CN205588974U - 汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车，包括混合动力***和内燃机，内燃机与混合动力***驱动连接，混合动力***包括第一行星排和第二行星排，第一行星架与内燃机传动连接，第一太阳轮与第一电机连接，第一齿圈通过主传动轴与第一驱动桥连接；第二行星架与主传动轴传动连接，第二太阳轮与第二电机连接，第二齿圈与第二驱动桥连接；第二电机与空调压缩机传动连接，第二电机与第二太阳轮之间设有第一离合器，第一离合器用于切断或实现第二电机与第二太阳轮之间的传动；第二行星排还与模式离合器连接，模式离合器具有两种模式：使得第二行星排一体运动的模式或使得第二行星排各构件自如转动的模式。该汽车能够在车辆停车时仍允许空调运转，保证空调运转的连续性。

Description

汽车

技术领域

本实用新型属于具有多种动力源的机动车辆的传动布置技术领域，特别是涉及一种汽车。

背景技术

混合动力车辆近年来得到政府及社会的大力支持，得益于其高节油率，低排放。理想情况下混合动力车辆节油率最高可达到50％以上，如此高的节油率大部分得益于发动机怠速停机控制，即低速等发动机燃油率低的工况下使发动机停止工作，用电动机驱动***，能有效提高发动机的整体工况下的燃油率。通常空调压缩机由发动机通过皮带轮或其他类似装置直接带动，只有发动机启动时空调才能正常运转。这样造成了一种矛盾，即要么怠速工况下不能使用空调，要么使用空调不允许怠速。例如在夏天，为保证乘车人的舒适性，只能持续开空调，这给混合动力车辆的正常使用造成了一定障碍。虽然机械/电动两用空调可以解决发动机怠速使用空调的问题，但是由于机械/电动两用空调成本比普通空调高出许多，而且需要另加驱动空调压缩机的电机，使车辆布置时也会受到诸多限制。

发明内容

本实用新型为克服现有技术中存在的技术问题而提供一种汽车，该汽车能够在车辆停车时仍允许空调运转，保证空调运转的连续性。

一种汽车，包括混合动力***和内燃机，内燃机与混合动力***驱动连接，混合动力***包括第一行星排和第二行星排，第一行星排包括第一行星架、第一太阳轮和第一齿圈，第二行星排包括第二行星架、第二太阳轮和第二齿圈，

第一行星架与内燃机传动连接，第一太阳轮与第一电机连接，第一齿圈通过主传动轴与第一驱动桥连接；

第二行星架与主传动轴传动连接，第二太阳轮与第二电机连接，第二齿圈与第二驱动桥连接；第二电机与空调压缩机传动连接，第二电机与第二太阳轮之间设有第一离合器，第一离合器用于选择性的切断或实现第二电机与第二太阳轮之间的传动；第二行星排还与模式离合器连接，模式离合器具有两种模式：使得第二行星架、第二太阳轮、第二齿圈一体运动的模式或使得第二行星架、第二太阳轮、第二齿圈相对自如的转动的模式。

通过将第二行星排与第二驱动桥相连，而且将空调压缩机与第二电机传动连接，使得在停车时，可以利用第一离合器断开第二电机与第二行星排中的动力联系，第二电机来带动空调压缩机运转，在车辆停车时，保证空调仍可以使用。当车辆行驶时，可以利用转矩耦合或转速耦合的方式，从第二行星排中获取动力，驱动空调压缩机，启动空调；或者与停车时 的状态相同，断开第二电机与第二行星排中的动力联系，实现空调压缩机的单独驱动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：主传动轴包括第一主传动轴和第二主传动轴，第一主传动轴和二主传动轴通过液力变矩器连接。

通过液力变矩器的方式，可以实现与普通的离合器相同的传递两根轴的扭矩的效果。而且，还可以调节能够传递的扭矩大小，有利于提高对四驱车后桥的扭矩的控制。而且，还可以减少发动机的振动对后轴的影响，提高了乘坐的舒适感，也改善了后轴的受力状况，增加了后轴的寿命。

进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：内燃机与第一行星架之间设有用于将内燃机的动力单向传递给第一行星架的单向离合器。

