CN207809035U - 混合动力驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种混合动力驱动系统及车辆。所述系统包括：发动机；第一电机，所述第一电机与所述发动机相连并在所述发动机的带动下进行发电；变速器，所述变速器包括双离合器、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组，所述发动机的输出轴与所述双离合器的输入端连接，所述双离合器的第一输出轴连接到所述第一挡位齿轮组，所述双离合器的第二输出轴连接到所述第二挡位齿轮组；输出部，所述输出部用于输出来自所述第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组传递的动力以驱动车辆。

Description

混合动力驱动系统及车辆

技术领域

本公开涉及一种混合动力驱动系统及车辆。

背景技术

当今世界人类面临着能源匮乏和环境恶化两大挑战，传统汽车日益受到石油危机的严重困扰，节能环保逐渐成为汽车行业的发展主题。近年来，具有两种不同动力源、实现降低油耗和排放的混合动力汽车，得到了开发应用，并投入商业生产推向市场。

混合动力驱动系统一般由发动机、发电机、电动机、动力电源等构成，发动机和动力电源共同为车辆提供动力，这就造成其结构通常比较复杂，占用空间较大，成本较高。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种结构简单的混合动力驱动系统，该系统能够实现发动机两挡驱动。

为了实现上述目的，本公开提供一种混合动力驱动系统，包括：发动机；第一电机，所述发动通过带传动机构驱动所述第一电机进行发电；变速器，所述变速器包括双离合器、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组，所述发动机的输出轴与所述双离合器的输入端连接，所述双离合器的第一输出轴连接到所述第一挡位齿轮组，所述双离合器的第二输出轴连接到所述第二挡位齿轮组；输出部，所述输出部用于输出来自所述第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组传递的动力以驱动车辆。

可选地，所述带传动机构位于所述发动机的一侧，所述双离合器位于所述发动机的另一侧，所述带传动机构包括大带轮、小带轮和传动带，所述发动机的输出轴与所述大带轮连接，所述第一电机的动力轴与所述小带轮连接。

可选地，所述变速器包括变速器输出轴，所述变速器输出轴与所述第一挡位齿轮组和第二挡位齿轮组连接，所述变速器输出轴向所述输出部传递动力。

可选地，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第二挡位齿轮组包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第一输出轴连接到所述第一主动齿轮，所述第二输出轴连接到所述第二主动齿轮，所述变速器输出轴和所述第一从动齿轮连接，所述变速器输出轴和所述第二从动齿轮连接。

可选地，所述系统还包括第二电机，所述输出部还用于输出来自所述第二电机的动力以驱动车辆。

可选地，所述发动机能够带动所述第二电机进行发电。

可选地，所述第二电机的动力轴与第一传动齿轮连接，所述第一传动齿轮与所述第一主动齿轮啮合。

可选地，所述第二电机的动力轴与第二传动齿轮连接，所述第二传动齿轮与所述第一从动齿轮啮合。

可选地，所述第二电机的动力轴与第三传动齿轮连接，所述第三传动齿轮与所述第二主动齿轮啮合。

可选地，所述第二电机的动力轴与第四传动齿轮连接，所述第四传动齿轮与所述第二从动齿轮啮合。

可选地，所述第二电机的动力轴与第五传动齿轮连接，所述第五传动齿轮与第六传动齿轮啮合，所述第六传动齿轮与所述变速器输出轴连接。

可选地，所述第二电机的动力轴空套在所述双离合器的第二输出轴上。

可选地，所述第六传动齿轮设置在所述变速器输出轴的一端，所述系统还包括离合器，所述第六传动齿轮通过所述离合器与所述变速器输出轴相连。

可选地，所述变速器设置在所述发动机和第二电机之间。

可选地，所述系统还包括同步器、第七传动齿轮和第八传动齿轮，所述第七传动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第八传动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二电机的动力轴通过所述同步器可选择地连接到所述第七传动齿轮或第八传动齿轮。

