CN114987190B - 混合动力***以及具有其的混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种混合动力***及具有其的混合动力车辆，所述混合动力***包括第一离合器、第二离合器、发动机、第一电机、第二电机以及动力输出组件；所述第一离合器和所述第二离合器沿所述第一电机的输出轴的径向布置；所述第一离合器包括可控制地结合或分离的第一部和第二部，所述第一部与所述发动机的输出轴相连，第二部与所述第一电机的输出轴相连；所述第二离合器包括可控制地结合或分离的第三部和第四部，所述第三部与所述第二部相连，并且所述第三部位于所述第二部远离所述第一电机的输出轴的一侧，所述第四部与所述动力输出组件相连；所述第二电机与所述动力输出组件相连。

Description

混合动力***以及具有其的混合动力车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，具体涉及一种混合动力***以及具有其的混合动力车辆。
背景技术
随着汽车使用量的不断加大，汽车尾气污染已经成为城市空气污染的主要来源。为降低燃油车辆的汽车尾气对环境的影响，越来越多的新能源汽车走入消费者的视野。混合动力汽车以其优越的节能减排以及较为出色的用户体验，逐渐得到了市场的青睐。
各大汽车企业都在积极地研发混合动力***，尤其是混合动力专用变速箱的集成开发。但是目前市场上的混合动力***多是在传统的自动变速箱的基础上进行的开发，将电机简单的集成在AT(液力自动变速箱)、AMT(电控机械自动变速箱)、CVT(机械无级自动变速箱)或者DCT(双离合变速器)等变速箱的前端或者后端，构成混合动力变速箱。
但是这种类型的混合动力变速箱集成度低、尺寸大，结构复杂，不利于整车布置。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种混合动力***以及具有其的混合动力车辆，集成度高，结构紧凑，大大节省了布置空间。
本申请具体采用如下技术方案：
本申请的一方面是提供了一种混合动力***，所述混合动力***包括第一离合器、第二离合器、发动机、第一电机、第二电机以及动力输出组件；
所述第一离合器和所述第二离合器沿所述第一电机的输出轴的径向布置；
所述第一离合器包括可控制地结合或分离的第一部和第二部，所述第一部与所述发动机的输出轴相连，第二部与所述第一电机的输出轴相连；
所述第二离合器包括可控制地结合或分离的第三部和第四部，所述第三部与所述第二部相连，并且所述第三部位于所述第二部远离所述第一电机的输出轴的一侧，所述第四部与所述动力输出组件相连；
所述第二电机的输出轴与所述动力输出组件相连。
可选地，所述第二部和所述第三部一体化连接。
可选地，所述第一部为所述第一离合器的内毂，所述第二部为所述第一离合器的外毂；
所述第三部为所述第二离合器的内毂，所述第四部为所述第二离合器的外毂；
所述第一离合器的外毂和所述第二离合器的内毂通过在同一毂套的内壁和外壁分别开设花键而形成。
可选地，所述毂套套设在所述第一电机的输出轴的外侧，并与所述第一电机的输出轴固定连接，从而所述毂套能在所述第一电机的带动下发生转动。
可选地，所述动力输出组件包括空心轴，所述空心轴套设在所述发动机的输出轴的外周，并能相对于所述发动机的输出轴转动；
所述空心轴的长度小于所述发动机的输出轴的长度，所述发动机的输出轴的一端从所述空心轴中伸出，并与所述第一部固定连接；
所述第四部与所述空心轴固定连接。
可选地，所述第一电机的输出轴与所述发动机的输出轴共轴线；
所述第一电机的输出轴和所述发动机的输出轴彼此靠近，且二者之间具有间隙，所述间隙位于所述第一离合器和所述第二离合器的内部。
可选地，所述第二电机的输出轴的轴线平行于所述第一电机的输出轴的轴线，并且所述第二电机的输出轴的长度大于所述第一电机的输出轴的长度。
可选地，所述动力输出组件、所述发动机的输出轴和所述第二电机的输出轴在第一平面上的正投影存在重叠区域；
所述动力输出组件在所述第一平面上的正投影与所述第一电机的输出轴在所述第一平面上的正投影之间具有间隙；
其中，所述第一平面经过所述第一电机的输出轴的轴线，并且垂直于所述第二电机的输出轴的轴线和所述发动机的输出轴的轴线之间的垂线。
可选地，所述***还包括壳体；
所述第一电机、所述第二电机、所述第一离合器和所述第二离合器均安装在所述壳体的内部，并且所述第一电机和所述第二电机在所述壳体内的排布方向垂直于所述第一电机的输出轴的轴线；
所述发动机位于所述壳体的外部，所述发动机的输出轴包括发动机的动力输出端，以及与所述发动机的动力输出端可拆卸连接的连接轴，所述连接轴的一部分从所述壳体中伸出。
本申请的另一方面是提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括上述的混合动力***。
