CN215244313U - 一种混合电驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合电驱动装置，涉及车辆传动及驱动技术领域，主要包括发动机、第一电机、第二电机和变速机构。变速机构中，第二输入轴可转动穿设于第一输入轴，第二输入轴可通过第一换挡元件连接第一输入轴或输出轴，第一输入轴通过挡位齿轮组连接中间轴，中间轴通过后传动齿轮组与输出轴连接。发动机、第二电机可使用全部挡位齿轮组，第一电机可使用除直接挡位外的所有挡位。后传动齿轮组的传动比根据发动机的类型配置。通过第一换挡元件可选择地将第二输入轴与第一输入轴或者输出轴接通，从而得到一个结构紧凑且换挡时无动力中断的混合电驱动装置。

Description

一种混合电驱动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆传动及驱动技术领域，更具体的讲是一种混合电驱动装置。

背景技术

现有的商用车，正面临着日趋严格的能耗和排放要求。为此，车辆驱动***陆续开始向混合动力***转型。此类车辆的空间有限，对于混动***提出了苛刻的体积要求。另一方面，变速箱换挡时有动力中断，舒适性较差。

因此，市场还期待提供一种能够提供结构紧凑且换挡时无动力中断的混合电驱动装置。

发明内容

本实用新型提供一种混合电驱动装置，目的在于解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种混合电驱动装置，包括发动机、离合器、第一电机、第二电机以及变速机构，所述变速机构包括第一输入轴、第二输入轴、中间轴、输出轴和第一换挡元件；所述第一输入轴传动连接于第一电机；所述第二输入轴的一端传动连接于第二电机，且经离合器传动连接于发动机；第二输入轴的另一端设有第一换挡元件，所述第一换挡元件用于可选择将第二输入轴与第一输入轴或输出轴接通；所述中间轴设有用于传动连接第一输入轴的挡位齿轮组和用于传动连接输出轴的后传动齿轮组。

进一步，所述第二输入轴可转动地穿设于所述第一输入轴。

进一步，所述挡位齿轮组包括第二换挡元件、连接于第一输入轴的一挡齿轮组、连接于第一输入轴的二挡齿轮组，第二换挡元件可选择地通过一挡齿轮组或二挡齿轮组将第一输入轴与中间轴传动连接。

具体的，所述一挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第一主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第一从动齿轮，所述二挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第二主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第二从动齿轮；所述第二换挡元件设置在中间轴上，通过第二换挡元件将第一从动齿轮或第二从动齿轮与中间轴接通。

进一步，所述挡位齿轮组还包括第三换挡元件、连接于第一输入轴的四挡齿轮组、连接于第一输入轴的倒挡齿轮组，第三换挡元件可选择地通过四挡齿轮组或倒挡齿轮组将第一输入轴与中间轴传动连接。

具体的，所述四挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第四主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第四从动齿轮，所述倒挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第五主动齿轮、惰轮和可转动地套设于中间轴的第五从动齿轮；所述第三换挡元件设置在中间轴上，通过第三换挡元件将第四从动齿轮或第五从动齿轮与中间轴接通。

由上述对本实用新型结构的描述可知，本实用新型具有如下优点：

其一、本实用新型主要包括发动机、第一电机、第二电机和变速机构。变速机构中，第一换挡元件可以使第二输入轴与第一输入轴或输出轴连接，因此，发动机、第二电机可使用全部挡位齿轮组，第一电机可使用除直接挡位外的所有挡位。后传动齿轮组的传动比根据发动机的类型配置。可见，本实用新型带有双电机，并通过设计及布局设置，避免了分别为第一电机、发动机分别单独设置变速机构，从而得到一个结构紧凑成本较低的混合电驱动装置。

其二、本实用新型中，第一换挡元件可将第二输入轴与输出轴直接连接，使得发动机和/或第二电机的动力可以直接输出，实现了传动效率高的直接挡，且可在换挡时，利用发动机和/或第二电机的动力驱动车辆，第一电机换挡完成后驱动车辆，发动机和/或第二电机再换挡完成后参与驱动车辆，因此避免了换挡时的动力中断。

其三、本实用新型可实现包括直接挡在内的四个前进挡位，对于商用车一类的运输车辆而言可更好地满足行驶的需求。当然，挡位的数量并不局限于四个，可根据实际需要进行适当增减。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型在纯电模式下挂一挡时的动力流示意图。其中，空心三角形表示第一电机的动力流；实心三角形表示第一电机的动力流。

