CN206537134U - 一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置 - Google Patents

一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置 Download PDF

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Abstract

一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，包括电机、双行星排机构、两个离合器和两个制动器元件。在整车搭载使用时能够实现三个挡位的纯电动驱动模式和三个挡位的混合动力驱动模式。该传动装置去掉与发动机连接的零部件后还可以作为一款三挡的纯电动传动装置使用。

Description

一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置
技术领域
本实用新型属于车辆动力传动技术领域，尤其涉及一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置。
背景技术
汽车动力***电动化已经成为一种发展趋势，随着电池技术的发展纯电动行驶里程问题逐渐得到解决，即使对于混合动力***而言纯电动模式的使用比例也在不断升高。
目前较多的纯电动***都采用单一挡位的固定速比驱动，导致电机无法长时间工作在高效区间。开发多挡位的电驱动传动装置将有利于优化电机的工作区间，提高***工作效率，能够实现行驶里程增加或降低电池容量需求。在混合动力***中多挡位的传动装置也有利于优化发动机工作区间，降低油耗。
实用新型内容
本实用新型专利的目的是提供一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，不仅可以满足纯电动模式下的车速和动力性需求，还可以依靠多挡位的切换提高纯电动和混合动力模式的***效率。除此之外该传动装置还可以作为一款三挡纯电动变速器使用。
为实现上述实用新型目的，提出如下技术方案：
一种纵置车辆的电驱动传动装置，包括电机、双行星排机构、两个离合器和两个制动器元件，其特征在于：
所述双行星排机构包括第一单行星排和第二单行星排，第一单行星排和第二单行星排组成传动装置的动力耦合机构；所述第一单行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一外齿圈；所述第二单行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第二外齿圈。第一行星架和第二外齿圈连接构成第一连轴，同时在第一连轴上布置第一制动器；第一外齿圈与第二行星架连接构成第二连轴并作为动力耦合机构的动力输出轴；第一太阳轮安装在第三连轴上，同时在第三连轴上布置第二制动器。第二太阳轮通过电机转子轴与电机转子连接，电机定子固定在传动装置壳体上；在第二连轴与电机转子轴之间设置第一离合器。第二连轴作为传动装置输出轴，与整车主减速齿轮连接。
在传动装置中心输入轴和电机转子轴之间设置第二离合器,传动装置中心输入轴与第二动力源连接，第二动力源是发动机或发动机和发电机的组合。
第一离合器的功能是使行星排的两个元件同转速运行，从而获得直接挡传动。根据行星排机构的特性，任意两个元件同转速运行时行星排内部各元件将无相对转动。因此，第一离合器还可以设置在第二连轴与第一连轴之间，或者设置在电机转子轴与第一连轴之间。
在纯电动驱动模式时，控制第二离合器打开。闭合第一制动器将第一连轴锁止，此时行星齿轮机构将以固定传动比转动，能够以较大的传动比输出驱动扭矩，作为第一挡纯电动模式。当车速较高时控制第一制动器打开，同时控制第二制动器闭合，实现第三连轴锁止，此时行星排机构以固定传动比工作，作为第二挡纯电动模式。单独闭合第一离合器时，行星排机构各元件都将同转速运行，作为第三挡纯电动模式，在该模式下整车可以获得高车速而不会导致电机转速过高。在挡位切换时需要同时对换挡元件进行滑磨控制，降低换挡过程输出扭矩波动。
当动力***需要进入混合动力驱动模式时，控制第二离合器闭合使发动机与电机转子轴连接，此时同时闭合第一制动器，作为第一挡位混合动力模式；当同时闭合第二离合器和第二制动器时，作为第二挡混合动力模式；当同时闭合第二离合器和第一离合器时，作为第三挡混合动力模式，此时为直接挡位。该传动装置在混动模式下能够实现三个挡位的选择，除此之外还可以控制电机的发电功率进一步优化发动机的工作状态。
有益效果
本实用新型提供一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，不仅可以满足纯电动模式下的车速和动力性需求，还可以依靠多挡位的切换提高纯电动和混合动力模式的***效率。除此之外该传动装置还可以作为一款三挡纯电动变速器使用。
附图说明
附图1是本实用新型实施例1的结构示意图
附图2是本实用新型实施例2传动示意图
