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CN114454705B - 混合动力驱动系统及车辆 - Google Patents

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CN114454705B
CN114454705B CN202011241188.0A CN202011241188A CN114454705B CN 114454705 B CN114454705 B CN 114454705B CN 202011241188 A CN202011241188 A CN 202011241188A CN 114454705 B CN114454705 B CN 114454705B
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Abstract

本发明属于车辆变速器技术领域，提供一种混合动力驱动系统及车辆，该混合动力驱动系统包括发动机、电机、变速器及差速器总成，所述变速器包括单离合器、双离合器及传动齿轮系，所述双离合器包括偶数挡离合器及奇数挡离合器，所述电机及双离合器集成在所述传动齿轮系中，所述传动齿轮系包括变速器输入轴总成、第一输出轴总成、第二输出轴总成及同步装置。本申请的混合动力驱动系统，电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，较大地优化变速器的轴向空间尺寸，从而可以选用更大的电机，保证整车动力性。电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，可通过油道强制冷却润滑，保证双离合器和电机具有较好的耐热性能。

Description

混合动力驱动系统及车辆
技术领域
本发明属于车辆变速器技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及车辆。
背景技术
混合动力系统通常具有单电机并联混合动力系统、双电机并联或混联混合动力系统这两种。
现有的双电机并联或混联混合动力系统开发成本高，针对传统动力系统的改造大，对混合动力系统的控制增加难度。
现有的单电机并联混合动力系统是将电机集成于变速器的输入或输出轴上，实现两种动力的混合输出。但是所需轴向空间大，需要重新布置动力总成。发动机和电机动力互相切换与介入时会发生冲击现象，影响驾驶性能。电机不能起到起动机的作用，不能实现发动机的启停功能。变速器需要重新开发，成本高且不便于集成。纯电运行模式下，由于没有单离合器(独立于双离合器的另外一个离合器)的存在，发动机不能断开连接。电机运行时不能充分利用变速器多挡位速比宽的优势。不能实现停车时，发动机驱动电机对电池进行反向充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的单电机并联混合动力系统所需轴向空间大的问题，提供一种混合动力驱动系统及车辆。
为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种混合动力驱动系统，包括发动机、电机、变速器及差速器总成，所述变速器包括单离合器、双离合器及传动齿轮系，所述双离合器包括偶数挡离合器及奇数挡离合器，所述电机及双离合器集成在所述传动齿轮系中，所述传动齿轮系包括变速器输入轴总成、第一输出轴总成、第二输出轴总成及同步装置；
所述变速器输入轴总成包括变速器输入轴、奇数挡离合器输出轴、偶数挡离合器输出轴及固定在所述奇数挡离合器输出轴及偶数挡离合器输出轴上的多个主动齿轮，所述奇数挡离合器输出轴及偶数挡离合器输出轴位于所述双离合器的两侧，所述奇数挡离合器输出轴及偶数挡离合器输出轴空套在所述变速器输入轴上，所述单离合器连接在所述发动机的输出轴与所述变速器输入轴之间；
所述电机的定子固定在静止部件上，所述电机的转子可转动地设置在所述电机的定子内，所述双离合器位于所述电机的转子内，所述偶数挡离合器连接所述电机的转子与偶数挡离合器输出轴，所述奇数挡离合器连接所述电机的转子与奇数挡离合器输出轴；
所述第一输出轴总成包括第一输出轴、固定在所述第一输出轴上的第一输出轴主减齿轮及空套在所述第一输出轴上的多个从动齿轮，所述第一输出轴上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合；
