CN220973903U - 一种混合动力驱动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及动力系统技术领域，特别涉及一种混合动力驱动系统及汽车。该混合动力驱动系统包括发动机、电机和变速箱，电机包括机壳、以及同轴设置的第一转子和第二转子，第一转子和储能装置电连接，第一转子与机壳转动连接，第一转子远离第二转子的端部和变速箱的传动轴固定连接，第二转子远离第一转子的端部和发动机的曲轴刚性连接，第一转子和第二转子之间能够相对转动并产生电磁力，第一转子和所述第二转子之间通过电磁感应产生的电能储存至储能装置。该混合动力驱动系统中机械能和电能之间能够灵活转化，提升转化效率，减少能量损失。而且，该混合动力驱动系统无需设置离合器，占用体积更小，成本更低。

Description

一种混合动力驱动系统及汽车

技术领域

本申请涉及动力系统技术领域，特别涉及一种混合动力驱动系统及汽车。

背景技术

混合动力汽车是指同时装备两种动力源—热动力源(由传统的汽油机和柴油机产生)与电动力源(电池与电机)的汽车。因此混合动力系统组合发动机与电机两种动力源并发挥各自的优点，互补各自缺点，由此提高整车效率。

现有的混合动力系统中的在能量转化过程中存在能量损失，转化效率较低，且大部分都需要电机和离合器，体积较大，成本较高。

实用新型内容

本申请公开了一种混合动力驱动系统及汽车以解决现有混合动力驱动系统串联路线存在能量转化效率低且成本较高的问题。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种混合动力驱动系统，该混合动力驱动系统包括发动机、电机和变速箱，电机包括机壳、以及同轴设置的第一转子和第二转子，第一转子和储能装置电连接，第一转子与机壳转动连接，第一转子远离第二转子的端部和变速箱的传动轴固定连接，第二转子远离第一转子的端部和发动机的曲轴刚性连接，第一转子和第二转子之间能够相对转动并产生电磁力，第一转子和所述第二转子之间通过电磁感应产生的电能储存至储能装置。

进一步地，机壳的一端与发动机固定连接，机壳的另一端与变速箱固定连接。

进一步地，第一转子通过轴承与所述机壳连接。

进一步地，轴承和第一转子过盈配合。

进一步地，轴承通过限位机构安装于机壳，以限制轴承沿电机的轴向移动。

进一步地，限位机构为卡簧。

进一步地，第一转子远离第二转子的端部和传动轴花键连接。

进一步地，第二转子远离第一转子的端部和曲轴通过螺栓连接。

进一步地，第一转子朝向机壳的表面设有集电环，机壳朝向第一转子的表面设有电刷，电刷和集电环连接。

第二方面，本申请提供一种汽车，该汽车包括第一方面的混合动力驱动系统。

本申请提供的混合动力驱动系统，其中，第一转子和第二转子均可以旋转，发动机扭矩通过第一转子和第二转子之间磁场传递至变速箱，当第一转子和第二转子转速相同时，第一转子和第二转子通过磁场吸附，发送机驱动变速箱的传动轴转动；当发动机转速不足时，储能装置输送第一转子更大的电流，从而使第一转子产生反向的磁场，磁场加大，驱动第一转子转动得更快；当发动机转速过大时，第一转子切割磁感线，从而产生电流，多余的电能输送至储能装置，从而实现能量回收，该混合动力驱动系统中机械能和电能之间能够灵活转化，提升转化效率，减少能量损失。而且，该混合动力驱动系统无需设置离合器，占用体积更小，成本更低。

附图说明

图1为现有的P1架构混动系统的示意图；

图2为现有的P2架构混动系统的示意图；

图3为本申请一种实施例的混合动力驱动系统的结构示意图。

附图标号：100-发动机；200-电机；300-变速箱；210-第一转子；220-第二转子；230-机壳；400-离合机构；500-轴承；600-电刷。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为现有的P1架构混动系统的示意图，参照图1，电机200布置在发动机100输出端，电机200转子与发动机100曲轴相连，电机200远离发动机100的端部与变速箱300通过离合机构400连接。其中，电机200和发动机100刚性直连，可以实现动力辅助，但是电机200需要有较大的扭矩和体积，但由于需要做得比较薄才能放到原来飞轮的位置，所以难度较大，成本较高，而且，由于发动机100曲轴和发电机200转子同轴相连，不能实现纯电模式驱动。

图2为现有的P2架构混动系统的示意图，参照图2，电机200布置在发动机100与变速箱300中间，即发动机100输出端，靠变速箱300一侧，与发动机100间有离合机构400。P2架构混动系统的电机200能够单独驱动车轮，由于电机200在变速箱300前端，所以其可实现多档位使用，而且可以实现动能回收，但是，P2架构混动系统需要容量更高的电池，功率较高，导致电机200的体积更大，成本更高。

