CN110143124B

CN110143124B - 一种混合动力系统及车辆

Info

Publication number: CN110143124B
Application number: CN201810142526.1A
Authority: CN
Inventors: 陈小江; 樊晓磊; 冯有慢; 何丽娜
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2018-02-11
Filing date: 2018-02-11
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2038-02-11
Also published as: CN110143124A

Abstract

本发明提供了一种混合动力系统及车辆，所述混合动力系统包括：动力装置、传动轴、传动齿轮及动力传递装置；所述动力装置包括发动机和电动机，且所述发动机和所述电动机分别与不同的传动轴连接；所述传动轴之间彼此互相平行，所述传动轴上安装有不同规格的传动齿轮；所述动力传递装置安装于传动轴上，位于所述传动齿轮与所述电动机之间。本发明所述的混合动力系统通过优化传动系统机械结构，增加传动齿轮与传动轴的数量，而无需借助于传统的同步器便可实现不同工作模式与不同挡位的切换，并且，该混合动力系统轴向长度较短，开发成本较低，无需同步器，控制相对简单，节约开发费用。

Description

一种混合动力系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种混合动力系统及车辆。

背景技术

随着驱动技术的进步，混合动力的汽车越来越常见。关于混合动力系统的结构的优化日益成为汽车行业关注的热点。

图1示出了现有的一种混合动力系统的结构图，其中包含第一电动机M1，第二电动机M2，发动机ENG，第一离合器C1，第二离合器C2，同步器A以及传动齿轮与传动轴。第一电动机M1，第二电动机M2和发动机ENG这三个动力源同轴布置，第一离合器C1控制第一电动机M1和发动机ENG的动力的输出和切断，第二离合器C2控制第二电动机M2的动力的输出和切断，同步器A滑动连接在传动轴上，通过操控同步器A滑向不同的方向实现不同的挡位。

可见在图1所示的方案中，第一离合器C1与第二离合器C2之间的不同结合状态，只能决定纯电或者混合动力模式之间的切换，如果想换挡，必须通过同步器A进行不同方向的结合，实现挡位的切换，控制相对复杂，而且整个系统的轴向长度较长，不利于其在车辆上的安装布置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种混合动力系统及车辆，以精简执行元件数量，缩短轴向长度，优化混合动力系统的布置并降低成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种混合动力系统，所述混合动力系统包括：动力装置、传动轴、传动齿轮及动力传递装置；

所述动力装置包括发动机和电动机，且所述发动机和所述电动机分别与不同的传动轴连接；

所述传动轴之间彼此互相平行，所述传动轴上安装有不同规格的传动齿轮；

所述动力传递装置安装于传动轴上，位于所述传动齿轮与所述电动机之间。

进一步的，所述传动轴包括第一输入轴、第二输入轴、中间轴、第三输入轴和输出轴；

所述电动机包括第一电动机和第二电动机；

所述动力传递装置包括第一离合器和第二离合器；

所述第一电动机及所述第一离合器与所述第一输入轴连接，所述发动机与所述第二输入轴连接，所述第二电动机及所述第二离合器与所述第三输入轴连接；

所述第一输入轴上所述第一电动机的两侧分别设置有第一传动齿轮和第二传动齿轮；

所述第二输入轴上所述发动机的单独一侧设置有第三传动齿轮和第四传动齿轮，所述第三传动齿轮与所述第二输入轴固定连接，所述第四传动齿轮与所述第二输入轴空转连接；

所述第一传动齿轮与所述第三传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第四传动齿轮啮合；

所述中间轴上固定连接有第五传动齿轮和第六传动齿轮；

所述第三输入轴上所述第二电动机的两侧分别设置有第七传动齿轮和第八传动齿轮；

所述第三传动齿轮与所述第七传动齿轮啮合，所述第六传动齿轮与所述第八传动齿轮啮合；

所述输出轴上固定连接有第九传动齿轮；

所述第五传动齿轮与所述第九传动齿轮啮合。

进一步的，所述第一输入轴和所述第三输入轴均为连续通轴结构，则

所述第一离合器的主动侧与所述第一输入轴固定连接，所述第一离合器的从动侧与所述第二传动齿轮固定连接，所述第二传动齿轮与所述第一输入轴空转连接；

所述第二离合器的主动侧与所述第三输入轴固定连接，所述第二离合器的从动侧与所述第七传动齿轮固定连接，所述第七传动齿轮与所述第三输入轴空转连接。

进一步的，所述第一输入轴为分离的两个半轴结构，包括第一半轴和第二半轴，则所述第一离合器的主动侧与所述第一半轴固定连接，所述第一离合器的从动侧与所述第二半轴固定连接，所述第二传动齿轮固定连接在所述第二半轴上；和/或