设置单向离合器，可以实现由第二电机带动第二行星排整体转动，第二行星排的转动不会影响到内燃机，以实现电机纯电动，从而在车速较低的状态下，不用开启发动机作为车辆前进的动力源，从而提高了能源的利用率，也提高了车辆在低速时的乘坐舒适性。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：第一电机还设有第一制动器。

通过将第一电机制动，可以利用第一行星排起到变速作用，将发动机的转速升高，使其的实际转速尽可能的处于效率较高的区间，提高了发动机的效率，减少了油耗。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：第一电机和第二电机均为双绕组电机，第一电机与第一电机控制器电连接，第二电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器与第一高压电源和第二高压电源电连接。

每台电机控制器都连接了两个高压电源，可以方便两个高压电源通过电机控制器实现电源之间的能量转换，可以利用吸收能量速度较快的电源，例如超级电容，瞬间快速吸收车辆制动的能量，然后再转移至储能能力较强、但吸收能量速度稍低的电源，例如动力电池上。从而在尽可能保证行车安全性的前提下，尽量提高制动能量的利用率。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：内燃机上还设有启动发电一体机，启动发电一体机与低压电源电连接，低压电源还与助力转向控制器电连接。

通过将助力转向控制器，通过启动发电一体机(ISG)，可以及时的对车内的低压电源，例如24V蓄电池进行充电。

进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：助力转向控制器与助力转向电机连接，助力转向电机为双绕组电机，助力转向控制器与第一高压电源和低压电源电连接。

当助力转向控制器还与第一高压电源连接的时候，高压电源，例如动力电池或超级电容，还可以通过助力转向控制器和助力转向电机，实现高压电源与低压电源之间的DC-DC转换，可以利用容量很大的高压电源为低压电源补充电量，以保证低压电源具有足够的能量。

进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：助力转向控制器还与第二高压电源电连接。

当助力转向控制器与两个高压电源都连接的时候，助力转向控制器和助力转向电机可以承担两个高压电源之间的DC-DC转换角色，而无需经过需要正常输出或输入功率或需要被 制动的第一电机和第二电机，避免影响这两个电机的正常工作。

进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：第一行星排、第一电机、主传动轴、第二行星排、第二电机、液力变矩器、模式离合器、第一离合器均设置在同一壳体内，壳体设置在第一驱动桥与第二驱动桥之间。

将动力耦合装置和电机、离合器等均集成于同一个壳体中，可以最大限度的减少传动组件在车体中的长度，方便车辆的空间布局，同时也能够集中的利用上冷却***对传动机构和电机的冷却作用，降低了冷却***的管路复杂程度。

再进一步优选的技术方案，其附加技术特征在于：第一电机还设有第一制动器；第一电机与第一电机控制器电连接，第二电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与第一高压电源和第二高压电源电连接；内燃机上还设有启动发电一体机，启动发电一体机与低压电源电连接，低压电源还与助力转向控制器电连接，助力转向控制器与助力转向电机连接，助力转向电机为双绕组电机，双绕组电机的两套绕组分别通过第一高压电源和低压电源电连接，助力转向控制器还与第一高压电源和第二高压电源电连接。

通过将第一电机制动，可以利用第一行星排起到变速作用，将发动机的转速升高，使其的实际转速尽可能的处于效率较高的区间，提高了发动机的效率，减少了油耗。每台电机控制器都连接了两个高压电源，可以方便两个高压电源通过电机控制器实现电源之间的能量转换，可以利用吸收能量速度较快的电源，例如超级电容，瞬间快速吸收车辆制动的能量，然后再转移至储能能力较强、但吸收能量速度稍低的电源，例如动力电池上。从而在尽可能保证行车安全性的前提下，尽量提高制动能量的利用率。通过将助力转向控制器，通过启动发电一体机(ISG)，可以及时的对车内的低压电源，例如24V蓄电池进行充电。当助力转向控制器与两个高压电源都连接的时候，助力转向控制器和助力转向电机可以承担两个高压电源之间的DC-DC转换角色，而无需经过需要正常输出或输入功率或需要被制动的第一电机和第二电机，避免影响这两个电机的正常工作。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5是本实用新型实施例5的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1：