本申请实施例提供的混合动力***中，由于第一离合器和第二离合器是沿第一电机的输出轴的径向布置的，因此可以节省轴向布置空间，使得***的结构更加紧凑；发动机和第一电机分别与第一离合器的第一部和第二部相连，并且通过第一离合器和第二离合器之间的连接配合而传递动力，因而***的集成度更高；发动机通过第一离合器和第二离合器与车轮解耦，避免了模式切换时的冲击；基于发动机、第一电机、第二电机三个动力源，以及第一离合器和第二离合器两个控制器件，可以组合出多种工作模式，有助于提高节油效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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他的附图。
图1是本申请实施例提供的混合动力***的局部剖视图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是本申请实施例提供的一种毂套的结构示意图；
图4是第一纯电动模式下的动力传递示意图；
图5是第二纯电动模式下的动力传递示意图；
图6是第一混合动力驱动模式下的动力传递示意图；
图7是第二混合动力驱动模式下三个动力源联合驱动时的动力传递示意图；
图8是发动机直驱模式下的动力传递示意图；
图9是能量回收模式下发动机无动力输出时的动力传递示意图；
图10是驻车发电模式下的动力传递示意图。
附图标记：
1、第一离合器；11、第一部；12、第二部；
2、第二离合器；21、第三部；22、第四部；
3、发动机；31、发动机的输出轴；311、连接轴；
4、第一电机；41、第一电机的输出轴；
5、第二电机；51、第二电机的输出轴；52、电机输出齿轮；
6、动力输出组件；61、空心轴；62、第一齿轮；63、中间轴；64、第二齿轮；65、第三齿轮；
7、车轮驱动组件；71、差速器；
8、壳体。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
相关技术中的混合动力***多是在传统的自动变速箱的基础上进行的开发，通过将电机简单的集成在AT(液力自动变速箱)、AMT(电控机械自动变速箱)、CVT(机械无级自动变速箱)或者DCT(双离合变速器)等变速箱的前端或者后端而构成。
这种类型的混合动力***因研发投入少、技术门槛低被众多车企采用，但是却存在着下述明显的缺点：第一，***集成度低、部件尺寸大，不利于空间布置，还会影响电机功率的扩展，进而影响整车动力性；第二，若是采用电机启动发动机，那么发动机与车轮不解耦，在模式切换时会产生冲击，影响驾乘舒适度；若是采用传统的启动机起动发动机，则启动时间长、启动噪音大；第三，传统的混合动力变速箱没有增程模式，导致组合后的***工作模式较少，限制节油效果。
为改善相关技术中混合动力***的上述缺陷，本申请实施例提供了一种混合动力***，其集成度高，结构紧凑，大大节省了布置空间，发动机与车轮解耦，避免了切换工作模式时产生的动力冲击，而且多种工作模式，满足不同工况下的工作需求，有助于提高节油效果。
如图1和图2所示，本申请实施例提供的混合动力系包括：第一离合器1、第二离合器2、发动机3(图中未示出)、第一电机4、第二电机5以及动力输出组件6；其中，第一离合器1和第二离合器2沿第一电机4的输出轴41的径向布置；第一离合器1包括可控制地结合或分离的第一部11和第二部12，第一部11与发动机3的输出轴31相连，第二部12与第一电机4的输出轴41相连；第二离合器2包括可控制地结合或分离的第三部21和第四部22，第三部21与第二部12相连，并且第三部21位于第二部12远离第一电机4的输出轴41的一侧，第四部22与动力输出组件6相连；第二电机5的输出轴51与动力输出组件6相连。
需要说明的是，本申请实施例中所提到的第一离合器1和第二离合器2沿第一电机4的输出轴41的径向布置，指的是第一离合器1和第二离合器2的布置方向垂直于第一电机4的输出轴41的轴线。示例性地，第一离合器1和第二离合器2可以在第一电机4的输出轴41的一侧依次布置，此时其中一个离合器位于另一个离合器远离第一电机4的输出轴41的一侧；也可以是第一离合器1和第二离合器2均套设在第一电机4的输出轴41上，此时一个离合器直接包围在第一电机4的输出轴41的外侧，另一个离合器包围在这个离合器的外侧。
在本申请实施例中，由于第一离合器1和第二离合器2是沿第一电机4的输出轴41的径向布置的，因此可以节省轴向布置空间，使得***的结构更加紧凑；发动机3和第一电机4分别与第一离合器1的第一部11和第二部12相连，并且通过第一离合器1和第二离合器2之间的连接配合而传递动力，因而***的集成度更高；发动机3通过第一离合器1和第二离合器2与车轮解耦，避免了模式切换时的冲击；基于发动机3、第一电机4、第二电机5三年各动力源，以及第一离合器1和第二离合器2两个控制器件，可以组合出多种工作模式，有助于提高节油效果。