所述第三输入轴为分离的两个半轴结构，包括第三半轴和第四半轴，则所述第二离合器的主动侧与所述第四半轴固定连接，所述第二离合器的从动侧与所述第三半轴固定连接，所述第七传动齿轮固定连接在所述第三半轴上。

进一步的，所述混合动力系统具有纯发动机模式、纯电动模式、混合动力模式和增程模式。

进一步的，在所述纯发动机模式下，当所述第二离合器闭合时，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述纯发动机模式下，当所述第一离合器闭合时，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴，所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度。

进一步的，在所述纯电动模式下，当所述第一电动机工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机工作时，若所述第一离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第二电动机工作时，所述第一离合器和所述第二离合器均处于断开状态，所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第三挡位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机和所述第二电动机共同工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴；所述第二电动机的动力传递至所述第三输入轴；所述第一电动机和所述第二电动机的动力在所述第三输入轴上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机和所述第二电动机共同工作时，若所述第一离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第一电动机和所述第二电动机的动力在所述第六传动齿轮上耦合，再依次传递至所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度。

进一步的，在所述混合动力模式下，当所述第一电动机和所述发动机共同工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮；所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮；所述第一电动机和所述发动机的动力在所述第三传动齿轮上耦合，再依次传递至所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机和所述发动机共同工作时，若所述第一离合器闭合，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴；所述第一电动机的动力传递至所述第一输入轴；所述第一电动机和所述发动机的动力在所述第一输入轴上耦合，再依次传递至所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第二电动机和所述发动机共同工作时，若所述第二离合器闭合，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴；所述第二电动机的动力传递至所述第三输入轴；所述第二电动机和所述发动机的动力在所述第三输入轴上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第二电动机和所述发动机共同工作时，若所述第一离合器闭合，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴，所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第二电动机和所述发动机的动力在所述第六传动齿轮上耦合，再依次传递至所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机、第二电动机和所述发动机共同工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮；所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮；所述第一电动机和所述发动机的动力在所述第三传动齿轮上耦合，再依次传递至所述第七传动齿轮，所述第三输入轴；所述第一电动机、第二电动机和所述发动机的动力在所述第三输入轴上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机、第二电动机和所述发动机共同工作时，若所述第一离合器闭合，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴；所述第一电动机的动力传递至所述第一输入轴；所述第一电动机和所述发动机的动力在所述第一输入轴上耦合，再依次传递至所述第二传动齿轮，所述第四传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮；所述第一电动机、第二电动机和所述发动机的动力在所述第六传动齿轮上耦合，再依次传递至所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第二档位的速度。

进一步的，在所述增程模式下，所述第一离合器和所述第二离合器均处于断开状态，所述发动机工作，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴，带动所述第一电动机旋转产生电能；所述电能传输至所述第二电动机，所述第二电动机工作；所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第三档位的速度。

进一步的，所述混合动力系统还包括混合动力控制器，用于根据不同的工况对所述动力装置输出的动力进行管理及调配，对挡位进行切换。

相对于现有技术，本发明所述的混合动力系统具有以下优势：

本发明所述的混合动力系统，通过简化传动系统的执行元件，减去了中间执行元件同步器，使得动力传递过程更为简便，进而，将各个动力源分布在不同的传动轴上，避免了同轴设置时导致轴向尺寸过长，改善了整个混合动力系统布置空间，有利于降低开发成本，降低开发费用。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以优化车辆动力系统的布置空间。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：所述车辆包括前述的混合动力系统。

所述车辆与上述混合动力系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明现有技术所述的一种混合动力传动系统示意图；