在本公开中，通过双离合器与两个挡位齿轮组的结合，使得能够通过控制双离合器实现两个挡位的切换，结构简单，操作方便。

本公开还提供一种车辆，包括如上所述的混合动力驱动系统。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的第一种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图2是根据本公开的第二种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图3是根据本公开的第三种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图4是根据本公开的第四种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图5是根据本公开的第五种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图6是根据本公开的第六种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图7是根据本公开的第七种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图8是根据本公开的第八种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图；

图9是根据本公开的第九种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开的第一种实施方式的混合动力驱动系统的示意性原理图。如图1所示，根据本公开的第一种实施方式的混合动力驱动系统包括发动机1、变速器、输出部、第一电机2。发动机1的动力通过变速器传递给输出部，输出部输出动力以驱动车辆。

变速器包括双离合器4、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组。其中，如图1所示，双离合器4具有输入端41、第一输出轴42和第二输出轴43，发动机1的输出轴与双离合器4的输入端41连接，双离合器4的第一输出轴42连接到第一挡位齿轮组，双离合器4的第二输出轴43连接到第二挡位齿轮组。

双离合器4的输入端41可以是双离合器4的壳体，双离合器4还包括两个从动盘，双离合器4的第一输出轴42可以与其中一个从动盘通过键连接，双离合器4的第二输出轴43可以与另一个从动盘通过键连接。一般地，双离合器4的壳体与两个从动盘可以是都断开的，即输入端41与第一输出轴42和第二输出轴43均断开。在需要接合其中一个从动盘时，可以控制壳体与相应的从动盘进行接合从而同步旋转，从动盘又带动相应的输出轴同步旋转，即输入端41与第一输出轴42和第二输出轴43之一传动连接，从而使得输入端41传来的动力可以通过第一输出轴42和第二输出轴43中的一个输出。

特别地，双离合器4的壳体也可以同时与两个从动盘接合，即输入端41也可以同时与第一输出轴42和第二输出轴43传动连接，从而使得输入端41传来的动力可以同时通过第一输出轴42和第二输出轴43输出。

应当理解，双离合器4的具体接合状态受到控制策略的影响，对于本领域技术人员而言，可以根据实际所需的传动模式而适应性设定控制策略，从而可以在输入端41与两个输出轴全部断开以及输入端41与两个输出轴之一传动连接等多种模式之间进行切换。

在本公开中，通过双离合器4与两个挡位齿轮组的结合，使得能够通过控制双离合器4实现两个挡位的切换。具体地，当需要变速器以第一挡位输入动力时，可以控制双离合器4的壳体与第一输出轴42所对应的从动盘接合，从而使双离合器4的输入端41与第一输出轴42传动连接；需要变速器以第二挡位输入动力时，可以控制双离合器4的壳体与第二输出轴43所对应的从动盘接合，从而使双离合器4的输入端41与第二输出轴43传动连接。

第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮5和第一从动齿轮6，第一主动齿轮5和第一从动齿轮6可以直接啮合，也可以均与中间齿轮啮合，从而通过该中间齿轮传动连接。第二挡位齿轮组包括第二主动齿轮7和第二从动齿轮8，第二主动齿轮7和第二从动齿轮8可以直接啮合，也可以均与中间齿轮啮合，从而通过该中间齿轮传动连接。第一挡位齿轮组可以为低挡位齿轮组，第二挡位齿轮组可以为高挡位齿轮组，但是本公开不限于此，在其他实施方式中，第一挡位齿轮组可以为高挡位齿轮组，第二挡位齿轮组可以为低挡位齿轮组。

变速器还可以包括变速器输出轴9，第一从动齿轮6和第二从动齿轮8均安装在变速器输出轴9上，使得变速器输出轴9能够与第一从动齿轮6和第二从动齿轮8同步旋转。无论来自第一挡位齿轮组的动力还是来自第二挡位齿轮组的动力，均通过变速器输出轴9向外输出。

