CN211390938U - 一种具有e-cvt功能的混合动力装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有E‑CVT功能的混合动力装置及车辆，所述装置包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、第一行星组件、第二行星组件、输出组件和差速器；所述发动机通过所述第一行星组件与所述发电机连接，所述驱动电机与所述第二行星组件连接，所述离合器与所述第一行星组件连接，所述第一行星组件和所述第二行星组件均通过所述输出组件与所述差速器连接，将离合器设置在第一行星组件内，使发动机具有直接驱动功能，在高速工况下发动机直接驱动，避免能量经发电机再至驱动电机的二次损失，需要大扭矩输出时，结合离合器，发动机扭矩和驱动电机扭矩可直接叠加提升了整车动力性。

Description

一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆。

背景技术

随着国家环境保护力度加大,混合动力汽车的应用越来越普及。目前有两种较为流行的混合动力汽车的传动系统，一种是以丰田THS为代表的功率分流式混合动力系统(中国专利CN 103863310 A)；另一种是以本田iMMD为首的增程式混合动力系统如图1所示(中国专利CN103298637A)。前者采用行星齿轮机构引入至少两个动力源，通过调节动力源速度可实现无级变速。经多代改进，已取得较好燃油经济性。但由于动力源扭矩是作用在行星齿轮机构力矩杠杆的不同节点上，扭矩互相平衡，不能叠加，所以这种功率分流式混合动力汽车的动力加速性较差。

因此急需新的技术方案解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种具有 E-CVT功能的混合动力装置及车辆，能够提供不同工作模式的差速器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具体技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种具有E-CVT功能的混合动力装置，包括发动机、发电机、驱动电机、离合器、第一行星组件、第二行星组件、输出组件和差速器；所述发动机通过所述第一行星组件与所述发电机连接，所述驱动电机与所述第二行星组件连接，所述离合器与所述第一行星组件连接，所述第一行星组件和所述第二行星组件均通过所述输出组件与所述差速器连接。

进一步地，所述第一行星组件包括第一齿圈、第一行星齿轮、第一行星架、第一太阳轮和第一太阳轮轴，所述第一太阳轮设于所述第一齿圈内，所述第一行星齿轮可转动的设置在所述第一行星架上，所述第一行星齿轮位于所述第一太阳轮和所述第一齿圈之间并且与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合，所述第一太阳轮固定连接在所述第一太阳轮轴上。

具体地，所述发动机的输入轴与所述第一行星架连接，所述发电机的转子与所述第一太阳轮连接，所述离合器的内转毂与所述第一行星架连接，所述离合器的外转毂与所述第一齿圈连接。

作为可选地，所述发动机的输入轴与所述第一行星架为一体结构。

作为可选地，所述第二行星组件包括第二齿圈、第二行星齿轮、第二行星架、第二太阳轮和连接板，所述第二太阳轮设于所述第二齿圈内，所述第二行星齿轮可转动的设置在所述第二行星架上，所述第二行星架与所述差速器的壳体固定连接所述第二行星齿轮位于所述第二太阳轮和所述第二齿圈之间并且与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合，所述第二太阳轮固定连接在所述连接板上，所述连接板与所述驱动电机的转子连接。

进一步地，所述输出组件包括第一主减齿轮、第二主减齿轮和输出轴，所述第一主减齿轮与所述第二主减齿轮通过所述输出轴连接，所述第一主减齿轮均与所述第一齿圈和所述第二齿圈连接，所述第二主减齿轮与所述差速器的齿圈啮合。

作为可选地，所述第一行星组件和所述第二行星组件同轴设置，其中所述第一太阳轮轴和所述第二太阳轮同轴连接，并且所述第一齿圈和所述第二齿圈为一体结构。

作为可选地，所述第一行星组件和所述第二行星组件平行设置，所述第二行星组件为斜齿轮，所述第一行星组件通过所述输出组件与所述差速器连接，所述斜齿轮通过所述输出组件与所述差速器连接。

作为可选地，所述发电机的转子和所述驱动电机的转子均为空心结构。

另一方面，本实用新型还提供一种车辆，所述车辆包括上述提供的一种具有E-CVT功能的混合动力装置。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆具有如下有益效果：