所述第二输出轴总成包括第二输出轴、固定在所述第二输出轴上的第二输出轴主减齿轮及空套在所述第二输出轴上的多个从动齿轮，所述第二输出轴上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合；
所述差速器总成包括差速器及设置在所述差速器上的差速器主减齿轮，所述差速器主减齿轮同时与所述第一输出轴主减齿轮及第二输出轴主减齿轮啮合；
所述同步装置用于控制所有的从动齿轮与其所处的输出轴的结合和分离，以实现多个前进挡。
根据本发明实施例的混合动力驱动系统，电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，较大地优化变速器的轴向空间尺寸，从而可以选用更大的电机，保证整车动力性。电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，可通过油道强制冷却润滑，保证双离合器和电机具有较好的耐热性能。
该混合动力驱动系统的传动部分采用电机和传动齿轮系进行组合，充分利用传动齿轮系多挡化，使发动机和电机的工作区间得到放大，保证整车的动力性和经济性。
发动机和电机间加入单离合器，变速器控制单元发送指令给液压系统，控制单离合器的结合和分离，从而实现发动机的介入和退出。单离合器分离时，可采用纯电行驶。需要发动机参与工作时，通过对电机和单离合器进行控制，实现快速启动发动机的作用，且发动机启动过程较为平顺，相对于采用常规启动机，能够降低成本。
发动机处于发动机单独驱动行驶模式时，单离合器处于结合状态，需要急加速等操作时，只需要对发动机和电机的输出扭矩进行协调就可以实现，保证整车较好的动力响应性。
发动机处于发动机行车充电驱动模式时，根据整车需求功率的不同，兼顾整车驱动同时对电池进行充电，保证SOC处于目标区间内。
发动机驱动行驶模式和混合驱动行驶模式互相切换过程中无单离合器状态变化，从而整车平顺性较好。
能量回收模式时，单离合器处于分离状态，发动机关闭，轮端扭矩驱动电机进行能量回收，保证整车的节油性能。
倒挡采用两种模式，分别对应不同车速工况下切换倒挡需求，保证倒车响应迅速，且避免换挡音；减速至一定车速，挡位仍在2挡时，切换倒挡进行倒车，无需降1挡后再进行倒车，车速至零后直接在2挡进行倒车，确保倒挡响应，并减少降一挡频次，避免挂挡音；减速至极低车速，挡位为1挡时进行挂倒挡操作，或原地挂倒挡操作，采用1挡进行倒车，响应迅速，无挂挡噪音。
另外，本发明实施例还提供一种车辆，其包括上述的混合动力驱动系统。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的混合动力驱动系统的框架图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、发动机；2、发动机的输出轴；3、双质量飞轮；4、单离合器的输入端；5、单离合器；6、偶数挡离合器；7、奇数挡离合器；8、1挡主动齿轮；9、变速器输入轴；10、奇数挡离合器输出轴；11、3/5挡主动齿轮；12、7/9挡主动齿轮；13、2/4挡主动齿轮；14、偶数挡离合器输出轴；15、6/8挡主动齿轮；16、第一输出轴；17、第一输出轴主减齿轮；18、2挡从动齿轮；19、2/6挡同步器；20、6挡从动齿轮；21、双离合器输入端；22、电机的定子；23、电机的转子；24、7挡从动齿轮；25、3/7挡同步器；26、3挡从动齿轮；27、1挡同步器；28、1挡从动齿轮；29、4挡从动齿轮；30、4/8挡同步器；31、8挡从动齿轮；32、9挡从动齿轮；33、5/9挡同步器；34、5挡从动齿轮；35、第二输出轴；36、第二输出轴主减齿轮；37、差速器主减齿轮；38、差速器；39、双离合器；40、电机；41、传动齿轮系。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供的混合动力驱动系统，包括发动机1、电机40、变速器及差速器总成，所述变速器包括单离合器5、双离合器39及传动齿轮系41，所述双离合器39包括偶数挡离合器6及奇数挡离合器7，所述电机40及双离合器39集成在所述传动齿轮系41中，所述传动齿轮系41包括变速器输入轴总成、第一输出轴总成、第二输出轴总成及同步装置。
