CN220947530U - 一种混合动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力系统及车辆，涉及车辆零部件技术领域，混合动力系统包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、中间轴、差速器、第一制动器及第二制动器，行星排组件包括太阳轮、行星轮总成及齿圈，太阳轮通过行星轮总成与齿圈啮合，第一电机与齿圈驱动连接，发动机与行星轮总成驱动连接，齿圈与第一制动器连接，齿圈与行星轮总成之间设置有第二制动器，太阳轮及第二电机择一地与中间轴传动连接，中间轴与差速器连接。本实用新型能够实现纯电及并联多挡位驱动，充分发挥发动机的潜力，提供较强的动力输出，提高驾驶者的驾驶感受，且行星排组件可实现发动机输出功率的分流，可使发动机始终保持较高的效率，降低车辆油耗。

Description

一种混合动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，具体而言，涉及一种混合动力系统及车辆。

背景技术

随着车辆技术的不断发展，人们对于车辆的驾驶感受及燃油经济性提出了更高要求。然而现有车辆动力传递系统的挡位及驾驶模式较少，挡位选择及驾驶模式选择的灵活性较差，在车辆起步、爬坡或高速行驶时无法充分发挥发动机的潜力，一方面导致动力输出不足，影响驾驶者的驾驶感受，另一方面油耗高，增加驾驶者的经济负担。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有混合动力系统给驾驶者带来的驾驶感受较差，经济成本较高的技术问题。

一方面，本实用新型提供一种混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、中间轴、差速器、第一制动器及第二制动器，所述行星排组件包括太阳轮、行星轮总成及齿圈，所述太阳轮通过所述行星轮总成与所述齿圈啮合，所述第一电机与所述齿圈驱动连接，所述发动机与所述行星轮总成驱动连接，所述齿圈与所述第一制动器连接，所述齿圈与所述行星轮总成之间设置有所述第二制动器，所述太阳轮及所述第二电机择一地与所述中间轴传动连接，所述中间轴与所述差速器连接。

本实用新型的混合动力系统，可实现车辆的串并联多挡位驱动模式。具体地，当第二电机驱动中间轴转动时，可经差速器传递到车轮，实现串联模式下的纯电驱动；当第二电机不工作，且第一制动器将齿圈锁死时，发动机可通过行星排组件的行星轮总成、太阳轮将动力传递到中间轴，继而驱动差速器及车轮运动，实现并联模式下的一档驱动；当第二电机不工作，且第二制动器将行星轮总成与齿圈锁死时，发动机将动力传递到行星轮总成，行星轮总成与齿圈一起以相同转速转动，部分动力可经太阳轮传递到中间轴，再传递到差速器，另一部分动力可传递到第一电机，使第一电机充电，或者第一电机与发动机同时驱动行星排组件，再经中间轴传递到差速器，实现并联模式下的二档驱动。采用本实用新型所述混合动力系统，能够实现串并联多种驱动模式，且并联驱动模式下能够实现多挡位选择，充分发挥发动机的潜力，提供较强的动力输出，提高驾驶者的驾驶感受，且行星排组件可实现发动机输出功率的分流，调整功率分流比例，可使发动机在高速、低速时均保持较高的效率，降低车辆油耗，减轻驾驶者的经济负担。

可选地，该混合动力系统还包括第一输入齿轮，所述第一输入齿轮套设于所述第一电机的输出轴上，所述齿圈具有内齿和外齿，所述内齿与所述行星轮总成啮合，所述外齿与所述第一输入齿轮啮合。

可选地，该混合动力系统还包括第二传动齿轮组和连接轴，所述第二传动齿轮组设于所述行星排组件远离所述发动机的一侧，所述连接轴的一端套设有所述太阳轮，所述连接轴的另一端通过所述第二传动齿轮组与所述中间轴传动连接。

可选地，所述第二传动齿轮组包括相互啮合的第二输入齿轮和第二输出齿轮，所述第二输入齿轮套设于所述连接轴上，所述第二输出齿轮套设于所述中间轴上。

可选地，所述第一电机的输出轴的轴线与所述第二电机的输出轴的轴线相对平行，所述连接轴及所述中间轴位于所述第一电机的输出轴的轴线与所述第二电机的输出轴的轴线之间。

可选地，该混合动力系统还包括第三传动齿轮组，所述第三传动齿轮组包括相互啮合的第三输入齿轮和第三输出齿轮，所述第三输入齿轮套设于所述第二电机的输出轴上，所述第三输出齿轮套设于所述中间轴上。

可选地，该混合动力系统还包括第四传动齿轮组，所述第四传动齿轮组包括相互啮合的第四输入齿轮和第四输出齿轮，所述第四输入齿轮套设于所述中间轴上，所述第四输出齿轮与所述差速器连接。

