CN213676360U

CN213676360U - 一种混合动力车辆驱动***

Info

Publication number: CN213676360U
Application number: CN202022120031.4U
Authority: CN
Inventors: 康健健; 刘孟楠; 徐立友; 赵一荣; 闫祥海; 李妍颖; 雷生辉; 仝一锟; 胥文翔; 张勇刚
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Luoyang Tractor Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2030-09-24

Abstract

一种混合动力车辆驱动***，包括将动力输出至混合动力汽车的驱动轮的发动机、将驱动力输出至混合动力汽车的驱动轮的电机、用于给电机供电的动力电池，发动机和电机通过动力耦合器实现动力的合成，动力耦合器将合成的动力分配至双离合器，双离合器控制动力的接合或断开，并将动力传递至变速器，主减速器分别连接差速器和变速器，并实现驱动轮的传动；动力耦合器包括行星架，设置在行星架上的主动锥齿轮、从动锥齿轮，对称布置的传动齿轮A和传动齿轮C，对称布置的传动齿轮B和传动齿轮D。本实用新型结构紧凑、实用性强、控制准确，舒适性好，可有效解决现有混合动力驱动***和混合动力车辆结构复杂、成本高的问题。

Description

一种混合动力车辆驱动***

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车技术领域，更具体地说，涉及一种混合动力车辆驱动***。

背景技术

通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料汽油，柴油等和电能的混合，混合动力汽车是由发动机驱动和电机驱动两种方式，这两种方式可以独立或者共同使用，随着环保要求愈加严格和石油资源日益枯竭，汽车行业开始由传统的追求高功率、高能耗模式向低能耗，高清洁的方向转型。近年来新能源汽车正在逐渐取代传统燃油车，但纯电动汽车仍存在电池密度低、续航里程短、安全性不足的问题，故目前产销量仍不高。此时混合动力汽车在传统的燃油汽车上进行改进，既节省了能耗又提高了动力，在一定程度上有效解决了上述两者存在问题。

差速器作为车辆必须使用的一种传动装置能够使左、右或前、后驱动轮实现以不同转速转动的机构，主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成，功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮尽量作纯滚动运动。双离合变速器DCT除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供几乎无间断的动力输出，换挡快速顺畅，换挡过程中，控制单元可对双离合器和各挡结合套进行精确的操作，离合器可干性或者在油池中运行，动力轮流由奇偶挡位交替传递给第二轴，其结果是换挡过程中的动力中断非常小，舒适程度可与自动变速器相媲美，但油耗却和手动变速器一样。本实用新型将上述技术结合用以解决现有混合动力***结构复杂、技术不成熟的问题。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种混合动力车辆驱动***，该***结构紧凑、实用性强、控制准确，舒适性好，可有效解决现有混合动力驱动***和混合动力车辆结构复杂、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种混合动力车辆驱动***，包括将动力输出至混合动力汽车的驱动轮的发动机、将驱动力输出至混合动力汽车的驱动轮的电机、用于给所述电机供电的动力电池，所述发动机和所述电机通过动力耦合器实现动力的合成，所述动力耦合器将合成的动力分配至双离合器，所述双离合器控制动力的接合或断开，并将动力传递至变速器，主减速器分别连接差速器和变速器，并实现驱动轮的传动。

进一步的，所述动力耦合器包括行星架，设置在所述行星架上的主动锥齿轮、从动锥齿轮，对称布置的传动齿轮A和传动齿轮C，对称布置的传动齿轮B和传动齿轮D；所述传动齿轮A与电机输出轴连接，所述电机输出轴上设有第一制动器，所述传动齿轮C与发动机输出轴连接，所述发动机输出轴上设有第二制动器和单离合器。

进一步的，所述变速器包括各挡位传动齿轮、同步器、第一输入轴、第二输入轴、第一输出轴、第二输出轴及动力输出轴。

进一步的，所述双离合器包括离合器C₁和离合器C₂，所述离合器C₁连接所述动力耦合器和第一输入轴，并实现两者动力接合或断开，所述离合器C₂连接所述动力耦合器和第二输入轴，并实现两者动力接合或断开。

进一步的，所述变速器为七档双离合变速箱结构，所述各挡位传动齿轮包括一挡主动齿轮及一挡从动齿轮，二/倒挡主动齿轮及二挡从动齿轮、倒挡齿轮，三挡主动齿轮及三挡从动齿轮，四/六挡主动齿轮及四挡从动齿轮、六挡从动齿轮，五挡主动齿轮及五挡从动齿轮，七挡主动齿轮及七挡从动齿轮。