在图1所示的第一种实施方式中，混合动力驱动系统还包括第一电机2，该第一电机2可在发动机1的带动下进行发电。发动机1的输出轴通过带传动机构20与第一电机2的动力轴相连，从而使得发动机1能够通过带传动机构驱动第一电机进行发电。带传动机构20和双离合器4分别位于发动机1的两侧。具体地，带传动机构20包括大带轮、小带轮和传动带，其中，发动机1的输出轴与大带轮连接，第一电机2的动力轴与小带轮连接，以使得第一电机2的转速大于发动机1的转速，从而使发动机1与第一电机2用于发电机时的高效率区域匹配，以提高发电效率。发动机1通过带传动机构20带动第一电机2发电，其传动链较短、参与工作的部件较少，可以达到较高的传动效率和较小的噪音。

在图1所示的第一种实施方式中，混合动力驱动系统还包括第二电机3，输出部还用于输出来自第二电机3的动力以驱动车辆。第二电机3既可作为电动机以用于驱动车辆，又可作为发电机以用于发电。如此，可实现双电机发电工况。在动力电池馈电严重的情况下，发动机1带动双电机同时进行发电，以尽快提升动力电池电量。

第二电机3可以通过多种方式连接到混合动力驱动系统中。在图1所示的第一种实施方式中，第二电机3的动力轴上安装有第一传动齿轮11，该第一传动齿轮11与第二电机3的动力轴同步旋转，该第一传动齿轮11与第一挡位齿轮组的第一主动齿轮5啮合。

输出部被构造成将变速器输出的动力传递至车辆的车轮。例如，输出部可以包括输出齿轮17和差速器18。输出齿轮17安装在变速器输出轴9上并与变速器输出轴9同步旋转，输出齿轮17与差速器18的主减速齿轮19啮合。差速器18的功用是当车辆转弯行驶或者在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧车轮与地面间作纯滚动运动。差速器18上设置有主减速齿轮19，主减速齿轮19例如可以布置在差速器18的壳体上。

图2是根据本公开的第二种实施方式的示意性原理图。第二种实施方式与第一种实施方式的区别主要在于：在第二种实施方式中，第二电机3的动力轴上安装有第二传动齿轮12，该第二传动齿轮12与第一挡位齿轮组的第一从动齿轮6啮合。

图3是根据本公开的第三种实施方式的示意性原理图。第三种实施方式与第一种实施方式的区别主要在于：在第三种实施方式中，第二电机3的动力轴上安装有第三传动齿轮13，该第三传动齿轮13与第二挡位齿轮组的第二主动齿轮7啮合。

图4是根据本公开的第四种实施方式的示意性原理图。第四种实施方式与第一种实施方式的区别主要在于：在第四种实施方式中，第二电机3的动力轴上安装有第四传动齿轮14，该第四传动齿轮14与第二挡位齿轮组的第二从动齿轮8啮合。

图5是根据本公开的第五种实施方式的示意性原理图。第五种实施方式与第一种实施方式的区别主要在于：在第五种实施方式中，第二电机3的动力轴通过一对传动齿轮连接到变速器输出轴9，并且第二电机3的动力轴空套在双离合器4的第二输出轴43上。具体地，第二电机3的动力轴上安装有第五传动齿轮15，变速器输出轴9上安装有第六传动齿轮16，第五传动齿轮15与第六传动齿轮16啮合。在这种情况下，变速器可以位于发动机1和第二电机3之间，以使得混合动力驱动系统的结构更紧凑，便于在整车上布置。

图6是根据本公开的第六种实施方式的示意性原理图。第六种实施方式与第五种实施方式的区别主要在于：在第六种实施方式中，第六传动齿轮16设置在变速器输出轴9的一端，并通过离合器21与变速器输出轴9相连。通过设置离合器21，使得在纯燃油工况(包括纯燃油驱动工况和纯燃油发电工况)，可以通过控制离合器21分离，以将第二电机3、第五传动齿轮15和第六传动齿轮16从变速器输出轴9上脱开，从而减小负载，提高工作效率。