在本申请的一些实现方式中，如图2所示，第二部12和第三部21一体化连接。第一离合器1的第二部12和第二离合器2的第三部21一体化连接，使得两个离合器更加易于装配，减少了装配步骤，降低了成本。并且由于两个离合器实际上只有三个离合器毂，因此两个离合器装配后结构更加紧凑，联动性强。
在本申请实施例中，第二部12和第三部21可以是通过冲压制造得到的一体化结构，也可以是制造后再通过机床加工而得到的一体化结构。
在本申请的一些实现方式中，如图3所示，第一部11为第一离合器1的内毂，第二部12为第一离合器1的外毂；第三部21为第二离合器2的内毂，第四部22为第二离合器2的外毂；第一离合器1的外毂和第二离合器2的内毂通过在同一毂套的内壁和外壁分别开设花键而形成。
毂套指的是圆筒形的离合器毂，在装配时其一般是套设在动力轴的外侧，例如在本申请实施例中则是套设在第一电机4的输出轴41的外侧。在毂套的内壁和外壁分别加工有齿形的花键，其中毂套内壁和外壁的花键参数可以相同，也可以不同。第一离合器1的内毂的齿形参数与毂套内壁的花键参数相匹配，第二离合器2的外毂的齿形参数与毂套外壁的花键参数相匹配。
示例性地，第一离合器1和第二离合器2可以均为摩擦式离合器，其中第一离合器1的第一部11和第二部12上分别设有对应的多片离合器片，第二离合器2的第三部21和第四部22上分别设有对应的多片离合器片，每个离合器的两个部分利用这些离合器片之间的相互摩擦达到转速同步。
在本申请的一些实现方式中，毂套套设在第一电机4的输出轴41的外侧，并与第一电机4的输出轴41固定连接，从而毂套能在第一电机4的带动下发生转动。
第一电机4可以包括定子和转子，其中定子是指第一电机4中固定的部分，上面例如装设有成对的直流励磁的静止的主磁极；转子是从定子内部穿过的铁芯，上面例如装设有电枢绕组,通电后会产生感应电动势，从而在励磁作用下相对于定子旋转。如图1所示，转子的一部分可以从定子内部伸出而形成输出轴，或者转子的一部分可以从定子内部伸出并与一根连接轴相连，从而形成输出轴；毂套与该输出轴固定连接。示例性的，固定连接的方式可以为螺接、焊接等。因此当第一电机4的转子转动时，毂套可以随转子同步转动。为了便于布置第一离合器1的内毂，毂套上开设有花键的部分与第一电机4的输出轴41之间留有布置空间，第一离合器1的内毂即布置在该空间内。
继续参见图1，在一些实施例中，为了使第一离合器1与第一电机4的输出轴41布置得更加紧凑，转子伸出定子的末端沿周向开设有缺口，第一离合器1的一部分即布置在该缺口内，从而节省了对径向空间的占用，这里的径向指的是第一电机4的输出轴41的径向。
在本申请的一些实现方式中，动力输出组件6包括空心轴61，空心轴61套设在发动机3的输出轴31的外周，并能相对于发动机3的输出轴31转动；空心轴61的长度小于发动机3的输出轴31的长度，发动机3的输出轴31的一端从空心轴61中伸出，并与第一部11固定连接；第四部22与空心轴61固定连接。
空心轴61能够相对于发动机3的输出轴31自由转动，示例性地，空心轴61和发动机3的输出轴31之间可以设置有轴承，二者通过轴承连接在一起，以实现相对转动。
发动机3的输出轴31的一部分伸出于发动机3的气缸罩盖。在一些实施例中，发动机3的输出轴31可以为曲轴，或者，发动机3的输出轴31也可以包括曲轴以及与曲轴相连的连接轴。空心轴61套设在输出轴伸出于发动机3的气缸罩盖的部分上，但是空心轴61的长度小于该伸出部分的长度，从而发动机3的输出轴31的端部能够从空心轴61中伸出。
在一些实施例中，发动机3的输出轴31的伸出于空心轴61的端部可以与第一电机4的第一部11固定连接。示例性地，固定连接的方式可以为螺接、焊接等。因此当发动机3的输出轴31转动时，第一部11可以随输出轴同步转动。
在本申请实施例中，动力输出组件6还可以包括固定连接在空心轴61上的第一齿轮62、中间轴63、固定连接在中间轴63上的第二齿轮64和第三齿轮65。其中，第一齿轮62能与空心轴61同步转动，第二齿轮64能与中间轴63同步转动，第一齿轮62与第二齿轮64啮合。当空心轴61转动时，动力依次经过空心轴61、第一齿轮62、第二齿轮64、中间轴63进行传递，中间轴63可以继续向后输出动力。
由于第二离合器2的第四部22固定连接在空心轴61上，因此当空心轴61转动时，也会带动第四部22同步转动。若此时第二离合器2处于结合状态，那么毂套处的动力可以经过第二离合器2向动力输出组件6方向传递，也可以经过动力输出组件6和第二离合器2向毂套方向传递。示例性地，第四部22与空心轴61之间固定连接的方式可以为螺接、焊接等。
在一些实施例中，第二齿轮64还与固定在第二电机5的输出轴51上的电机输出齿轮52啮合，因此第二电机5输出的动力依次经过电机输出齿轮52、第二齿轮64和中间轴63进行传递，从而实现动力输出。
在本申请的一些实现方式中，第一电机4的输出轴41与发动机3的输出轴31共轴线；第一电机4的输出轴41和发动机3的输出轴31彼此靠近，且二者之间具有间隙，间隙位于第一离合器1和第二离合器2的内部。
第一电机4的输出轴41和发动机3的输出轴31共轴线且彼此靠近，因此这两个动力源之间的动力传递路径比较短，动力损失更少。