可选地，所述第三传动齿轮组设于所述第二电机靠近所述差速器的一端，所述第四传动齿轮组设于所述差速器靠近所述第二电机的一端，且所述第三传动齿轮组、所述第四传动齿轮组及所述行星排组件均位于所述第二传动齿轮组的同一侧。

可选地，所述行星轮总成包括行星架及多个行星轮，各所述行星轮位于所述太阳轮与所述齿圈之间，所述行星架与各所述行星轮连接，所述发动机的输出轴与所述行星架连接，所述发动机的输出轴、所述行星架及所述太阳轮同轴设置。

另一方面，本实用新型提出一种车辆，包括上述的混合动力系统。所述车辆相较于现有技术所具有的优势与上述混合动力系统相同，不再重复说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的混合动力系统的原理图；

图2为本实用新型实施例的混合动力系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、发动机；2、第一电机；3、第二电机；4、行星排组件；401、太阳轮；402、行星轮总成；4021、行星架；4022、行星轮；403、齿圈；4031、内齿；4032、外齿；5、中间轴；6、差速器；7、第一制动器；8、第二制动器；9、第一输入齿轮；10、第二传动齿轮组；1001、第二输入齿轮；1002、第二输出齿轮；11、连接轴；12、第三传动齿轮组；1201、第三输入齿轮；1202、第三输出齿轮；13、第四传动齿轮组；1301、第四输入齿轮；1302、第四输出齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本实用新型的限制。

本文中，建立有XY坐标系，其中，X轴的正向代表车辆前方，X轴的反向代表车辆后方，Y轴的正向代表车辆左方，Y轴的反向代表车辆右方。同时需要说明的是，前述X轴和Y轴表示含义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。

如图1-2所示，本实用新型实施例的一种混合动力系统，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排组件4、中间轴5、差速器6、第一制动器7及第二制动器8，所述行星排组件4包括太阳轮401、行星轮总成402及齿圈403，所述太阳轮401通过所述行星轮总成402与所述齿圈403啮合，所述第一电机2与所述齿圈403驱动连接，所述发动机1与所述行星轮总成402驱动连接，所述齿圈403与所述第一制动器7连接，所述齿圈403与所述行星轮总成402之间设置有所述第二制动器8，所述太阳轮401及所述第二电机3择一地与所述中间轴5传动连接，所述中间轴5与所述差速器6连接。

具体地，所述发动机1的输出轴、所述第一电机2的输出轴及所述第二电机3的输出轴均沿Y轴所示方向。所述行星排组件4具有功率密度大的特点。所述差速器6可通过半轴与车轮连接。第一制动器7用于使齿圈403锁死不动，第二制动器8用于使齿圈403与行星轮总成402二者相对锁紧，一起以相同速度转动，这里的第一制动器7及第二制动器8可采用摩擦离合器等。还可包括变速器壳体，发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排组件4、中间轴5、差速器6、第一制动器7及第二制动器8均设于变速器壳体内，其中，发动机1的输出轴、第一电机2的输出轴、第二电机3的输出轴及中间轴5可通过对应的轴承与变速器壳体转动连接。

在本实施例中，当第二电机3驱动中间轴5转动时，可经差速器6传递到车轮，实现串联模式下的纯电驱动，在纯电工况下，可通过使第二电机3正反转，以实现前进或后退；当第二电机3不工作，且第一制动器7将齿圈403锁死时，发动机1可通过行星排组件4的行星轮总成402、太阳轮401将动力传递到中间轴5，继而驱动差速器6及车轮运动，实现并联模式下的一档驱动；当第二电机3不工作，且第二制动器8将行星轮总成402与齿圈403锁死时，发动机1将动力传递到行星轮总成402，行星轮总成402与齿圈403一起以相同转速转动，部分动力可经太阳轮401传递到中间轴5，再传递到差速器6，另一部分动力可传递到第一电机2，使第一电机2充电，或者第一电机2与发动机1同时驱动行星排组件4，再经中间轴5传递到差速器6，实现并联模式下的二档驱动。采用本实用新型所述混合动力系统，能够实现串并联多种驱动模式，且并联驱动模式下能够实现多挡位选择，充分发挥发动机的潜力，提供较强的动力输出，提高驾驶者的驾驶感受，且行星排组件4可实现发动机1输出功率的分流，调整功率分流比例，可使发动机1在高速、低速时均保持较高的效率，降低车辆油耗，减轻驾驶者的经济负担。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第一输入齿轮9，所述第一输入齿轮9套设于所述第一电机2的输出轴上，所述齿圈403具有内齿4031和外齿4032，所述内齿4031与所述行星轮总成402啮合，所述外齿4032与所述第一输入齿轮9啮合。

