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CN112428814A - 一种双电机混合动力驱动装置及车辆 - Google Patents

一种双电机混合动力驱动装置及车辆 Download PDF

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Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Ningbo Geely Royal Engine Components Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种双电机混合动力驱动装置及车辆，属于混合动力车辆领域。该驱动装置包括发动机、P1电机、P3电机和减速器，减速器包括：减速器输入轴，与发动机的输出轴相连；第一齿轮，设置于减速器输入轴上，用于接收P1电机的驱动力；第二齿轮，设置于减速器输入轴上；脱开结合装置，设置于减速器输入轴处，用于控制发动机和P1电机的动力是否传递至第二齿轮；减速器输出轴；第三齿轮，设置于减速器输出轴上且与第二齿轮啮合；第四齿轮，设置于减速器输出轴上，用于接收P3电机的驱动力；主减齿轮，设置于减速器输出轴上且与差速器齿轮啮合。本发明的双电机混合动力驱动装置及车辆能够提高车辆的燃油经济性，便于整车搭载。

Description

一种双电机混合动力驱动装置及车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆领域，特别是涉及一种双电机混合动力驱动装置及车辆。
背景技术
混合动力电动汽车式一种使用多种能量来源的车辆，通常是使用液体燃料的常规发动机(ICE)和使用电能的电动机驱动车辆。混合动力汽车可在多种驱动模式下运行，然而电池容量有限，主要依靠发动机燃烧提供动力。现阶段的混合动力结构大都采取P2混动模式即电动机安放在变速器的输入轴上。
混动变速器系统主要基于目前成熟的双离合变速器技术和电动机控制技术，通过变换挡位可使驱动电动机和发动机长期工作在高效区，提高了工作效率，增加了车辆动力性，提高了车辆燃油经济性，保持有传统车辆的驾驶乐趣，但该混动系统研发制造成本高、技术难度大、质量大以、体积大造成搭载不便以及发动机驱动时电动机不能给电池充电等缺点。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要提供一种双电机混合动力驱动装置，能够提高车辆的燃油经济性。
本发明的另一个目的是要便于整车搭载。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种包括上述双电机混合动力驱动装置的车辆，能够有效提高燃油经济性。
特别地，本发明提供了一种双电机混合动力驱动装置，包括发动机、P1电机、P3电机和减速器，所述减速器包括：
减速器输入轴，与所述发动机的输出轴相连；
第一齿轮，设置于所述减速器输入轴上，用于接收所述P1电机的驱动力；
第二齿轮，设置于所述减速器输入轴上；
脱开结合装置，设置于所述减速器输入轴处，用于控制所述发动机和所述P1电机的动力是否传递至所述第二齿轮；
减速器输出轴；
第三齿轮，设置于所述减速器输出轴上且与所述第二齿轮啮合；
第四齿轮，设置于所述减速器输出轴上，用于接收所述P3电机的驱动力；
主减齿轮，设置于所述减速器输出轴上且与车辆的差速器齿轮啮合，用于将动力传输至差速器。
可选地，所述P1电机的输出轴和所述P3电机的输出轴均与所述减速器输入轴平行。
可选地，所述P1电机和所述P3电机分别位于所述减速器输出轴的径向上相对的两侧。
可选地，所述P1电机的输出轴上设有与所述第一齿轮啮合的第一电机输出齿轮；
所述P3电机的输出轴上设有与所述第四齿轮啮合的第二电机输出齿轮。
可选地，所述P1电机和所述P3电机均设置于减速器壳体内。
可选地，所述脱开结合装置为设置于所述减速器输入轴上的同步器，所述同步器用于控制所述第二齿轮与所述减速器输入轴的结合和分离。
可选地，所述脱开结合装置为设置于所述减速器输入轴上且位于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的离合器。
可选地，所述减速器输入轴和所述发动机的输出轴之间设有扭转减震器。
特别地，本发明还提供了一种车辆，包括差速器和上述任一项所述的双电机混合动力驱动装置。
本发明通过将P1电机设置于发动机和结合脱开装置之间、P3电机将动力直接输入至减速器输出轴处，使用P1电机和P3电机调节扭矩、转速，使得发动机可长时间运行在高效区间，从而降低整车油耗，能够满足车辆的动力性和经济性要求。
