壳1上的布置位置以及与过桥轴44的相对位置来选择。

第一换挡元件42和第二换挡元件45均为啮合套。在发动机的变速箱换挡时，驱动电机3不换挡，如此可避免动力中断，反之也一样。第一换挡元件42并无快速挂挡和摘挡的要求，且在行驶中不用摘挡挂挡，只在驻车时进行切换操作，采用结构简单的啮合套即可满足要求。在第一挡位齿轮组43和第二挡位齿轮组46之间进行挡位切换时，利用驱动电机3的调速来实现转速同步，因此第二换挡元件45采用啮合套即可满足要求。

由前述可知，在驻车发电时传动轴的效率是最大的影响因素。驻车时车辆已停车不动，传动轴的效率主要取决于传动轴的夹角，而传动轴的夹角越接近零度时，传动轴的效率越接近于100％。

对于安装有空气悬架的混合动力车桥，可通过空气悬架调整车架的姿态，使得传动轴的夹角接近于零度，确保驻车发电时的高效率。由于发动机和变速箱安设在车架上，空气悬架可以调整车架与混动车桥之间的距度，从而使得车架姿态发生变化，得到理想的传动轴角度。因此，虽然传动链较长，但安装在混合动力车桥上的驱动电机也可以保证较好的驻车发电性能，实现功能完备的单电机混动装置。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结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结合。

采用了本实用新型的混合动力车桥装置，行驶时第一换挡元件将输入轴与主减主动齿轮轴接通，发动机正常驱动车辆，驻车时第一换挡元件将输入轴与主减主动齿轮轴断开，发动机带动驱动电机发电，从而得到一种装置结构简单且功能完备的混合动力车桥。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种混合动力车桥装置，其特征在于，包括桥壳、主减速器、驱动电机和变速装置，所述的主减速器包括主减主动齿轮轴，所述主减主动齿轮轴为螺旋齿轮，所述的驱动电机和变速装置均安设在所述桥壳上；

所述的变速装置包括输入轴和第一换挡元件，所述的输入轴通过传动轴与发动机连接，且所述的输入轴还与驱动电机连接；所述第一换挡元件可选择地将输入轴与主减主动齿轮轴接通；

所述的混合动力车桥装置安装有空气悬架，驻车发电时通过所述空气悬架调整车架的姿态，使得所述传动轴的夹角接近于零度。

2.根据权利要求1所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的驱动电机纵置在桥壳的后方，所述变速装置纵置在桥壳的前方。

3.根据权利要求2所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的变速装置还包括第一挡位齿轮组和过桥轴，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述第一主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮固接在输入轴上，所述过桥轴与驱动电机连接。

4.根据权利要求2所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第一挡位齿轮组和第二换挡元件，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通，所述过桥轴与驱动电机连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的变速装置还包括设置在过桥轴与输入轴之间的第二挡位齿轮组，所述第二换挡元件可选择地通过第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组将过桥轴与输入轴接通。

6.根据权利要求5所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述的第二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第二主动齿轮固接在过桥轴上，所述第一被动齿轮和第二被动齿轮空套在输入轴上，所述第二换挡元件安设在输入轴上，所述第二换挡元件可选择地将第一被动齿轮或第二被动齿轮与输入轴接通。

7.根据权利要求3所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的驱动电机通过前传动齿轮组与过桥轴连接。

8.根据权利要求3所述的混合动力车桥装置，其特征在于，所述的第一换挡元件和第二换挡元件均为啮合套。