所述变速器输入轴总成包括变速器输入轴9、奇数挡离合器输出轴10、偶数挡离合器输出轴14及固定在所述奇数挡离合器输出轴10及偶数挡离合器输出轴14上的多个主动齿轮，所述奇数挡离合器输出轴10及偶数挡离合器输出轴14位于所述双离合器39的两侧，所述奇数挡离合器输出轴10及偶数挡离合器输出轴14空套在所述变速器输入轴9上，所述单离合器5连接在所述发动机1的输出轴2与所述变速器输入轴9之间。主动齿轮可通过焊接、花键连接、过盈压装或一体成型等方式固定在所述奇数挡离合器输出轴10及偶数挡离合器输出轴14上。
所述电机40的定子22固定在静止部件(例如变速器壳体或者是变速器壳体上安装的支架)上，所述电机40的转子23可转动地设置在所述电机40的定子22内，所述双离合器39位于所述电机40的转子23内，所述偶数挡离合器6连接所述电机40的转子23与偶数挡离合器输出轴14，所述奇数挡离合器7连接所述电机40的转子23与奇数挡离合器输出轴10。
所述第一输出轴总成包括第一输出轴16、固定在所述第一输出轴16上的第一输出轴主减齿轮17及空套在所述第一输出轴16上的多个从动齿轮，所述第一输出轴16上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合。所述第一输出轴16上的多个所述从动齿轮可通过轴承空套在所述所述第一输出轴16上。
所述第二输出轴总成包括第二输出轴35、固定在所述第二输出轴35上的第二输出轴主减齿轮36及空套在所述第二输出轴35上的多个从动齿轮，所述第二输出轴35上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合。所述第二输出轴35上的多个所述从动齿轮可通过轴承空套在所述所述第二输出轴35上。
所述差速器总成包括差速器38及设置在所述差速器38上的差速器主减齿轮37，所述差速器主减齿轮37同时与所述第一输出轴主减齿轮17及第二输出轴主减齿轮36啮合。
所述同步装置用于控制所有的从动齿轮与其所处的输出轴的结合和分离，以实现多个前进挡。
在一实施例中，所述电机40在径向上位于所述第一输出轴16与第二输出轴35的内侧，所述电机40及双离合器39在轴向上位于相邻的两个所述主动齿轮之间。这样，可以缩短变速器的轴向长度。另外，所述电机40在径向上位于所述第一输出轴16与第二输出轴35的内侧，电机40在径向没有超出第一输出轴16与第二输出轴35，因而，电机40与双离合器39没有占用变速器的径向空间，有利于降低变速器的体积。
在一实施例中，所述偶数挡离合器6的输入侧与奇数挡离合器7的输入侧连为一体，形成所述双离合器39的输入侧21，所述双离合器39的输入侧21的一侧与所述变速器输入轴9固定连接(例如花键连接)，所述双离合器39的输入侧21的另一侧与所述电机40的转子23固定连接，所述偶数挡离合器6的输出侧与所述偶数挡离合器输出轴14固定连接，所述奇数挡离合器7的输出侧与所述奇数挡离合器输出轴10固定连接。所述偶数挡离合器6嵌装在所述电机40的转子23内，所述奇数挡离合器7嵌装在所述偶数挡离合器6内。这样，所述偶数挡离合器6与奇数挡离合器7共用输入侧，并且所述奇数挡离合器7嵌装在所述偶数挡离合器6内，可以降低双离合器39自身的体积，有利于双离合器39在传动齿轮系41中的布置。
在一实施例中，所述变速器输入轴9、奇数挡离合器输出轴10及偶数挡离合器输出轴14同轴设置。这样使得变速器的结构更为紧凑。
在一实施例中，变速器为9挡双离合变速器，能够实现9个前进挡及1个倒挡。具体为，多个所述主动齿轮包括向靠近所述发动机1的方向依次排布的1挡主动齿轮8、3/5挡主动齿轮11、7/9挡主动齿轮12、6/8挡主动齿轮15及2/4挡主动齿轮13，所述1挡主动齿轮8、3/5挡主动齿轮11及7/9挡主动齿轮12可通过花键连接的方式固定在所述奇数挡离合器输出轴10上，所述6/8挡主动齿轮15及2/4挡主动齿轮13可通过花键连接的方式固定在所述偶数挡离合器输出轴14上；所述第一输出轴16上的多个从动齿轮包括向靠近所述发动机1的方向依次排布空套的1挡从动齿轮28、3挡从动齿轮26、7挡从动齿轮24、6挡从动齿轮20及2挡从动齿轮18；所述第二输出轴35上的多个从动齿轮包括向靠近所述发动机1的方向依次排布空套的5挡从动齿轮34、9挡从动齿轮32、8挡从动齿轮31及4挡从动齿轮29；所述1挡主动齿轮8与1挡从动齿轮28啮合，所述3/5挡主动齿轮11同时与所述3挡从动齿轮26及5挡从动齿轮34啮合，所述7/9挡主动齿轮12同时与所述7挡从动齿轮24及9挡从动齿轮32啮合，所述6/8挡主动齿轮15同时与所述6挡从动齿轮20及8挡从动齿轮31啮合，所述2/4挡主动齿轮13同时与所述2挡从动齿轮18及4挡从动齿轮29啮合。
