CN201849308U - 汽车混合动力*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种汽车混合动力***，它包括输入轴、第一中间轴、第二中间轴，还包括套装于输入轴中段的嵌套轴、第一电动和发电机总成、第二电动和发电机总成。该***以DCT变速器为基础，通过添加两个电动/发电机辅助、简化机械本体和飞轮结构，减少动力总成零件，并充分缩短了轴向尺寸，实现行驶过程中换挡动力不中断并提高整车燃油经济性；通过两个电动/发电机和发动机的交替作用可以实现串联、并联、混联及制动能量回收，以实现减少排放的目的。本实用新型适用作混合动力汽车的动力***。

Description

汽车混合动力***
技术领域
本实用新型涉及一种汽车的动力驱动机构，具体地说是用于混合动力汽车动力驱动的一种汽车混合动力***。
背景技术
随着世界范围的能源紧张以及排放法规对车辆碳排放的限制，安全、节能、环保成为现代汽车发展的主题。同时传统内燃机已不能满足排放要求，而纯电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车受到关键技术的瓶颈制约，短时间内难以突破。具体表现在：
①传统动力总成技术主要着手降低发动机的排放，提高发动机的效率，但是单靠改进发动机技术已不能满足日益苛刻的排放法规，需要寻找新的突破；
②纯电动汽车虽然可以实现零排放，能够符合任何排放法规的要求，但是电动汽车的研发涉及的关键技术甚多，如电池及电池控制、高性能电机、整车综合控制等等，目前这些技术尚不成熟，且受到电池费用高，冲、放电循环次数少，以及整车行驶里程短等因素的限制，纯电动轿车在短时期内的发展将受到很大的限制。
因此，混合动力汽车越来越成为合乎时宜的选择。
而在离合***方面，双离合变速器DCT因其优秀的燃油经济性而在欧洲成为“新宠”。DCT比手动变速器换挡更快速、顺畅，动力输出不间断，消除了手动变速器在换挡时的扭矩中断感，使驾驶更灵敏。DCT内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。为配合以上运作，DCT的传动轴运动时被分为两部分，一为实心的传动轴，另一为空心的传动轴。实心的传动轴连接了1、3、5及倒挡，而空心的传动轴则连接2、4及6挡，两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作，引擎动力便会由其中一根传动轴做出无间断的传送。但是，DCT存在着结构复杂、轴向尺寸较大的不足。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题，是提供一种汽车混合动力***，它是以DCT变速器为基础，通过添加两个电动/发电机辅助、简化机械本体和飞轮结构，实现行驶过程中换挡动力不中断并提高整车燃油经济性；通过两个电动/发电机和发动机的交替作用可以实现串联、并联、混联及制动能量回收，以实现减少排放的目的。
本实用新型要为解决上述的技术问题，所采用的技术方案是：
一种汽车混合动力***，包括输入轴、第一中间轴、第二中间轴，还包括套装于输入轴中段的嵌套轴、固定设置的第一电动和发电机总成、固定设置的第二电动和发电机总成，
第二电动和发电机总成的转子联接于输入轴的一端；输入轴的另一端于嵌套轴外联接有第一电动和发电机总成的转子，输入轴的该轴端与第一电动和发电机总成的转子相隔地联接有曲轴，嵌套轴的位于输入轴的该轴端处的轴端设有双离合器，两离合器相互独立且共用一个外毂，该外毂与第一电动和发电机总成的转子集成为飞轮，嵌套轴的另一端固定有三五档共用主动齿轮；
输入轴上相应于第二电动和发电机总成的转子、三五档共用主动齿轮之间处，固定有二四档共用主动齿轮；