在本申请的一些实施例中，可以使用第一电机4作为发动机3的起动机。发动机3的起动是需要外力支持的，通常情况下会为发动机3配置起动机，并通过起动机来驱动发动机3的飞轮旋转，从而起动发动机3。但是在本申请实施例中，可以通过第一电机4带动发动机3起动，从而起到起动机的作用，因此该混合动力***中没有设置起动机，结构得到了简化。
具体来讲，在发动机3启动之前，可以控制第一离合器1结合，第二离合器2分离，控制第一电机4工作，此时第一电机4输出的动力依次经过第一电机4的输出轴41、第一离合器1的第二部12、第一部11传递至发动机3的输出轴31，进而带动发动机3启动。
同样地，第一电机4还可以辅助发动机3的停止和调速。其中当辅助发动机3启动和提速时，第一电机4会将电能转化为机械能，从而输出动力；当辅助发动机3停止或者减速时，第一电机4可以将发动机3输出的机械能转化为电能，并存储起来以备使用。
当然，在本申请的另一些实施例中，也可以选择不使用第一电机4辅助发动机3启动，而是为发动机3配备单独的起动机。
需要说明的是，在第一电机4的输出轴41和发动机3的输出轴31彼此靠近的端部之间是具有间隙的，也即二者是不接触的。该间隙反映的是发动机3与第一电机4之间的最小距离，该距离不能过大，否则会造成轴向布置空间的浪费，这里的轴向指的是第一电机4的输出轴41的轴向。通常情况下，该间隙最大不能超过第一离合器1和第二离合器2的尺寸，即间隙位于第一离合器1和第二离合器2的内部。而该间隙越小，则***的布置越紧凑，但是在发动机3和第一电机4发生转动时，输出轴均会发生一定程度的抖动，因此该间隙也不能太小，至少需要保证发动机3和第一电机4无论是在单独转动时，还是在同时转动时，彼此都是互不干扰、互不影响的。
在本申请的一些实现方式中，第二电机5的输出轴51的轴线平行于第一电机4的输出轴41的轴线，并且第二电机5的输出轴51的长度大于第一电机4的输出轴41的长度。
第二电机5的布置方向与第一电机4、发动机3是相同的，因此第二电机5的输出轴51的轴线平行于第一电机4的输出轴41的轴线，也平行于发动机3的输出轴31的轴线。这样保证了对布置空间的充分、合理利用，并且由于这三个动力源的输出轴是彼此平行的，因此减少了传递动力过程中方向的变化，降低了动力损失，提高了动力传递效率。
第二电机5也可以包括定子和转子，如图1所示，转子的一部分可以从定子内部伸出而形成输出轴，或者转子的一部分可以从定子内部伸出并与一根连接轴相连，从而形成第二电机5的输出轴51。其中，第二电机5的输出轴51的长度是大于第一电机4的输出轴41的长度的，从而第二电机5的输出轴51既包括与第一电机4的输出轴41对应的部分，也包括与发动机3的输出轴31对应的部分，这样缩短了动力传递的路径，减少了其它动力传递部件，例如齿轮、中间轴63等的数量，也减少了动力传递过程中的损耗。
在本申请的一些实现方式中，如图1所示，动力输出组件6、所述发动机3的输出轴31和所述第二电机5的输出轴51在第一平面上的正投影存在重叠区域；动力输出组件6在第一平面上的正投影与第一电机4的输出轴41的正投影之间具有间隙；其中，第一平面经过第一电机4的输出轴41的轴线，并且垂直于第二电机5的输出轴51的轴线和发动机3的输出轴31的轴线之间的垂线。
结合图1可见，动力输出组件6实际上是布置在发动机3的输出轴31和第二电机5的输出轴51之间的，具体来讲，是布置在发动机3的输出轴31与第二电机5的输出轴51上对应于发动机3的输出轴31的部分之间的，因此动力输出组件6、发动机3的输出轴31和第二电机5的输出轴51在第一平面上的正投影存在重叠区域，但是不与第一电机4的输出轴41在第一平面上的正投影重叠。因此该***对空间的利用更加的合理和均衡，不会将大部分部件集中布置在某一个区域而导致分布失衡，也不会造成空间的浪费。
其中，第一平面可以理解为经过第一电机4的输出轴41的轴线，并且与图1所示出的剖面垂直的平面。
在本申请的一些实现方式中，***还包括壳体8；第一电机4、第二电机5、第一离合器1和第二离合器2均安装在壳体8的内部，并且第一电机4和第二电机5在壳体8内的排布方向垂直于第一电机4的输出轴41的轴线；发动机3位于壳体8的外部，发动机3的输出轴31包括发动机3的动力输出端，以及与发动机3的动力输出端可拆卸连接的连接轴311，连接轴311的一部分从壳体8中伸出。
本申请的三个动力源，其中第一电机4和第二电机5的体积相对较小，发动机3的体积相对较大，为了便于装配，第一电机4、第二电机5、第一离合器1、第二离合器2、动力输出组件6以及连接轴311均集成在壳体8的内部，发动机3则独立于该壳体8。其中，发动机3具有动力输出端，该动力输出端例如可以是曲轴，曲轴能够与该连接轴311相连而形成发动机3的输出轴31。在装配时，可以将集成有第一电机4、第二电机5、第一离合器1、第二离合器2，以及连接轴311等部件的壳体8和发动机3分别放置在对应的位置，然后将连接轴311伸出于壳体8的部分与发动机3连接。连接方式例如可以为螺接、卡接等。
