CN109720501A - 混合动力驱动结构及混合动力摩托车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合动力驱动结构及混合动力摩托车，混合动力驱动结构包括内燃机、传动组件、单向离合器与轮毂电机。内燃机的曲轴通过传动组件与单向离合器相连。传动组件用于驱动单向离合器转动。轮毂电机的转子与单向离合器相连。单向离合器用于驱动轮毂电机的转子转动。上述的混合动力驱动结构，在工作时，轮毂电机通电时自行驱动转子转动，此外，在内燃机同步工作时，内燃机的曲轴也会通过传动组件驱动转子转动，从而实现并联式驱动，能实现耦合动力输出，且结构简化，体积较小。
Description
技术领域
本发明涉及机动车技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动结构及混合动力摩托车。
背景技术
内燃机为一种通过将燃油和空气混合物燃烧的热能转化为机械能的机构。经过多年的发展，纯内燃机的机动车的尾气排放及油耗问题逐渐凸显。同时包括内燃机与电机的混合动力机动车的出现，大幅度降低了尾气排放及油耗，并在汽车行业正在蓬勃发展。然而，在摩托车行业，受限于摩托车体积空间和成本，汽车上所使用的复杂的混合动力驱动结构，无法直接应用在摩托车上，传统的混合动力摩托车的结构较为复杂。
发明内容
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种混合动力驱动结构及混合动力摩托车，它能简化结构，减小体积。
其技术方案如下：一种混合动力驱动结构，包括：内燃机、传动组件、单向离合器与轮毂电机，所述内燃机的曲轴通过所述传动组件与所述单向离合器相连，所述传动组件用于驱动所述单向离合器转动，所述轮毂电机的转子与所述单向离合器相连，所述单向离合器用于驱动所述轮毂电机的转子转动。
上述的混合动力驱动结构，在工作时，轮毂电机通电时自行驱动转子转动，此外，在内燃机同步工作时，内燃机的曲轴也会通过传动组件驱动转子转动，从而实现并联式驱动，能实现耦合动力输出，且结构简化，体积较小。采用混合动力方式驱动，相对于纯内燃机而言，排放油耗下降，能降低内燃机的使用负荷，并优化了内燃机的使用工况，此外输出动力也能得以提升。当不采用混合动力方式驱动，仅采用轮毂电机工作来实现驱动时，轮毂电机的转子不能将动力通过单向离合器传递给传动组件，从而不会带动内燃机转动而产生能耗。仅采用内燃机工作来实现驱动时，轮毂电机处于非导通的状态，内燃机与轮毂电机之间不会相互影响。
在其中一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括供电电池，所述供电电池与所述轮毂电机电性连接。
在其中一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括离合器与发电机，所述内燃机的曲轴通过所述离合器与所述传动组件相连，所述离合器用于在所述内燃机的转速达到结合转速时驱动所述传动组件转动；所述内燃机的曲轴还与所述发电机相连，所述供电电池为可充电电池，所述发电机与所述供电电池电性连接。
在其中一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括控制器，所述控制器与所述内燃机电性连接，所述控制器用于控制所述内燃机的转速低于或不低于所述结合转速；所述控制器还与所述发电机电性连接，所述控制器用于根据所述供电电池的存储电量开启及断开所述发电机的发电电路。
在其中一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括离合器与发电机，所述内燃机的曲轴通过所述离合器与所述传动组件相连，所述离合器用于在所述内燃机的转速达到结合转速时驱动所述传动组件转动；所述内燃机的曲轴还与所述发电机相连，所述发电机与所述轮毂电机电性连接。
在其中一个实施例中，所述传动组件包括传动轴、输出链轮、驱动链条及从动链轮，所述离合器与所述传动轴相连，所述传动轴与所述输出链轮相连，所述从动链轮与所述单向离合器相连，所述输出链轮通过所述驱动链条与所述从动链轮相连。
