CN107856526A - 动力驱动装置 - Google Patents

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刘化雪
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Abstract

本发明提供了一种动力驱动装置，该动力驱动装置包括：输入轴；电机，电机包括：定子、转子和转子支架，转子支架固定在转子的内周面上且可转动地套设在输入轴上；第一离合器，第一离合器设置在转子支架和输入轴之间且位于转子支架内侧；第二离合器，第二离合器包括：输入端、第一输出端和第二输出端，输入端固定在转子支架上且选择性地连接第一输出端和第二输出端；与第一输出端相连的第一输出轴；与第二输出端相连的第二输出轴。这样可以合理利用电机内部空间，从而可以有效缩短动力驱动装置的轴向长度，以及可以使得其结构紧凑性更好，集成程度更高。

Description

动力驱动装置
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种动力驱动装置。
背景技术
近年来，随着汽车产业的快速发展，石油资源面临着严峻的挑战，同时尾气排放问题引起了各国的高度重视，汽车产业的节能减排成为了一个重要的课题。混合动力汽车在此背景下，逐渐成为各汽车制造商新的竞争产品，混合动力驱动装置作为混合动力汽车的核心部件，成为汽车具备竞争力的重要组成部分。
目前以燃油和电力为能源的混合动力驱动装置总成，一般由驱动电机、发动机、双离合器、双离合变速器、分离离合器等结构组成。常见的混合动力驱动装置总成布置方式主要为以下两种，一种为高度集成布置方式，其核心组成结构为行星齿轮机构，优点为空间尺寸紧凑，缺点是对于发动机及驱动电机需要重新进行设计适应此结构，且加工较困难，控制复杂；另一种为双离合器、动力合成装置及变速器分开布置，其缺点是联接传动机构零件较多，轴向空间大，且***装配困难。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种动力驱动装置，以解决动力驱动装置轴向长度大且集成程度低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力驱动装置，包括：输入轴；电机，所述电机包括：定子、转子和转子支架，所述转子可转动地设置在所述定子的内周面上，所述转子支架固定在所述转子的内周面上且可转动地套设在所述输入轴上；第一离合器，所述第一离合器设置在所述转子支架和所述输入轴之间且位于所述转子支架内侧；第二离合器，所述第二离合器位于所述第一离合器的轴向一侧且位于所述定子的内周面内，所述第二离合器包括：输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端固定在所述转子支架上且选择性地连接所述第一输出端和所述第二输出端；第一输出轴，所述第一输出轴与所述第一输出端相连；第二输出轴，所述第二输出轴套设在所述第一输出轴上且与所述第二输出端相连。
进一步地，所述动力驱动装置还包括：壳体，所述壳体罩设在所述定子的外侧且可转动地套设在所述转子支架上，所述转子支架和所述输入轴之间以及所述转子支架和所述壳体之间分别设置有滚动轴承。
进一步地，所述动力驱动装置还包括：壳体，所述壳体罩设在所述定子的外侧且可转动地套设在所述输入轴上，所述转子支架可转动地套设在所述壳体上以相对所述输入轴可转动，所述输入轴和所述壳体之间以及所述壳体和所述转子支架之间分别设置有滚动轴承。
进一步地，所述输入轴至少一部分套设在所述第一输出轴上且所述输入轴和所述第一输出轴之间设置有滚动轴承。
进一步地，所述转子支架包括：外环、内环以及连接在所述外环和所述内环之间的连接板，所述外环固定在所述转子的内周面上，所述内环可转动地套设在所述输入轴上；所述第一离合器包括：第一离合器外毂和第一离合器内毂，所述第一离合器内毂设置在所述第一离合器外毂的内侧，所述第一离合器内毂与所述输入轴相连，所述第一离合器外毂与所述外环的内周面相连，所述第一离合器内毂和所述第一离合器外毂之间设置有对应的摩擦片。
进一步地，所述动力驱动装置还包括：活塞组件，所述活塞组件包括：执行活塞、平衡活塞以及连接在所述执行活塞和所述平衡活塞之间的弹性件，所述执行活塞的内周固定套设在所述内环的外周面且外周靠近所述摩擦片，所述内环的一部分、所述连接板和所述执行活塞之间限定出油液腔，所述执行活塞根据所述油液腔内的油液量选择性地压紧和放松所述第一离合器内毂和所述第一离合器外毂之间的摩擦片。