第一中间轴与第二中间轴上与三五档共用主动齿轮相应处，分别固定有三档从动齿轮、五档从动齿轮，且它们与三五档共用主动齿轮相啮合；第一中间轴与第二中间轴上与二四档共用主动齿轮相应处分别固定有二档从动齿轮、四档从动齿轮，且它们与二四档共用主动齿轮相啮合；每一中间轴上相应从动齿轮旁设有相应档同步环；第一中间轴上与三档从动齿轮相隔处还固定有第二啮合齿轮，第二中间轴上与五档从动齿轮相隔处固定有第一啮合齿轮；
第二啮合齿轮与差速器相匹配。
本实用新型的上述结构，将DCT变速器的结构进行简化，将1档、倒档去掉，双离合器外榖与电动/发电机转子集成为飞轮，减少动力总成零件，并缩短了轴向尺寸，在车辆行驶过程中，通过两个电动/发电机和发动机的交替作用可以实现串联、并联和混联，行驶过程中换挡动力不中断，提高整车燃油经济性，实现减排目的。
作为本实用新型的优化，所述第一啮合齿轮与第二啮合齿轮于各自中间轴上的位置相应。该手段可进一步缩短***的轴向尺寸。
本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
减少动力总成零件，并充分缩短了轴向尺寸，在车辆行驶过程中，通过两个电动/发电机和发动机的交替作用可以实现串联、并联和混联，行驶过程中换挡动力不中断，提高整车燃油经济性，实现减排目的。本实用新型适用作混合动力汽车的动力***。
本实用新型下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
图2是图1所示实施例车起步与倒档模式下功率流传递路线示意图；
图3是图1所示实施例以二档为例的串联模式下功率流传递路线示意图；
图4是图1所示实施例以二档为例的并联模式下功率流传递路线示意图；
图5是图1所示实施例以二档为例的混联模式下功率流传递路线示意图；
图6是图1所示实施例以二档为例的制动能量回收模式下功率流传递路线示意图。
图中：1-第一离合器，2-第二离合器，3-第一电动和发电机总成的转子，4-第一电动和发电机总成的定子，5-第一啮合齿轮，6-五档同步环，7-五档从动齿轮，8-四档从动齿轮，9-四档同步环，10-第二中间轴，11-第二电动和发电机总成的定子，12-嵌套轴，13-输入轴，14-第二电动和发电机的转子，15-二四档共用主动齿轮，16-三五档共用主动齿轮，17-第一中间轴，18-二档同步环，19-二档从动齿轮，20-三档从动齿轮，21-三档同步环，22-第二啮合齿轮，23-差速器，24-曲轴；②～⑤表示档位；图中粗线条与箭头表示功率流动路线与方向。
具体实施方式
实施例
图1所示为一种汽车混合动力***。
该***包括输入轴13、第一中间轴17、第二中间轴10、套装于输入轴13中段的嵌套轴12，还包括固定设置的第一电动和发电机总成、第二电动和发电机总成。该汽车混合动力***有二～五四个档位(附图中分别用②～⑤表示)。
第二电动和发电机总成的转子14联接于输入轴13的一端；
输入轴13的另一端于嵌套轴12外联接有第一电动和发电机总成的转子3，输入轴13的该轴端与第一电动和发电机总成的转子3相隔地联接有曲轴24，嵌套轴12的位于输入轴13的该轴端处的轴端设有双离合器1与2，第一离合器与第二离合器间共用一个外毂，但它们相互独立，可以单独作用。
双离合器1与2的外毂与第一电动和发电机总成的转子3集成为飞轮，嵌套轴12的另一端固定有三五档共用主动齿轮16；
输入轴13上相应于第二电动和发电机总成的转子14、三五档共用主动齿轮16之间处，固定有二四档共用主动齿轮15；第一中间轴17与第二中间轴10上与三五档共用主动齿轮16相应处，分别固定有三档从动齿轮20、五档从动齿轮7，且它们与三五档共用主动齿轮16相啮合；第一中间轴17与第二中间轴10上与二四档共用主动齿轮15相应处分别固定有二档从动齿轮19、四档从动齿轮8，且它们与二四档共用主动齿轮15相啮合；第一中间轴15、第二中间轴10上，相应从动齿轮期工程19、20、7、8旁设有相应档同步环18、21、6、9；第一中间轴15上与三档从动齿轮20相隔处还固定有第二啮合齿轮22，第二中间轴10上与五档从动齿轮7相隔处固定有第一啮合齿轮5，第一啮合齿轮5与第二啮合齿轮22于各自中间轴10、15上的位置相应。