在其中一个实施例中，所述内燃机的曲轴通过驱动带与所述离合器相连，所述传动组件包括传动轴、主动齿轮及从动齿轮，所述离合器与所述传动轴相连，所述传动轴与所述主动齿轮相连，所述从动齿轮与所述单向离合器相连，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合。
在其中一个实施例中，所述轮毂电机的定子用于固定于轮轴或后平叉或车架上；所述轮轴为后轮轴，所述后轮轴用于固定在所述后平叉上。
在其中一个实施例中，所述单向离合器安装在所述轮毂电机的转子上。
一种混合动力摩托车，包括所述的混合动力驱动结构。
上述的混合动力摩托车，由于包括所述的混合动力驱动结构，其技术效果由所述的混合动力驱动结构带来，与所述的混合动力驱动结构的有益效果相同，不进行赘述。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的混合动力驱动结构的结构示意图；
图2为本发明另一实施例所述的混合动力驱动结构的结构示意图。
附图标记：
10、内燃机，11、曲轴，20、传动组件，21、传动轴，211、第一传动轴，212、第二传动轴，22、输出链轮，23、驱动链条，24、从动链轮，25、主动齿轮，26、从动齿轮，30、单向离合器，40、轮轴，50、轮毂电机，51、定子，52、转子，60、离合器，70、发电机，80、驱动带。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
在一个实施例中，请参阅图1或图2，一种混合动力驱动结构，包括：内燃机10、传动组件20、单向离合器30与轮毂电机50。所述内燃机10的曲轴11通过所述传动组件20与所述单向离合器30相连。所述传动组件20用于驱动所述单向离合器30转动。所述轮毂电机50的转子52与所述单向离合器30相连。所述单向离合器30用于驱动所述轮毂电机50的转子52转动。
上述的混合动力驱动结构，在工作时，轮毂电机50通电时自行驱动转子52转动，此外，在内燃机10同步工作时，内燃机10的曲轴11也会通过传动组件20驱动转子52转动，从而实现并联式驱动，能实现耦合动力输出，且结构简化，体积较小。采用混合动力方式驱动，相对于纯内燃机10而言，排放油耗下降，能降低内燃机10的使用负荷，并优化了内燃机10的使用工况，此外输出动力也能得以提升。当不采用混合动力方式驱动，仅采用轮毂电机50工作来实现驱动时，轮毂电机50的转子52不能将动力通过单向离合器30传递给传动组件20，从而不会带动内燃机10转动而产生能耗。仅采用内燃机10工作来实现驱动时，轮毂电机50处于非导通的状态，内燃机10与轮毂电机50之间不会相互影响。
进一步地，所述的混合动力驱动结构还包括供电电池。所述供电电池与所述轮毂电机50电性连接。
在一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括离合器60与发电机70。离合器60具体为离心式离合器、手动式离合器或电控式离合器。所述内燃机10的曲轴11通过所述离合器60与所述传动组件20相连。所述离合器60用于在所述内燃机10的转速达到结合转速时驱动所述传动组件20转动。所述内燃机10的曲轴11还与所述发电机70相连，所述发电机70与所述轮毂电机50电性连接。如此，当内燃机10工作时，内燃机10驱动发电机70工作发电，发电机70将电能提供给轮毂电机50，轮毂电机50便启动。
在另一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括离合器60与发电机70。所述内燃机10的曲轴11通过所述离合器60与所述传动组件20相连。所述离合器60用于在所述内燃机10的转速达到结合转速时驱动所述传动组件20转动。所述内燃机10的曲轴11还与所述发电机70相连。所述供电电池为可充电电池，所述发电机70与所述供电电池电性连接。
如此，当内燃机10工作时，根据需要使内燃机10驱动发电机70工作发电，发电机70便将电能提供给供电电池，由供电电池存储电能。
在一个实施例中，所述的混合动力驱动结构还包括控制器。所述控制器与所述内燃机10电性连接，所述控制器用于控制所述内燃机10的转速低于或不低于所述结合转速。具体而言，控制器可以为电动控制器或手动控制器，只要能够控制内燃机10的转速低于或者不低于结合转速。
