CN106627117A - 一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置 - Google Patents

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Abstract

发明提供了一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，包括第一电机(EM1)、第二电机(EM2)、发动机、行星齿轮耦合机构和输入轴，并设有第一制动器(B1)、第二制动器(B2)、第一离合器(C1)和第二离合器(C2)，第一电机通过第一减速齿轮副、第二电机通过第三减速齿轮副与行星齿轮耦合机构相连接，以实现多种纯电动和混合动力驱动模式。本发明的用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，结构紧凑，可实现与不同排量发动机的匹配工作，降低电机扭矩需求和制造成本。

Description

一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置
技术领域
本发明涉及一种汽车用传动装置，特别涉及一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置。
背景技术
随着国家新能源汽车战略的发展以及环境能源问题的加剧，使得各大汽车公司都在积极研发节能环保汽车，在技术上比较成熟的混合动力***成为现阶段解决汽车能耗和环境污染的可行技术方案，其核心动力传动装置也就成为各公司研发的重点。
目前较多的技术方案都是针对单一的平台应用，目前在纵置混合动力方案中较多地采用串并联方案，尤其在商用车领域中驱动电机的扭矩需求大，容易导致制造成本高。在纵置混合动力传动方案设计时，除了需要考虑开发平台化的技术方案外，充分考虑产品的成本控制是非常必要的。
发明内容
本发明旨在提供一种结构紧凑、实现平台化应用，并且具有较低成本优势的纵置后驱混合动力传动装置。
本发明通过以下方案实现：
一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，包括第一电机EM1、第二电机EM2、发动机、行星齿轮耦合机构和输入轴，还包括第一连接轴，所述行星齿轮耦合机构包括第一单行星排PG1和第二单行星排PG2，所述第一单行星排PG1包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架PC1和第一齿圈R1，所述第二单行星排PG2包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架PC2和第二齿圈R2，第一行星架PC1和第二齿圈R2连接构成第一中心轴并在第一中心轴上设置第一制动器B1，第一制动器B1的一端固定在变速箱壳体上；第一太阳轮S1上连接有内部中空的第一套轴，第一中心轴穿过第一套轴，第一中心轴与输入轴之间设置有第一离合器C1，输入轴通过飞轮减振器FW与发动机的输出轴连接；第一套轴通过第一减速齿轮副与第一电机上的第一电机轴相连接；第二太阳轮S2上连接有内部中空的第二套轴，第二行星架PC2和第一齿圈R1连接构成第二中心轴，第二中心轴穿过第二套轴且第二中心轴作为传动装置的输出轴；第二套轴通过第三减速齿轮副与第二电机上的第二电机轴相连接，第二电机轴与第一连接轴之间设置有第二离合器C1，第一连接轴通过第二减速齿轮副与输入轴相连接。
进一步地，所述第一电机的转子上设置有第二制动器B2，第二制动器的一端固定在变速箱壳体上。
所述第一减速齿轮副由第一减速大齿轮和第一减速小齿轮相啮合构成，第一减速大齿轮安装在第一套轴上，第一减速小齿轮安装在第一电机轴上；所述第二减速齿轮副由第二减速大齿轮和第二减速小齿轮相啮合构成，第二减速大齿轮安装在输入轴上，第二减速小齿轮安装在第一连接轴上；第三减速齿轮副由第三减速大齿轮和第三减速小齿轮相啮合构成，第三减速大齿轮安装在第二套轴上，第三减速小齿轮安装在第二电机轴上。
所述第一制动器、第二制动器、第一离合器和第二离合器均采用多片湿式换挡元件。
所述第一电机通过第一减速齿轮副、第二电机通过第三减速齿轮副分别与行星齿轮耦合机构连接，第一减速齿轮副和第三减速齿轮副能够分别实现对第一电机和第二电机的增扭作用，从而避免采用较大扭矩的第一电机、第二电机与不同排量的发动机匹配，从而降低动力***制造成本。
根据现有技术可知，单行星排一般都包括太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈，行星轮安装在行星架上，行星轮分别和太阳轮和外齿圈相啮合。具体至本发明中，第一单行星排PG1中各部件之间的连接关系为：第一行星轮P1安装在第一行星架PC1上，第一行星轮P1分别和第一太阳轮S1和第一齿圈R1相啮合；第二单行星排PG2中各部件之间的连接关系为：第二行星轮P2安装在第二行星架PC2上，第二行星轮P2分别和第二太阳轮S2和第二齿圈R2相啮合。
本发明的一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，是一个平台化的技术方案，具有以下技术优势：
1.在车辆以纯电动模式行驶时，可实现三个挡位的纯电动驱动模式，能够满足纯电动驱动的车速和扭矩要求，同时可实现对第一电机、第二电机两个电机的优化控制。