图7是根据本公开的第七种实施方式的示意性原理图。第七种实施方式与第五种实施方式的区别主要在于：在第七种实施方式中，第二电机3的动力轴与双离合器4的第二输出轴43平行设置，二者不再同轴空套。

图8是根据本公开的第八种实施方式的示意性原理图。第八种实施方式与第七种实施方式的区别主要在于：在第八种实施方式中，第六传动齿轮16设置在变速器输出轴9的一端，并通过离合器21与变速器输出轴9相连。通过设置离合器21，使得在纯燃油工况(包括纯燃油驱动工况和纯燃油发电工况)，可以通过控制离合器21分离，以将第二电机3、第五传动齿轮15和第六传动齿轮16从变速器输出轴9上脱开，从而减小负载，提高工作效率。

图9是根据本公开的第九种实施方式的示意性原理图。第九种实施方式与第一种实施方式的区别主要在于：在第九种实施方式中，混合动力驱动系统还包括同步器30、第七传动齿轮31和第八传动齿轮32，第七传动齿轮31与第一从动齿轮6啮合，第八传动齿轮32与第二从动齿轮8啮合，第七传动齿轮31和第八传动齿轮32空套在第二电机3的动力轴上，同步器30设置在第二电机3的动力轴上且位于第七传动齿轮31和第八传动齿轮32之间，同步器30选择性地与第七传动齿轮31或第八传动齿轮32接合。在这种情况下，第二电机3能够实现两挡动力输出。具体地，当同步器30与第七传动齿轮31接合时，第二电机3的动力依次经过同步器30、第七传动齿轮31、第一从动齿轮6、变速器输出轴9、输出齿轮17、主减速齿轮19和差速器18传递至车轮；当同步器30与第八传动齿轮32接合时，第二电机3的动力依次经过同步器30、第八传动齿轮32、第二从动齿轮8、变速器输出轴9、输出齿轮17、主减速齿轮19和差速器18传递至车轮。

本公开的混合动力驱动系统可以具有以下工况；

一、第二电机3纯电动工况。控制双离合器4的输入端41和两个输出轴均断开，发动机1与第一电机2均不工作，第二电机3通过差速器18驱动车轮。该工况主要用于匀速或城市路面等情况，同时电池具有较高的电量。该工况的优点在于第二电机3直接驱动，传动链最短、参与工作的部件最少，可以达到最高的传动效率和最小的噪音。

二、双电机发电工况。在动力电池馈电严重的情况下，发动机1带动第一电机2和第二电机3同时进行发电，以尽快提升动力电池电量。

三、并联工况。发动机1、第二电机3均驱动车轮。。该工况的优点是发动机1、第二电机3同时驱动，可以发挥最大的动力性能。

四、串联工况。控制双离合器4的输入端41和两个输出轴均断开，发动机1带动第一电机2进行发电，第二电机3驱动车轮。

五、发动机1独立驱动工况。控制双离合器4的输入端41和两个输出轴之一相连，第一电机2和第二电机3均不工作，可以通过双离合器4实现挡位切换。

六、发动机1驱动充电工况。在发动机1独立驱动工况基础上，同时驱动第一电机2发电。

七、制动/减速回馈工况。第二电机3在车辆制动时发电。该工况主要用于车辆下坡、制动或减速。该工况的优点在于减速或制动时，达到回馈能量的最大化。

八、混联工况。发动机1一方面带动第一电机2发电，另一方面通过双离合器4和挡位齿轮组将动力传递至差速器18以驱动车轮，第二电机3通过差速器18驱动车轮。该工况主要用于加速、爬坡等较大负荷场合且电量不多的情况下。该工况的优点是可以发挥发动机1的全部动力，既保证车辆的动力性，又可以同时进行发电，保持动力电池的电量。