图2-1为本发明实施例所述的一种混合动力传动系统示意图；

图2-2为本发明实施例所述的又一种混合动力传动系统示意图；

图2-3为本发明实施例所述的再一种混合动力传动系统示意图；

图2-4为本发明实施例所述的另一种混合动力传动系统示意图；

图3为本发明实施例所述的混合动力传动系统的传动轴布置侧向示意图。

附图标记说明：

M1-第一电动机，M2-第二电动机，ENG-发动机，C1-第一离合器，C2-第二离合器，A-同步器，IN1-第一输入轴，IN2-第二输入轴，IN3-第三输入轴，IS-中间轴，OUT-输出轴，Z1-第一传动齿轮，Z2-第二传动齿轮，Z3-第三传动齿轮，Z4-第四传动齿轮，Z5-第五传动齿轮，Z6-第六传动齿轮，Z7-第七传动齿轮，Z8-第八传动齿轮，Z9-第九传动齿轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种混合动力系统，所述混合动力系统包括：动力装置、传动轴、传动齿轮及动力传递装置；

具体而言，本发明提供的混合动力系统由动力装置、传动轴、传动齿轮以及动力传递装置组成，其中动力装置为发动机和电动机，两者即可独立工作，分别实现纯发动机模式和纯电模式，也可共同组合工作，实现混合动力模式。与传统的混合动力系统所不同的是，本发明中不再通过同步器实现换挡，省去了同步器这一执行元件，因而整体传动结构可进行简化，从而所发动机和电动机分别与不同的传动轴连接，各个传动轴之间彼此互相平行布置，并且各个传动轴上安装有不同规格的传动齿轮，从而实现不同的速比，实现不同的挡位。动力传递装置安装在传动轴上，位于传动齿轮与电动机之间，从而控制电动机的动力到传动齿轮的输出或断开，实现不同的工作模式及变换挡位。

因而，本发明通过简化传动系统的执行元件，减去了中间执行元件同步器，使得动力传递过程更为简便，进而，将各个动力源分布在不同的传动轴上，避免了同轴设置时导致轴向尺寸过长，改善了整个混合动力系统布置空间，有利于降低开发成本，降低开发费用。

可选的，参照图2-1，所述传动轴包括第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、中间轴IS、第三输入轴IN3和输出轴OUT；

所述电动机包括第一电动机M1和第二电动机M2；

所述动力传递装置包括第一离合器C1和第二离合器C2；

所述第一电动机M1及所述第一离合器C1与所述第一输入轴IN1连接，所述发动机ENG与所述第二输入轴IN2连接，所述第二电动机M2及所述第二离合器C2与所述第三输入轴IN3连接；

所述第一输入轴IN1上所述第一电动机M1的两侧分别设置有第一传动齿轮Z1和第二传动齿轮Z2；

所述第二输入轴IN2上所述发动机ENG的单独一侧设置有第三传动齿轮Z3和第四传动齿轮Z4，所述第三传动齿轮Z3与所述第二输入轴IN2固定连接，所述第四传动齿轮Z4与所述第二输入轴IN2空转连接；

所述第一传动齿轮Z1与所述第三传动齿轮Z3啮合，所述第二传动齿轮Z2与所述第四传动齿轮Z4啮合；

所述中间轴IS上固定连接有第五传动齿轮Z5和第六传动齿轮Z6；

所述第三输入轴IN3上所述第二电动机M2的两侧分别设置有第七传动齿轮Z7和第八传动齿轮Z8；

所述第三传动齿轮Z3与所述第七传动齿轮Z7啮合，所述第六传动齿轮Z6与所述第八传动齿轮Z8啮合；

所述输出轴OUT上固定连接有第九传动齿轮Z9；

所述第五传动齿轮Z5与所述第九传动齿轮Z9啮合。

具体而言，如图2-1所示，传动轴包括第一输入轴IN1、第二输入轴IN2、中间轴IS、第三输入轴IN3和输出轴OUT，上述五根传动轴彼此互相平行布置，电动机包括第一电动机M1和第二电动机M2；动力传递装置包括第一离合器C1和第二离合器C2。