进一步地，通过调整P1电机和P3电机的功率灵活适配不同容量的整车电池，对于PHEV、HEV都可有兼容。对于整车成本敏感的车型，可以通过减小电池容量、电机功率、电机控制器电流对系统成本做到最优。
进一步地，通过结合脱开装置可以控制发动机和P1电机两个动力源与第二齿轮脱开，使得发动机的动力传递给P1电机而不传递至差速器，使得P1电机发电，从而实现怠速充电，利用发动机最佳工作效率阶段对蓄电池充电。
进一步地，P1电机的输出轴和P3电机的输出轴均与所述减速器输入轴平行，可以有效减小整个装置的轴向尺寸，从而可以覆盖A/B平台(即乘用车里的A级车/B级车)车辆搭载布置要求。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的双电机混合动力驱动装置的结构示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的双电机混合动力驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的双电机混合动力驱动装置的结构示意图。如图1所示，一个实施例中，双电机混合动力驱动装置包括发动机100、P1电机106、P3电机107和减速器。所述减速器包括减速器输入轴207、第一齿轮105、第二齿轮206、脱开结合装置201、减速器输出轴205、第三齿轮202、第四齿轮108和主减齿轮204。减速器输入轴207与所述发动机的输出轴101相连。第一齿轮105和第二齿轮206均设置于所述减速器输入轴207上，第一齿轮105用于接收所述P1电机106的驱动力。脱开结合装置201，设置于所述减速器输入轴207处，用于控制所述发动机100和所述P1电机106的动力是否传递至所述第二齿轮206。第三齿轮202、第四齿轮108以及主减齿轮204均设置于所述减速器输出轴205上。第三齿轮202与所述第二齿轮206啮合。第四齿轮108用于接收所述P3电机107的驱动力，P3电机107可以驱动减速器输出轴205转动，因此可以单独驱动车辆。主减齿轮204与车辆的差速器齿轮啮合，用于将动力传输至差速器203。然后再由差速器203传递至车辆的半轴和车轮部分。
针对目前大多数双离合混动变速器的电动机不能驱动所有档位从而不满足动力性和经济性要求，本实施例通过将P1电机106设置于发动机100和结合脱开装置之间、P3电机107将动力直接输入至减速器输出轴205处，使用P1电机106和P3电机107调节扭矩、转速，使得发动机100可长时间运行在高效区间，从而降低整车油耗。例如P1电机106通过调节速比与发动机100高效匹配，使发动机100能够一直处于高效工作区域。P3电机107选择为高速电机，通过合理的速比匹配，能够满足车辆的动力性和经济性要求。
进一步地，通过调整P1电机106和P3电机107的功率灵活适配不同容量的整车电池，对于PHEV、HEV都可有兼容。对于整车成本敏感的车型，可以通过减小电池容量、电机功率、电机控制器电流对系统成本做到最优。
进一步地，通过结合脱开装置可以控制发动机100和P1电机106两个动力源与第二齿轮206脱开，使得发动机100的动力传递给P1电机106而不传递至差速器203，使得P1电机106发电，从而实现怠速充电，利用发动机100最佳工作效率阶段对蓄电池充电。
另一个实施例中，可以参见图1，所述P1电机的输出轴103和所述P3电机的输出轴200均与所述减速器输入轴207平行。
本实施例中，P1电机106和P3电机107与减速器输入轴207平行布置，可以有效减小整个装置的轴向尺寸，从而可以覆盖A/B平台(即乘用车里的A级车/B级车)车辆搭载布置要求。
进一步的一个实施例中，所述P1电机106和所述P3电机107分别位于所述减速器输出轴205的径向上相对的两侧。
本实施例将P1电机106和P3电机107相对布置在减速器输出轴205的异侧，使得重量分布更均匀，整体结构更稳定。
一个实施例中，所述P1电机的输出轴103上设有与所述第一齿轮105啮合的第一电机输出齿轮104，且所述P3电机的输出轴200上设有与所述第四齿轮108啮合的第二电机输出齿轮109，从而实现P1电机106和P3电机107的动力输出。
另一个实施例中，所述P1电机106和所述P3电机107均设置于减速器壳体内。
本实施例将P1电机106和P3电机107可以内置于减速器壳体内，高度集成，整体装置布置紧凑。P1电机106和P3电机107本身的位置和其他部件的连接关系也为其内置于减速器壳体内提供了可能性。
如图1所示，一个实施例中，所述脱开结合装置201为设置于所述减速器输入轴207上的同步器，所述同步器用于控制所述第二齿轮206与所述减速器输入轴207的结合和分离。
图2是根据本发明另一个实施例的双电机混合动力驱动装置的结构示意图。另一个实施例中，如图2所示，所述脱开结合装置201为设置于所述减速器输入轴207上且位于所述第一齿轮105与所述第二齿轮206之间的离合器。