3、5挡共用一个主动齿轮(3/5挡主动齿轮11)，7、9挡共用一个主动齿轮(7/9挡主动齿轮12)、6、8挡共用一个主动齿轮(6/8挡主动齿轮15)、2、4挡共用一个主动齿轮(2/4挡主动齿轮13)，减少了主动齿轮的使用量，缩短了变速器的轴向长度、减轻了变速器的重量。
在一实施例中，所述电机40及双离合器39在轴向上位于所述7/9挡主动齿轮12与6/8挡主动齿轮15之间。
在一实施例中，所述同步装置包括2/6挡同步器19、3/7挡同步器25、1挡同步器27、4/8挡同步器30及5/9挡同步器33，所述2/6挡同步器19、3/7挡同步器25及1挡同步器27设置在所述第一输出轴16上，所述4/8挡同步器30及5/9挡同步器33设置在所述第二输出轴35上。所述2/6挡同步器19在轴向上位于所述2挡从动齿轮18和6挡从动齿轮20之间，用于控制所述2挡从动齿轮18和6挡从动齿轮20与所述第一输出轴16的结合和分离。所述3/7挡同步器25在轴向上位于所述7挡从动齿轮24和3挡从动齿轮26之间，用于控制所述7挡从动齿轮24和3挡从动齿轮26与所述第一输出轴16的结合和分离。所述1挡同步器27在轴向上位于所述3挡从动齿轮26和1挡从动齿轮28之间，用于控制所述1挡从动齿轮28与所述第一输出轴16的结合和分离。所述4/8挡同步器30在轴向上位于所述4挡从动齿轮29和8挡从动齿轮31之间，用于控制所述4挡从动齿轮29和8挡从动齿轮31与所述第二输出轴35的结合和分离。所述5/9挡同步器33在轴向上位于所述9挡从动齿轮32和5挡从动齿轮34之间，用于控制所述9挡从动齿轮32和5挡从动齿轮34与所述第二输出轴35的结合和分离。
在一实施例中，所述2/6挡同步器19、3/7挡同步器25及1挡同步器27的齿毂通过花键连接在所述第一输出轴16上，所述4/8挡同步器30及5/9挡同步器33的齿毂通过花键连接在所述第二输出轴35上。
在一实施例中，所述变速器输入轴9、第一输出轴16及第二输出轴35的两端通过轴承转动支撑在变速器壳体上。以实现各个轴的稳定支撑。
在一实施例中，所述单离合器5为湿式离合器，所述双离合器39为干式或湿式离合器。
该混动动力驱动系统具有以下工作模式：双离合传动模式、起步模式、行驶模式(纯电驱动行驶模式、发动机驱动行驶模式、混合驱动行驶模式)、能量回收模式、停车充电模式、倒车模式(纯电一挡倒车模式、纯电二挡倒车模式)。
1、双离合传动模式：
1挡模式：驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，1挡同步器27结合1挡从动齿轮28，使1挡从动齿轮28和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过1挡主动齿轮8和1挡从动齿轮28传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
2挡模式：驱动功率通过偶数挡离合器6传递至偶数挡离合器输出轴14，2/6挡同步器19结合2挡从动齿轮18，使2挡从动齿轮18和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过2/4挡主动齿轮13和2挡从动齿轮18传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
3挡模式：驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，3/7挡同步器25结合3挡从动齿轮26，使3挡从动齿轮26和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过3/5挡主动齿轮11和3挡从动齿轮26传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