第一电动机M1及第一离合器C1与第一输入轴IN1连接，发动机ENG与第二输入轴IN2连接，第二电动机M2及第二离合器C2与第三输入轴IN3连接；第一输入轴IN1上第一电动机M1的两侧分别设置有第一传动齿轮Z1和第二传动齿轮Z2。从而第一电动机M1及第一离合器C1与第一输入轴IN1构成了一组动力源，发动机ENG与第二输入轴IN2构成了又一组动力源，第二电动机M2及第二离合器C2与第三输入轴IN3构成了再一组动力源，分别各自轴上的传动齿轮向下一级传递动力。

第二输入轴IN2上发动机ENG的单独一侧设置有第三传动齿轮Z3和第四传动齿轮Z4，第三传动齿轮Z3与第二输入轴IN2固定连接，第四传动齿轮Z4与第二输入轴IN2空转连接；第一传动齿轮Z1与第三传动齿轮Z3啮合，第二传动齿轮Z2与第四传动齿轮Z4啮合。从而当第一传动齿轮Z1转动时，可带动第三传动齿轮Z3转动，在第一离合器C1闭合时，第二传动齿轮Z2的转动可以带动第四传动齿轮Z4的转动。

中间轴IS上固定连接有第五传动齿轮Z5和第六传动齿轮Z6；第三输入轴IN3上第二电动机M2的两侧分别设置有第七传动齿轮Z7和第八传动齿轮Z8；第三传动齿轮Z3与第七传动齿轮Z7啮合，第六传动齿轮Z6与第八传动齿轮Z8啮合；输出轴OUT上固定连接有第九传动齿轮Z9；第五传动齿轮Z5与第九传动齿轮Z9啮合。从而，通过第三传动齿轮Z3可带动第七传动齿轮Z7转动，在在第二离合器C2闭合时，驱动第三输入轴IN3的转动并依次带动第八传动齿轮Z8、第六传动齿轮Z6、中间轴IS、第五传动齿轮Z5、第九传动齿轮Z9直至输出轴OUT；或者通过第四传动齿轮Z4依次带动第六传动齿轮Z6、中间轴IS、第五传动齿轮Z5、第九传动齿轮Z9直至输出轴OUT，通过上述两条传动路线，可实现两个不同的挡位。

可选的，参照图2-1，所述第一输入轴IN1和所述第三输入轴IN3均为连续通轴结构，则

所述第一离合器C1的主动侧与所述第一输入轴IN1固定连接，所述第一离合器C1的从动侧与所述第二传动齿轮Z2固定连接，所述第二传动齿轮Z2与所述第一输入轴IN1空转连接；

所述第二离合器C2的主动侧与所述第三输入轴IN3固定连接，所述第二离合器C2的从动侧与所述第七传动齿轮Z7固定连接，所述第七传动齿轮Z7与所述第三输入轴IN3空转连接。

具体而言，如图2-1所示，与电动机连接的传动轴第一输入轴IN1和第三输入轴IN3均为连续通轴结构，则离合器可按照如下方式安装：第一离合器C1的主动侧与第一输入轴IN1固定连接，第一离合器C1的从动侧与第二传动齿轮Z2固定连接，第二传动齿轮Z2与第一输入轴IN1空转连接；第二离合器C2的主动侧与第三输入轴IN3固定连接，第二离合器C2的从动侧与第七传动齿轮Z7固定连接，第七传动齿轮Z7与第三输入轴IN3空转连接。离合器的主动侧固定在传动轴上，而从动侧固定在传动齿轮上，传动齿轮与传动轴之间空转，可在保证传动轴完整性的前提下实现动力的传递或切断，可避免将来在箱体中额外设置支承结构来支承传动轴，有助于结构的简化与成本的降低。

可选的，参照图2-2至图2-4，所述第一输入轴IN1为分离的两个半轴结构，包括第一半轴IN1’和第二半轴IN1”，则所述第一离合器C1的主动侧与所述第一半轴IN1’固定连接，所述第一离合器C1的从动侧与所述第二半轴IN1”固定连接，所述第二传动齿轮Z2固定连接在所述第二半轴IN1”上；和/或