进一步地，所述内环上设置有油液腔油路进口和润滑油路进口，所述油液腔油路进口和所述润滑油路进口在所述内环的轴向上分布，所述油液腔油路进口的两侧和所述润滑油路进口的两侧分别设置有油路密封圈。
进一步地，所述转子支架的内环上设置有分别与所述油液腔油路进口和所述润滑油路进口连通的油路。
进一步地，所述第二离合器还包括：主转毂，所述主转毂可转动地套设在所述第二输出轴上，所述输入端为第二离合器外毂，所述第二离合器外毂连接在所述主转毂和所述转子支架之间，所述主转毂为一体成型件且内部设置有多个油路。
进一步地，所述第二离合器位于所述定子的内周面内，所述第一离合器的第一离合器内毂、所述第一输出端、所述第二输出端在轴向上分布且相邻的两者之间设置有推力轴承。
相对于现有技术，本发明所述的动力驱动装置具有以下优势：
根据本发明的动力驱动装置，通过合理布置第一离合器和第二离合器，可以合理利用电机内部空间，从而可以有效缩短动力驱动装置的轴向长度，以及可以使得动力驱动装置的结构紧凑性更好，集成程度更高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明第一实施例的动力驱动装置的局部剖视图；
图2为本发明第二实施例的动力驱动装置的局部剖视图。
附图标记说明：
动力驱动装置100；
输入轴10；
电机20；定子21；转子22；转子支架23；外环231；内环232；
连接板233；油液腔油路进口234；润滑油路进口235；
第一离合器30；第一离合器外毂31；第一离合器内毂32；摩擦片33；
第二离合器40；输入端41；第一输出端42；第二输出端43；主转毂44；
第一输出轴50；第二输出轴60；壳体70；油路71；
执行活塞81；平衡活塞82；弹性件83；油液腔84；推力轴承90。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明实施例的动力驱动装置100，该动力驱动装置100可以应用在车辆上，例如混合动力汽车上。
根据本发明实施例的动力驱动装置100可以包括：输入轴10、电机20、第一离合器30、第二离合器40、第一输出轴50、第二输出轴60和壳体70，其中，输入轴10的一端可以连接有发动机，电机20可以套设在输入轴10上，这样可以有效减小动力驱动装置100的轴向长度，以及可以使得动力驱动装置100结构紧凑且可靠。
如图1和图2所示，电机20包括：定子21、转子22和转子支架23，转子22能够转动地设置在定子21的内周面上，转子支架23固定在转子22的内周面上，而且转子支架23可转动地套设在输入轴10上。这样转子支架23和转子22之间可以同步转动，而且转子支架23和转子22的同步转动与输入轴10的转动互不干涉。
其中，如图1和图2所示，转子支架23包括：外环231、内环232以及连接在外环231和内环232之间的连接板233，外环231固定在转子22的内周面上，内环232能够转动地套设在输入轴10上。这样外环231和内环232之间留有相应的安装空间，从而可以便于布置动力驱动装置100的其他部件，另外这样还可以至少一定程度上降低转子支架23的重量，以及可以降低动力驱动装置100的成本。可选地，转子支架23可以为一体成型件，这样转子支架23制造简单，结构强度大。
转子支架23相对输入轴10的布置方式可以有两种，一种为直接套设，一种为间接套设。如图1所示，壳体70罩设在定子21的外侧，而且壳体70能够转动地套设在转子支架23上，转子支架23和输入轴10之间以及转子支架23和壳体70之间分别设置有滚动轴承。此为直接套设方式，这样通过设置滚动轴承，可以使得壳体70、转子支架23和输入轴10之间的转动彼此互不干涉。如图1所示，转子支架23和输入轴10之间设置的滚动轴承可以为滚针轴承，滚针轴承为两个，两个滚针轴承在输入轴10的轴向方向上间隔开布置，而且转子支架23的一部分向内凸出以嵌设在两个滚针轴承之间，这样可以更好地提高输入轴10和转子支架23之间的配合可靠性。转子支架23和壳体70之间设置的滚动轴承可以为球轴承，球轴承可以靠近转子支架23的边缘设置。壳体70上还可以设置有油封，油封罩设转子支架23且延伸至输入轴10处，从而可以避免壳体70内部油液的泄露。