进一步的，所述第二输入轴空套在第一输入轴上，所述第一输入轴上布置有各奇数挡主动齿轮，包括所述一挡主动齿轮、三挡主动齿轮、五挡主动齿轮、七挡主动齿轮；所述第二输入轴上布置有各偶数挡主动齿轮，包括所述二/倒挡主动齿轮、四/六挡主动齿轮。

进一步的，各挡位从动齿轮及倒挡齿轮空套在所述第一输出轴及第二输出轴上，通过同步器实现动力传递到对应输出轴：所述第一输出轴上布置有所述一挡从动齿轮、倒挡齿轮、四挡从动齿轮、五挡从动齿轮，所述第二输出轴上布置有所述二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、六挡从动齿轮和七挡从动齿轮，所述同步器包括一/五挡同步器、二/六挡同步器及三/七挡同步器和四/倒挡同步器，每个同步器与对应输出轴通过花键固定连接，所述动力输出轴上固定安装有输出齿轮。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的驱动***，使用的动力耦合器基于普通差速器结构设计，采用双离合器变速器，传动平顺，可传递较大扭矩，工作可靠；本实用新型的驱动***应用于混合动力汽车，通过控制发动机、电机的工作模式，经动力耦合器进行动力分配，接合对应的离合器即可实现多种工作模式，包括发动机驱动模式、混合动力驱动模式、电机驱动模式、驻车充电模式、能量回收模式及行车充电模式，中低负荷时，使用发动机或电机单独驱动模式；高负荷时，使用混合驱动模式；工作的同时可以选择性地反向充电，能量利用率高；通过能量管理***的调控，能有效地提高传动效率和动力性，降低能耗，减少成本，实现了节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是为本实用新型混合动力车辆的驱动***的结构示意图；

图2为本实用新型动力耦合器的结构示意图；

图3为本实用新型变速器的结构示意图；

附图标记：1、动力电池，2、电机，3、第一制动器，4、动力耦合器，401、电机输出轴，402、主动锥齿轮，403、从动锥齿轮，404、发动机输出轴，405、行星架，406、传动齿轮A，407、传动齿轮C，408、传动齿轮B，409、传动齿轮D，5、第二制动器，6、单离合器，7、发动机，8、双离合器，801、离合器C₁，802、离合器C₂，9、变速器，901、第一输入轴，902、第二输入轴，903、二/倒挡主动齿轮，904、倒挡齿轮，905、四/倒挡同步器，906、四挡从动齿轮，907、四/六挡主动齿轮，908、五挡从动齿轮，909、一/五挡同步器，910、一挡从动齿轮，911、七挡主动齿轮，912、主动齿轮A，913、第一输出轴，914、动力输出轴，915、第二输出轴，916、输出齿轮，917、主动齿轮B，918、七挡从动齿轮，919、一挡主动齿轮，920、三/七挡同步器，921、三挡从动齿轮，922、三挡主动齿轮，923、五挡主动齿轮，924、六挡从动齿轮，925、二/六挡同步器，926、二挡从动齿轮，10、主减速器，11、差速器，12、驱动轮。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本实用新型技术方案为前提的最佳实施例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种混合动力车辆驱动***，如图1所示，包括将动力输出至混合动力汽车的驱动轮12的发动机7、将驱动力输出至混合动力汽车的驱动轮12的电机2、用于给所述电机2供电的动力电池1，所述发动机7和所述电机2通过动力耦合器4实现动力的合成，所述动力耦合器4将合成的动力分配至双离合器8，所述双离合器8控制动力的接合或断开，并将动力传递至变速器9，主减速器10分别连接差速器11和变速器9，并实现驱动轮12的传动。

进一步的，如图2所示，动力耦合器4使用差速器结构，满足普通差速器的运动学和动力学特性，运动学方程：

,式中

为发动机输出轴44转速，

为电机输出轴41转速，

为主动锥齿轮42转速。动力学方程：

,式中，

为发动机输出轴44转矩，

为电机输出轴转矩，

为主动锥齿轮转矩；所述动力耦合器4包括行星架405，设置在所述行星架405上的主动锥齿轮402、从动锥齿轮403，对称布置的传动齿轮A406和传动齿轮C407，对称布置的传动齿轮B408和传动齿轮D409，四个齿轮互相啮合，如传动齿轮A406与传动齿轮B408和传动齿轮D409啮合，动力耦合器4进行动力合成和分配，电机2通过动力耦合器4起动发动机7，发动机7可通过动力耦合器4反向带动电机2对动力电池1充电，特别地，制动减速时动力耦合器4可实现能量回收的作用；

