CN221023253U - 车辆混动驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆混动驱动系统和车辆。车辆混动驱动系统包括发动机、第一电机、传动机构、第二电机以及电池。发动机具有发动机输出轴；第一电机具有第一电机输出轴，第一电机输出轴与发动机输出轴传动连接；传动机构与第一电机输出轴传动连接，且传动机构与车辆的前轴传动连接；第二电机与车辆的后轴传动连接；电池与第一电机和第二电机电连接；发动机和/或第一电机用于驱动车辆的前轴，第二电机用于驱动车辆的后轴。车辆包括前轴、后轴以及车辆混动驱动系统。本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统和车辆，发动机和/或第一电机驱动用于前轴，第二电机用于驱动后轴，机械结构简单，成本较低，且能实现多种工作模式。

Description

车辆混动驱动系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，具体涉及一种车辆混动驱动系统及车辆。

背景技术

现有的混合动力驱动系统构型中，主流四驱方案为在前后轴分别布置两套完整的动力系统，前轴双电机结构加后轴电驱机构，结构复杂、成本高。

实用新型内容

为至少部分地解决上述问题，根据本申请的一个方面，本申请的实施例提供一种车辆混动驱动系统。车辆混动驱动系统包括发动机、第一电机、传动机构、第二电机以及电池。发动机具有发动机输出轴；第一电机具有第一电机输出轴，第一电机输出轴与发动机输出轴传动连接；传动机构与第一电机输出轴传动连接，且传动机构与车辆的前轴传动连接；第二电机与车辆的后轴传动连接；电池与第一电机和第二电机电连接；其中，发动机和/或第一电机用于驱动车辆的前轴，第二电机用于驱动车辆的后轴。

在一些优选实施例中，传动机构包括输入轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮。输入轴与第一电机输出轴传动连接，输入轴设置有第一齿轮；第二齿轮与第一齿轮啮合，第二齿轮固定设置在中间轴上；第三齿轮固定设置在中间轴上；第四齿轮与第三齿轮啮合，第四齿轮用于与车辆的前轴差速器固定连接。

在一些优选实施例中，传动机构还包括离合器，离合器的一部分与第一电机输出轴固定连接，离合器的另一部分与输入轴固定连接。

在一些优选实施例中，传动机构还包括第五齿轮和换挡机构，第五齿轮设置在输入轴上，第五齿轮与第三齿轮啮合；换挡机构设置在输入轴上。

在一些优选实施例中，车辆混动驱动系统还包括减震器，减震器设置在发动机和第一电机之间。

根据本申请的另一个方面，本申请的实施例还提供一种车辆，车辆包括前轴、后轴以及车辆混动驱动系统。车辆混动驱动系统包括发动机、第一电机、传动机构、第二电机以及电池。发动机具有发动机输出轴；第一电机具有第一电机输出轴，第一电机输出轴与发动机输出轴传动连接；传动机构与第一电机输出轴传动连接，且传动机构与前轴传动连接；第二电机与后轴传动连接；电池与第一电机和第二电机电连接；其中，发动机和/或第一电机用于驱动前轴，第二电机用于驱动后轴。

在一些优选实施例中，车辆的传动机构包括输入轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮以及第四齿轮。输入轴与第一电机输出轴传动连接，输入轴设置有第一齿轮；第二齿轮与第一齿轮啮合，第二齿轮固定设置在中间轴上；第三齿轮固定设置在中间轴上；第四齿轮与第三齿轮啮合，第四齿轮用于与车辆的前轴差速器固定连接。

在一些优选实施例中，车辆的传动机构还包括离合器，离合器的一部分与第一电机输出轴固定连接，离合器的另一部分与输入轴固定连接。

在一些优选实施例中，车辆的传动机构还包括第五齿轮和换挡机构，第五齿轮设置在输入轴上，第五齿轮与第三齿轮啮合；换挡机构设置在输入轴上。

在一些优选实施例中，车辆的车辆混动驱动系统还包括减震器，减震器设置在发动机和第一电机之间。

本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统和车辆，发动机和/或第一电机驱动用于前轴，第二电机用于驱动后轴，通过前后轴分别布置的双电机结构实现纯电后驱、串联后驱、并联四驱工况，机械结构简单，成本较低，且能实现多种工作模式。