在本申请实施例中，该混合动力***还可以包括车轮驱动组件7，该车轮驱动组件7可以包括差速器71、车轮驱动轴以及两个车轮。差速器71安装在车轮驱动轴上，差速器71的齿轮与安装在动力输出组件6的中间轴63上的第三齿轮65啮合，从而接收动力输出组件6输出的动力。两个车轮分别安装在车轮驱动轴的两端，差速器71能够使两个车轮以不同的转速转动，以完成精细转向。动力输出组件6输出的动力依次经第三齿轮65、差速器71和车轮驱动轴，传递至两个车轮。
在本申请实施例中，该混合动力***还包括电源组件，第一电机4和第二电机5可以与电源组件发生能量交换。当第一电机4和/或第二电机5工作时，电源组件可以为正在工作的电机提供能量；当第一电机4和/或第二电机5处于发电模式时，电源组件可以接收并存储正在发电的电机所转化的能量。
其中，电机“工作”是指电机处于将电能转化为机械能的状态，“不工作”即是指电机处于既不将电能转化为机械能又不将机械能转化为电能的状态，“处于发电模式”即指电机处于将机械能转化为电能的状态。第一电机4和第二电机5均可以正转或反转，当正转时车辆前行，当反转时即为启动车辆的倒车功能。
在本申请实施例中，电源组件还可以包括电池组、第一电机4控制单元MCU1、第二电机5控制单元、第一逆变器和第二逆变器，电池组与第一逆变器和第二逆变器分别连接，第一电机4控制单元和第一电机4均与第一逆变器电连接，第二电机5控制单元和第二电机5均与第二逆变器电连接。
在本申请的一些实施例中，电源组件可以包括电池管理***，电池管理***能够时刻监控电池组的使用状态，通过必要措施缓解电池组的不一致性，为电池组的使用安全提供保障。
综上所述，本申请实施例提供的混合动力***配置有发动机3、第一电机4和第二电机5三个动力源，这三个动力源可以单独驱动或者联合驱动，结合第一离合器1和第二离合器2，以及动力输出组件6所对应的两个不同的动力传递路径，实现以多种工作模式，在多个挡位下输出动力而驱动车轮转动，有助于提高节油效果。其中，由于本申请实施例中第一离合器1和第二离合器2包括彼此连接的一体化结构，以及基于各个部件的结构特点所确定的布置和装配方式，因而整个***的集成度高、结构紧凑，空间利用均衡合理。并且由于发动机3可以通过第一离合器1和第二离合器2与车轮解耦，因此还避免了模式切换时的冲击，提高了平顺性。
本申请实施例还提供了一种混合动力车辆，包括上述任一实施例中所述的混合动力***。该车辆还具有控制器，能够根据当前车辆状态确定出相匹配的工作模式，并控制混合动力***切换至对应的工作模式。其中，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量、当前车速和当前工况。混合动力***能够实现的工作模式至少包括第一纯电动模式、第二纯电动模式、第一混合动力驱动模式、第二混合动力驱动模式、发动机直驱模式、能量回收模式以及驻车充电模式。
下面结合图2至图7，对本申请实施例提供的混合动力***所对应的一些工作模式所适用的工况，以及混合动力车辆在各工作模式下的动力传递路径进行详细的说明。
(1)第一纯电动模式
本申请实施例所提供的车辆在处于纯电动模式时，可以利用第二电机5单独作为动力源，该工作模式通常适用于车辆处于低速蠕行或巡航状态的情况，例如城市工况下，能够降低拥堵以及停车等待过程中的功耗，更加节省电力，满足了用户追求经济性、动力性和舒适型等多方面的要求。
此时，控制器可以被配置为：控制第二电机5工作，控制发动机3和第一电机4不工作，控制第一离合器1和第二离合器2均分离。
如图4所示，当第二电机5单独驱动车辆行驶时，动力电池释放出的直流电，经过第二逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第二电机5的输出轴51旋转，第二电机5输出的动力可以通过直接传递至动力输出组件6。之后，动力在动力输出组件6和车轮驱动组件7之间的第一传递路径为：第二齿轮64在接收到第二电机5的输出轴51上的电机输出齿轮52所传递的动力之后发生转动，并带动中间轴63和第三齿轮65转动，然后经与第三齿轮65啮合的差速器71的齿轮传递至驱动轴，进而传递至车轮处，从而驱动车辆行驶。
其中，第二电机5可以正转或反转，当正转时车辆前行，当反转时即为启动车辆的倒车功能。
出于能耗的考虑，一般不使用第一电机4单独驱动车辆行驶。但是在一些情况下，例如第二电机5发生故障时，也是可以使用第一电机4单独驱动车辆行驶的。第一电机4单独驱动车辆行驶时，控制器可以被配置为：控制第一电机4工作，控制发动机3和第二电机5不工作，控制第一离合器1分离，第二离合器2结合。
