CN210617837U - 混合动力汽车用动力驱动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合动力汽车用动力驱动***，包括发动机、第一离合器、输入组件、输出组件、第一电机和第二电机，输入组件包括内输入轴、一档输入轴、二档输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第三离合器，内输入轴通过第一离合器与第一电机连接且内输入轴与第二电机连接，一档输入轴通过第二离合器与内输入轴连接，二档输入轴通过第三离合器与第二离合器连接。本实用新型的混合动力汽车用动力驱动***可在较低成本和较好的***鲁棒性的前提下根据不同的路况选择不同的工作模式并可实现无动力中断换档，从而使车辆具有较好的换档舒适性和燃油经济性。

Description

混合动力汽车用动力驱动***

技术领域

本实用新型属于混合动力汽车技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种混合动力汽车用动力驱动***。

背景技术

混合动力汽车是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动***联合组成的车辆，目前的混合动力汽车一般采用发动机和电机作为动力源，通过不同的控制策略，使电机单独或与发动机一起提供动力。这样可充分发挥两种动力源的优势，即电机节能、污染小、噪声低、中低速动力性能好，但续航里程少，充电设施不完备，而发动机则具有很好的续航能力、加油设施完备。两者结合后可以取长补短，改善车辆的动力性、经济性和环保性。

现有的两档混动汽车的动力总成有很多种不同的方案，每种方案各有其优缺点。公开号为CN106585359A和CN106585360A的专利文献所公开的技术方案均采用了三个离合器、两个制动带和一套行星齿轮机构来实现两个前进档和一个倒档，离合器数量较多，控制较复杂，不具成本优势。公开号为CN102085795A的专利文献所公开的技术方案，结构布置紧凑，内部连接合理高效，且能实现不同的工作模式及档位，但其在换档过程中，不可避免的会有动力中断现象，换档舒适性差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种混合动力汽车用动力驱动***，目的是避免换档过程中动力中断。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：混合动力汽车用动力驱动***，包括发动机、第一离合器、输入组件、输出组件、差速器从动齿轮、差速器总成、第一电机和第二电机，所述输入组件包括内输入轴、一档输入轴、二档输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第三离合器，所述输出组件包括输出轴以及设置于输出轴上且与一档主动齿轮相啮合的一档从动齿轮、与第二档主动齿轮相啮合的二档从动齿轮和与所述差速器从动齿轮相啮合的差速器主动齿轮，内输入轴通过所述第一离合器与第一电机连接且内输入轴与第二电机连接，一档输入轴通过第二离合器与内输入轴连接，二档输入轴通过第三离合器与第二离合器连接。

所述一档输入轴空套在所述内输入轴上，一档输入轴的一端与所述第二离合器的从动盘连接，一档输入轴的另一端与所述一档主动主齿轮连接，第二离合器的主动盘与所述内输入轴连接；所述二档输入轴空套在一档输入轴上，二档输入轴的一端与所述第三离合器的从动盘连接，二档输入轴的另一端与所述二档主动齿轮连接，第三离合器的主动盘与第二离合器的主动盘连接。

所述第一电机通过减振器与所述发动机连接，内输入轴的一端与所述第一离合器的从动盘连接，内输入轴的另一端与所述第二电机连接，第一电机和第二电机均具有驱动和发电功能。

所述第二电机通过输出齿轮组与所述内输入轴连接。

所述输出齿轮组包括与所述第二电机连接的输出主动齿轮、与输出主动齿轮相啮合的输出惰轮和与输出惰轮相啮合且与所述内输入轴连接的输出从动齿轮。

本实用新型的混合动力汽车用动力驱动***，通过合理有效的设计，使得内部结构简单、连接高效合理、控制方便易行，能够合理利用发动机、第一电机和第二电机输出的动力，结合三个离合器结合和分离的控制，可在较低成本和较好的***鲁棒性的前提下根据不同的路况选择不同的工作模式并可实现无动力中断换档，从而使车辆具有较好的换档舒适性和燃油经济性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型混合动力汽车用动力驱动***的结构示意图；