本实施例中，传动连接指的是不经过离合器的部件之间的连接方式，例如，可以是通过联轴器连接，可以是通过齿轮啮合连接，也可以是通过皮带或链条传动的连接。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；图中，各个附图标记表示的含义如下：1、内燃机；2、第一行星架；3、第一太阳轮；4、第一齿圈；5、第二行星架；6、第二太阳轮；7、第二齿圈；8、第一电机；9、主传动轴；10、第一驱动桥；11、空调压缩机；12、第一离合器；13、模式离合器；14、第二驱动桥；28、第二电机。

一种汽车，包括混合动力***和内燃机1，内燃机1与混合动力***驱动连接，混合动力***包括第一行星排和第二行星排，第一行星排包括第一行星架2、第一太阳轮3和第一齿圈4，第二行星排包括第二行星架5、第二太阳轮6和第二齿圈7，

第一行星架2与内燃机1传动连接，第一太阳轮3与第一电机8连接，第一齿圈4通过主传动轴9与第一驱动桥10连接；

第二行星架5与主传动轴9传动连接，第二太阳轮6与第二电机28连接，第二齿圈7与第二驱动桥14连接；第二电机28与空调压缩机11传动连接，第二电机28与第二太阳轮6之间设有第一离合器12，第一离合器12用于选择性的切断或实现第二电机28与第二太阳轮6之间的传动；第二行星排还与模式离合器13连接，模式离合器13具有两种模式：使得第二行星架5、第二太阳轮6、第二齿圈7一体运动的模式或使得第二行星架5、第二太阳轮6、第二齿圈7相对自如的转动的模式。

通过将第二行星排与第二驱动桥14相连，而且将空调压缩机11与第二电机28传动连接，使得在停车时，可以利用第一离合器12断开第二电机28与第二行星排中的动力联系，第二电机28来带动空调压缩机11运转，在车辆停车时，保证空调仍可以使用。当车辆行驶时，可以利用转矩耦合或转速耦合的方式，从第二行星排中获取动力，驱动空调压缩机11，启动空调；或者与停车时的状态相同，断开第二电机28与第二行星排中的动力联系，实现空调压缩机11的单独驱动。

本实施例的动作原理为：

当需要由内燃机1直接驱动的时候，可以第二电机28的输出扭矩设为0，则第二行星排上将不进行动力耦合或分配，所以第二驱动桥14上的车轮将会处于被动模式。而第一行星排中的第一电机8，则处于转速耦合的状态，可以根据汽车的电源的情况，选择充电模式或电动模式，从而为电池补充电量或为车辆的驱动增加扭矩。

当车辆处于从静止状态加速的时候，需要较大的总输出扭矩，所以，此时不但可以让第一电机8处于电动状态，还可以将第一离合器12处于接合状态，使得第二电机28的动力能够传递到第二行星排中，此时，第二行星排将处于转速耦合的状态，第二电机28的动力输入到第二行星排中，也将会对经主传动轴9输入的动力有一个放大的作用，从而使得整车具有较大的总输出扭矩，可以提供较好的加速度。

当车辆需要进行制动的时候，关闭发动机，同时对第一电机8不供电能，第二行星排 中，第一离合器12处于结合状态，模式离合器13处于使得第二行星排中的第二行星架5、第二齿圈7、第二太阳轮6整体转动的状态，由第二电机28吸收车辆的动能，对车辆进行制动的同时，将车辆的制动能量转化成电源的电能储存。

当车辆需要处于纯电动状态的时候，关闭发动机，同时对第一电机8不供电能，第二行星排中，第一离合器12处于结合状态，模式离合器13处于使得第二行星排中的第二行星架5、第二齿圈7、第二太阳轮6整体转动的状态，由第二电机28向第二行星排输入能量，带动第二驱动桥14旋转，推动车辆前进。

当需要打开空调的时候，可以使得第一离合器12处于断开状态，第二电机28单独通过驱动装置，例如是齿轮传动装置带动空调压缩机11做功。或者也可以使得第一离合器12处于结合状态，则空调压缩机11也可以从第二电机28处于电动模式时的输出功率或第二电机28发电模式的输入功率分分得所需的功率，用以驱动空调压缩机11。