2.在车辆以混合动力模式行驶时，传动装置主要采用动力分流驱动模式，同时具有两个固定传动比的混合动力驱动模式，对路况的适应性高，能够同时兼顾整车燃油经济性和动力性的使用需求。传动装置在动力分流驱动模式下，实现整车无级变速E-CVT功能，此时发动机转速与车速解耦，即发动机转速不再受行驶工况的影响，依靠两个电机进行调节实现车速的无级变化，同时让发动机始终工作在一个转速范围较窄的高效区间。发动机本身只要在该***要求的常用转速范围内保证其性能就可以了，该类***更有利于发动机的高效运行，避免其工作在低效率高排放的运行区间。
3.该传动装置可以同时应用于深度混合动力***和插电混合动力***，是一个平台化的驱动方案。
附图说明
图1为实施例1中用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，如图1所示，包括第一电机EM1、第二电机EM2、发动机ICE、行星齿轮耦合机构19、输入轴1和第一连接轴8，行星齿轮耦合机构19包括第一单行星排PG1和第二单行星排PG2，第一单行星排PG1包括第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架PC1和第一齿圈R1，第一行星轮P1安装在第一行星架PC1上，第一行星轮P1分别和第一太阳轮S1和第一齿圈R1相啮合；第二单行星排PG2包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架PC2和第二齿圈R2，第二行星轮P2安装在第二行星架PC2上，第二行星轮P2分别和第二太阳轮S2和第二齿圈R2相啮合；第一行星架PC1和第二齿圈R2连接构成第一中心轴3并在第一中心轴3上设置第一制动器B1，第一制动器B1的一端固定在变速箱壳体18上；第一太阳轮S1上连接有内部中空的第一套轴4，第一中心轴3穿过第一套轴4，第一中心轴3与输入轴1之间设置有第一离合器C1，输入轴1通过飞轮减振器FW与发动机ICE的输出轴连接；第一套轴4通过第一减速齿轮副15与第一电机EM1上的第一电机轴6相连接，第一减速齿轮副15由第一减速大齿轮12和第一减速小齿轮11相啮合构成，第一减速大齿轮12安装在第一套轴4上，第一减速小齿轮11安装在第一电机轴6上；第一电机EM1的转子16上设置有第二制动器B2，第二制动器B2的一端固定在变速箱壳体18上；第二太阳轮S2上连接有内部中空的第二套轴5，第二行星架PC2和第一齿圈R1连接构成第二中心轴2，第二中心轴2穿过第二套轴5且第二中心轴2作为传动装置的输出轴；第二套轴5通过第三减速齿轮副17与第二电机EM2上的第二电机轴7相连接，第三减速齿轮副17由第三减速大齿轮13和第三减速小齿轮14相啮合构成，第三减速大齿轮13安装在第二套轴5上，第三减速小齿轮14安装在第二电机轴7上；第二电机轴7与第一连接轴8之间设置有第二离合器C1，第一连接轴8通过第二减速齿轮副20与输入轴1相连接，第二减速齿轮副20由第二减速大齿轮9和第二减速小齿轮10相啮合构成，第二减速大齿轮9安装在输入轴1上，第二减速小齿轮10安装在第一连接轴8上。第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1和第二离合器C2均采用多片湿式换挡元件。
本发明采用的动力耦合装置是由第一单行星排与第二单行星排构成的行星齿轮耦合机构，发动机ICE、第一电机EM1、第二电机EM2三个动力源输入的转矩经行星齿轮耦合机构耦合后输出。车辆在实际行驶过程中，各动力源与各换挡元件(离合器、制动器)组合使用将产生多种不同的工作模式。下面将对纯电动驱动和混合动力驱动下的工作过程进行描述,各工作模式和换挡元件之间的控制关系如表1所示，其中〇表示打开状态，●表示闭合状态。
表1传动装置各工作模式和换挡元件之间的控制关系
在纯电动模式时，单独闭合第一制动器B1时，采用第一电机EM1或第二电机EM2或者第一电机EM1和第二电机EM2同时驱动，定义为第一挡位纯电动驱动模式即固定传动比纯电动模式EV-1。当第一电机EM1和第二电机EM2同时驱动时，传动装置能够输出较大的驱动扭矩，该模式也作为纯电动状态的大扭矩输出模式。
单独闭合第二制动器B2时，采用第二电机EM2驱动，该模式定义为第二挡位纯电动驱动模式EV-2。在该模式下第一电机EM1为不工作状态。
随着车速的增加，在上述各挡位中第一电机EM1、第二电机EM2的转速都有可能过高，控制第一制动器B1和第二制动器B2为打开状态，采用第一电机EM1和第二电机EM2同时驱动，该模式定义为第三挡位纯电动驱动模式EV-3。当第一电机EM1和第二电机EM2转速相等时，各行星齿轮元件转速也相等，此时车辆可获得最高车速而不会导致第一电机EM1和第二电机EM2自身转速过高。
在混合动力驱动模式下，第一离合器C1闭合，传动装置以动力分流工作模式运行，定义为第一挡位混合动力模式HEV-1。该模式作为整个传动装置主要的混合动力驱动模式，能够实现整车无级变速E-CVT功能，此模式为无级变速模式，没有固定传动比。当车辆出现滑行和制动能量回收时，第一离合器C1打开将发动机ICE断开以更有效地回收制动能量。
控制第一制动器B1和第二离合器C2闭合，此时发动机能够与第二电机EM2实现同轴传动，在该固定传动比模式下能够输出较大的扭矩，同时第一电机EM1也可以参与工作，该模式定义为第二挡位混合动力驱动模式HEV-2。该模式作为混合动力模式下的大扭矩驱动模式，在车辆起步时使用。
当车辆车速较高时，第一电机EM1会运行在零转速附近，此时第一电机EM1效率很差，控制第二制动器B2闭合将第一电机EM1锁止，有利于提高该工况下传动装置的传动效率。该固定传动比模式定义为第三挡位混合动力驱动模式HEV-3。