附图说明

图1是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统的原理图；

图2是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统的原理图；

图3是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统在一些工作模式下的能量流动示意图；

图4是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统在一些工作模式下的能量流动示意图；

图5是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图；

图6是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图；

图7是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图；

图8是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图；

图9是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图；

图10是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统在另一些工作模式下的能量流动示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的优选实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，各个实施例以及技术特征在不冲突的情况下可以相互组合。基于本发明的实施例，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，都属于本申请要求保护的范围。

本申请的实施例提供一种车辆混动驱动系统。车辆混动驱动系统可以应用于各种混合动力车辆，例如，通过燃油发动机和电机驱动的车辆。图1是本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统的原理图。如图1所示，车辆混动驱动系统包括发动机1、第一电机5、传动机构、第二电机15以及电池14。发动机1可以由燃油驱动，发动机1具有发动机输出轴2，发动机输出轴2可以为发动机1的曲轴；第一电机5具有第一电机输出轴4，第一电机输出轴4可以为第一电机5转子的转轴，第一电机输出轴4与发动机输出轴2传动连接。本申请实施例中的传动连接是指两个部件之间能够动力传递地连接，例如，通过链条传动、摩擦传动、液压传动、齿轮传动、皮带传动或其他方式的机械连接传动等。传动机构与第一电机输出轴4传动连接，且传动机构与车辆的前轴传动连接，发动机输出轴2和/或第一电机输出轴4输出的动力可以通过传动机构传递至前轴，以实现对前轴的驱动；第二电机15与车辆的后轴传动连接，以实现对后轴的驱动；电池14与第一电机5和第二电机15电连接，以为第一电机5和/或第二电机15提供电能，或被第一电机5和/或第二电机15充电；发动机1和/或第一电机5用于驱动车辆的前轴，第二电机15用于驱动车辆的后轴。本实施例中，第一电机5和第二电机15的数量均为一个。

本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统，发动机1和/或第一电机5驱动用于前轴，第二电机15用于驱动后轴，通过前后轴分别布置的双电机结构实现纯电后驱、串联后驱、并联四驱工况，机械结构简单，成本较低，且能实现多种工作模式。

在一些实施例中，传动机构包括输入轴8、第一齿轮7、第二齿轮9、第三齿轮11以及第四齿轮12。输入轴8与第一电机输出轴4传动连接，输入轴8设置有第一齿轮7；第二齿轮9与第一齿轮7啮合，第二齿轮9固定设置在中间轴10上，中间轴可10可以与输入轴8平行设置；第三齿轮11固定设置在中间轴10上，第二齿轮9能够通过中间轴10带动第三齿轮11转动；第四齿轮12与第三齿轮11啮合，第四齿轮12用于与车辆的前轴差速器13固定连接。本实施例中，仅通过四个齿轮即实现将驱动力传送至前轴，结构简单，轴齿数量较少。

在一些实施例中，传动机构还包括离合器6，离合器6的一部分与第一电机输出轴4固定连接，离合器6的另一部分与输入轴8固定连接。通过离合器6可以控制第一电机输出轴4和输入轴8之间的连接和断开，以适应不同的工况需求。本实施例中，第一齿轮7可以与输入轴8固定连接。

图2是本申请的另一实施例提供的车辆混动驱动系统的原理图。在一些实施例中，传动机构还包括第五齿轮16和换挡机构17，第五齿轮16设置在输入轴8上，第五齿轮16与第三齿轮11啮合；换挡机构17设置在输入轴8上。本实施例中，仅通过增加一个齿轮的方式增加了一个变速挡位，结构简单且拓展了用户的使用场景。本实施例中，第一齿轮7、换挡机构17以及第五齿轮16可以空套在输入轴8上。