实施例2：

图2是本实用新型实施例2的汽车的结构示意图；图中，与实施例1中附图相同的附图标记，表示的内容与实施例1中的附图标记相同，相对于实施例1的附图所新增加的附图标记，表示的含义如下：15、第一制动器。

本实施例与实施例1的区别在于：

第一电机8还设有第一制动器15。

通过将第一电机8制动，不但可以在第一行星排处实现内燃机1动力与第一电机8动力的转速耦合，还可以利用第一制动器15将第一电机8和第一行星架2制动，利用第一行星排起到单级减速器的变速作用，将发动机的转速升高，使其的实际转速尽可能的处于效率较高的区间，提高了发动机的效率，减少了油耗。

实施例3：

图3是本实用新型实施例3的汽车的结构示意图；图中，与实施例1、2中附图相同的附图标记，表示的内容与实施例1、2中的附图标记相同，相对于实施例1、2的附图新出现的附图标记的表示的含义如下：16、单向离合器；17、液力变矩器；26、第一主传动轴；27、第二主传动轴。

本实施例的汽车与上述实施例2的区别之处在于，

传动轴包括第一主传动轴26和第二主传动轴27，第一主传动轴26和二主传动轴通过液力变矩器17连接。内燃机1与第一行星架2之间设有用于将内燃机1的动力单向传递给第一行星架2的单向离合器16。

通过液力变矩器17的方式，可以实现与普通的离合器相同的传递两根轴的扭矩的效果。而且，还可以调节能够传递的扭矩大小，有利于提高对四驱车第二驱动桥14的扭矩的控制。而且，还可以减少发动机的振动对后轴的影响，提高了乘坐的舒适感，也改善了后轴的受力 状况，增加了后轴的寿命。

而且通过设置液力变矩器17，可以断开第一行星排与第二行星排之间的动力联系。特别是在城市内拥堵程度较高的情况下，车辆只能慢速行驶。此时可以断开两个行星排之间的动力联系，可以让第一行星排处于转速耦合状态，并且驱动前轮旋转带动车辆前进，同时内燃机1运转以通过第一电机8给电源充电，同时，第二电机28从电源得电以带动后轮旋转，推动车轮前进。从而实现可以让内燃机1处于较高效率区间的充电模式和第二电机28的电动模式的串联工况。

设置单向离合器16，可以实现由第二电机28带动第二行星排整体转动，以实现电机纯电动，从而在车速较低的状态下，不用开启发动机作为车辆前进的动力源，从而提高了能源的利用率，也提高了车辆在低速时的乘坐舒适性。

实施例4：

图4是本实用新型实施例4的汽车的结构示意图；图中，与实施例3中附图相同的附图标记，表示的内容与实施例3中的附图标记相同，相对于实施例3的附图新出现的附图标记的表示的含义如下：18、壳体。

本实施例与实施例3的不同之处在于：

第一行星排、第一电机8、第一主传动轴26、第二主传动轴27、第二行星排、第二电机28、液力变矩器17、模式离合器13、第一离合器12均设置在同一壳体18内，壳体18设置在第一驱动桥10与第二驱动桥14之间。

将动力耦合装置和电机、离合器等均集成于同一个壳体18中，可以最大限度的减少传动组件在车体中的长度，方便车辆的空间布局，同时也能够集中的利用上冷却***对传动机构和电机的冷却作用，降低了冷却***的管路复杂程度。而且，专门生产混合动力***的企业，可以将所生产的混合动力***中的机械部分均置于该壳体18中，销售运输给整车生产企业，方便了企业的分工专业化。

实施例5：

图5是本实用新型实施例5的汽车的结构示意图；图中的虚线表示电连接。图中，与实施例3中附图相同的附图标记，表示的内容与实施例3中的附图标记相同，相对于实施例3的附图新出现的附图标记的表示的含义如下：19、第一电机控制器；20、第二电机控制器；21、启动发电一体机；22、助力转向控制器；23、助力转向电机；24、第一高压电源；25、第二高压电源；29、低压电源。