1.本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，将离合器设置在第一齿圈和第一行星架之间，使发动机具有直接驱动功能，在高速工况下发动机直接驱动，避免能量经发电机再至驱动电机的二次损失。

2.本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，在需要大扭矩输出时，结合离合器，发动机扭矩和驱动电机扭矩可直接叠加提升了整车动力性。

3.本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，将发动机、发电机和驱动电机同轴布置，能够避免平行轴齿轮因位置误差带来的传递误差，同时也有利于发电机和驱动电机动力传递速比调节。

4.本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，结构简单、容易制造、成本低、效率高、提升整车搭载性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1现有技术中混合动力系统的结构示意图；

图2本实用新型所述的一种混合动力装置的结构示意图；

图3本实用新型一个实施例所述的混合动力装置的结构示意图。

图中：1-发动机，2-发电机，3-驱动电机，4-离合器，5-第一行星组件， 6-第二行星组件，7-输出组件，8-差速器，51-第一齿圈，52-第一行星齿轮， 53-一行星架，54-第一太阳轮，55-第一太阳轮轴，61-第二齿圈，62-第二行星齿轮，63-第二行星架，64-第二太阳轮，65-连接板，71-第一主减齿轮， 72-第二主减齿轮，73-输出轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

在图1所示现有混动差速器中，由于动力源扭矩是作用在行星齿轮机构力矩杠杆的不同节点上，扭矩互相平衡，不能叠加，所以这种功率分流式混合动力汽车的动力加速性较差。为了解决上述存在的问题，本说明书的一个实施例提供一种混合动力装置，可以增加汽车的动力加速性能。

具体地，如图2所示，所述装置包括发动机1、发电机2、驱动电机3、离合器4、第一行星组件5、第二行星组件6、输出组件7和差速器8；所述发动机1通过所述第一行星组件4与所述发电机2连接，所述驱动电机3 与所述第二行星组件6连接，所述离合器4与所述第一行星组件5连接，所述第一行星组件5与所述第二行星组件6同轴设置，所述第一行星组件5 和所述第二行星组件6均通过所述输出组件7与所述差速器8连接。

在一些实施例中，所述第一行星组件5包括第一齿圈51、第一行星齿轮52、第一行星架53、第一太阳轮54和第一太阳轮轴55，所述第一太阳轮54设于所述第一齿圈51内，所述第一行星齿轮52可转动的设置在所述第一行星架53上，所述第一行星齿轮52位于所述第一太阳轮54和所述第一齿圈51之间并且与所述第一太阳轮54和所述第一齿圈51啮合，所述第一太阳轮54固定连接在所述第一太阳轮轴55上。

其中，所述发动机1的输入轴与所述第一行星架53连接，作为可选地，所述发动机1的输入轴和所述行星架53为一体结构，能保证发动机1的输入轴与所述第一行星架53连接结构的稳定性，当然了，也可以通过设置机械结构进行连接，同时所述发电机2的转子与所述第一太阳轮54连接，所述离合器4的内转毂与所述第一行星架53连接，所述离合器4的外转毂与所述第一齿圈51连接，通过将所述离合器4设置在所述第一齿圈51和所述第一行星架53之间，可以使发动机1具有直接驱动功能，即在高速工况下发动机直接驱动，避免能量经发电机再至驱动电机的二次损失。

另外，在一些实施例中，所述第二行星组件6包括第二齿圈61、第二行星齿轮62、第二行星架63、第二太阳轮64和连接板65，所述第二太阳轮64设于所述第二齿圈61内，所述第二行星齿轮62可转动的设置在所述第二行星架63上，所述第二行星齿轮62位于所述第二太阳轮64和所述第二齿圈61之间并且与所述第二太阳轮64和所述第二齿圈61啮合，所述第二太阳轮64固定连接在所述连接板65上。

其中，所述第二行星架63与所述差速器8的壳体固定连接，所述连接板65与所述驱动电机3的转子连接。

在一些实施例中，所述输出组件7包括第一主减齿轮71、第二主减齿轮72和输出轴73，所述第一主减齿轮71与所述第二主减齿轮72通过所述输出轴73连接，所述第一主减齿轮71均与所述第一齿圈51和所述第二齿圈61连接，所述第二主减齿轮72与所述差速器8的齿圈啮合。