所述第三输入轴IN3为分离的两个半轴结构，包括第三半轴IN3’和第四半轴IN3”，则所述第二离合器C2的主动侧与所述第四半轴IN3”固定连接，所述第二离合器C2的从动侧与所述第三半轴IN3’固定连接，所述第七传动齿轮Z7固定连接在所述第三半轴IN3’上。

具体而言，如图2-2所示，第一输入轴IN1为分离的两个半轴结构，包括第一半轴IN1’和第二半轴IN1”，则第一离合器C1的主动侧与第一半轴IN1’固定连接，第一离合器C1的从动侧与第二半轴IN1”固定连接，第二传动齿轮Z2固定连接在第二半轴IN1”上。此时，离合器直接与半轴固定连接，第二传动齿轮Z2不必采用空转连接的结构，更便于传动齿轮与传动轴的装配。

如图2-3所示，第三输入轴IN3为分离的两个半轴结构，包括第三半轴IN3’和第四半轴IN3”，则第二离合器C2的主动侧与第四半轴IN3”固定连接，第二离合器C2的从动侧与第三半轴IN3’固定连接，第七传动齿轮Z7固定连接在第三半轴IN3’上。此时，离合器直接与半轴固定连接，第七传动齿轮Z7不必采用空转连接的结构，更便于传动齿轮与传动轴的装配。

如图2-4所示，第一输入轴IN1和第三输入轴IN3同时采用了分离的两个半轴结构，两个离合器均直接与半轴固定连接，相邻的传动齿轮均不必采用空转连接的结构，更便于传动齿轮与传动轴的装配，有利于提高装配效率。

另外，如图3所示，给出了图2-1至图2-4中任意一种混合动力系统的各个传动轴的侧视图，展示了各个传动轴在空间中布置位置，第二输入轴IN2与中间轴IS，第二输入轴IN2与第三输入轴IN3，第二输入轴IN2与第一输入轴IN1，中间轴IS与第二输入轴IN2，中间轴IS与输出轴OUT之间存在齿轮啮合关系，通过上述的各个传动齿轮进行传动，实现不同挡位的速度输出。当然，图3仅仅为各个传动轴之间位置及传动关系的示意，在实际应用中各个传动轴彼此之间的距离等参数根据所使用的齿轮尺寸及其他零件协调确定，本发明对此不做限制。

可选的，所述混合动力系统具有纯发动机模式、纯电动模式、混合动力模式和增程模式。

具体而言，由于动力源可以由发动机以及两个电动机中的任一或几个的组合来提供，因而不同的组合可以形成不同的工作模式，比如纯发动机模式、纯电动模式、混合动力模式和增程模式。在纯发动机模式下，仅发动机ENG工作；在纯电动模式下，仅第一电动机M1、第二电动机M2中的一个或者两个同时工作；在混合动力模式下，第一电动机M1、第二电动机M2中的一个与发动机ENG同时工作，或者第一电动机M1、第二电动机M2与发动机ENG三者同时工作；在增程模式下，发动机ENG工作输出的动力用于驱动第一电动机M1运转，此时第一电动机M1充当一发电机输出电能以供第二电动机M2运转，在此过程中，可使发动机ENG保持运转在一节油效率较高的工作转速下来驱动第一电动机M1，达到节能环保的目的。

可选的，在所述纯发动机模式下，当所述第二离合器C2闭合时，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第一档位的速度；

在所述纯发动机模式下，当所述第一离合器C1闭合时，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第一传动齿轮Z1，所述第一输入轴IN1，所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度。

具体而言，在纯发动机模式下，仅仅发动机ENG工作，第一离合器C1和第二离合器C2中的任意一个闭合即可实现动力的输出。当第二离合器C2闭合时，动力传递路线为：ENG→IN2→Z3→Z7→IN3→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，按照该传动路线，输出第一档位的速度。当第一离合器C1闭合时，动力传递路线为：ENG→IN2→Z1→IN1→Z2→Z4→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，按照该传动路线，输出第二档位的速度。

