CN210706870U - 一种混合动力汽车用动力驱动*** - Google Patents
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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、差速器从动齿轮、第一电机和第二电机，输入组件包括输入轴、行星齿轮机构、输出主动齿轮、第二离合器和与行星齿轮机构连接的制动器，输入轴通过第一离合器与第一电机连接且输入轴与第二电机连接，输入轴通过第二离合器与行星齿轮机构连接。本实用新型的混合动力汽车用动力驱动***，结构简单紧凑、控制方便易行，可在较低成本和较好的***鲁棒性的前提下提高汽车的燃油经济性，降低排放，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。
Description
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动机作为动力源，通过不同的控制策略，使电动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，即电动机节能、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：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、差速器从动齿轮、差速器总成、第一电机和第二电机，所述输入组件包括输入轴、行星齿轮机构、与行星齿轮机构连接的第一输出主动齿轮、第二离合器和与行星齿轮机构连接的制动器，所述输出组件包括输出轴以及设置于输出轴上且与第一输出主动齿轮相啮合的第一输出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，输入轴通过所述第一离合器与第一电机连接且输入轴与第二电机连接，同时输入轴通过第二离合器与行星齿轮机构连接。
所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星齿轮、齿圈和行星架，太阳轮空套在所述输入轴上，行星齿轮固定在行星架内且行星齿轮与太阳轮和齿圈相啮合，齿圈与输入轴连接，行星架与所述第一输出主动齿轮连接且第一输出主动齿轮空套在输入轴上，太阳轮通过所述第二离合器与齿圈连接；所述制动器与太阳轮连接，制动器制动时，太阳轮被固定。
所述第一电机通过减振器与所述发动机连接，输入轴的一端与所述第一离合器的从动盘连接，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输入轴连接。
所述输出齿轮组包括与所述第二电机连接的第二输出主动齿轮、与第二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输入轴连接的第二输出从动齿轮。
本实用新型的混合动力汽车用动力驱动***，结构简单紧凑、控制方便易行，可在较低成本和较好的***鲁棒性的前提下提高汽车的燃油经济性，降低排放，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。
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、输入轴；52、太阳轮；53、行星齿轮；54、齿圈；55、行星架；56、第一输出主动齿轮；6、输出组件；61、输出轴；62、第一输出从动齿轮；63、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、第二输出主动齿轮；92、输出惰轮；93、第二输出从动齿轮；C1、第一离合器；C2、第二离合器；B1、制动器。
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”和“第二”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，输入组件5包括输入轴51、行星齿轮机构、与行星齿轮机构连接的第一输出主动齿轮56、第二离合器C2和与行星齿轮机构连接的制动器B1，输出组件6包括输出轴61以及设置于输出轴61上且与第一输出主动齿轮56相啮合的第一输出从动齿轮62和与差速器从动齿轮7相啮合的差速器主动齿轮63，输入轴51通过第一离合器C1与第一电机1连接且输入轴51与第二电机3连接，输入轴51通过第二离合器C2与行星齿轮机构连接。
具体地说，如图1和图2所示，行星齿轮机构包括太阳轮52、行星齿轮53、齿圈54和行星架55，太阳轮52空套在输入轴51上，行星齿轮53固定在行星架55内且行星齿轮53与太阳轮52和齿圈54相啮合，齿圈54与输入轴51连接，行星架55与第一输出主动齿轮56连接且第一输出主动齿轮56空套在输入轴51上，太阳轮52通过第二离合器C2与齿圈54连接。制动器B1与太阳轮52连接，制动器B1用于控制太阳轮52的固定与转动；制动器B1制动时，太阳轮52被固定，太阳轮52不能转动；制动器B1松开时，太阳轮52被松动，太阳轮52可以绕其轴线转动。第一离合器C1、第二离合器C2和制动器B1的结构属于现有技术，故在此不再赘述。行星齿轮53位于齿圈54和太阳轮52之间，行星齿轮53设置多个且所有行星齿轮53分布在太阳轮52的四周，太阳轮52通过第二离合器C2与齿圈54连接，齿圈54与输入轴51为同轴固定连接。
如图1和图2所示，行星机构中的太阳轮52采用轴承空套在输入轴51上，行星齿轮53为可旋转的设置于行星架55上，行星齿轮53与太阳轮52外啮合，行星齿轮53并与齿圈54内啮合。齿圈54与输入轴51固连，行星架55与第一输出主动齿轮56固定连接，第一输出主动齿轮56通过轴承空套在输入轴51上。
第一离合器C1用于控制输入轴51与第一电机1的结合与分离，第一电机1通过减振器4与发动机2连接，输入轴51的一端与第一离合器C1的从动盘连接，输入轴51的另一端与第二电机3连接，第一电机1和第二电机3均具有驱动和发电功能。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，输入轴51的一端与第一离合器C1的从动盘固定连接，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，第一输出主动齿轮56的直径大于第一输出从动齿轮62的直径，输出轴61与输入轴51相平行，第一输出从动齿轮62和差速器主动齿轮63为沿输出轴61的轴向依次布置，差速器主动齿轮63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，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与输入轴51之间设置输出齿轮组9，以实现整箱合理布置，并由输出齿轮组9将第二电机3产生的动力传递至输入轴51。如图2所示，第二电机3通过输出齿轮组9与输入轴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连接的第二输出主动齿轮91、与第二输出主动齿轮91相啮合的输出惰轮92和与输出惰轮92相啮合且与输入轴51连接的第二输出从动齿轮93。第二输出主动齿轮91、输出惰轮92和第二输出从动齿轮93均为圆柱齿轮，第二输出主动齿轮91与第二电机33的转子固定连接，输出惰轮92位于第二输出主动齿轮91和第二输出从动齿轮93之间，第二输出从动齿轮93与输入轴51为同轴固定连接，在输入轴51的轴向上，制动器B1位于太阳轮与第二输出从动齿轮93之间。