所述传动齿轮A406与电机输出轴401连接，所述电机输出轴401上设有第一制动器3，第一制动器3制动执行时，动力无法传递给动力耦合器4，所述传动齿轮C407与发动机输出轴404连接，所述发动机输出轴404上设有第二制动器5，第二制动器5制动执行时，动力无法传递给动力耦合器4，单离合器6位于发动机7和动力耦合器4之间，控制发动机7传递的动力接合或断开。

进一步的，所述双离合器8包括离合器C₁801和离合器C₂802，所述离合器C₁801连接所述动力耦合器4和第一输入轴901，并实现两者动力接合或断开，所述离合器C₂802连接所述动力耦合器4和第二输入轴902，并实现两者动力接合或断开。

进一步的，如图3所示，所述变速器9包括各挡位传动齿轮、同步器、第一输入轴901、第二输入轴902、第一输出轴913、第二输出轴915及动力输出轴914；

所述变速器9为七档双离合变速箱结构，所述各挡位传动齿轮包括一挡主动齿轮919及一挡从动齿轮910，二/倒挡主动齿轮903及二挡从动齿轮926、倒挡齿轮904，三挡主动齿轮922及三挡从动齿轮921，四/六挡主动齿轮907及四挡从动齿轮906、六挡从动齿轮924，五挡主动齿轮923及五挡从动齿轮908，七挡主动齿轮911及七挡从动齿轮918；

所述第二输入轴902空套在第一输入轴901上，所述第一输入轴901上布置有各奇数挡主动齿轮，包括所述一挡主动齿轮919、三挡主动齿轮922、五挡主动齿轮923、七挡主动齿轮911；所述第二输入轴902上布置有各偶数挡主动齿轮，包括所述二/倒挡主动齿轮903、四/六挡主动齿轮907。

进一步的，各挡位从动齿轮及倒挡齿轮空套在所述第一输出轴913及第二输出轴915上，通过同步器实现动力传递到对应输出轴：所述第一输出轴913上布置有所述一挡从动齿轮910、倒挡齿轮904、四挡从动齿轮906、五挡从动齿轮908，所述第二输出轴915上布置有所述二挡从动齿轮926、三挡从动齿轮921、六挡从动齿轮924和七挡从动齿轮918，所述同步器包括一/五挡同步器909、二/六挡同步器925及三/七挡同步器920和四/倒挡同步器905，每个同步器与对应输出轴通过花键固定连接，所述动力输出轴914上固定安装有输出齿轮916。

本实用新型的驱动***的控制方法如下：

（1）起动发动机模式：电机2工作，第一制动器3、第二制动器5制动解除，单离合器6接合，动力经电机2、动力耦合器4到发动机7，起动发动机7；所述动力耦合器4中动力传递路线为：电机输出轴401、传动齿轮A406、传动齿轮B408和传动齿轮D409、传动齿轮C407、发动机输出轴404；

（2）电机驱动模式：中低负荷时，电机2工作，发动机7不工作，第一制动器3解除，单离合器6断开，动力经电机2、动力耦合器4到双离合器8；所述动力耦合器4中动力传递路线为：电机输出轴401、传动齿轮A406、传动齿轮B408和传动齿轮D409、行星架405、主动锥齿轮402、从动锥齿轮403；

（3）发动机驱动模式：中负荷时，发动机7工作，电机2停止工作，第一制动器3、第二制动器5解除，单离合器6接合，动力经发动机7、动力耦合器4到双离合器8；所述动力耦合器4中动力传递路线为：发动机输出轴404、传动齿轮C407、传动齿轮B408和传动齿轮D409、行星架405、主动锥齿轮402、从动锥齿轮403；

（4）混合动力驱动模式：高负荷时，发动机7与电机2同时工作，第一制动器3、第二制动器5解除，单离合器6接合，动力经发动机7和电机2、动力耦合器4到双离合器8；所述动力耦合器4中共两条动力传递路线，一条为：发动机输出轴404、传动齿轮C407、传动齿轮B408和传动齿轮D409、行星架405、主动锥齿轮402、从动锥齿轮403；另一条为：电机输出轴401、传动齿轮A406、传动齿轮B408和传动齿轮D409、行星架405、主动锥齿轮402、从动锥齿轮403；两条动力传递路线在动力耦合器4中完成动力耦合后输出；

（5）驻车充电模式：动力电池1电量不足时利用发动机7对电机2反向充电，发动机7工作，第一制动器3、第二制动器5解除，单离合器6接合，动力经发动机7、动力耦合器4到电机2；所述动力耦合器4中动力传递路线为：发动机输出轴404、传动齿轮C407、传动齿轮B408和传动齿轮D409、传动齿轮A406、电机输出轴401；