本实施例与实施例3的不同之处在于：

第一电机8和第二电机28均为双绕组电机，第一电机8与第一电机控制器19电连接，第二电机28与第二电机28控制器20电连接，第一电机控制器19和第二电机28控制器20均与第一高压电源24和第二高压电源25电连接；内燃机1上还设有启动发电一体机21，启 动发电一体机21与低压电源29电连接，低压电源29与助力转向控制器22电连接，助力转向控制器22与助力转向电机23连接，助力转向电机23为双绕组电机，双绕组电机的两套绕组分别通过第一高压电源24和低压电源29电连接，助力转向控制器22还与第一高压电源24和第二高压电源25电连接。本实施例中，第一高压电源24是动力电池，第二高压电源25为超级电容，实际上还可以将二者互换。

每台电机控制器都连接了两个高压电源，可以方便两个高压电源通过电机控制器实现电源之间的能量转换，可以利用吸收能量速度较快的电源，例如超级电容，瞬间快速吸收车辆制动的能量，然后再转移至储能能力较强、但吸收能量速度稍低的电源，例如动力电池上。从而在尽可能保证行车安全性的前提下，尽量提高制动能量的利用率。通过将助力转向控制器22，通过启动发电一体机21(ISG)，可以及时的对车内的低压电源29，例如24V蓄电池进行充电。当助力转向控制器22与两个高压电源都连接的时候，助力转向控制器22和助力转向电机23可以承担两个高压电源之间的DC-DC转换角色，而无需经过需要正常输出或输入功率或需要被制动的第一电机8和第二电机28，避免影响这两个电机的正常工作。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：(1)实施例1的附图中，显示的是第二电机的输出端与空调压缩机11是通过齿轮连接，实际上还可以通过三角皮带传动或同步带传动连接；(2)实施例5表示是具有液力变矩器的传动***设置在一个壳体内的情况，实际上，诸如实施例1或实施例2的不设有液力变矩器的传动***也可以设置在一个壳体内，以提高***的集成化程度。这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车，包括混合动力***和内燃机，所述内燃机与混合动力***驱动连接，其特征在于：所述混合动力***包括第一行星排和第二行星排，所述第一行星排包括第一行星架、第一太阳轮和第一齿圈，所述第二行星排包括第二行星架、第二太阳轮和第二齿圈，

所述第一行星架与所述内燃机传动连接，所述第一太阳轮与第一电机连接，所述第一齿圈通过主传动轴与第一驱动桥连接；

所述第二行星架与所述主传动轴传动连接，所述第二太阳轮与第二电机连接，所述第二齿圈与第二驱动桥连接；所述第二电机与空调压缩机传动连接，所述第二电机与所述第二太阳轮之间设有第一离合器，所述第一离合器用于选择性的切断或实现所述第二电机与所述第二太阳轮之间的传动；所述第二行星排还与模式离合器连接，所述模式离合器具有两种模式：使得第二行星架、第二太阳轮、第二齿圈一体运动的模式或使得第二行星架、第二太阳轮、第二齿圈相对自如的转动的模式。

2.根据权利要求1所述的汽车，其特征在于：所述主传动轴包括第一主传动轴和第二主传动轴，所述第一主传动轴和所述第二主传动轴通过液力变矩器连接。

3.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述内燃机与所述第一行星架之间设有用于将所述内燃机的动力单向传递给所述第一行星架的单向离合器。

4.根据权利要求1所述的汽车，其特征在于：所述第一电机还设有第一制动器。

5.根据权利要求1所述的汽车，其特征在于：所述第一电机和所述第二电机均为双绕组电机，所述第一电机与第一电机控制器电连接，所述第二电机与第二电机控制器电连接，所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均与第一高压电源和第二高压电源电连接。

6.根据权利要求5所述的汽车，其特征在于：所述内燃机上还设有启动发电一体机，所述启动发电一体机与低压电源电连接，所述低压电源还与助力转向控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于：所述助力转向控制器与助力转向电机连接，所述助力转向电机为双绕组电机，所述助力转向控制器与所述第一高压电源和所述低压电源电连接。

8.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于：所述助力转向控制器还与第二高压电源电连接。

9.根据权利要求2所述的汽车，其特征在于：所述第一行星排、所述第一电机、所述主传动轴、所述第二行星排、所述第二电机、所述液力变矩器、所述模式离合器、所述第一离合器均设置在同一壳体内，所述壳体设置在所述第一驱动桥与所述第二驱动桥之间。