图2是本实用新型混合动力汽车用动力驱动***的另一结构示意图；

图中标记为：1、第一电机；2、发动机；3、第二电机；4、减振器；5、输入组件；51、内输入轴；52、一档输入轴；53、二档输入轴；54、一档主动齿轮；55、二档主动齿轮；6、输出组件；61、输出轴；62、一档从动齿轮；63、二档从动齿轮；64、差速器主动齿轮；7、差速器从动齿轮；8、差速器总成；9、输出齿轮组；91、输出主动齿轮；92、输出惰轮；93、输出从动齿轮；C1、第一离合器；C2、第二离合器；C3、第三离合器。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种混合动力汽车用动力驱动***，包括发动机2、第一离合器C1、输入组件5、输出组件6、差速器从动齿轮7、差速器总成8、第一电机1和第二电机3，第一电机1和第二电机3均具有驱动和发电功能，输入组件5包括内输入轴51、一档输入轴52、二档输入轴53、一档主动齿轮54、二档主动齿轮55、第二离合器C2和第三离合器C3，输出组件6包括输出轴61以及设置于输出轴61上且与一档主动齿轮54相啮合的一档从动齿轮62、与第二档主动齿轮55相啮合的二档从动齿轮63和与差速器从动齿轮7相啮合的差速器主动齿轮64，内输入轴51通过第一离合器C1与第一电机1连接且内输入轴51与第二电机3连接，一档输入轴52通过第二离合器C2与内输入轴51连接，二档输入轴53通过第三离合器C3与第二离合器C2连接。

具体地说，如图1和图2所示，一档输入轴52空套在内输入轴51上且一档输入轴52与内输入轴51为同轴设置，一档输入轴52与内输入轴51之间设置轴承，一档输入轴52采用轴承支撑。二档输入轴53空套在一档输入轴52上且二档输入轴53与一档输入轴52为同轴设置，二档输入轴53与一档输入轴52之间设置轴承，二档输入轴53采用轴承支撑。第一离合器C1用于控制内输入轴51与第一电机1的结合与分离，一档输入轴52的一端与第二离合器C2的从动盘固定连接，一档输入轴52的另一端与一档主动主齿轮固定连接，第二离合器C2的主动盘与内输入轴51固定连接。二档输入轴53的一端与第三离合器C3的从动盘固定连接，二档输入轴53的另一端与二档主动齿轮55固定连接，第三离合器C3的主动盘与第二离合器C2的主动盘固定连接。第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3的结构属于现有技术，故在此不再赘述。

如图1和图2所示，第一电机1和第二电机3与蓄电池电连接，可以为蓄电池充电，第一电机1通过减振器4与发动机2连接，内输入轴51的一端与第一离合器C1的从动盘固定连接，内输入轴51的另一端与第二电机3固定连接。第一电机1与输入组件5间设有第一离合器C1，通过第一离合器C1的结合与分离，实现发动机2和第一电机1的动力向输入组件5的连通与断开。第二电机3与输入组件5中的内输入轴51固定连接，从而将第二电机3产生的动力传递到输入组件5上。

如图1和图2所示，一档主动齿轮54与一档输入轴52为同轴固定连接，二档主动齿轮55与二档输入轴53为同轴固定连接，一档主动齿轮54的直径小于二档主动齿轮55的直径，在内输入轴51的轴向上，二档主动齿轮55位于一档主动齿轮54与第三离合器C3之间。输出轴61与内输入轴51相平行，一档从动齿轮62、二档从动齿轮63和差速器主动齿轮64与输出轴61为同轴固定连接且一档从动齿轮62、二档从动齿轮63和差速器主动齿轮64为沿输出轴61的轴向依次布置，一档从动齿轮62的直径大于一档主动齿轮54的直径且大于二档从动齿轮63的直径，差速器主动齿轮64的直径小于差速器从动齿轮7的直径，差速器从动齿轮7与差速器总成8固定连接，差速器总成8用于输出动力驱动***的动力至车辆的半轴，从而带动车轮转动，产生驱动车辆行驶的驱动力。

如图1所示，第一电机1的结构如同本领域技术人员所公知的那样，其主要包括转子、定子和转子支架，转子固定在转子支架上，第一电机1的转子支架的一端与发动机2通过减振器4直接相连，第一电机1的转子支架的另一端与第一离合器C1的主动盘固定连接，第一离合器C1的从动盘与内输入轴51的一端固定连接。第二电机3的结构如同本领域技术人员所公知的那样，其主要包括转子和定子，内输入轴51的另一端与第二电机3的转子固定连接。