Claims (4)

1.一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，包括第一电机(EM1)、第二电机(EM2)、发动机、行星齿轮耦合机构和输入轴，其特征在于：还包括第一连接轴，所述行星齿轮耦合机构包括第一单行星排(PG1)和第二单行星排(PG2)，所述第一单行星排(PG1)包括第一太阳轮(S1)、第一行星轮(P1)、第一行星架(PC1)和第一齿圈(R1)，所述第二单行星排(PG2)包括第二太阳轮(S2)、第二行星轮(P2)、第二行星架(PC2)和第二齿圈(R2)，第一行星架(PC1)和第二齿圈(R2)连接构成第一中心轴并在第一中心轴上设置第一制动器(B1)，第一制动器(B1)的一端固定在变速箱壳体上；第一太阳轮(S1)上连接有内部中空的第一套轴，第一中心轴穿过第一套轴，第一中心轴与输入轴之间设置有第一离合器(C1)，输入轴通过飞轮减振器(FW)与发动机的输出轴连接；第一套轴通过第一减速齿轮副与第一电机上的第一电机轴相连接；第二太阳轮(S2)上连接有内部中空的第二套轴，第二行星架(PC2)和第一齿圈(R1)连接构成第二中心轴，第二中心轴穿过第二套轴且第二中心轴作为传动装置的输出轴；第二套轴通过第三减速齿轮副与第二电机上的第二电机轴相连接，第二电机轴与第一连接轴之间设置有第二离合器(C1)，第一连接轴通过第二减速齿轮副与输入轴相连接。
2.如权利要求1所述的一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，其特征在于：所述第一电机的转子上设置有第二制动器(B2)，第二制动器的一端固定在变速箱壳体上。
3.如权利要求1或2所述的一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，其特征在于：所述第一减速齿轮副由第一减速大齿轮和第一减速小齿轮相啮合构成，第一减速大齿轮安装在第一套轴上，第一减速小齿轮安装在第一电机轴上；所述第二减速齿轮副由第二减速大齿轮和第二减速小齿轮相啮合构成，第二减速大齿轮安装在输入轴上，第二减速小齿轮安装在第一连接轴上；第三减速齿轮副由第三减速大齿轮和第三减速小齿轮相啮合构成，第三减速大齿轮安装在第二套轴上，第三减速小齿轮安装在第二电机轴上。
4.如权利要求3所述的一种用于纵置后驱混合动力车辆的传动装置，其特征在于：所述第一制动器、第二制动器、第一离合器和第二离合器均采用多片湿式换挡元件。
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