4挡模式：驱动功率通过偶数挡离合器6传递至偶数挡离合器输出轴14，4/8挡同步器30结合4挡从动齿轮29，使4挡从动齿轮29和第二输出轴35成为一体，驱动功率通过2/4挡主动齿轮13和4挡从动齿轮29传递至第二输出轴35，再由第二输出轴主减齿轮36和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
5挡模式：驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，5/9挡同步器33结合5挡从动齿轮34，使5挡从动齿轮34和第二输出轴35成为一体，驱动功率通过3/5挡主动齿轮11和5挡从动齿轮34传递至第二输出轴35，再由第二输出轴主减齿轮36和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
6挡模式：驱动功率通过偶数挡离合器6传递至偶数挡离合器输出轴14，2/6挡同步器19结合6挡从动齿轮20，使6挡从动齿轮20和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过6/8挡主动齿轮15和6挡从动齿轮20传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
7挡模式：驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，3/7挡同步器25结合7挡从动齿轮24，使7挡从动齿轮24和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过7/9挡主动齿轮12和7挡从动齿轮24传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
8挡模式：驱动功率通过偶数挡离合器6传递至偶数挡离合器输出轴14，4/8挡同步器30结合8挡从动齿轮31，使8挡从动齿轮31和第二输出轴35成为一体，驱动功率通过6/8挡主动齿轮15和8挡从动齿轮31传递至第二输出轴35，再由第二输出轴主减齿轮36和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
9挡模式：驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，5/9挡同步器33结合9挡从动齿轮32，使9挡从动齿轮32和第二输出轴35成为一体，驱动功率通过7/9挡主动齿轮12和9挡从动齿轮32传递至第二输出轴35，再由第二输出轴主减齿轮36和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
倒挡模式：倒挡采用电机40驱动，驱动功率通过奇数挡离合器7传递至奇数挡离合器输出轴10，1挡同步器27结合1挡从动齿轮28，使1挡从动齿轮28和第一输出轴16成为一体，驱动功率通过1挡主动齿轮8和1挡从动齿轮28传递至第一输出轴16，再由第一输出轴主减齿轮17和差速器主减齿轮37将驱动功率通过差速器38传递至车轮。
2、起步模式：
起步模式包括发动机起步模式和纯电起步模式。
(1)、发动机起步模式：
单离合器5从分离状态进入滑磨状态，电机40扭矩逐渐增加，使发动机1转速到达目标点火转速，单离合器5结合，发动机1点火启动，电机40进行转矩补偿发动机1的转矩波动，确保发动机1启动过程平顺性，发动机1正常工作，电机40根据后续进入的行驶模式进行相应工作状态调整。发动机1的功率通过奇数挡离合器输出轴10传递至1挡主动齿轮8，通过一挡的速比调节，使发动机1的输出功率满足整车起步需求功率，实现发动机一挡起步模式。发动机1的功率通过偶数挡离合器输出轴14传递至2/4挡主动齿轮13，通过二挡的速比调节，使发动机的输出功率满足整车起步需求功率，实现发动机二挡起步模式。
(2)、纯电起步模式：
SOC值较高，满足整车纯电起步要求时，可以进入纯电起步模式。
发动机1关闭，单离合器5处于分离状态。奇数挡离合器7结合，电机40的功率通过奇数挡离合器输出轴10传递至1挡主动齿轮8，通过一挡的速比调节，使电机40的输出功率满足整车起步需求功率，实现电机一挡起步模式。偶数挡离合器6结合，电机40的功率通过偶数挡离合器输出轴14传递至2/4挡主动齿轮13，通过二挡的速比调节，使电机40的输出功率满足整车起步需求功率，实现电机二挡起步模式。