在本实施例中，所述第一输入齿轮9固定在第一电机2的输出轴上，具有内外齿的齿圈403可由一个内齿圈与一个外齿轮固定连接构成，齿圈403的内齿4031与外齿4032分别与行星轮总成402、第一输入齿轮9啮合，以实现将第一电机2的驱动力通过第一输入齿轮9传递到齿圈403上，或者发动机1传递到行星轮总成402上的驱动力，经齿圈403、第一输入齿轮9传递到第一电机2。

这里，齿圈403可为环形结构，环形结构的内外圈分别设有内齿4031和外齿4032。或者，所述齿圈403可为一端开口的槽型结构，槽型结构的内外壁分别设有内齿4031和外齿4032，行星轮总成402及太阳轮401均位于槽型结构内，发动机1的输出轴穿过槽型结构的底壁以与行星轮总成402固定连接。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第二传动齿轮组10和连接轴11，所述第二传动齿轮组10设于所述行星排组件4远离所述发动机1的一侧，所述连接轴11的一端套设有所述太阳轮401，所述连接轴11的另一端通过所述第二传动齿轮组10与所述中间轴5传动连接。

具体地，连接轴11与发动机1的输出轴同轴设置，连接轴11与中间轴5均沿Y轴所示方向设置，连接轴11远离第一电机2的一侧设有中间轴5。

在本实施例中，发动机1或者第一电机2传递到行星排组件4的太阳轮401上的驱动力，可驱动连接轴11转动，继而带动第二传动齿轮组10转动，从而将驱动力传递到中间轴5上，实现太阳轮401与中间轴5之间的动力传递。

如图1所示，可选地，所述第二传动齿轮组10包括相互啮合的第二输入齿轮1001和第二输出齿轮1002，所述第二输入齿轮1001套设于所述连接轴11上，所述第二输出齿轮1002套设于所述中间轴5上。

在本实施例中，所述第二传动齿轮组10可为平行轴齿轮，第二输入齿轮1001的轴线与第二输出齿轮1002的轴线相对平行，连接轴11通过相互啮合的第二输入齿轮1001及第二输出齿轮1002将驱动力传递到中间轴5上。在其他实施例中，第二传动齿轮组10可包括三个及三个以上相互啮合的齿轮。

如图1-2所示，可选地，所述第一电机2的输出轴的轴线与所述第二电机3的输出轴的轴线相对平行，所述连接轴11及所述中间轴5位于所述第一电机2的输出轴的轴线与所述第二电机3的输出轴的轴线之间。

在本实施例中，所述第一电机2的输出轴及第二电机3的输出轴均沿Y轴所示方向设置，连接轴11及中间轴5设置于第一电机2的输出轴轴线与第二电机3的输出轴轴线之间，也即第一电机2的输出轴、连接轴11、中间轴5及第二电机3的输出轴沿车辆前后方向依次间隔设置，可实现空间的合理利用，结构布局更加紧凑。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第三传动齿轮组12，所述第三传动齿轮组12包括相互啮合的第三输入齿轮1201和第三输出齿轮1202，所述第三输入齿轮1201套设于所述第二电机3的输出轴上，所述第三输出齿轮1202套设于所述中间轴5上。

在本实施例中，第三传动齿轮组12可为平行轴齿轮，第三输入齿轮1201的轴线及第三输出齿轮1202的轴线相对平行，第二电机3的驱动力可通过相互啮合的第三输入齿轮1201、第三输出齿轮1202传递到中间轴5上，通过第三传动齿轮组12实现第二电机3与中间轴5之间的动力传递。在其他一些实施例中，所述第三传动齿轮组12可包括三个及三个以上相互啮合的齿轮。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第四传动齿轮组13，所述第四传动齿轮组13包括相互啮合的第四输入齿轮1301和第四输出齿轮1302，所述第四输入齿轮1301套设于所述中间轴5上，所述第四输出齿轮1302与所述差速器6连接。

在本实施例中，第四输入齿轮1301的轴线及第四输出齿轮1302的轴线相对平行，发动机1、第一电机2及第二电机3传递到中间轴5上的驱动力可通过相互啮合的第四输入齿轮1301、第四输出齿轮1302传递到差速器6，通过第四传动齿轮组13实现中间轴5与差速器6之间的动力传递。在其他一些实施例中，所述第四传动齿轮组13可包括三个及三个以上相互啮合的齿轮。

如图1-2所示，可选地，所述第三传动齿轮组12设于所述第二电机3靠近所述差速器6的一端，所述第四传动齿轮组13设于所述差速器6靠近所述第二电机3的一端，且所述第三传动齿轮组12、所述第四传动齿轮组13及所述行星排组件4均位于所述第二传动齿轮组10的同一侧。

在本实施例中，第二传动齿轮组10的第二输出齿轮1002可设于连接轴11与差速器6之间，第三传动齿轮组12与第四传动齿轮组13设于第二电机3与差速器6相互靠近的一端，也即第三输出齿轮1202与第四输入齿轮1301之间的间隙可设置地尽量小一些，使得中间轴5上各齿轮的排布更加紧凑。