在一些实施例中，车辆混动驱动系统还包括减震器3，减震器3设置在发动机1和第一电机5之间。减震器3可以设置在发动机输出轴2的动力输出端，第一电机输出轴4可以与减震器3连接。减震器3能够吸收发动机1第一输出轴转动时产生的震动。

根据本申请的另一个方面，本申请的实施例还提供一种车辆，车辆包括前轴、后轴以及车辆混动驱动系统。车辆混动驱动系统包括发动机1、第一电机5、传动机构、第二电机15以及电池14。发动机1具有发动机输出轴2；第一电机5具有第一电机输出轴4，第一电机输出轴4与发动机输出轴2传动连接；传动机构与第一电机输出轴4传动连接，且传动机构与前轴传动连接；第二电机15与后轴传动连接；电池14与第一电机5和第二电机15电连接；发动机1和/或第一电机5用于驱动前轴，第二电机15用于驱动后轴。

接下来对本申请的实施例提供的车辆混动驱动系统和车辆能够实现的多种工作模式进行说明。

纯电后驱模式：如图3和图4所示，离合器6或换挡机构17处于分离状态，发动机1及第一电机5不工作，由第二电机15输出动力；动力经过电池14输出到第二电机15，由第二电机15输出至后轴的车轮。此工况下，第二电机15的能量来源为车辆的电池14储备的电能。

发动机启动模式：此时第一电机5输出动力，动力通过第一电机5传递至与其固定连接的发动机1并带动发动机1转动，从而启动发动机1。此时第一电机5的能量来源为车辆的电池14储备的电能。

发动机直驱模式：此时发动机1启动并输出动力，动力通过发动机1传递到第一电机5并带动其空转，并输出到与其固定连接的第一齿轮7，第一齿轮7将动力传递到与其啮合的第二齿轮9，第二齿轮9将动力传递至与其固定连接的第三齿轮11，第三齿轮11将动力传递至与其啮合的第四齿轮12，第四齿轮12将动力传递至前轴差速器13并输出到前轴车轮。

并联前驱模式：此时发动机1和第一电机5共同输出动力，动力通过发动机1及第一电机5输出到与其固定连接的第一齿轮7，第一齿轮7将动力传递到与其啮合的第二齿轮9，第二齿轮9将动力传递至与其固定连接的第三齿轮11，第三齿轮11将动力传递至与其啮合的第四齿轮12，第四齿轮12将动力传递至前轴差速器13并输出到前轴车轮。

串联后驱模式：如图5和图6所示，当电池14电量不足时，发动机1动力通过发动机输出轴2传递至与其固定连接的第一电机5，并通过第一电机5进行发电，将电能存储至电池14，此时第二电机15可以利用第一电机5所发电能输出动力，动力经过第二电机15输出到后轴车轮。此模式下离合器6或换挡机构17处于分离状态，发动机1动力通过第一电机5进行发电，由第二电机15进行动力输出。

纯电四驱模式：如图7和图8所示，离合器6或换挡机构17结合，第一电机5、第二电机15可以同时输出动力，以图7所示实施例为例，第一电机5、第二电机15动力源均来自电池14，此时发动机1不喷油，第一电机5动力经过转子输出到与其固定连接的第一齿轮7，第一齿轮7将动力传递到与其啮合的第二齿轮9，第二齿轮9将动力传递至与其固定连接的第三齿轮11，第三齿轮11将动力传递至与其啮合的第四齿轮12，第四齿轮12将动力传递至前轴差速器13并输出到前轴车轮；同时，动力经过第二电机15输出到后轴车轮。此时第一电机5和第二电机15动力同时输出驱动车辆行驶，实现纯电四驱。