如图2所示，壳体70罩设在定子21的外侧，而且壳体70能够转动地套设在输入轴10上，转子支架23能够转动地套设在壳体70上以相对输入轴10能够转动，输入轴10和壳体70之间以及壳体70和转子支架23之间分别设置有滚动轴承。换言之，壳体70的一部分套设在转子支架23和输入轴10之间，此为间接套设。这样通过设置滚动轴承，可以使得壳体70、转子支架23和输入轴10之间的转动彼此互不干涉。壳体70和输入轴10之间设置的滚动轴承可以为滚针轴承，滚针轴承可以为两个，壳体70的一部分可以向内凸出以嵌设在两个滚针轴承之间，从而可以提高壳体70和输入轴10之间的配合可靠性。转子支架23和壳体70之间设置的滚动轴承可以为球轴承，球轴承可以为两个，两个球轴承分别设置在转子支架23的内环232的两端，两个球轴承可以较好地支承在转子支架23和壳体70的一部分之间，从而可以保证转子支架23和壳体70之间的配合可靠性。
如图1和图2所示，第一离合器30设置在转子支架23和输入轴10之间，而且第一离合器30位于转子支架23内侧。第一离合器30可以控制转子支架23和输入轴10之间的动力传递的通断，例如，当第一离合器30处于接合状态时，发动机的动力可以通过输入轴10传递至电机20的转子支架23和转子22上；当第一离合器30处于断开状态时，发动机的动力无法通过输入轴10向电机20的转子支架23和转子22传递动力。由于第一离合器30位于转子支架23的内侧，这样可以合理利用转子支架23和输入轴10之间的径向空间，从而可以至少一定程度上缩短动力驱动装置100的轴向长度，以及可以使得动力驱动装置100的结构更加紧凑。
如图1和图2所示，第一离合器30可以包括：第一离合器外毂31和第一离合器内毂32，第一离合器内毂32设置在第一离合器外毂31的内侧，第一离合器内毂32与输入轴10相连，第一离合器外毂31与外环231的内周面相连，第一离合器内毂32和第一离合器外毂31之间设置有对应的摩擦片33。第一离合器内毂32上可以设置有摩擦片33，第一离合器外毂31上可以设置有摩擦片33，第一离合器内毂32和第一离合器外毂31的摩擦片33可以分别为多个，而且两者的摩擦片33可以一一对应排列布置，这样当两者的摩擦片33相互贴合时，第一离合器内毂32和第一离合器外毂31处于接合状态，第一离合器30处于接合状态。
进一步地，如图1和图2所示，动力驱动装置100还可以包括：活塞组件，活塞组件包括：执行活塞81、平衡活塞82以及连接在执行活塞81和平衡活塞82之间的弹性件83，执行活塞81的内周固定套设在内环232的外周面，例如，执行活塞81的内轴焊接连接在内环232的外周面上，而且执行活塞81的外周靠近摩擦片33，内环232的一部分、连接板233和执行活塞81之间限定出油液腔84，执行活塞81根据油液腔84内的油液量选择性地压紧和放松第一离合器内毂32和第一离合器外毂31之间的摩擦片33。换言之，动力驱动装置100通过供入油液腔84内的油液量来控制执行活塞81的移动，从而可以通过执行活塞81的移动来控制第一离合器内毂32和第一离合器外毂31之间的摩擦片33的松紧程度，也就是第一离合器30的接合断开状态。其中，内环232、执行活塞81和平衡活塞82之间可以限定出平衡油腔，平衡油腔可以用于平衡动力驱动装置100工作时产生的离心力，从而可以使得执行活塞81更好地工作。弹性件83可以在油液腔84内油液减少后推动执行活塞81回复至初始位置，从而实现第一离合器30的断开。弹性件83可以为弹簧，例如螺旋弹簧。
如图1所示，内环232上可以设置有油液腔油路进口234和润滑油路进口235，油液腔油路进口234和润滑油路进口235在内环232的轴向上分布。油液腔油路进口234与油液腔84相连，润滑油路进口235可以与润滑油路相连，润滑油路内的油液可以供入第一离合器30内以润滑第一离合器30内的部件。这样通过合理布置油液腔油路进口234和润滑油路进口235，可以使得内环232结构合理，而且油路71布置合理，从而可以使得第一离合器30结构可靠且工作可靠。
油液腔油路进口234的两侧和润滑油路进口235的两侧可以分别设置有油路密封圈。例如，如图1所示，油路密封圈可以为三个，位于中间的而一个油路密封圈可以位于油液腔油路进口234的两侧和润滑油路进口235之间，而且该油路密封圈用于同时密封油液腔油路进口234和润滑油路进口235，其余两个分别位于油液腔油路进口234的两侧和润滑油路进口235的外侧。通过设置油路密封圈，可以提高油液腔油路进口234的两侧和润滑油路进口235的密封可靠性。
如图1所示，转子支架23的内环232设置有分别与油液腔油路进口234和润滑油路进口235连通的油路71。换言之，内环232上设置有两个彼此独立的油液腔84油路71和润滑油路，油液腔84油路71连接在油液腔84和油液腔油路进口234之间，润滑油路与润滑油路进口235相连。