第二啮合齿轮22与差速器23相配工作。
本实施例可以实现串联、并联、混联以及无动力中断换挡各种功能，下面举例说明功率流传递路线，其他动力流传递过程不再赘述。
(1)车起步和倒档
参考图2：当二档同步环18与二档从动齿轮19结合后，第二电动和发电机总成的转子14带动输入轴13转动，动力流从第二电动和发电机总成的转子14将动力传给输入轴13，再经过二档从动齿轮19最后传给差速器23，通过第二电动和发电机总成的正反转实现起步和倒档。
(2)升档(以二档升三档为例)
此时处于第二电动和发电机总成驱动二档行驶，动力流传递过程同车起步，当需要升档时，第一电动和发电机总成带动发动机曲轴24转动，当发动机升到一定转速后发动机点火，此时三档同步环21与三档从动齿轮20先结合，然后第二离合器2缓慢结合、第一离合器1缓慢打开，实现无动力中断换挡，此时动力源由第二电动和发电机总成转换为发动机，动力从曲轴24传给第二离合器2，在由第二离合器2把动力传给嵌套轴12，在经过三档从动齿轮20最后传递到差速器23。
其他升档、降挡过程依此类推。
(3)串联模式(以二档为例)
参考图3：双离合器1与2打开，发动机驱动第一电动和发电机总成进行发电，第一电动和发电机总成产生的电能传递给第二电动和发电机总成，第二电动和发电机总成的转子14将动力传给输入轴13，再经过二档从动齿轮19最后传给差速器23，通过第二电动和发电机的正反转实现前进和倒退。
(4)并联模式(以二档为例)
参考图4：第一离合器1结合，第二离合器2打开，发动机驱动第一离合器1，动力流通过第一离合器1传到输入轴13，同时第二电动或发电机总成的转子14也将动力传到输入轴13，发动机和第二电动和发电机总成的动力流在输入轴13耦合，动力流在经过二档从动齿轮19、第一中间轴17，最后到差速器23。
(5)混联模式(以二档为例)
参考图5：第一离合器1结合，第二离合器2打开，发动机驱动第一离合器1、第一电动和发电机总成的转子3，第一电动和发电机总成产生的电能传递给第二电动和发电机总成，第一离合器1将发动机的动力传到输入轴13，同时第二电动和发电机总成的转子14也将动力传到输入轴13，发动机和第二电动和发电机总成的动力流在输入轴13耦合，动力流在经过二档从动齿轮19、第一中间轴17，最后到差速器23。
(6)制动能量回收(以二档为例)
参考图6：当制动时，动力流从差速器23流经第二啮合齿轮22、二档从动齿轮19、输入轴13最后到第二电动和发电机总成进行发电。

Claims (2)

1.一种汽车混合动力***，包括输入轴、第一中间轴、第二中间轴，其特征在于：它还包括套装于输入轴中段的嵌套轴、固定设置的第一电动和发电机总成、固定设置的第二电动和发电机总成，
第二电动和发电机总成的转子联接于输入轴的一端；输入轴的另一端于嵌套轴外联接有第一电动和发电机总成的转子，输入轴的该轴端与第一电动和发电机总成的转子相隔地联接有曲轴，嵌套轴的位于输入轴的该轴端处的轴端设有双离合器，两离合器相互独立且共用一个外毂，该外毂与第一电动和发电机总成的转子集成为飞轮，嵌套轴的另一端固定有三五档共用主动齿轮；
输入轴上相应于第二电动和发电机总成的转子、三五档共用主动齿轮之间处，固定有二四档共用主动齿轮；
第一中间轴与第二中间轴上与三五档共用主动齿轮相应处，分别固定有三档从动齿轮、五档从动齿轮，且它们与三五档共用主动齿轮相啮合；第一中间轴与第二中间轴上与二四档共用主动齿轮相应处分别固定有二档从动齿轮、四档从动齿轮，且它们与二四档共用主动齿轮相啮合；每一中间轴上相应从动齿轮旁设有相应档同步环；第一中间轴上与三档从动齿轮相隔处还固定有第二啮合齿轮，第二中间轴上与五档从动齿轮相隔处固定有第一啮合齿轮；
第二啮合齿轮与差速器相匹配。
2.根据权利要求1所述的汽车混合动力***，其特征在于：所述第一啮合齿轮与第二啮合齿轮于各自中间轴上的位置相应。 
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