3、行驶模式：
行驶模式包括纯电驱动行驶模式、发动机驱动行驶模式和混合驱动行驶模式。
(1)、纯电驱动行驶模式：
SOC值较高，满足整车低速纯电行驶要求时，可以进入纯电低速行驶模式。
发动机1关闭，单离合器5处于分离状态，电机40运行，电机40输出的功率通过双离合器39传递至传动齿轮系41，由于传动齿轮系41有九个挡位进行调节，使电机40的高效区间得到扩大，并通过传动齿轮系41的挡位调节，使电机40始终运行于高效区间。
(2)、发动机驱动行驶模式：
发动机驱动行驶模式分为发动机单独驱动行驶模式和发动机行车充电驱动模式。
1)、发动机单独驱动行驶模式：
整车需求扭矩处于发动机高校区间，电机40的扭矩不能满足整车需求扭矩，且SOC值超过充电上限值时，进入发动机单独驱动行驶模式。发动机1的功率通过双离合器39传递至传动齿轮系41，通过传动齿轮系41的九个挡位的调节，使发动机1的高效区间得到扩大，并通过传动齿轮系41的挡位调节，使发动机1始终运行于高效区间。
2)、发动机行车充电驱动模式：
当SOC值较低，不满足整车纯电行驶要求时，进入动机行车充电驱动模式，保证整车行驶的同时对动力电池进行充电，保证动力电池的SOC值恢复至要求范围内。发动机1的功率的一部分用于驱动整车行驶，一部分功率用于驱动电机40进行发电。发动机1驱动整车的功率通过传动齿轮系41的九个挡位的调节，使发动机1的高效区间得到扩大，并通过传动齿轮系41的挡位调节，使发动机1始终运行于高效区间。
(3)、混合驱动行驶模式：
整车行驶过程中需要更大的功率来提高整车动力性，比如急加速工况、爬坡工况等。单离合器5结合，发动机1和电机40的耦合功率通过双离合器39传递至传动齿轮系41，通过传动齿轮系41的九个挡位的调节，使发动机1的高效区间得到扩大，并通过传动齿轮系41的挡位调节，使发动机1和电机7耦合后的功率进一步得到增大，进一步提高整车动力性。
4、能量回收模式：
整车行驶过程满足能量回收模式时，单离合器5处于分离状态，车轮端的阻力矩经过传动齿轮系41的相应挡位通过双离合器39传递给电机40，传动齿轮系41通过挡位调节，使得电机40能量回收效率处于较高范围内。能量回收不满足制动力要求时或紧急制动时，需要刹车片摩擦制动进行辅助制动。
5、停车充电模式：
整车停止时，如SOC值处于较低值时，发动机1驱动电机40进行充电，用于保证电池SOC值处于预设目标值，保证后续纯电行驶要求。单离合器5结合，双离合器39中的偶数挡离合器6及奇数挡离合器7处于分离状态，发动机1输出功率直接驱动电机40进行充电。
6、倒车模式：
倒车模式包括纯电一挡倒车模式和纯电二挡倒车模式。
(1)、纯电一挡倒车模式：
整车原地倒车或车速极低情况切换倒挡进行倒车时，进入纯电一挡倒车模式。
发动机1关闭，单离合器5处于分离状态，电机40反转，奇数挡离合器7结合，电机40的功率通过1挡主动齿轮8、1挡从动齿轮28、第一输出轴主减齿轮17、差速器主减齿轮37和差速器38传递至车轮。
(2)、纯电二挡倒车模式：
整车减速过程2挡时切换倒挡进行倒车，进入纯电二挡倒车模式。
发动机1关闭，单离合器5处于分离状态，电机40反转，偶数挡离合器6结合，电机40的功率通过2/4挡主动齿轮13、2挡从动齿轮18、第二输出轴主减齿轮36、差速器主减齿轮37和差速器38传递至车轮。
根据本发明实施例的混合动力驱动系统，电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，较大地优化变速器的轴向空间尺寸，从而可以选用更大的电机，保证整车动力性。电机及双离合器集成在变速器的传动齿轮系中，可通过油道强制冷却润滑，保证双离合器和电机具有较好的耐热性能。
该混合动力驱动系统的传动部分采用电机和传动齿轮系进行组合，充分利用传动齿轮系多挡化，使发动机和电机的工作区间得到放大，保证整车的动力性和经济性。
发动机和电机间加入单离合器，变速器控制单元发送指令给液压系统，控制单离合器的结合和分离，从而实现发动机的介入和退出。单离合器分离时，可采用纯电行驶。需要发动机参与工作时，通过对电机和单离合器进行控制，实现快速启动发动机的作用，且发动机启动过程较为平顺，相对于采用常规启动机，能够降低成本。