第二离合器40位于第一离合器30的轴向一侧，而且第二离合器40位于定子21的内周面内。也就是说，第二离合器40同样可以设置在电机20的内部，这样可以合理利用定子21内部的空间，而且可以更好地缩短动力驱动装置100的轴向长度，以及可以使得动力驱动装置100结构更加紧凑。而且第一离合器30和第二离合器40在轴向上彼此靠近，这样可以更好地缩短动力驱动装置100的轴向长度。
如图1和图2所示，第二离合器40可以包括：输入端41、第一输出端42和第二输出端43，输入端41固定在转子支架23上，而且输入端41选择性地连接第一输出端42和第二输出端43。其中，输入端41可以为第二离合器外毂，第二离合器外毂固定在转子支架23的外环231上，优选地，第二离合器外毂和转子支架23可以为一体成型件，这样可以提高电机20的空间利用率，而且可以使得动力驱动装置100结构紧凑，制造成本低。
如图1和图2所示，第二离合器40还可以包括：主转毂44，主转毂44能够转动地套设在第二输出轴60上，第二离合器外毂连接在主转毂44和转子支架23之间，主转毂44为一体成型件，而且主转毂44内部设置有多个油路。一体成型的主转毂44可以降低加工装配难度，以及可以减少零部件数量，可以降低动力驱动装置100的成本。其中第二离合器40的输入端和两个输出端之间的配合驱动方式也是通过相应的活塞组件驱动，在此不再详述。多个油路可以用于供入驱动油液和润滑油液。
如图1和图2所示，第一离合器30的第一离合器内毂32、第一输出端42、第二输出端43在轴向上分布，而且相邻的两者之间设置有推力轴承90。也就是说，第一离合器内毂32和第一输出端42之间可以设置有推力轴承90，第一输出端42和第二输出端43之间可以设置有推力轴承90，而且输入轴10的端部和第一离合器内毂32之间可以设置有推力轴承90，第二输出端43和主转毂44之间可以设置有推力轴承90和调节垫片。通过设置推力轴承90，可以保证相邻的两个运动部件的互不干涉，而且可以保证动力驱动装置100的结构紧凑性。
如图1和图2所示，第一输出轴50与第一输出端42相连，第二输出轴60套设在第一输出轴50上，而且第二输出轴60与第二输出端43相连。也就是说，当输入端41与第一输出端42相连时，动力可以传递给第一输出轴50，当输入端41与第二输出端43相连时，动力可以传递给第二输出轴60。通过将第二输出轴60套设在第一输出轴50上，可以更好地降低动力驱动装置100的轴向长度。
输入轴10至少一部分套设在第一输出轴50上，而且输入轴10和第一输出轴50之间设置有滚动轴承。这样一方面可以缩短动力驱动装置100的轴向长度，另一方面可以保证动力驱动装置100的结构可靠性。其中滚动轴承可以为滚针轴承。
综上所述，在动力驱动装置100的连接关系中，发动机和电机20之间连接有第一离合器30，电机20和第一输出轴50以及第二输出轴60之间连接第二离合器，发动机选择性地将动力传递到电机20处，然后选择性地传递给第一输出轴50和第二输出轴60，电机20选择性地将动力传递给发动机，以及选择性地传递给第一输出轴50和第二输出轴60，其中，电机20可以为电动发电机，这样电机20可以作为启动机使用，而且在发动机工作的一些工况下可以发电，例如驻车发电。当然电机20还可以输出动力。
由此，根据本发明实施例的动力驱动装置100，通过合理布置第一离合器30和第二离合器40，可以合理利用电机20内部空间，从而可以有效缩短动力驱动装置100的轴向长度，以及可以使得动力驱动装置100的结构紧凑性更好，集成程度更高。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力驱动装置(100)，其特征在于，包括：
输入轴(10)；
电机(20)，所述电机(20)包括：定子(21)、转子(22)和转子支架(23)，所述转子(22)可转动地设置在所述定子(21)的内周面上，所述转子支架(23)固定在所述转子(22)的内周面上且可转动地套设在所述输入轴(10)上；
第一离合器(30)，所述第一离合器(30)设置在所述转子支架(23)和所述输入轴(10)之间且位于所述转子支架(23)内侧；
第二离合器(40)，所述第二离合器(40)位于所述第一离合器(30)的轴向一侧，所述第二离合器(40)包括：输入端(41)、第一输出端(42)和第二输出端(43)，所述输入端(41)固定在所述转子支架(23)上且选择性地连接所述第一输出端(42)和所述第二输出端(43)；