作为变形实施方案，根据第二电机3的选配型号的不同，在第二电机3与内输入轴51之间设置输出齿轮组9，以便于整箱的布置，并由输出齿轮组9将第二电机3产生的动力传递至内输入轴51。如图2所示，第二电机3通过输出齿轮组9与内输入轴51连接，输出齿轮组9起到减速增矩的作用，该输出齿轮组9包括与第二电机3连接的输出主动齿轮91、与输出主动齿轮91相啮合的输出惰轮92和与输出惰轮92相啮合且与内输入轴51连接的输出从动齿轮93。输出主动齿轮91、输出惰轮92和输出从动齿轮93均为圆柱齿轮，输出主动齿轮91与第二电机3的转子固定连接，输出惰轮92位于输出主动齿轮91和输出从动齿轮93之间，输出从动齿轮93与内输入轴51为同轴固定连接，在内输入轴51的轴向上，一档主动齿轮54位于二档主动齿轮55与输出从动齿轮93之间。

上述结构的动力驱动***可实现多种的工作模式及档位切换，该动力驱动***的内部结构简单、连接高效合理、控制方便易行，可在较低成本和较好的***鲁棒性的前提下根据不同的路况选择不同的工作模式并可实现无动力中断换档，从而使车辆具有较好的换档舒适性和燃油经济性。

当动力驱动***所应用的车辆处于空档驻车模式时，控制第一电机1、发动机2和第二电机3停止工作，控制第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3处于分离状态，输入组件5与第一电机1之间处于断开状态，从而断开动力源与车轮的动力连接，实现车辆空档驻车功能。

当车辆处于停车充电模式时，第二电机3停止工作，控制第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3处于分离状态，输入组件5与第一电机1之间处于断开状态，车辆整车控制器控制第一电机1首先进入驱动模式，驱动发动机2启动，使发动机2点火，然后由发动机2驱动第一电机1运转，使第一电机1进入发电工作模式，由第一电机1对蓄电池进行充电。

当车辆处于纯电驱动及换档模式时，第二电机3运转，由第二电机3输出动力驱动车辆行驶，发动机2和第一电机1停止工作，第一离合器C1的主动盘和从动盘处于分离状态，输入组件5与第一电机1之间处于断开状态，通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3的结合与分离，实现前进一档、前进二档和倒档功能的切换，且前进一档和前进二档之间的切换是通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。具体地，控制第二离合器C2结合，且在控制控制第二离合器C2结合的同时控制第三离合器C3分离，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第二离合器C2的主动盘上，再经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进一档功能。当需切换至前进二档时，控制第二离合器C2分离，且在控制控制第二离合器C2分离的同时控制第三离合器C3结合，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第三离合器C3的主动盘上，再经第三离合器C3的从动盘传递到二档输入轴53上，再经二档主动齿轮55传递到二档从动齿轮63上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进二档功能。一档和二档间的切换通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。当需切换至倒档时，控制第二电机3反向转动，控制第二离合器C2结合，且在控制控制第二离合器C2结合的同时控制第三离合器C3分离，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第二离合器C2的主动盘上，再经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，驱动车辆倒退，实现倒档。

当车辆处于混合动力并联驱动及换档模式时，由发动机2和第二电机3输出动力驱动车辆行驶，控制第一离合器C1结合，通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3的结合与分离，实现前进一档和前进二档之间的切换，且前进一档和前进二档之间的切换是通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。具体地，控制第一离合器C1和第二离合器C2结合，且在控制控制第一离合器C1和第二离合器C2结合的同时控制控制第三离合器C3分离，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力并与来自发动机2的动力在内输入轴51上耦合后传递到第二离合器C2的主动盘上，来自内输入轴51的动力经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进一档功能；当需切换至前进二档时，控制第二离合器C2分离，且在控制控制第二离合器C2分离的同时控制第一离合器C1和第三离合器C3结合，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力并与来自发动机2的动力在内输入轴51上耦合后传递到第三离合器C3的主动盘上，经第三离合器C3的从动盘传递到二档输入轴53上，再经二档主动齿轮55传递到二档从动齿轮63上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进二档功能。一档和二档间的切换通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换从而实现无动力中断换档。