发动机处于发动机单独驱动行驶模式时，单离合器处于结合状态，需要急加速等操作时，只需要对发动机和电机的输出扭矩进行协调就可以实现，保证整车较好的动力响应性。
发动机处于发动机行车充电驱动模式时，根据整车需求功率的不同，兼顾整车驱动同时对电池进行充电，保证SOC处于目标区间内。
发动机驱动行驶模式和混合驱动行驶模式互相切换过程中无单离合器状态变化，从而整车平顺性较好。
能量回收模式时，单离合器处于分离状态，发动机关闭，轮端扭矩驱动电机进行能量回收，保证整车的节油性能。
倒挡采用两种模式，分别对应不同车速工况下切换倒挡需求，保证倒车响应迅速，且避免换挡音；减速至一定车速，挡位仍在2挡时，切换倒挡进行倒车，无需降1挡后再进行倒车，车速至零后直接在2挡进行倒车，确保倒挡响应，并减少降一挡频次，避免挂挡音；减速至极低车速，挡位为1挡时进行挂倒挡操作，或原地挂倒挡操作，采用1挡进行倒车，响应迅速，无挂挡噪音。
另外，本发明一实施例还提供了一种车辆，其包括上述实施例的混合动力驱动系统。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机(1)、电机(40)、变速器及差速器总成，所述变速器包括单离合器(5)、双离合器(39)及传动齿轮系(41)，所述双离合器(39)包括偶数挡离合器(6)及奇数挡离合器(7)，所述电机(40)及双离合器(39)集成在所述传动齿轮系(41)中，所述传动齿轮系(41)包括变速器输入轴总成、第一输出轴总成、第二输出轴总成及同步装置；
所述变速器输入轴总成包括变速器输入轴(9)、奇数挡离合器输出轴(10)、偶数挡离合器输出轴(14)及固定在所述奇数挡离合器输出轴(10)及偶数挡离合器输出轴(14)上的多个主动齿轮，所述奇数挡离合器输出轴(10)及偶数挡离合器输出轴(14)位于所述双离合器(39)的两侧，所述奇数挡离合器输出轴(10)及偶数挡离合器输出轴(14)空套在所述变速器输入轴(9)上，所述单离合器(5)连接在所述发动机(1)的输出轴(2)与所述变速器输入轴(9)之间；
所述电机(40)的定子(22)固定在静止部件上，所述电机(40)的转子(23)可转动地设置在所述电机(40)的定子(22)内，所述双离合器(39)位于所述电机(40)的转子(23)内，所述偶数挡离合器(6)连接所述电机(40)的转子(23)与偶数挡离合器输出轴(14)，所述奇数挡离合器(7)连接所述电机(40)的转子(23)与奇数挡离合器输出轴(10)；
所述第一输出轴总成包括第一输出轴(16)、固定在所述第一输出轴(16)上的第一输出轴主减齿轮(17)及空套在所述第一输出轴(16)上的多个从动齿轮，所述第一输出轴(16)上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合；
所述第二输出轴总成包括第二输出轴(35)、固定在所述第二输出轴(35)上的第二输出轴主减齿轮(36)及空套在所述第二输出轴(35)上的多个从动齿轮，所述第二输出轴(35)上的多个所述从动齿轮分别与不同的所述主动齿轮啮合；
所述差速器总成包括差速器(38)及设置在所述差速器(38)上的差速器主减齿轮(37)，所述差速器主减齿轮(37)同时与所述第一输出轴主减齿轮(17)及第二输出轴主减齿轮(36)啮合；
所述同步装置用于控制所有的从动齿轮与其所处的输出轴的结合和分离，以实现多个前进挡。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述电机(40)在径向上位于所述第一输出轴(16)与第二输出轴(35)的内侧，所述电机(40)及双离合器(39)在轴向上位于相邻的两个所述主动齿轮之间。
3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述偶数挡离合器(6)的输入侧与奇数挡离合器(7)的输入侧连为一体，形成所述双离合器(39)的输入侧(21)，所述双离合器(39)的输入侧(21)的一侧与所述变速器输入轴(9)固定连接，所述双离合器(39)的输入侧(21)的另一侧与所述电机(40)的转子(23)固定连接，所述偶数挡离合器(6)的输出侧与所述偶数挡离合器输出轴(14)固定连接，所述奇数挡离合器(7)的输出侧与所述奇数挡离合器输出轴(10)固定连接。