在本公开中，通过将双离合器4与两个挡位齿轮组巧妙地结合在一起，使得能够获得一种结构简单、操作方便的两挡变速器。由于该变速器可提供两个挡位，因此能够在一定程度上调节发动机1的转速及扭矩，提高发动机1的工作效率。

在本公开中，变速器的挡位切换是通过双离合器4来实现的，双离合器4能够允许换挡切换时一个从动盘的接合过程与另一从动盘的断开过程发生重叠，从而避免扭矩传递的瞬时中断，保证换挡过程及整车运行的平顺性。相比于机械结构更加复杂的同步器，双离合器无论是在平顺性还是可靠性方面都具有较大优势。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (16)

1.一种混合动力驱动系统，其特征在于，包括：

发动机(1)；

第一电机(2)，所述发动机(1)通过带传动机构驱动所述第一电机(2)进行发电；

变速器，所述变速器包括双离合器(4)、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组，所述发动机(1)的输出轴与所述双离合器(4)的输入端(41)连接，所述双离合器(4)的第一输出轴(42)连接到所述第一挡位齿轮组，所述双离合器(4)的第二输出轴(43)连接到所述第二挡位齿轮组；

输出部，所述输出部用于输出来自所述第一挡位齿轮组或第二挡位齿轮组传递的动力以驱动车辆。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述带传动机构位于所述发动机(1)的一侧，所述双离合器(4)位于所述发动机(1)的另一侧，所述带传动机构包括大带轮、小带轮和传动带，所述发动机(1)的输出轴与所述大带轮连接，所述第一电机(2)的动力轴与所述小带轮连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变速器包括变速器输出轴(9)，所述变速器输出轴(9)与所述第一挡位齿轮组和第二挡位齿轮组连接，所述变速器输出轴(9)向所述输出部传递动力。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一挡位齿轮组包括第一主动齿轮(5)和第一从动齿轮(6)，所述第二挡位齿轮组包括第二主动齿轮(7)和第二从动齿轮(8)，所述第一输出轴(42)连接到所述第一主动齿轮(5)，所述第二输出轴(43)连接到所述第二主动齿轮(7)，所述变速器输出轴(9)和所述第一从动齿轮(6)连接，所述变速器输出轴(9)和所述第二从动齿轮(8)连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二电机(3)，所述输出部还用于输出来自所述第二电机(3)的动力以驱动车辆。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述发动机(1)能够带动所述第二电机(3)进行发电。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴与第一传动齿轮(11)连接，所述第一传动齿轮(11)与所述第一主动齿轮(5)啮合。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴与第二传动齿轮(12)连接，所述第二传动齿轮(12)与所述第一从动齿轮(6)啮合。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴与第三传动齿轮(13)连接，所述第三传动齿轮(13)与所述第二主动齿轮(7)啮合。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴与第四传动齿轮(14)连接，所述第四传动齿轮(14)与所述第二从动齿轮(8)啮合。

11.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴与第五传动齿轮(15)连接，所述第五传动齿轮(15)与第六传动齿轮(16)啮合，所述第六传动齿轮(16)与所述变速器输出轴(9)连接。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第二电机(3)的动力轴空套在所述双离合器(4)的第二输出轴(43)上。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述变速器设置在所述发动机(1)和第二电机(3)之间。

14.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述第六传动齿轮(16)设置在所述变速器输出轴(9)的一端，所述系统还包括离合器(21)，所述第六传动齿轮(16)通过所述离合器(21)与所述变速器输出轴(9)相连。

15.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括同步器(30)、第七传动齿轮(31)和第八传动齿轮(32)，所述第七传动齿轮(31)与所述第一从动齿轮(6)啮合，所述第八传动齿轮(32)与所述第二从动齿轮(8)啮合，所述第二电机(3)的动力轴通过所述同步器(30)可选择地连接到所述第七传动齿轮(31)或第八传动齿轮(32)。

16.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-15中任一项所述的混合动力驱动系统。