第一输出轴(50)，所述第一输出轴(50)与所述第一输出端(42)相连；
第二输出轴(60)，所述第二输出轴(60)套设在所述第一输出轴(50)上且与所述第二输出端(43)相连。
2.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，还包括：壳体(70)，所述壳体(70)罩设在所述定子(21)的外侧且可转动地套设在所述转子支架(23)上，所述转子支架(23)和所述输入轴(10)之间以及所述转子支架(23)和所述壳体(70)之间分别设置有滚动轴承。
3.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，还包括：壳体(70)，所述壳体(70)罩设在所述定子(21)的外侧且可转动地套设在所述输入轴(10)上，所述转子支架(23)可转动地套设在所述壳体(70)上以相对所述输入轴(10)可转动，所述输入轴(10)和所述壳体(70)之间以及所述壳体(70)和所述转子支架(23)之间分别设置有滚动轴承。
4.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，所述输入轴(10)至少一部分套设在所述第一输出轴(50)上且所述输入轴(10)和所述第一输出轴(50)之间设置有滚动轴承。
5.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，
所述转子支架(23)包括：外环(231)、内环(232)以及连接在所述外环(231)和所述内环(232)之间的连接板(233)，所述外环(231)固定在所述转子(22)的内周面上，所述内环(232)可转动地套设在所述输入轴(10)上；
所述第一离合器(30)包括：第一离合器外毂(31)和第一离合器内毂(32)，所述第一离合器内毂(32)设置在所述第一离合器外毂(31)的内侧，所述第一离合器内毂(32)与所述输入轴(10)相连，所述第一离合器外毂(31)与所述外环(231)的内周面相连，所述第一离合器内毂(32)和所述第一离合器外毂(31)之间设置有对应的摩擦片(33)。
6.根据权利要求5所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，还包括：活塞组件，所述活塞组件包括：执行活塞(81)、平衡活塞(82)以及连接在所述执行活塞(81)和所述平衡活塞(82)之间的弹性件(83)，所述执行活塞(81)的内周固定套设在所述内环(232)的外周面且外周靠近所述摩擦片(33)，所述内环(232)的一部分、所述连接板(233)和所述执行活塞(81)之间限定出油液腔(84)，所述执行活塞(81)根据所述油液腔(84)内的油液量选择性地压紧和放松所述第一离合器内毂(32)和所述第一离合器外毂(31)之间的摩擦片(33)。
7.根据权利要求6所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，所述内环(232)上设置有油液腔油路进口(234)和润滑油路进口(235)，所述油液腔油路进口(234)和所述润滑油路进口(235)在所述内环(232)的轴向上分布，所述油液腔油路进口(234)的两侧和所述润滑油路进口(235)的两侧分别设置有油路密封圈。
8.根据权利要求7所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，所述转子支架(23)的内环(232)上设置有分别与所述油液腔油路进口(234)和所述润滑油路进口(235)连通的油路(71)。
9.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，所述第二离合器(40)还包括：主转毂(44)，所述主转毂(44)可转动地套设在所述第二输出轴(60)上，所述输入端(41)为第二离合器外毂，所述第二离合器外毂连接在所述主转毂(44)和所述转子支架(23)之间，所述主转毂(44)为一体成型件且内部设置有多个油路。
10.根据权利要求1所述的动力驱动装置(100)，其特征在于，所述第二离合器(40)位于所述定子(21)的内周面内，所述第一离合器(30)的第一离合器内毂(32)、所述第一输出端(42)、所述第二输出端(43)在轴向上分布且相邻的两者之间设置有推力轴承(90)。
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