在一些实施例中，可以将所述第一行星组件5和所述第二行星组件6 同轴设置，即所述第一太阳轮轴55和第二太阳轮64同轴连接，并且所述第一齿圈51和所述第二齿圈61为一体结构，这样可以使得发动机1、发电机2和驱动电机3采用同轴布置，也避免了平行轴齿轮因位置误差带来的传递误差，同时所述第一齿圈51和所述第二齿圈61相连，具体地，所述第一齿圈51和所述第二齿圈61位置上靠近，但工作时互不影响。

需要说明的是，所述发电机2和所述驱动电机3的转子均可以为空心结构，所述离合器4也可以设置在所述发电机2转子内，所述第一行星组件5也可设置在所述发电机2转子内，所述第二行星组件6设置在所述驱动电机3的转子内，因此所述第一行星组件5、所述第二行星组件6以及离合器4的尺寸可以根据所述发电机2转子和驱动电机3转子的尺寸适时设置。

通过上述提供的混合动力装置，低速及城市工况，电池电量较高时，可实现纯电驱动，与传动燃油汽车相比，在低速及起停工况下，可避免发动机怠速及低速运行不经济区域带来的排放及噪声污染，提升整车经济性。

同时还可以根据不同的路况及车辆情况选择多种工作模式，比如纯电动驱动(EV)模式、发动机驱动模式、电控无级变速(E-CVT)驱动模式、并联驱动模式以及制动能量回收模式；

其中所述EV模式的操作方法为：控制所述离合器4断开，由动力电池 (未标出)提供能量供驱动电机3工作，带动第二太阳轮64转动，动力经第二齿圈61与输出组件7传至差速器8，带动车轮，驱动车辆前进或实现倒车功能。

所述发动机驱动模式的操作方法为：控制所述离合器4结合，由发动机提供动能，动力经发动机1的输入轴、第一行星架53、离合器4、第一齿圈51，再经输出组件7到达差速器8，在高速工况，使用发动机直驱功能，此时发动机处于经济转速，有利于实现燃油经济性。

所述E-CVT驱动模式的操作方法为：控制所述离合器4断开，通过发电机2调节所述发动机1的工况点，使得所述发动机1工作的最佳工况点，此时发动机1的一部分动力用于发电机2发电(可用于驱动电机驱动或供电池充电)，一部分动力用于驱动车辆前进；

具体地，所述E-CVT驱动模式由两个动力传递路线：调节路线和工作路线，其中调节路线为：动力经发动机1发出，经第一行星架53、第一太阳轮53达到所述发电机2，发电机2转子转动产生的电能供所述驱动电机3 工作或动力电池充电；工作路线为：动力经发动机1发出，经第一行星架 53、第一齿圈51达到差速器8，从而驱动车轮，在低速及城市工况,可以通过发电机2调节发动机1的扭矩及转速输出，使发动机1处于最佳燃油经济或排放工作点，具有最佳的燃油经济性或排放特性。

所述并联驱动模式的操作方法为：控制离合器4闭合，发动机1和驱动电机3同时工作提供能量，动力在差速器耦合，再传至车轮，在爬坡及加速工况，由于单一能源无法满足动力需求，此时由发动机及驱动电机共同提供扭矩满足驱动需求。

所述制动能量回收操作方法为：控制离合器4断开，车辆在进行制动减速时，能量由车轮、差速器8的齿圈、输出组件7到驱动电机3的转子，从而将能量回收在动力电池中，在制动减速工况下，将车辆的动能经过能量回收功能转为电能储存在电池中，供下次电驱动使用，有利于减少能量损失，延长续航里程。

在上述实施例的基础上，本说明书的一个实施例还提供一种具有E-CVT 功能的混合动力装置，具体地，如图3所示，将所述第一行星组件和所述第二行星组件平行设置，所述第一行星组件5通过所述输出组件7与所述差速器8连接，所述第二行星组件6通过所述输出组件7与所述差速器8 连接，这样所述驱动电机与所述发动机平行布置，通过这种布置能进一步缩短差速器轴向布置尺寸及驱动电机啮合损失。其工作原理和上述实施例基本一致，就不一一赘述了。