图3为本实用新型在混合动力模式下串联工况的动力流示意图。其中，空心三角形表示第一电机的动力流；实心三角形表示发动机的动力流。

图4为本实用新型在混合动力模式下发动机直驱时的动力流示意图。

图5为本实用新型在混合动力模式下驻车发电时的动力流示意图。

图6为本实用新型在混合动力模式下发动机驱动倒车时的动力流示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图6所示，一种混合电驱动装置，主要包括发动机1、第一电机2、第二电机3、变速机构4和离合器5。变速机构4主要包括传动轴、传动齿轮和换挡元件三部分，其中传动轴包括第一输入轴411、第二输入轴412、中间轴42以及输出轴43。

如图1至图6所示，第一电机2包括第一电机定子22和第一电机转子21，第一电机转子21的输出轴与第一输入轴411的一端固定连接，使第一电机2传动连接至第一输入轴411。

如图1至图6所示，第二输入轴412可转动地穿设于第一输入轴411，并且第二输入轴412的一端传动连接至发动机1和第二电机3。

如图1至图6所示，发动机1经离合器5传动连接至第二输入轴412，离合器5可以采用干式或湿式离合器。其中，对于有长距离的纯电动行驶模式的混合电驱动装置，即对于用于可外接充电的混合电驱动装置，优选采用常开式离合器，无此要求的混合电驱动装置则可以采用主离合器。

如图1所示，具体地，第二电机3包括第二电机定子32和第二电机转子31，第二电机转子31的输出轴与第二输入轴412固定连接，使第二电机3直接传动连接至第二输入轴412。

如图1至图6所示，第二输入轴412的另一端则设有用于传动连接第一输入轴411或输出轴43的第一换挡元件45。第一换挡元件45，可选择地将第二输入轴412与第一输入轴411接通，使发动机1和/或第二电机3的动力传递到第一输出轴411上，或者将第二输入轴412与输出轴43接通，使发动机1和/或第二电机3的动力传递到输出轴43上，实现直接挡。

如图1至图6所示，在换挡时，第一换挡元件45将第二输入轴412与输出轴43接通，发动机1和/或第二电机3的动力传递到输出轴43上驱动车辆，第一电机2可同时进行换挡，且在换挡结束后输出动力驱动车辆，此时发动机1和/或第二电机3开始换挡，第一换挡元件45挂空挡，发动机1和/或第二电机3的转速调节到合适的转速时，第一换挡元件45将第二输入轴412与输出轴43接通，发动机1和/或第二电机3参与驱动车辆，从而避免了换挡时的动力中断。

如图1至图6所示，中间轴42设有至少一用于传动连接第一输入轴411的挡位齿轮组以及用于传动连接输出轴43的后传动齿轮组47。

如图1至图6所示，具体地，挡位齿轮组包括第一挡位齿轮组44和第二挡位齿轮组46。

如图1至图6所示，第一挡位齿轮组44包括第二换挡元件443、连接于第一输入轴411的一挡齿轮组441、连接于第一输入轴411的二挡齿轮组442，第二换挡元件443可选择地通过一挡齿轮组441或二挡齿轮组442使第一输入轴411与中间轴42传动连接。

更具体地，一挡齿轮组441包括第一主动齿轮4411和第一从动齿轮4412，第一主动齿轮4411固设于第一输入轴411，第一从动齿轮4412可转动地套设于中间轴42。二挡齿轮组442包括第二主动齿轮4421和第二从动齿轮4422，第二主动齿轮4421固设于第一输入轴411，第二从动齿轮4422可转动地套设于中间轴42。第二换挡元件443设置在中间轴42上，可将第一从动齿轮4412或第二从动齿轮4422与中间轴42接通。

如图1至图6所示，第二挡位齿轮组46包括第三换挡元件463、连接于第一输入轴411的四挡齿轮组461、连接于第一输入轴411的倒挡齿轮组462，第三换挡元件463可选择地通过四挡齿轮组461或倒挡齿轮组442使第一输入轴411与中间轴42传动连接。

更具体地，四挡齿轮组461包括第四主动齿轮4611和第四从动齿轮4612，第四主动齿轮4611固设于第一输入轴411，第四从动齿轮4612可转动地套设于中间轴42。倒挡齿轮组462包括第五主动齿轮4621、惰轮4623和第五从动齿轮4622；第五主动齿轮4621固设于第一输入轴411，第五从动齿轮4622可转动地套设于中间轴42，惰轮4623啮合于第五主动齿轮4621和第五从动齿轮4622。第三换挡元件463设置在中间轴42上，可将第四从动齿轮4612或第五从动齿轮4622与中间轴42接通。