附图3是本实用新型实施例3的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种用于纵置车辆的混合动力传动装置，包括电机EM、双行星排机构、两个离合器和两个制动器元件，所述双行星排机构包括第一单行星排PG1和第二单行星排PG2，第一单行星排PG1和第二单行星排组成传动装置的动力耦合机构；所述第一单行星排PG1包括第一太阳轮4、第一行星轮5、第一行星架PC1和第一外齿圈6；所述第二单行星排PG2包括第二太阳轮8、第二行星轮9、第二行星架PC2和第二外齿圈10。第一行星架PC1和第二外齿圈10连接构成第一连轴3，同时在第一连轴3上布置第一制动器B1；第一外齿圈6与第二行星架PC2连接构成第二连轴7并作为动力耦合机构的动力输出轴，与整车主减速齿轮连接。第一太阳轮4安装在第三连轴2上，同时在第三连轴2上布置第二制动器B2。第二太阳轮8通过电机转子轴11与电机转子12连接，电机定子13固定在传动装置壳体0上；在第二连轴7与电机转子轴11之间设置第一离合器C1。传动装置中心输入轴1通过飞轮减振器FW与发动机连接，在中传动装置心输入轴1和电机转子轴11之间设置第二离合器C2。
本实用新型采用两个单行星排机构与换挡元件协调工作，实现三个挡位的纯电动模式和三个挡位的混合动力模式。各工作模式与换挡元件之间的控制逻辑关系如下表所示。
工作模式 B1 B2 C1 C2
EV-1 ● 〇 〇 〇
EV-2 〇 ● 〇 〇
EV-3 〇 〇 ● 〇
HEV-1 ● 〇 〇 ●
HEV-2 〇 ● 〇 ●
HEV-3 〇 〇 ● ●
注：〇-打开状态；●-闭合状态。
(1)纯电动驱动模式
第一制动器B1单独闭合时，第一连轴3被固定在传动装置箱体上，作为第一挡纯电动模式。在该挡位下可以获得较大的驱动扭矩，此时电机至车轮边的传动比为：
iEV1＝(-ipg2+1)*iFD
其中，ipg2为第二行星排(PG2)传动比(对于单行星排传动比为负值，数值上等于外齿圈齿数除以太阳轮齿数)；iFD为整车主减速比。
第二制动器B2单独闭合时，第三连轴2被锁止在传动装置箱体上，此时作为第二挡纯电动模式。该挡位用于较高车速工况，此时电机至车轮边的传动比为：
其中，ipg1为第一行星排(PG1)传动比(对于单行星排传动比为负值，数值上等于外齿圈齿数除以太阳轮齿数)；
第一离合器C1单独闭合时，行星排机构整体转动,各元件之间没有相对转动，作为第三挡纯电动模式。该挡位可以获得高车速而不会导致电机转速过高,此时电机至车轮边的传动比为：
iEV3＝1*iFD
(2)混合动力驱动模式
当动力***需要进入混合动力驱动模式时，发动机启动进入混合动力模式，该传动装置能够实现三个挡位的发动机驱动模式。
闭合第二离合器C2闭合，发动机和电机实现同轴传动，再闭合第一制动器B1，此时为第一挡混合动力模式，发动机至车轮边的传动比等于iEV1。
当车速进一步增加时，闭合第二离合器C2和第二制动器B2，此时作为第二挡混合动力模式，发动机至车轮边的传动比等于iEV2。
当同时闭合第二离合器C2和第一离合器C1时，行星排机构各元件将整体转动，此时为直接挡模式，定义为第三挡混合动力模式，此时发动机至车轮边的传动比等于iEV3。
即使在电池电量充足的情况下，依然可以启动发动机进行助力，满足大扭矩工况需求。
实施例2
如附图2所示，在实施例1的结构方案基础上去掉中心输入轴1及第二离合器C2，就可以得到一款三个挡位的单电机纯电动传动装置。
实施例3
如附图3所示，传动装置输入轴与发动机ICE和发电机EM2构成的组合动力源连接。发动机通过飞轮减振器FW与发电机EM2的转子14连接，发电机EM2的定子15固定在发动机或传动装置的壳体上，传动装置输入轴1与发电机EM2的转子14连接。
在纯电动行驶时，采用电机EM单独驱动，动力***具有与实施例1完全相同的三挡行驶模式。在混合动力模式行驶时，动力***除了具有与实施例1相同的三个挡位的混合动力模式之外，还可以实现串联混合动力工作模式，即发动机带动发电机EM2发电，供给电机EM使用。在串联混合动力驱动模式下，整车将直接由电机EM驱动，能够按照纯电动模式下的三个挡位工作。

Claims (4)

1.一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，包括电机、双行星排机构、两个离合器和两个制动器元件，其特征在于：
所述双行星排机构包括第一单行星排和第二单行星排，第一单行星排和第二单行星排组成传动装置的动力耦合机构，所述第一单行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一外齿圈，所述第二单行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第二外齿圈，第一行星架和第二外齿圈连接构成第一连轴，同时在第一连轴上布置第一制动器，第一外齿圈与第二行星架连接构成第二连轴，第二连轴并作为动力耦合机构的动力输出轴，第一太阳轮安装在第三连轴上，同时在第三连轴上布置第二制动器，第二太阳轮通过电机转子轴与电机转子连接，电机定子固定在传动装置壳体上，在第二连轴与电机转子轴之间设置第一离合器，第二连轴作为传动装置的输出轴，与整车主减速齿轮连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，其特征在于：传动装置中心输入轴和电机转子轴之间设置第二离合器,传动装置中心输入轴与第二动力源连接，第二动力源是发动机或发动机和发电机的组合。
3.根据权利要求1所述的一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，其特征在于：第一离合器还能够设置在第二连轴与第一连轴之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于纵置后驱车辆的动力传动装置，其特征在于：第一离合器还能够设置在电机转子轴与第一连轴之间。
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