并联四驱模式：如图9和图10所示，离合器6或换挡机构17结合，第一电机5、第二电机15可以同时输出动力，与纯电四驱不同，此工作模式下发动机1喷油并输出动力，并根据驾驶工况由电池14辅助提供电能或储存电能；以图9所示实施例为例，发动机1喷油，并将动力传递给第一电机5，第一电机5动力经过转子输出到与其固定连接的第一齿轮7，第一齿轮7将动力传递到与其啮合的第二齿轮9，第二齿轮9将动力传递至与其固定连接的第三齿轮11，第三齿轮11将动力传递至与其啮合的第四齿轮12，第四齿轮12将动力传递至前轴差速器13并输出到前轴车轮；同时，动力经过第二电机15输出到后轴车轮。此时发动机1、第一电机5和第二电机15三个动力源均工作，动力同时输出前后轴驱动车辆行驶，实现并联四驱。

能量回收：在车辆滑行或处于制动状态，由前轴的车轮带动第一电机5发电，后轴的车轮带动第二电机15发电，并将电能储存至电池14。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本申请进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本申请权利要求书所限定的范围；附图及实施例中所述尺寸与具体实物无关，不用于限定本申请的保护范围，实物尺寸可根据实际需要进行选择和变换。

Claims (10)

1.一种车辆混动驱动系统，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机具有发动机输出轴；

第一电机，所述第一电机具有第一电机输出轴，所述第一电机输出轴与所述发动机输出轴传动连接；

传动机构，所述传动机构与所述第一电机输出轴传动连接，且所述传动机构与车辆的前轴传动连接；

第二电机，所述第二电机与车辆的后轴传动连接；

电池，所述电池与所述第一电机和所述第二电机电连接；其中，

所述发动机和/或所述第一电机用于驱动车辆的前轴，所述第二电机用于驱动车辆的后轴。

2.根据权利要求1所述的车辆混动驱动系统，其特征在于，所述传动机构包括：

输入轴，所述输入轴与所述第一电机输出轴传动连接，所述输入轴设置有第一齿轮；

第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮固定设置在中间轴上；

第三齿轮，所述第三齿轮固定设置在所述中间轴上；

第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第四齿轮用于与车辆的前轴差速器固定连接。

3.根据权利要求2所述的车辆混动驱动系统，其特征在于，所述传动机构还包括：

离合器，所述离合器的一部分与所述第一电机输出轴固定连接，所述离合器的另一部分与所述输入轴固定连接。

4.根据权利要求2所述的车辆混动驱动系统，其特征在于，所述传动机构还包括：

第五齿轮，所述第五齿轮设置在所述输入轴上，所述第五齿轮与所述第三齿轮啮合；

换挡机构，所述换挡机构设置在所述输入轴上。

5.根据权利要求1所述的车辆混动驱动系统，其特征在于，还包括：

减震器，所述减震器设置在所述发动机和所述第一电机之间。

6.一种车辆，其特征在于，包括：

前轴、后轴以及车辆混动驱动系统；其中，所述车辆混动驱动系统包括：

发动机，所述发动机具有发动机输出轴；

第一电机，所述第一电机具有第一电机输出轴，所述第一电机输出轴与所述发动机输出轴传动连接；

传动机构，所述传动机构与所述第一电机输出轴传动连接，且所述传动机构与所述前轴传动连接；

第二电机，所述第二电机与所述后轴传动连接；

电池，所述电池与所述第一电机和所述第二电机电连接；其中，

所述发动机和/或所述第一电机用于所述前轴，所述第二电机用于驱动所述后轴。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述传动机构包括：

输入轴，所述输入轴与所述第一电机输出轴传动连接，所述输入轴设置有第一齿轮；

第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮固定设置在中间轴上；

第三齿轮，所述第三齿轮固定设置在所述中间轴上；

第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第四齿轮用于与车辆的前轴差速器固定连接。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述传动机构还包括：

离合器，所述离合器的一部分与所述第一电机输出轴固定连接，所述离合器的另一部分与所述输入轴固定连接。

9.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述传动机构还包括：

第五齿轮，所述第五齿轮设置在所述输入轴上，所述第五齿轮与所述第三齿轮啮合；

换挡机构，所述换挡机构设置在所述输入轴上。

10.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，还包括：

减震器，所述减震器设置在所述发动机和所述第一电机之间。