如图1至图6所示，后传动齿轮组47包括后传动主动齿轮471和后传动从动齿轮472，传动主动齿轮471固设于中间轴42，后传动从动齿轮472固设于输出轴43。此外，后传动齿轮组47的传动比可以根据发动机1的类型进行合理配置。

以下列举本实用新型的几个工作方式，加以说明。

如图2所示，纯电模式，以一档起步为例：离合器5保持分离状态，由第一换挡元件45将第一输入轴411和第二输入轴412接通，同时第二换挡元件443使一挡从动齿轮4412与中间轴42接通，即变速机构4挂一挡，第一电机2和第二电机3的动力经过变速从输出轴43输出驱动车轮，实现双电机一挡起步。

如图3所示，混合动力模式，以串联起步为例：第一电机2挂一挡驱动车辆起步，第一换挡元件45挂空挡，同时发动机1驱动第二电机3发电给第一电机2供电或给蓄电装置充电。

如图4所示，以四挡驱动为例：发动机1挂四挡驱动车辆，由第一换挡元件45将第一输入轴411和第二输入轴412接通，第三换挡元件463将第四从动齿轮4612与中间轴42接通，此时第一电机2和第二电机3处于发电状态、助推状态或者被拖动状态。

如图5所示，以驻车发电为例，由发动机1驱动第一电机2和第二电机3发电。当然，发动机1也可以只驱动第一电机2和第二电机3中的一台进行发电，即在驻车发电时可以提供多种发电功率，易于保证蓄电装置的电量平衡。

如图6所示，挂倒挡，可由发动机1驱动车辆倒退。在高压电气部件出现故障不能工作时，发动机1由其起动机启动点火工作，驱动车辆低速行驶回家，在需要时挂倒挡进行倒车，而不至于失去倒车功能，保证完整的车辆低速行驶功能和性能。在蓄电装置、第一电机2和第二电机3等高压电气部件正常工作时，倒车也可以通过第一电机2和/或第二电机3的反转来实现。

如图1所示，本实用新型采用四个前进挡位，对于商用车一类的运输车辆而言可更好地满足行驶的需求，且更容易兼容不同功率动力源所需的传动比。当然，挡位的数量并不局限于四个，可根据实际需要进行适当增减。第一电机2和第二电机3设置在离合器5和变速机构4之间。第一电机2和第二电机3相互靠近且同轴布置。此外，第一电机2和第二电机3也可以采用高速电机加减速齿轮后分别与第一输入轴411和第二输入轴412连接。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种混合电驱动装置，包括发动机、离合器、第一电机、第二电机以及变速机构，其特征在于：所述变速机构包括第一输入轴、第二输入轴、中间轴、输出轴和第一换挡元件；所述第一输入轴传动连接于第一电机；所述第二输入轴的一端传动连接于第二电机，且经离合器传动连接于发动机；第二输入轴的另一端设有第一换挡元件，所述第一换挡元件用于可选择将第二输入轴与第一输入轴或输出轴接通；所述中间轴设有用于传动连接第一输入轴的挡位齿轮组和用于传动连接输出轴的后传动齿轮组。

2.根据权利要求1所述的一种混合电驱动装置，其特征在于：所述第二输入轴可转动地穿设于所述第一输入轴。

3.根据权利要求2所述的一种混合电驱动装置，其特征在于：所述挡位齿轮组包括第二换挡元件、连接于第一输入轴的一挡齿轮组、连接于第一输入轴的二挡齿轮组，第二换挡元件可选择地通过一挡齿轮组或二挡齿轮组将第一输入轴与中间轴传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种混合电驱动装置，其特征在于：所述一挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第一主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第一从动齿轮，所述二挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第二主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第二从动齿轮；所述第二换挡元件设置在中间轴上，通过第二换挡元件将第一从动齿轮或第二从动齿轮与中间轴接通。

5.根据权利要求3所述的一种混合电驱动装置，其特征在于：所述挡位齿轮组还包括第三换挡元件、连接于第一输入轴的四挡齿轮组、连接于第一输入轴的倒挡齿轮组，第三换挡元件可选择地通过四挡齿轮组或倒挡齿轮组将第一输入轴与中间轴传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种混合电驱动装置，其特征在于：所述四挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第四主动齿轮和可转动地套设于中间轴的第四从动齿轮，所述倒挡齿轮组包括固设于第一输入轴的第五主动齿轮、惰轮和可转动地套设于中间轴的第五从动齿轮；所述第三换挡元件设置在中间轴上，通过第三换挡元件将第四从动齿轮或第五从动齿轮与中间轴接通。

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