将脱开结合装置201设置为离合器或者同步器都能够实现动力中断，即发动机100和P1电机106的动力是否输出至减速器输出轴205。
在本发明的一些实施例中，所述减速器输入轴207和所述发动机的输出轴101之间设有扭转减震器102。
扭转减震器102可以降低发动机100曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，从而降低传动系扭振固有频率；增加传动系扭转阻尼，抑制扭转共振相应的振幅，并衰减因冲击产生的瞬态扭振；控制动力传动总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消除变速器怠速噪声和主减速器、变速器的扭振及噪声；缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的接合平顺性。
如表1所示，图1或图2所示的实施例中的双电机混合动力驱动装置可以实现6种工作模式：怠速充电、纯电驱动、串联驱动、并联驱动、发动机100直驱、制动能量回收。表1中的“√”表示开启，“×”表示关闭，脱开结合装置201开启表示结合，脱开结合装置201关闭表示脱开。
表1
驱动原理 怠速充电 纯电驱动 串联驱动 并联驱动 发动机驱动 制动能量回收
ICE发动机 √ / √ √ √ ×
P1电机 √ / √ √/× √/× ×
P3电机 / √ √ √ × √
脱开结合装置 × × × √ √ ×
本实施例采用1速的双电机混动专用变速器的动力性能做到与传统混动7速双离合器等效，且结构相比更紧凑，重量轻、体积小，有利于整车搭载。传递效率有明显优势，其发动机100能够在功率范围内更加精确的运行，实现超低能耗。成本优势明显。
本发明还提供了一种车辆，包括差速器203和上述任一项的双电机混合动力驱动装置。差速器203用于将动力传递至车辆的半轴和车轮，差速器的结构和传动原理为本领域公知的结构和原理，在此不再赘述。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种双电机混合动力驱动装置，其特征在于，包括发动机、P1电机、P3电机和减速器，所述减速器包括：
减速器输入轴，与所述发动机的输出轴相连；
第一齿轮，设置于所述减速器输入轴上，用于接收所述P1电机的驱动力；
第二齿轮，设置于所述减速器输入轴上；
脱开结合装置，设置于所述减速器输入轴处，用于控制所述发动机和所述P1电机的动力是否传递至所述第二齿轮；
减速器输出轴；
第三齿轮，设置于所述减速器输出轴上且与所述第二齿轮啮合；
第四齿轮，设置于所述减速器输出轴上，用于接收所述P3电机的驱动力；
主减齿轮，设置于所述减速器输出轴上且与车辆的差速器齿轮啮合，用于将动力传输至差速器。
2.根据权利要求1所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述P1电机的输出轴和所述P3电机的输出轴均与所述减速器输入轴平行。
3.根据权利要求2所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述P1电机和所述P3电机分别位于所述减速器输出轴的径向上相对的两侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述P1电机的输出轴上设有与所述第一齿轮啮合的第一电机输出齿轮；
所述P3电机的输出轴上设有与所述第四齿轮啮合的第二电机输出齿轮。
5.根据权利要求4所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述P1电机和所述P3电机均设置于减速器壳体内。
6.根据权利要求5所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述脱开结合装置为设置于所述减速器输入轴上的同步器，所述同步器用于控制所述第二齿轮与所述减速器输入轴的结合和分离。
7.根据权利要求6所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述脱开结合装置为设置于所述减速器输入轴上且位于所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的离合器。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的双电机混合动力驱动装置，其特征在于，
所述减速器输入轴和所述发动机的输出轴之间设有扭转减震器。
9.一种车辆，其特征在于，包括差速器和权利要求1-8中任一项所述的双电机混合动力驱动装置。
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