当车辆处于行车充电串联及换档模式时，由发动机2驱动第一电机1发电，发动机2驱动第一电机1运转，第一电机1对蓄电池进行充电，由第二电机3输出动力驱动车辆行驶，第一离合器C1的主动盘和从动盘处于分离状态，通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3的结合与分离，实现前进一档、前进二档和倒档功能的切换，且前进一档和前进二档之间的切换是通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。该模式下一档、二档和倒档的实现方式与纯电驱动及换档模式下一档、二档及倒档的实现方式的相同，具体地，控制第二离合器C2结合，且在控制控制第二离合器C2结合的同时控制第三离合器C3分离，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第二离合器C2的主动盘上，再经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进一档功能。当需切换至前进二档时，控制第二离合器C2分离，且在控制控制第二离合器C2分离的同时控制第三离合器C3结合，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第三离合器C3的主动盘上，再经第三离合器C3的从动盘传递到二档输入轴53上，再经二档主动齿轮55传递到二档从动齿轮63上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进二档功能。一档和二档间的切换通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。当需切换至倒档时，控制第二电机3反向转动，控制第二离合器C2结合，且在控制控制第二离合器C2结合的同时控制第三离合器C3分离，第二电机3产生的动力经内输入轴51传递到第二离合器C2的主动盘上，再经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，驱动车辆倒退，实现倒档。

当车辆处于行车充电并联及换档模式时，由发动机2输出动力，发动机2输出的一部分动力用于驱动第一电机1发电，发动机2输出的另一部分动力和第二电机3输出的动力在内输入轴51上进行耦合，控制第一离合器C1结合，通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3的结合与分离，实现前进一档和前进二档之间的切换，且前进一档和前进二档之间的切换是通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换实现无动力中断换档。该模式下一档和二档的离合器控制方式和动力传递路线分别与在混合动力并联驱动及换档模式下的一档和二档的相同，具体地，控制第一离合器C1和第二离合器C2结合，且在控制控制第一离合器C1和第二离合器C2结合的同时控制第三离合器C3分离，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力并与来自发动机2的动力在内输入轴51上耦合后传递到第二离合器C2的主动盘上，来自内输入轴51的动力经第二离合器C2的从动盘传递到一档输入轴52上，再经一档主动齿轮54传递到一档从动齿轮62上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进一档功能；当需切换至前进二档时，控制第二离合器C2分离，且在控制控制第二离合器C2分离的同时控制第一离合器C1和第三离合器C3结合，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力传递到内输入轴51上，第二电机3产生的动力并与来自发动机2的动力在内输入轴51上耦合后传递到第三离合器C3的主动盘上，经第三离合器C3的从动盘传递到二档输入轴53上，再经二档主动齿轮55传递到二档从动齿轮63上，再依次经输出轴61、差速器主动齿轮64和差速器从动齿轮7传递到差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，实现该模式下的前进二档功能。一档和二档间的切换通过同时控制第二离合器C2和第三离合器C3进行扭矩交换从而实现无动力中断换档。

当车辆处于制动减速能量回收模式时，根据制动需求、发电效率以及电池允许的充电功率，控制第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3的结合或分离，控制第二电机3或/和第二电机3在制动时进行能量回收给蓄电池进行充电。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.混合动力汽车用动力驱动***，包括发动机、第一离合器、输入组件、输出组件、差速器从动齿轮和差速器总成，其特征在于，还包括第一电机和第二电机，所述输入组件包括内输入轴、一档输入轴、二档输入轴、一档主动齿轮、二档主动齿轮、第二离合器和第三离合器，所述输出组件包括输出轴以及设置于输出轴上且与一档主动齿轮相啮合的一档从动齿轮、与第二档主动齿轮相啮合的二档从动齿轮和与所述差速器从动齿轮相啮合的差速器主动齿轮，内输入轴通过所述第一离合器与第一电机连接且内输入轴与第二电机连接，一档输入轴通过第二离合器与内输入轴连接，二档输入轴通过第三离合器与第二离合器连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动***，其特征在于，所述一档输入轴空套在所述内输入轴上，一档输入轴的一端与所述第二离合器的从动盘连接，一档输入轴的另一端与所述一档主动主齿轮连接，第二离合器的主动盘与所述内输入轴连接；所述二档输入轴空套在一档输入轴上，二档输入轴的一端与所述第三离合器的从动盘连接，二档输入轴的另一端与所述二档主动齿轮连接，第三离合器的主动盘与第二离合器的主动盘连接。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车用动力驱动***，其特征在于，所述第一电机通过减振器与所述发动机连接，内输入轴的一端与所述第一离合器的从动盘连接，内输入轴的另一端与所述第二电机连接，第一电机和第二电机均具有驱动和发电功能。

4.根据权利要求1至3任一所述的混合动力汽车用动力驱动***，其特征在于，所述第二电机通过输出齿轮组与所述内输入轴连接。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车用动力驱动***，其特征在于，所述输出齿轮组包括与所述第二电机连接的输出主动齿轮、与输出主动齿轮相啮合的输出惰轮和与输出惰轮相啮合且与所述内输入轴连接的输出从动齿轮。

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