现有混合动力驱动系统中电机通常需要与离合器连接，以实现在电动和混合动力驱动模式之间的切换。然而，当需要换挡时，发动机转速和车轮转速不匹配会导致汽车产生顿挫感，具体的，当踩下刹车的时候离合器被触动，以使发动机和变速器分离，但是由于踩刹车的力度过大，离合器在升挡途中发现需要降挡才能完成分离，于是变速箱又进行减挡处理，在短时间里动力系统无法被及时流畅的传输过去。因此，现有的混合动力驱动系统存在体积较大、成本较高且换挡时易产生顿挫感的问题。

有鉴于此，图3为本申请一种实施例的混合动力驱动系统的结构示意图，参照图3，本申请实施例中提供一种混合动力驱动系统，该混合动力驱动系统包括发动机100、电机200和变速箱300，电机200包括机壳230、以及同轴设置的第一转子210和第二转子220，第一转子210和储能装置电连接，第一转子210与机壳230转动连接，第一转子210远离第二转子220的端部和变速箱300的传动轴固定连接，第二转子220远离第一转子210的端部和发动机100的曲轴刚性连接，第一转子210和第二转子220之间能够相对转动并产生电磁力，第一转子210和所述第二转子220之间通过电磁感应产生的电能储存至储能装置。

其中，储能装置可为电池。优选的，第一转子210通过轴承500与机壳230连接。

可以理解的是，第二转子内设有磁铁，第一转子内设有能够与储能装置连接的线圈。可选的，第一转子也可以连接发动机，第二转子连接变速箱的传动轴。

继续参照图3，机壳230的一端与发动机100固定连接，机壳230的另一端与变速箱300固定连接，机壳230不可旋转，起到支撑作用。

在本申请的一些实施例中，轴承和第一转子过盈配合，既可以使轴承更加紧固，从而降低轴承在高速运转中因惯性作用而产生的震动和噪音，又能够有效防止轴承在高速旋转时产生的跑偏，减少磨损，从而延长轴承的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，轴承通过限位机构安装于机壳，以限制轴承沿电机的轴向移动，从而限制第一转子发生轴向位移。

可以理解的是，本申请中不对限位机构进行限定轴承发生轴向位移即可。限位机构举例为挡块或者限位销等，优选的，限位机构为卡簧。

在本申请的一些实施例中，第一转子远离第二转子的端部和传动轴花键连接，传递的扭矩更大，且传动精度更高。

在本申请的一些实施例中，第二转子远离第一转子的端部和曲轴通过螺栓连接。

继续参照图3，第一转子210朝向机壳230的表面设有集电环，机壳230朝向第一转子210的表面设有电刷600，电刷600和集电环连接，从而实现电流的输入和输出。

基于同样的构思，本申请实施例还提供一种汽车，该汽车包括本申请中各种可能实施例中的混合动力驱动系统。

因为包括本申请实施例中的混合动力驱动系统，该混合动力驱动系统及汽车具有如下优势：

1)整车速度调整时，电机可以在发动机转速基础上进行加速调节或者减速调节，实现类似液力耦合器的作用，当变速箱端需求转速升高时，电机的第一转子消耗电能快速拉高转速，当变速箱端需求转速降低时，第一转子将机械能转化为电能，降低速度，从而起到无级变速功能，实现动力的平稳输出；

2)本申请中的混合动力驱动系统中的发动机曲轴和变速箱的传动轴之间非刚性连接，通过电磁力耦合，而且转速调整迅速，避免了换挡过程中顿挫感的产生；

3)无需设置离合器结构，换挡无需踩离合，减少占用的体积，降低成本；

4)该混合动力驱动系统通过电磁场传递扭矩，当外部阻力过大，可以降低电磁场的强度，防止发动机憋熄火，起到防过载能力；

5)在停车启动中，踩下刹车保证变速箱端零转速，电磁场反方向旋转，给予第二转子转速扭矩，启动发动机。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机、电机和变速箱，电机包括机壳、以及同轴设置的第一转子和第二转子，所述第一转子和储能装置电连接，所述第一转子与所述机壳转动连接，所述第一转子远离所述第二转子的端部和所述变速箱的传动轴固定连接，所述第二转子远离所述第一转子的端部和所述发动机的曲轴刚性连接，所述第一转子和所述第二转子之间能够相对转动并产生电磁力，所述第一转子和所述第二转子之间通过电磁感应产生的电能储存至所述储能装置。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述机壳的一端与所述发动机固定连接，所述机壳的另一端与所述变速箱固定连接。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一转子通过轴承与所述机壳连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述轴承和所述第一转子过盈配合。

5.根据权利要求3所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述轴承通过限位机构安装于所述机壳，以限制所述轴承沿所述电机的轴向移动。

6.根据权利要求5所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述限位机构为卡簧。

7.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一转子远离所述第二转子的端部和所述传动轴花键连接。

8.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第二转子远离所述第一转子的端部和所述曲轴通过螺栓连接。

9.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述第一转子朝向机壳的表面设有集电环，所述机壳朝向所述第一转子的表面设有电刷，所述电刷和所述集电环连接。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的混合动力驱动系统。