当控制器控制内燃机10的转速低于结合转速时，离合器60便无法将内燃机10的曲轴11的动力传递给传动组件20，也就无法带动单向离合器30转动，即内燃机10不对轮毂电机50的转子52提供动力；反之，当控制器控制内燃机10的转速不低于结合转速时，离合器60便将内燃机10的曲轴11的动力传递给传动组件20，传动组件20带动单向离合器30转动，内燃机10便可以对轮毂电机50的转子52提供动力，与轮毂电机50并联式驱动，从而能实现耦合动力输出。
进一步地，所述控制器还与所述发电机70电性连接。所述控制器用于根据所述供电电池的存储电量开启及断开所述发电机70的发电电路。如此，当供电电池的存储电量小于预设电量时，控制器便开启发电机70的发电电路，发电机70便能够对供电电池进行充电；当供电电池的存储电路大于预设电量时，控制器便断开发电机70的发电电路，发电机70的转子52在内燃机10的曲轴11的带动作用下空转，不致于消耗过多能量。
在一个实施例中，请参阅图1，对于骑式混合动力摩托车，所述传动组件20包括传动轴21、输出链轮22、驱动链条23及从动链轮24。所述离合器60与所述传动轴21相连，所述传动轴21与所述输出链轮22相连，所述从动链轮24与所述单向离合器30相连。所述输出链轮22通过所述驱动链条23与所述从动链轮24相连。
具体而言，传动轴21包括第一传动轴211与第二传动轴212。所述离合器60与第一传动轴211相连，所述第一传动轴211与所述第二传动轴212相连，所述第二转动轴与所述输出链轮22相连。
在另一个实施例中，请参阅图2，对于踏板式混合动力摩托车，所述内燃机10的曲轴11通过驱动带80与所述离合器60相连。所述传动组件20包括传动轴21、主动齿轮25及从动齿轮26。所述离合器60与所述传动轴21相连，所述传动轴21与所述主动齿轮25相连，所述从动齿轮26与所述单向离合器30相连，所述主动齿轮25与所述从动齿轮26相互啮合。
具体而言，传动轴21包括第一传动轴211与第二传动轴212，所述离合器60与第一传动轴211相连，所述第一传动轴211与所述第二传动轴212相连，所述第二转动轴与所述主动齿轮25相连。
进一步地，所述轮毂电机50的定子用于固定于轮轴或后平叉或车架上。
其中，所述轮轴40为后轮轴，所述后轮轴用于固定在后平叉上。在一个实施例中，后轮轴不仅限于固定于后平叉，可以固定于车体上其他零件，只是后平叉是与后轮轴最接近并有关联的车体零件。
对于使用轮毂电机的车辆，其后轮轴同时也当于轮毂电机50的定子，因此需要固定，内燃机的动力就不能通过后轮轴来传递，所以通过轮毂电机的转子上的单向离合器进行传递动力。如果后轮轴不固定，轮毂电机的定子失去约束力，转子受地面摩擦力约束，定子转动，将无法驱动车辆。
在一个实施例中，所述单向离合器30安装在所述轮毂电机50的转子52上。
轮毂电机50的转子52是与轮胎安装结合，轮胎与地面结合驱动车辆。单向离合器30安装在轮毂电机50的转子52上，内燃机的动力可以通过单向离合器30传递给轮毂电机50的转子52，从而驱动车辆。当纯电驱动时，轮毂电机50的转子52驱动车辆，因为有单向离合器30，轮毂电机50的动力不会传递给从动链轮24，减少不必要的能耗。另外，单向离合器30安装在轮毂电机50的转子52上，不牵涉内燃机部分的修改，更为简单容易实现。
在一个实施例中，所述传动组件20包括传动轴21、输出链轮22、驱动链条23及从动链轮24。所述离合器60与所述传动轴21相连，所述传动轴21与所述输出链轮22相连，所述从动链轮24与所述单向离合器30相连，所述单向离合器30安装在所述输出链轮22上，所述输出链轮22通过所述单向离合器30与所述驱动链条23相连，所述驱动链条23与所述从动链轮24相连。
摩托车用内燃机的输出链轮22周边空间很小；单向离合器30要传递一定扭矩，体积需要达到一定尺寸，因此在此区域安装单向离合器30的局限向较大；另外在纯电驱动时，需要同时驱动从动链条24及驱动链条23，增加能耗。
在一个实施例中，所述传动组件20包括传动轴21、输出链轮22、驱动链条23及从动链轮24。所述离合器60与所述传动轴21相连，所述单向离合器30安装在所述传动轴21上，所述传动轴21通过所述单向离合器30与所述输出链轮22相连，所述从动链轮24与所述单向离合器30相连，所述输出链轮22通过所述驱动链条23与所述从动链轮24相连。