第三传动齿轮组12、第四传动齿轮组13及行星排组件4位于第二传动齿轮组10的同一侧，第三传动齿轮组12的第三输出齿轮1202可位于第二电机3与行星排组件4之间，第四传动齿轮组13的第四输入齿轮1301可位于差速器6与行星排组件4之间，布局更加紧凑。

如图1所示，可选地，所述行星轮总成402包括行星架4021及多个行星轮4022，各所述行星轮4022位于所述太阳轮401与所述齿圈403之间，所述行星架4021与各所述行星轮4022连接，所述发动机1的输出轴与所述行星架4021连接，所述发动机1的输出轴、所述行星架4021及所述太阳轮401同轴设置。

在本实施例中，根据动力传递需要设置，行星轮4022沿太阳轮401的周向间隔设置多个，行星架4021可为U型框架，发动机1的输出轴可穿过齿圈403以与行星架4021连接，实现发动机1与行星轮总成402之间的连接，以将发动机1的驱动力顺利地传递到行星排组件4。将发动机1的输出轴、行星架4021及太阳轮401设置成同轴的，提高空间利用率，确保动力传递效率。

本实用新型另一实施例提出一种车辆，包括上述的混合动力系统。所述车辆相较于现有技术所具有的优势与上述混合动力系统相同，不再重复说明。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括发动机(1)、第一电机(2)、第二电机(3)、行星排组件(4)、中间轴(5)、差速器(6)、第一制动器(7)及第二制动器(8)，所述行星排组件(4)包括太阳轮(401)、行星轮总成(402)及齿圈(403)，所述太阳轮(401)通过所述行星轮总成(402)与所述齿圈(403)啮合，所述第一电机(2)与所述齿圈(403)驱动连接，所述发动机(1)与所述行星轮总成(402)驱动连接，所述齿圈(403)与所述第一制动器(7)连接，所述齿圈(403)与所述行星轮总成(402)之间设置有所述第二制动器(8)，所述太阳轮(401)及所述第二电机(3)择一地与所述中间轴(5)传动连接，所述中间轴(5)与所述差速器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第一输入齿轮(9)，所述第一输入齿轮(9)套设于所述第一电机(2)的输出轴上，所述齿圈(403)具有内齿(4031)和外齿(4032)，所述内齿(4031)与所述行星轮总成(402)啮合，所述外齿(4032)与所述第一输入齿轮(9)啮合。

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第二传动齿轮组(10)和连接轴(11)，所述第二传动齿轮组(10)设于所述行星排组件(4)远离所述发动机(1)的一侧，所述连接轴(11)的一端套设有所述太阳轮(401)，所述连接轴(11)的另一端通过所述第二传动齿轮组(10)与所述中间轴(5)传动连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二传动齿轮组(10)包括相互啮合的第二输入齿轮(1001)和第二输出齿轮(1002)，所述第二输入齿轮(1001)套设于所述连接轴(11)上，所述第二输出齿轮(1002)套设于所述中间轴(5)上。

5.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一电机(2)的输出轴的轴线与所述第二电机(3)的输出轴的轴线相对平行，所述连接轴(11)及所述中间轴(5)位于所述第一电机(2)的输出轴的轴线与所述第二电机(3)的输出轴的轴线之间。

6.根据权利要求3所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第三传动齿轮组(12)，所述第三传动齿轮组(12)包括相互啮合的第三输入齿轮(1201)和第三输出齿轮(1202)，所述第三输入齿轮(1201)套设于所述第二电机(3)的输出轴上，所述第三输出齿轮(1202)套设于所述中间轴(5)上。

7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第四传动齿轮组(13)，所述第四传动齿轮组(13)包括相互啮合的第四输入齿轮(1301)和第四输出齿轮(1302)，所述第四输入齿轮(1301)套设于所述中间轴(5)上，所述第四输出齿轮(1302)与所述差速器(6)连接。

8.根据权利要求7所述的混合动力系统，其特征在于，所述第三传动齿轮组(12)设于所述第二电机(3)靠近所述差速器(6)的一端，所述第四传动齿轮组(13)设于所述差速器(6)靠近所述第二电机(3)的一端，且所述第三传动齿轮组(12)、所述第四传动齿轮组(13)及所述行星排组件(4)均位于所述第二传动齿轮组(10)的同一侧。

9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述行星轮总成(402)包括行星架(4021)及多个行星轮(4022)，各所述行星轮(4022)位于所述太阳轮(401)与所述齿圈(403)之间，所述行星架(4021)与各所述行星轮(4022)连接，所述发动机(1)的输出轴与所述行星架(4021)连接，所述发动机(1)的输出轴、所述行星架(4021)及所述太阳轮(401)同轴设置。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的混合动力系统。