可选的，在所述纯电动模式下，当所述第一电动机M1工作时，若所述第二离合器C2闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第一传动齿轮Z1，所述第三传动齿轮Z3，所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴，输出第一档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机M1工作时，若所述第一离合器C1闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第二电动机M2工作时，所述第一离合器C1和所述第二离合器C2均处于断开状态，所述第二电动机M2的动力依次传递至所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第三挡位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机M1和所述第二电动机M2共同工作时，若所述第二离合器C2闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第一传动齿轮Z1，所述第三传动齿轮Z3，所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3；所述第二电动机M2的动力传递至所述第三输入轴IN3；所述第一电动机M1和所述第二电动机M2的动力在所述第三输入轴IN3上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第一档位的速度；

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机M1和所述第二电动机M2共同工作时，若所述第一离合器C1闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6；所述第二电动机M2的动力依次传递至所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6；所述第一电动机M1和所述第二电动机M2的动力在所述第六传动齿轮Z6上耦合，再依次传递至所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度。

具体而言，在纯电动模式下，可以是仅第一电动机M1工作，也可以是仅第二电动机M2工作，还可以是第一电动机M1和第二电动机M2共同工作。

当仅第一电动机M1工作时，若第二离合器C2闭合，动力传递路线为：M1→IN1→Z1→Z3→Z7→IN3→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，按照该传动路线，输出第一档位的速度；若第一离合器C1闭合，动力传递路线为：M1→IN1→Z2→Z4→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，按照该传动路线，输出第二档位的速度。

当仅第二电动机M2工作时，显然此时无需第一离合器C1和第二离合器C2闭合，动力传递路线为：M2→IN3→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，由于此时传动路线中经过的传动轴的数量和传动齿轮的数量与前述第一档位和第二挡位的均不同，故按照该传动路线，输出第三档位的速度。

当第一电动机M1和第二电动机M2共同工作时，若第二离合器C2闭合，动力传递路线为：[(M1→IN1→Z1→Z3→Z7→IN3)+(M2→IN3)]→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和第二电动机M2的动力在第三输入轴IN3上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第一档位的速度。

当第一电动机M1和第二电动机M2共同工作时，若第一离合器C1闭合，动力传递路线为：[(M1→IN1→Z2→Z4→Z6)+(M2→IN3→Z8→Z6)]→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和第二电动机M2的动力在第六传动齿轮Z6上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第二档位的速度。

当然，在上述纯电动模式下，只需要电机的翻转便可轻而易举地实现倒挡，而无需像传统变速系统那样多设置一级齿轮来改变转动方向。此外，由于车辆在从前进状态变为倒退状态时必然会跨过速度零点，该混合动力系统可根据该条件优先控制选择纯电动模式运转，从而也无需在纯发动机模式下额外设置设置一级齿轮来实现倒挡，总体上大大简化了混合动力系统的结构。

可选的，在所述混合动力模式下，当所述第一电动机M1和所述发动机ENG共同工作时，若所述第二离合器C2闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第一传动齿轮Z1，所述第三传动齿轮Z3；所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3；所述第一电动机M1和所述发动机ENG的动力在所述第三传动齿轮Z3上耦合，再依次传递至所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机M1和所述发动机ENG共同工作时，若所述第一离合器C1闭合，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第一传动齿轮Z1，所述第一输入轴IN1；所述第一电动机M1的动力传递至所述第一输入轴IN1；所述第一电动机M1和所述发动机ENG的动力在所述第一输入轴IN1上耦合，再依次传递至所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第二电动机M2和所述发动机ENG共同工作时，若所述第二离合器C2闭合，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3；所述第二电动机M2的动力传递至所述第三输入轴IN3；所述第二电动机M2和所述发动机ENG的动力在所述第三输入轴IN3上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第二电动机M2和所述发动机ENG共同工作时，若所述第一离合器C1闭合，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第一传动齿轮Z1，所述第一输入轴IN1，所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6；所述第二电动机M2的动力依次传递至所述第三输入轴Z3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6；所述第二电动机M2和所述发动机ENG的动力在所述第六传动齿轮Z6上耦合，再依次传递至所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机M1、第二电动机M2和所述发动机ENG共同工作时，若所述第二离合器C2闭合，所述第一电动机M1的动力依次传递至所述第一输入轴IN1，所述第一传动齿轮Z1，所述第三传动齿轮Z3；所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3；所述第一电动机M1和所述发动机ENG的动力在所述第三传动齿轮Z3上耦合，再依次传递至所述第七传动齿轮Z7，所述第三输入轴IN3；所述第一电动机M1、第二电动机M2和所述发动机ENG的动力在所述第三输入轴IN3上耦合，再依次传递至所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第一档位的速度；