4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述变速器输入轴(9)、奇数挡离合器输出轴(10)及偶数挡离合器输出轴(14)同轴设置。
5.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述偶数挡离合器(6)嵌装在所述电机(40)的转子(23)内，所述奇数挡离合器(7)嵌装在所述偶数挡离合器(6)内。
6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，多个所述主动齿轮包括向靠近所述发动机(1)的方向依次排布的1挡主动齿轮(8)、3/5挡主动齿轮(11)、7/9挡主动齿轮(12)、6/8挡主动齿轮(15)及2/4挡主动齿轮(13)，所述1挡主动齿轮(8)、3/5挡主动齿轮(11)及7/9挡主动齿轮(12)固定在所述奇数挡离合器输出轴(10)上，所述6/8挡主动齿轮(15)及2/4挡主动齿轮(13)固定在所述偶数挡离合器输出轴(14)上；
所述第一输出轴(16)上的多个从动齿轮包括向靠近所述发动机(1)的方向依次排布的1挡从动齿轮(28)、3挡从动齿轮(26)、7挡从动齿轮(24)、6挡从动齿轮(20)及2挡从动齿轮(18)；所述第二输出轴(35)上的多个从动齿轮包括向靠近所述发动机(1)的方向依次排布的5挡从动齿轮(34)、9挡从动齿轮(32)、8挡从动齿轮(31)及4挡从动齿轮(29)；所述1挡主动齿轮(8)与1挡从动齿轮(28)啮合，所述3/5挡主动齿轮(11)同时与所述3挡从动齿轮(26)及5挡从动齿轮(34)啮合，所述7/9挡主动齿轮(12)同时与所述7挡从动齿轮(24)及9挡从动齿轮(32)啮合，所述6/8挡主动齿轮(15)同时与所述6挡从动齿轮(20)及8挡从动齿轮(31)啮合，所述2/4挡主动齿轮(13)同时与所述2挡从动齿轮(18)及4挡从动齿轮(29)啮合。
7.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述电机(40)及双离合器(39)在轴向上位于所述7/9挡主动齿轮(12)与6/8挡主动齿轮(15)之间。
8.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述同步装置包括2/6挡同步器(19)、3/7挡同步器(25)、1挡同步器(27)、4/8挡同步器(30)及5/9挡同步器(33)，所述2/6挡同步器(19)、3/7挡同步器(25)及1挡同步器(27)设置在所述第一输出轴(16)上，所述4/8挡同步器(30)及5/9挡同步器(33)设置在所述第二输出轴(35)上；
所述2/6挡同步器(19)在轴向上位于所述2挡从动齿轮(18)和6挡从动齿轮(20)之间，用于控制所述2挡从动齿轮(18)和6挡从动齿轮(20)与所述第一输出轴(16)的结合和分离；
所述3/7挡同步器(25)在轴向上位于所述7挡从动齿轮(24)和3挡从动齿轮(26)之间，用于控制所述7挡从动齿轮(24)和3挡从动齿轮(26)与所述第一输出轴(16)的结合和分离；
所述1挡同步器(27)在轴向上位于所述3挡从动齿轮(26)和1挡从动齿轮(28)之间，用于控制所述1挡从动齿轮(28)与所述第一输出轴(16)的结合和分离；
所述4/8挡同步器(30)在轴向上位于所述4挡从动齿轮(29)和8挡从动齿轮(31)之间，用于控制所述4挡从动齿轮(29)和8挡从动齿轮(31)与所述第二输出轴(35)的结合和分离；
所述5/9挡同步器(33)在轴向上位于所述9挡从动齿轮(32)和5挡从动齿轮(34)之间，用于控制所述9挡从动齿轮(32)和5挡从动齿轮(34)与所述第二输出轴(35)的结合和分离。
9.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其特征在于，所述混合动力驱动系统还包括连接在所述发动机(1)的输出轴(2)与所述单离合器(5)的输入端(4)之间的双质量飞轮(3)。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的混合动力驱动系统。
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