第一电机4单独驱动时的传递路径为：动力电池释放出的直流电，经过第一逆变器后转换为三相交流电，用于驱动第一电机4的输出轴41旋转，第一电机4输出的动力经过结合的第二离合器2传递至动力输出组件6。之后，动力在动力输出组件6和车轮驱动组件7之间的第二传递路径为：空心轴61在接收到第二离合器2所传递的动力之后发生转动，并带动固定在空心轴61上的第一齿轮62转动，然后动力经与第一齿轮62啮合的第二齿轮64传递至中间轴63，使得中间轴63和第三齿轮65同步转动，然后经与第三齿轮65啮合的差速器71的齿轮传递至驱动轴，进而传递至车轮处，从而驱动车辆行驶
需要说明的是，在单电机驱动的模式下，相比于使用第二电机5驱动，使用第一电机4驱动需要经历更长的动力传递路径，导致动力损耗相对更大，因此，在第二电机5运行正常的情况下，通常不选用将第一电机4作为单独动力源进行驱动的模式。
(2)第二纯电动模式
本申请实施例所提供的车辆在处于纯电动模式时，还可以利用第一电机4和第二电机5作为联合动力源驱动车辆行驶，双电机驱动通常适用于用户需要使车辆处于低速状态下，但临时需要较大扭矩的情况下，例如超车场景、起步场景等，以使车辆短时间内获得较大扭矩，具有良好的动力响应性。
在使用双电机驱动时，控制器可以被配置为：控制第一电机4和第二电机5工作，控制发动机3不工作，控制第一离合器1分离，第二离合器2结合。
如图5所示，当第一电机4和第二电机5联合驱动车辆行驶时，动力电池释放出的直流电，分别经过第一逆变器和第二逆变器而转换为三相交流电，用于驱动第一电机4和第二电机5的输出轴51旋转。其中，第一电机4输出的动力经第二离合器2传递至动力输出组件6，第二电机5输出的动力直接传递至动力输出组件6，并在动力输出组件6中的第二齿轮64处汇集后传递至车轮驱动组件7。第一电机4和第二电机5输出动力时的动力传递路径已经在上文中做过详细的分析说明，这里不再赘述。
(3)第一混合动力驱动模式
本申请实施例所提供的第一混合动力驱动模式，也称为串联/增程式混合驱动模式。当车辆在处于第一混合动力驱动模式时，可以将发动机3和第二电机5作为混合动力源，第一电机4作为发电设备，该工作模式通常适用于大扭矩工况、急加速工况等，例如车辆处于高速状态下但临时需要较大扭矩进行超车的情况，既能够利用发动机3在高转速下的动力优势，又能够利用电机响应性快的特点，使得车辆在高速行驶时能够在短时间内获得较大扭矩；当然，该工作模式也可适用于动力电池电量不足的情况，通过第一电机4发电为第二电机5供给能量，驱动车辆行驶。
在本申请实施例中，当控制车辆处于第一混合动力驱动模式时，控制器被配置为：控制发动机3工作，控制第二电机5工作，控制第一电机4处于发电模式，控制第一离合器1结合，控制第二离合器2分离。
图6示出了车辆以第一混合动力驱动模式驱动车辆行驶时的动力传递路线。发动机3运行在高效区带动第一电机4发电，发出的电能经第一逆变器、第二逆变器转化，传递至第二电机5，用于供给第二电机5驱动车辆行驶。同时结合第二电机5的电能使用情况，当存在多余的电能时，可以将多余的电能储存在动力电池中。当第一电机4的发电量不足时，动力电池也可以进行电量补充，从而第一电机4和动力电池共同满足第二电机5的用电需求。
其中发动机3向第一电机4输出动力时，动力的传递路径为：发动机3的输出轴31所输出的动力经结合的第一离合器1输出至第一电机4。而第二电机5向轮端输出动力的动力传递路径已经在上文中做出过详细的分析说明，这里不再赘述。
在上述的第一混合动力驱动模式中，发动机3与差速器71和车轮是解耦的，仅带动第一电机4转动，因此在切换模式时不容易对轮端造成冲击，提高了行驶过程中车辆的平顺性，同时可使发动机3具有较好的节油效果，并保持较高的经济性。
(4)第二混合动力驱动模式
本申请实施例所提供的第一混合动力驱动模式，也称为并联式混合驱动模式。当车辆在处于第二混合动力驱动模式时，可以将发动机3以及至少一个电机均作为动力源，即至少两个动力源共同工作，联合驱动车辆行驶。该工作模式下变速传动***可以输出较大的功率，提高整车动力性，通常适用于大扭矩工况、急加速工况等，也可以适用于动力电池电量不足的情况。
在本申请实施例中，当控制车辆处于并联式混合驱动模式时，根据动力源的数量不同，可以分为以下两种情况：
第一种情况下，以发动机3和第二电机5作为联合动力源。此时控制器被配置为：控制发动机3工作，控制第一电机4不工作或者处于发电模式，控制第二电机5工作，控制第一离合器1和第二离合器2均结合。
在第一种情况下，发动机3运行在高效区输出动力，其中当第一电机4处于发电模式时，发动机3输出的一部分动力用于带动第一电机4发电，发出的电能经第一逆变器、第二逆变器转化，传递至第二电机5，用于供给第二电机5驱动车辆行驶，另一部分动力用于直接驱动车辆行驶；当第一电机4不工作时，发动机3输出的一部分动力拖曳第一电机4的输出轴41转动而损耗，另一部分动力用于直接驱动车辆行驶。
结合第二电机5的电能使用情况，当存在多余的电能时，可以将多余的电能储存在动力电池中。当第一电机4的发电量不足时，动力电池也可以进行电量补充，从而第一电机4和动力电池共同满足第二电机5的用电需求。