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机M1、第二电动机M2和所述发动机ENG共同工作时，若所述第一离合器C1闭合，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第一传动齿轮Z1，所述第一输入轴IN1；所述第一电动机M1的动力传递至所述第一输入轴IN1；所述第一电动机M1和所述发动机ENG的动力在所述第一输入轴IN1上耦合，再依次传递至所述第二传动齿轮Z2，所述第四传动齿轮Z4，所述第六传动齿轮Z6；所述第二电动机M2的动力依次传递至所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6；所述第一电动机M1、第二电动机M2和所述发动机ENG的动力在所述第六传动齿轮Z6上耦合，再依次传递至所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第二档位的速度。

具体而言，在混合动力模式下，可以是第一电动机M1和第二电动机M2中的任一个与发动机ENG共同工作，也可以是三者共同工作。

当第一电动机M1和发动机ENG共同工作时，若第二离合器C2闭合，动力传递路线为：[(M1→IN1→Z1→Z3)+(ENG→IN2→Z3)]→Z7→IN3→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和发动机ENG的动力在第三传动齿轮Z3上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第一档位的速度。

当第一电动机M1和发动机ENG共同工作时，若第一离合器C1闭合，动力传递路线为：[(M1→IN1)+(ENG→IN2→Z3→Z1→IN1)]→Z2→Z4→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和发动机ENG的动力在第一输入轴IN1上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第二档位的速度。

当第二电动机M2和发动机ENG共同工作时，若第二离合器C2闭合，动力传递路线为：[(M2→IN3)+(ENG→IN2→Z3→Z7→IN3)]→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第二电动机M2和发动机ENG的动力在第三输入轴IN3上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第一档位的速度。

当第二电动机M2和发动机ENG共同工作时，若第一离合器C1闭合，动力传递路线为：[(M2→Z3→Z8→Z6)+(ENG→IN2→Z3→Z1→IN1→Z2→Z4→Z6)]→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第二电动机M2和发动机ENG的动力在第六传动齿轮Z6上耦合之后继续传递直至输出轴OUT，输出第二档位的速度。

当第一电动机M1、第二电动机M2和发动机ENG共同工作时，若第二离合器C2闭合，动力传递路线为：{[(M1→IN1→Z1→Z3)+(ENG→IN2→Z3)]→Z7→IN3}+(M2→IN3)→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和发动机ENG的动力在第三传动齿轮Z3上耦合之后传递至第三输入轴IN3，然后再与第二电动机M2传递至IN3的动力耦合，之后传递至输出轴OUT，输出第一档位的速度。

当第一电动机M1、第二电动机M2和发动机ENG共同工作时，若第一离合器C1闭合，动力传递路线为：{[(M1→IN1)+(ENG→IN2→Z3→Z1→IN1)]→Z2→Z4→Z6}+(M2→IN3→Z8→Z6)→IS→Z5→Z9→OUT，可见，第一电动机M1和发动机ENG的动力在第一输入轴IN1上耦合之后传递至第六传动齿轮Z6，然后再与第二电动机M2传递至Z6的动力耦合，之后传递至输出轴OUT，输出第二档位的速度。

可选的，在所述增程模式下，所述第一离合器C1和所述第二离合器C2均处于断开状态，所述发动机ENG工作，所述发动机ENG的动力依次传递至所述第二输入轴IN2，所述第三传动齿轮Z3，所述第一传动齿轮Z1，所述第一输入轴IN1，带动所述第一电动机M1旋转产生电能；所述电能传输至所述第二电动机M2，所述第二电动机M2工作；所述第二电动机M2的动力依次传递至所述第三输入轴IN3，所述第八传动齿轮Z8，所述第六传动齿轮Z6，所述中间轴IS，所述第五传动齿轮Z5，所述第九传动齿轮Z9和所述输出轴OUT，输出第三档位的速度。