该传动轴21的空间有限，在此安装单向离合器30，需要很复杂的安装结构。另外，在纯电驱动时，需要同时驱动从动链条24、驱动链条23及传动轴21，增加能耗。
在一个实施例中，一种混合动力摩托车，包括上述任一实施例所述的混合动力驱动结构。
上述的混合动力摩托车，由于包括所述的混合动力驱动结构，其技术效果由所述的混合动力驱动结构带来，与所述的混合动力驱动结构的有益效果相同，不进行赘述。
上述的混合动力驱动结构及混合动力摩托车，具有如下工作模式：
1、并联式驱动工作模式，轮毂电机50通电时自行驱动转子52转动，此外，内燃机10同步工作，内燃机10的曲轴11通过传动组件20驱动转子52转动，从而实现并联式驱动，能实现耦合动力输出。内燃机10同时也可以驱动发电机70发电，发电机70将电量存储在供电电池中；
2、串联式驱动工作模式，内燃机10工作，但内燃机10并没有达到离合器60的结合转速，内燃机10的曲轴11不会通过传动组件20驱动转子52转动，内燃机10仅仅驱动发电机70发电，发电机70将电量存储在供电电池中，供电电池提供电能给轮毂电机50，轮毂电机50驱动转子52转动；
3、内燃机10不工作，通过供电电池给轮毂电机50供电，轮毂电机50单独驱动转子52转动。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种混合动力驱动结构，其特征在于，包括：
内燃机、传动组件、单向离合器与轮毂电机，所述内燃机的曲轴通过所述传动组件与所述单向离合器相连，所述传动组件用于驱动所述单向离合器转动，所述轮毂电机的转子与所述单向离合器相连，所述单向离合器用于驱动所述轮毂电机的转子转动。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动结构，其特征在于，还包括供电电池，所述供电电池与所述轮毂电机电性连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力驱动结构，其特征在于，还包括离合器与发电机，所述内燃机的曲轴通过所述离合器与所述传动组件相连，所述离合器用于在所述内燃机的转速达到结合转速时驱动所述传动组件转动；所述内燃机的曲轴还与所述发电机相连，所述供电电池为可充电电池，所述发电机与所述供电电池电性连接。
4.根据权利要求3所述的混合动力驱动结构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述内燃机电性连接，所述控制器用于控制所述内燃机的转速低于或不低于所述结合转速；所述控制器还与所述发电机电性连接，所述控制器用于根据所述供电电池的存储电量开启及断开所述发电机的发电电路。
5.根据权利要求1所述的混合动力驱动结构，其特征在于，还包括离合器与发电机，所述内燃机的曲轴通过所述离合器与所述传动组件相连，所述离合器用于在所述内燃机的转速达到结合转速时驱动所述传动组件转动；所述内燃机的曲轴还与所述发电机相连，所述发电机与所述轮毂电机电性连接。
6.根据权利要求3至5任意一项所述的混合动力驱动结构，其特征在于，所述传动组件包括传动轴、输出链轮、驱动链条及从动链轮，所述离合器与所述传动轴相连，所述传动轴与所述输出链轮相连，所述从动链轮与所述单向离合器相连，所述输出链轮通过所述驱动链条与所述从动链轮相连。
7.根据权利要求3至5任意一项所述的混合动力驱动结构，其特征在于，所述内燃机的曲轴通过驱动带与所述离合器相连，所述传动组件包括传动轴、主动齿轮及从动齿轮，所述离合器与所述传动轴相连，所述传动轴与所述主动齿轮相连，所述从动齿轮与所述单向离合器相连，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的混合动力驱动结构，其特征在于，所述轮毂电机的定子用于固定于轮轴或后平叉或车架上；所述轮轴为后轮轴，所述后轮轴用于固定在所述后平叉上。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的混合动力驱动结构，其特征在于，所述单向离合器安装在所述轮毂电机的转子上。
10.一种混合动力摩托车，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的混合动力驱动结构。
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