其中，发动机3直接驱动车辆行驶的动力传递路径为：发动机3的输出轴31将动力输出至与其相连的第一离合器1，然后经结合的第一离合器1输出至第二离合器2，并由第二离合器2传递至动力输出组件6以及车轮驱动组件7。其中，发动机3输出的用于驱动车辆行驶的一部分动力会在动力输出组件6处与第二电机5输出的动力汇集，并继续向后传递。动力在动力输出组件6和车辆驱动组件之间的动力传递路径已经在上文中做出过详细的分析说明，这里不再赘述。
第二种情况下，以发动机3、第一电机4和第二电机5作为联合动力源。此时控制器被配置为：控制发动机3、第一电机4和第二电机5均工作，控制第一离合器1和第二离合器2均结合。
图7示出了车辆以三个动力源联合驱动车辆行驶时的动力传递路线。发动机3运行在高效区输出动力，同时动力电池释放出的直流电，分别经过第一逆变器和第二逆变器而转换为三相交流电，用于驱动第一电机4和第二电机5的输出轴51旋转。
其中，发动机3、第一电机4以及第二电机5各自驱动车辆行驶的动力传递路径已在上文中做过详细的说明，在此不再赘述。发动机3输出的用于驱动车辆行驶的一部分动力会在第一离合器1(实际上是第一离合器1的第二部12)处与第一电机4输出的动力汇集，之后汇集的动力会在动力输出组件6处与第二电机5输出的动力再次汇集，并继续向后传递。动力在动力输出组件6和车辆驱动组件之间的动力传递路径已经在上文中做出过详细的分析说明，这里不再赘述。
(5)发动机直驱模式
本申请实施例所提供的车辆在处于发动机直驱模式时，可以将发动机3作为单独动力源驱动车辆行驶。该工作模式下可以适用于变速传动***出现高压故障或电池电量不足的情况，也可以适用于高速工况下，此时若使用电机驱动可能功耗较高，若使用发动机3直接驱动，能够降低功耗。
在本申请实施例中，当控制车辆处于发动机直驱模式时，控制器被配置为：控制发动机3工作，控制第一电机4根据电量需求选择性地处于发电模式，控制第二电机5不工作，控制第一离合器1和第二离合器2结合。
图8示出了车辆以发动机直驱模式驱动车辆行驶时的动力传递路线。发动机3输出的动力的传递路径与第二混合动力驱动模式下发动机3用于驱动的动力的传递路径相同，前文中已详细说明过，此处不再赘述。
在一些实施例中，若是动力电池不需要充电，则控制第一电机4不工作即可，此时发动机3输出的一部分动力拖曳第一电机4的输出轴41转动而损耗，另一部分动力用于直接驱动车辆行驶。
(6)能量回收模式
本申请实施例所提供的变速传动***在处于滑行/制动能量回收模式时，可以利用第一电机4和第二电机5中的至少一个作为发电设备，将汽车的动能转换为电能存储在动力电池中备用。该工作模式通常适用于滑行和制动工况下，车辆能够回收部分动能并将其转化为电能存储，为后续车辆的运行提供能量，从而提高了车辆的续航里程。
第一种情况下，当发动机3无动力输出时，仅以第二电机5作为发电设备，此时控制器可以被配置为：控制第二电机5处于发电模式，控制发动机3和第一电机4不工作，控制第一离合器1和第二离合器2均分离。
如图9所示，当车辆在滑行和制动工况下开启能量回收模式时，则车轮输出的反向力矩依次通过驱动轴、差速器71的齿轮、第三齿轮65、中间轴63、第二齿轮64、电机输出齿轮52、第二电机5的输出轴51传递至第二电机5，第二电机5能够将被制动的这部分动能转化为电能，并存入动力电池中备用。该模式下的动力传递路径与第二电机5在第一纯电动模式下单独驱动车辆行驶时的动力传递路径刚好相反。
第二种情况下，当发动机3有动力输出时，以第一电机4和第二电机5共同作为发电设备，此时控制器可以被配置为：控制发动机3工作，控制第一电机4和第二电机5均处于发电模式，控制第一离合器1结合，第二离合器2分离。
此时一方面车轮输出的反向力矩经与图9中相同的动力传递路线传递至第二电机5，第二电机5将被制动的这部分动能转化为电能，并存入动力电池中备用；另一方面发动机3输出的动力经结合的第一离合器1传递至第一电机4，第一电机4将这部分机械能转化为电能，并存入动力电池中备用。
(7)驻车充电模式
驻车发电模式通常适用于动力电池电量不足的情况，利用发动机3输出的动力为动力电池充电。在本申请实施例中，当控制车辆处于驻车发电模式时，控制器被配置为：控制发动机3工作，控制第一电机4处于发电模式，控制第二电机5不工作，控制第一离合器1结合，第二离合器2分离。
图10示出了车辆以驻车发电模式为动力电池充电时的动力传递路线。此时发动机3输出的动力传递路径与能量回收模式下发动机3利用第一电机4回收能量的动力传递路径相同，前文中已详细说明过，此处不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供的混合动力变速传动***包括双电机和发动机共三个动力源，保证了整车强大的动力性能。其中，高性能双电机可以保证车辆在正常行驶时足够的动力，在车辆急加速时提供强大的低速扭矩；发动机可以保证整车在全速段具备优良的加速性能，在车速提高后提供足够的后备功率。