在一些实施例中，作为优选地，所述第二行星组件可以是斜齿轮，所述驱动电机通过所述斜齿轮与所述输出组件连接，这样能减少结构的复杂性，提高机器运转的效率。

另一方面，本说明书的一个实施例还提供一种车辆，所述车辆包括上述提供一种具有E-CVT功能的混合动力装置。

通过上述提供的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，可以取得如下有益效果：

1)本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，将离合器设置在第一齿圈和第一行星架之间，使发动机具有直接驱动功能，在高速工况下发动机直接驱动，避免能量经发电机再至驱动电机的二次损失。

2)本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，在需要大扭矩输出时，结合离合器，发动机扭矩和驱动电机扭矩可直接叠加提升了整车动力性。

3)本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，将发动机、发电机和驱动电机同轴布置，能够避免平行轴齿轮因位置误差带来的传递误差，同时也有利于发电机和驱动电机动力传递速比调节。

4)本实用新型所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置及车辆，结构简单、容易制造、成本低、效率高、提升整车搭载性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，包括发动机(1)、发电机(2)、驱动电机(3)、离合器(4)、第一行星组件(5)、第二行星组件(6)、输出组件(7)和差速器(8)；所述发动机(1)通过所述第一行星组件(5)与所述发电机(2)连接，所述驱动电机(3)与所述第二行星组件(6)连接，所述离合器(4)与所述第一行星组件(5)连接，所述第一行星组件(5)和所述第二行星组件(6)均通过所述输出组件(7)与所述差速器(8)连接。

2.根据权利要求1所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述第一行星组件(5)包括第一齿圈(51)、第一行星齿轮(52)、第一行星架(53)、第一太阳轮(54)和第一太阳轮轴(55)，所述第一太阳轮(54)设于所述第一齿圈(51)内，所述第一行星齿轮(52)可转动的设置在所述第一行星架(53)上，所述第一行星齿轮(52)位于所述第一太阳轮(54)和所述第一齿圈(51)之间并且与所述第一太阳轮(54)和所述第一齿圈(51)啮合，所述第一太阳轮(54)固定连接在所述第一太阳轮轴(55)上。

3.根据权利要求2所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述发动机(1)的输入轴与所述第一行星架(53)连接，所述发电机(2)的转子与所述第一太阳轮(54)连接，所述离合器(4)的内转毂与所述第一行星架(53)连接，所述离合器(4)的外转毂与所述第一齿圈(51)连接。

4.根据权利要求3所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述发动机(1)的输入轴与所述第一行星架(53)为一体结构。

5.根据权利要求2所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述第二行星组件(6)包括第二齿圈(61)、第二行星齿轮(62)、第二行星架(63)、第二太阳轮(64)和连接板(65)，所述第二太阳轮(64)设于所述第二齿圈(61)内，所述第二行星齿轮(62)可转动的设置在所述第二行星架(63)上，所述第二行星架(63)与所述差速器(8)的壳体固定连接，所述第二行星齿轮(62)位于所述第二太阳轮(64)和所述第二齿圈(61)之间并且与所述第二太阳轮(64)和所述第二齿圈(61)啮合，所述第二太阳轮(64)固定连接在所述连接板(65)上，所述连接板(65)与所述驱动电机(3)的转子连接。

6.根据权利要求5所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述输出组件(7)包括第一主减齿轮(71)、第二主减齿轮(72)和输出轴(73)，所述第一主减齿轮(71)与所述第二主减齿轮(72)通过所述输出轴(73)连接，所述第一主减齿轮(71)均与所述第一齿圈(51)和所述第二齿圈(61)连接，所述第二主减齿轮(72)与所述差速器(8)的齿圈啮合。

7.根据权利要求5所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述第一行星组件(5)和所述第二行星组件(6)同轴设置，其中所述第一太阳轮轴(55)和所述第二太阳轮(64)同轴连接，并且所述第一齿圈(51)和所述第二齿圈(61)为一体结构。

8.根据权利要求2所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述第一行星组件(5)和所述第二行星组件(6)平行设置，并且所述第二行星组件(6)为斜齿轮，所述第一行星组件(5)通过所述输出组件(7)与所述差速器(8)连接，所述斜齿轮通过所述输出组件(7)与所述差速器(8)连接。

9.根据权利要求2所述的具有E-CVT功能的混合动力装置，其特征在于，所述发电机(2)的转子和所述驱动电机(3)的转子均为空心结构。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至9任一项所述的一种具有E-CVT功能的混合动力装置。

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