具体而言，在增程模式下，第一离合器C1和第二离合器C2均处于断开状态，此时发动机ENG工作的动力不传递至输出轴OUT，而是通过如下路线传递给第一电动机M1：ENG→IN2→Z3→Z1→IN1→M1，从而第一电动机M1起到发电机的作用，产生的电能传输给第二电动机M2，使第二电动机M2运转，第二电动机M2的动力传动路线为：M2→IN3→Z8→Z6→IS→Z5→Z9→OUT，可见，在增程模式中，动力实际来源于第二电动机M2，发动机ENG工作产生的动力用于驱动第一电动机M1运转发电，因而，当发动机ENG保持运转在某一节油效率较高的工作转速下来驱动第一电动机M1，可达到节能环保的目的。

可选的，所述混合动力系统还包括混合动力控制器，用于根据不同的工况对所述动力装置输出的动力进行管理及调配，对挡位进行切换。

具体而言，上述的混合动力系统还包括混合动力控制器，该混合动力控制器配合其他传感器所传递的参数，可对工况进行分析，能够根据不同的工况对所述动力装置输出的动力进行管理及调配，对挡位进行切换。比如可在获知工况后结合燃料剩余及电量剩余情况，选择合适的工作模式及挡位进行运转。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括前述的混合动力系统。

本发明提供的混合动力系统及车辆，通过简化传动系统的执行元件，减去了中间执行元件同步器，使得动力传递过程更为简便，进而，将各个动力源分布在不同的传动轴上，避免了同轴设置时导致轴向尺寸过长，改善了整个混合动力系统布置空间，有利于降低开发成本，降低开发费用。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统包括：动力装置、传动轴、传动齿轮及动力传递装置；

所述动力传递装置安装于传动轴上，位于所述传动齿轮与所述电动机之间；

所述传动轴包括第一输入轴、第二输入轴、中间轴、第三输入轴和输出轴；

所述电动机包括第一电动机和第二电动机；

所述动力传递装置包括第一离合器和第二离合器；

所述中间轴上固定连接有第五传动齿轮和第六传动齿轮；

所述输出轴上固定连接有第九传动齿轮；

所述第五传动齿轮与所述第九传动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，

所述第一输入轴和所述第三输入轴均为连续通轴结构，则

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，

所述第一输入轴为分离的两个半轴结构，包括第一半轴和第二半轴，则所述第一离合器的主动侧与所述第一半轴固定连接，所述第一离合器的从动侧与所述第二半轴固定连接，所述第二传动齿轮固定连接在所述第二半轴上；和/或

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，

所述混合动力系统具有纯发动机模式、纯电动模式、混合动力模式和增程模式。

5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，

在所述纯发动机模式下，当所述第二离合器闭合时，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

6.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，

在所述纯电动模式下，当所述第一电动机工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮，所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

7.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，

在所述混合动力模式下，当所述第一电动机和所述发动机共同工作时，若所述第二离合器闭合，所述第一电动机的动力依次传递至所述第一输入轴，所述第一传动齿轮，所述第三传动齿轮；所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮；所述第一电动机和所述发动机的动力在所述第三传动齿轮上耦合，再依次传递至所述第七传动齿轮，所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第一档位的速度；

8.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，

在所述增程模式下，所述第一离合器和所述第二离合器均处于断开状态，所述发动机工作，所述发动机的动力依次传递至所述第二输入轴，所述第三传动齿轮，所述第一传动齿轮，所述第一输入轴，带动所述第一电动机旋转产生电能；所述电能传输至所述第二电动机，所述第二电动机工作；所述第二电动机的动力依次传递至所述第三输入轴，所述第八传动齿轮，所述第六传动齿轮，所述中间轴，所述第五传动齿轮，所述第九传动齿轮和所述输出轴，输出第三档位的速度。

9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，

所述混合动力系统还包括混合动力控制器，用于根据不同的工况对所述动力装置输出的动力进行管理及调配，对挡位进行切换。

10.一种车辆，所述车辆包括权利要求1至9任一项所述的混合动力系统。