本申请实施例提供的混合动力变速传动***具备优良的经济性。在车辆中低负荷时，高性能双电机之间配合工作能满足车辆行驶的大部分性能要求，大大减少发动机运行时间，减小油耗和排放；在车辆低负荷时，两台电机可以选择性工作，保证电机工作在良好效率区内。
本申请实施例提供的混合动力变速传动***续航里程长，不会发生纯电动汽车的里程焦虑。在长途行驶时可以配置为纯发动机驱动模式，配合优化的三档速比，可提供优良的行驶舒适性和续航里程。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种混合动力***，其特征在于，所述混合动力***包括第一离合器（1）、第二离合器（2）、发动机（3）、第一电机（4）、第二电机（5）以及动力输出组件（6）；
所述第一离合器（1）和所述第二离合器（2）沿所述第一电机（4）的输出轴（41）的径向布置；
所述第一离合器（1）包括可控制地结合或分离的第一部（11）和第二部（12），所述第一部（11）与所述发动机（3）的输出轴（31）相连，第二部（12）与所述第一电机（4）的输出轴（41）相连；
所述第二离合器（2）包括可控制地结合或分离的第三部（21）和第四部（22），所述第三部（21）与所述第二部（12）相连，并且所述第三部（21）位于所述第二部（12）远离所述第一电机（4）的输出轴（41）的一侧，所述第四部（22）与所述动力输出组件（6）相连；
所述第一电机（4）的输出轴（41）与所述发动机（3）的输出轴（31）共轴线；所述第一电机（4）的输出轴（41）和所述发动机（3）的输出轴（31）彼此靠近，且二者之间具有间隙，所述间隙位于所述第一离合器（1）和所述第二离合器（2）的内部；
所述第二电机（5）的输出轴（51）与所述动力输出组件（6）相连，并且所述第二电机（5）的输出轴（51）的轴线平行于所述第一电机（4）的输出轴（41）的轴线；
所述动力输出组件（6）、 所述发动机（3）的输出轴（31）和所述第二电机（5）的输出轴（51）在第一平面上的正投影存在重叠区域；所述动力输出组件（6）在所述第一平面上的正投影与所述第一电机（4）的输出轴（41）在所述第一平面上的正投影之间具有间隙；
其中，所述第一平面经过所述第一电机（4）的输出轴（41）的轴线，并且垂直于所述第二电机（5）的输出轴（51）的轴线和所述发动机（3）的输出轴（31）的轴线之间的垂线。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二部（12）和所述第三部（21）一体化连接。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述第一部（11）为所述第一离合器（1）的内毂，所述第二部（12）为所述第一离合器（1）的外毂；
所述第三部（21）为所述第二离合器（2）的内毂，所述第四部（22）为所述第二离合器（2）的外毂；
所述第一离合器（1）的外毂和所述第二离合器（2）的内毂通过在同一毂套的内壁和外壁分别开设花键而形成。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述毂套套设在所述第一电机（4）的输出轴（41）的外侧，并与所述第一电机（4）的输出轴（41）固定连接，从而所述毂套能在所述第一电机（4）的带动下发生转动。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述动力输出组件（6）包括空心轴（61），所述空心轴（61）套设在所述发动机（3）的输出轴（31）的外周，并能相对于所述发动机（3）的输出轴（31）转动；
所述空心轴（61）的长度小于所述发动机（3）的输出轴（31）的长度，所述发动机（3）的输出轴（31）的一端从所述空心轴（61）中伸出，并与所述第一部（11）固定连接；
所述第四部（22）与所述空心轴（61）固定连接。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二电机（5）的输出轴（51）的长度大于所述第一电机（4）的输出轴（41）的长度。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括壳体（8）；
所述第一电机（4）、所述第二电机（5）、所述第一离合器（1）和所述第二离合器（2）均安装在所述壳体（8）的内部，并且所述第一电机（4）和所述第二电机（5）在所述壳体（8）内的排布方向垂直于所述第一电机（4）的输出轴（41）的轴线；
所述发动机（3）位于所述壳体（8）的外部，所述发动机（3）的输出轴包括发动机（3）的动力输出端，以及与所述发动机（3）的动力输出端可拆卸连接的连接轴（311），所述连接轴（311）的一部分从所述壳体（8）中伸出。
8.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆包括权利要求1-7任一项所述的混合动力***。
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