本实用新型提供的混合动力驱动***通过合理有效的设计，使其能够合理利用发动机2、第一电机1和第二电机3输出的动力，结合两个离合器结合和分离以及制动器B1的制动与松开的控制，可根据不同的路况和电池电量切换不同的工作模式和档位。
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及第二电机3停止工作，控制第一离合器C1和第二离合器C2处于分离状态，控制制动器B1处于松开状态，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，控制第二电机3停止工作，控制第一离合器C1和第二离合器C2处于分离状态，控制制动器B1处于松开状态，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模式时，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分离，通过同时控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2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通过同时控制第二离合器C2和制动器B1进行扭矩交换实现无动力中断换档。具体地，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，第二电机3产生的动力传递到输入轴51和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成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结合，且在控制第二离合器C2结合的同时控制制动器B1松开，第二电机3产生的动力经输入轴51和第二离合器C2分别传递到齿圈54和太阳轮52上，然后从行星架55输出，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进二档功能；当需切换至倒档时，控制第二电机3反向转动，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，太阳轮52不能转动，第二电机3产生的动力传递到输入轴51和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的倒档功能。该模式下，前进一档和前进二档之间的切换通过同时控制第二离合器C2及制动器B1进行扭矩交换从而实现无动力中断换档。
当车辆处于混合动力并联驱动模式时，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，通过同时控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2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通过同时控制第二离合器C2及制动器B1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结合，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到输入轴51上，第二电机3发出的动力传递到输入轴51上并与来自发动机2的动力耦合，来自输入轴51的动力继而从行星齿轮机构中的齿圈54输入，从行星架55输出，然后该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成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，控制第一离合器C1和第二离合器C2结合，且在控制第二离合器C2结合的同时控制制动器B1松开，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到输入轴51上，第二电机3发出的动力传递到输入轴51上，并与来自发动机2的动力耦合，然后分别传递行星齿轮机构中的太阳轮52和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进二档功能。该模式下，前进一档和前进二档之间的切换通过同时控制第二离合器C2及制动器B1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模式时，由发动机2输出动力驱动第一电机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，控制第一离合器C1分离，通过同时控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2的结合与分离，实现该模式下的前进一档、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通过同时控制第二离合器C2和制动器B1进行扭矩交换实现无动力中断换档。该模式下控制第二电机3输出动力，控制发动机2输出动力驱动第一电机1发电对电池组进行充电，第一离合器C1分离，通过控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2的结合与分离实现该模式下的一档、二档和倒档。该模式下一档、二档和倒档的实现方式分别与纯电驱动模式下的一档、二档和倒档的相同。具体地，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，太阳轮52不能转动，第二电机3产生的动力传递到输入轴51和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成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结合，且在控制第二离合器C2结合的同时控制制动器B1松开，第二电机3产生的动力经输入轴51和第二离合器C2分别传递到齿圈54和太阳轮52上，然后从行星架55输出，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进二档功能；当需切换至倒档时，控制第二电机3反向转动，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，太阳轮52不能转动，第二电机3产生的动力传递到输入轴51和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的倒档功能。