（6）行车充电模式：当行车过程中动力电池1电量不足时，发动机7一部分动力驱动车辆继续行驶，一部分动力通过动力耦合器4向电机2反向充电；此时发动机7工作，第一制动器3、第二制动器5解除，单离合器6接合，动力经发动机7、动力耦合器4到电机2；所述动力耦合器4中动力传递路线为：发动机输出轴404、传动齿轮C407、传动齿轮B408和传动齿轮D409、传动齿轮A406、电机输出轴401；

（7）制动能量回收模式：当制动减速时，可利用制动回收动能，动力经驱动轮12、差速器11、主减速器10、变速器9、双离合器8、动力耦合器4到电机2，电机2反向对动力电池1充电；所述动力耦合器4中动力传递路线为：从动锥齿轮403、主动锥齿轮402、行星架405、传动齿轮B408和传动齿轮D409、传动齿轮A406到电机输出轴401，完成制动能量回收。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，包括将动力输出至混合动力汽车的驱动轮（12）的发动机（7）、将驱动力输出至混合动力汽车的驱动轮（12）的电机（2）、用于给所述电机（2）供电的动力电池（1），所述发动机（7）和所述电机（2）通过动力耦合器（4）实现动力的合成，所述动力耦合器（4）将合成的动力分配至双离合器（8），所述双离合器（8）控制动力的接合或断开，并将动力传递至变速器（9），主减速器（10）分别连接差速器（11）和变速器（9），并实现驱动轮（12）的传动。

2.如权利要求1所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，所述动力耦合器（4）包括行星架（405），设置在所述行星架（405）上的主动锥齿轮（402）、从动锥齿轮（403），对称布置的传动齿轮A（406）和传动齿轮C（407），对称布置的传动齿轮B（408）和传动齿轮D（409）；所述传动齿轮A（406）与电机输出轴（401）连接，所述电机输出轴（401）上设有第一制动器（3），所述传动齿轮C（407）与发动机输出轴（404）连接，所述发动机输出轴（404）上设有第二制动器（5）和单离合器（6）。

3.如权利要求2所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，所述变速器（9）包括各挡位传动齿轮、同步器、第一输入轴（901）、第二输入轴（902）、第一输出轴（913）、第二输出轴（915）及动力输出轴（914）。

4.如权利要求3所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，所述双离合器（8）包括离合器C₁（801）和离合器C₂（802），所述离合器C₁（801）连接所述动力耦合器（4）和第一输入轴（901），并实现两者动力接合或断开，所述离合器C₂（802）连接所述动力耦合器（4）和第二输入轴（902），并实现两者动力接合或断开。

5.如权利要求4所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，所述变速器（9）为七档双离合变速箱结构，所述各挡位传动齿轮包括一挡主动齿轮（919）及一挡从动齿轮（910），二/倒挡主动齿轮（903）及二挡从动齿轮（926）、倒挡齿轮（904），三挡主动齿轮（922）及三挡从动齿轮（921），四/六挡主动齿轮（907）及四挡从动齿轮（906）、六挡从动齿轮（924），五挡主动齿轮（923）及五挡从动齿轮（908），七挡主动齿轮（911）及七挡从动齿轮（918）。

6.如权利要求5所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，所述第二输入轴（902）空套在第一输入轴（901）上，所述第一输入轴（901）上布置有各奇数挡主动齿轮，包括所述一挡主动齿轮（919）、三挡主动齿轮（922）、五挡主动齿轮（923）、七挡主动齿轮（911）；所述第二输入轴（902）上布置有各偶数挡主动齿轮，包括所述二/倒挡主动齿轮（903）、四/六挡主动齿轮（907）。

7.如权利要求6所述的一种混合动力车辆驱动***，其特征在于，各挡位从动齿轮及倒挡齿轮空套在所述第一输出轴（913）及第二输出轴（915）上，通过同步器实现动力传递到对应输出轴：所述第一输出轴（913）上布置有所述一挡从动齿轮（910）、倒挡齿轮（904）、四挡从动齿轮（906）、五挡从动齿轮（908），所述第二输出轴（915）上布置有所述二挡从动齿轮（926）、三挡从动齿轮（921）、六挡从动齿轮（924）和七挡从动齿轮（918），所述同步器包括一/五挡同步器（909）、二/六挡同步器（925）及三/七挡同步器（920）和四/倒挡同步器（905），每个同步器与对应输出轴通过花键固定连接，所述动力输出轴（914）上固定安装有输出齿轮（916）。