该模式下，前进一档和前进二档之间的切换通过同时控制第二离合器C2及制动器B1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并联模式时，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，通过同时控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2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通过同时控制第二离合器C2及制动器B1进行扭矩交换实现无动力中断换档。混合动力驱动系中发动机2输出的动力，一部分用于驱动第一电机1发电，另一部分动力经第一离合器C1传递到输入轴51上。同时通过控制制动器B1的制动与松开以及第二离合器C2的结合或分离，实现该模式下的一档和二档。该模式下一档、二档的各离合器、制动器B1的控制及动力传递路线分别与混合动力并联驱动模式下一档、二档的相同。一档和二档间的切换通过同时控制第二离合器C2及制动器B1进行扭矩交换从而实现无动力中断换档。具体地，控制第一离合器C1结合，控制制动器B1制动，且在控制制动器B1制动的同时控制第二离合器C2分离，此时太阳轮52因制动器B1制动而处于固定状态，太阳轮52不能转动，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到输入轴51上，第二电机3发出的动力传递到输入轴51上并与来自发动机2的动力耦合，来自输入轴51的动力继而从行星齿轮机构中的齿圈54输入，从行星架55输出，然后该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成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，控制第一离合器C1和第二离合器C2结合，且在控制第二离合器C2结合的同时控制制动器B1松开，发动机2产生的动力经第一离合器C1传递到输入轴51上，第二电机3发出的动力传递到输入轴51上，并与来自发动机2的动力耦合，然后分别传递行星齿轮机构中的太阳轮52和齿圈54上，然后动力从行星架55输出，该动力继续经第一输出主动齿轮56传递到第一输出从动齿轮62上，然后经输出轴61传递到差速器主动齿轮63上，再经差速器从动齿轮7传递后差速器总成8上，最后经半轴传递到车轮上，从而实现该模式下的前进二档功能。该模式下，前进一档和前进二档之间的切换通过同时控制第二离合器C2及制动器B1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、发电效率以及蓄电池允许的充电功率，控制第一离合器C1和第二离合器C2的结合或分离以及制动器B1的制动与松开，控制第二电机3或/和第一电机1在制动时进行能量回收给电池组进行充电。
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)
1.一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、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，所述输入组件包括输入轴、行星齿轮机构、与行星齿轮机构连接的第一输出主动齿轮、第二离合器和与行星齿轮机构连接的制动器，所述输出组件包括输出轴以及设置于输出轴上且与第一输出主动齿轮相啮合的第一输出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，输入轴通过所述第一离合器与第一电机连接且输入轴与第二电机连接，同时输入轴通过第二离合器与行星齿轮机构连接。
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，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星齿轮、齿圈和行星架，太阳轮空套在所述输入轴上，行星齿轮固定在行星架内且行星齿轮与太阳轮和齿圈相啮合，齿圈与输入轴连接，行星架与所述第一输出主动齿轮连接且第一输出主动齿轮空套在输入轴上，太阳轮通过所述第二离合器与齿圈连接；所述制动器与太阳轮连接，制动器制动时，太阳轮被固定。
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，输入轴的一端与所述第一离合器的从动盘连接，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第二输出主动齿轮、与第二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输入轴连接的第二输出从动齿轮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 215100 16F, building a, vitality Business Plaza, 185 jumao street, Yuanhe street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Jifu Automotive Technology (Suzhou) Co.,Ltd. Address before: 321000 404, No.1-1 scientific research building, Xianhua base, no.589 Longtan Road, Wucheng District, Jinhua City, Zhejiang Province Patentee before: JIFU AUTOMOTIVE TECHNOLOGY (ZHEJIANG) Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240126 Address after: Room 32, 5th Floor, Comprehensive Service Building, Management Committee of Fanchang Economic Development Zone, Fanchang District, Wuhu City, Anhui Province, 241000 Patentee after: Anhui Fuzhen Automobile Power System Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215100 16F, building a, vitality Business Plaza, 185 jumao street, Yuanhe street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Jifu Automotive Technology (Suzhou) Co.,Ltd. Country or region before: China |