CN216861169U - 双电机混合动力*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双电机混合动力***，包括输入轴、中间轴、发动机、发电机、驱动电机、与中间轴连接的减速机构、行星齿轮机构、与所述输入轴和所述中间轴连接的第一传动机构和第二传动机构、与所述发电机和发动机连接的第三传动机构以及与所述减速机构和所述驱动电机连接的第四传动机构，输入轴与行星齿轮机构的行星架连接，行星齿轮机构的齿圈与发动机连接。本实用新型的双电机混合动力***，两个档位的变速箱传动设置，大幅度简化了变速箱的结构，减轻了变速箱的重量，从而降低了车辆的负载，提升了性能；通过发电机可以实现发动机的启动功能，直接降低了成本。

Description

双电机混合动力***

技术领域

本实用新型属于混合动力***技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种双电机混合动力***。

背景技术

近年来，随着电驱动技术的不断进步，电动汽车将成为未来新能源汽车的主要发展方向。然而受目前电池瓶颈的影响，纯电驱汽车的推广仍存在很大的困难。因此，混合动力汽车的产生成功解决了电池技术的不足，并迎合了市场低排放的需求。

按混合程度的不同，混合动力等级分为轻度混合、功率混合和能量混合。

轻度混合一般是在传动多档变速箱基础上改进而来，存在结构复杂、体积大、燃油经济性提升有限等问题。

功率混合一般采用较大的驱动电机与发动机配合，使发动机工作在最佳的燃油效率区域内，档位数量较传统变速箱大大减少，但在没有离合器的情况下，这种发动机驱动轴与发电机和减速箱串联的模式，仍然存在一些弊端。比如发电机承受着拖拽负载，充电效率低，还有在比较拥堵的城市路况中，发动机的频繁启停势必会对车辆性能造成很大的影响。另外，由于发动机的最佳燃油效率区域一般集中在高速档，所以两个档位以上的速比设定对燃油经济性的提升并没有贡献，而且还会增加零件的数量，提高变速箱的价格。

能量混合主要存在于插电式混合动力汽车中，内置小功率的发动机主要用于给发电机充电，基本能实现零排放，但其高容量的电池组却大大增加了汽车的重量，影响了汽车性能，且其高昂的电池价格也导致汽车的价格很高。

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双电机混合动力***，目的是降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：双电机混合动力***，包括输入轴、中间轴、发动机、发电机、驱动电机、与中间轴连接的减速机构、行星齿轮机构、与所述输入轴和所述中间轴连接的第一传动机构和第二传动机构、与所述发电机和发动机连接的第三传动机构以及与所述减速机构和所述驱动电机连接的第四传动机构，输入轴与行星齿轮机构的行星架连接，行星齿轮机构的齿圈与发动机连接。

所述的双电机混合动力***还包括用于制动所述行星齿轮机构的太阳轮的制动器。

所述第一传动机构包括设置于所述输入轴上的第一主动齿轮和与第一主动齿轮相啮合的第一从动齿轮，所述第二传动机构包括设置于所述输入轴上的第二主动齿轮和与第二主动齿轮相啮合的第二从动齿轮，第一从动齿轮和第二从动齿轮套设于所述中间轴上，中间轴上设置用于可选择性的使第一从动齿轮和第二从动齿轮与中间轴接合的一二档同步器。

所述第三传动机构包括与所述发动机连接的第三主动齿轮、与第三主动齿轮相啮合的第三从动齿轮和与第三从动齿轮相啮合的发电机输出齿轮。

所述第四传动机构包括第四主动齿轮、与第四主动齿轮同步旋转的第四从动齿轮和与第四从动齿轮相啮合的驱动电机输出齿轮，所述减速机构包括相啮合的中间轴小齿轮和主减速齿轮，中间轴小齿轮设置于所述中间轴上，第四主动齿轮与第四从动齿轮相啮合。

本实用新型的双电机混合动力***，两个档位的变速箱传动设置，大幅度简化了变速箱的结构，减轻了变速箱的重量，从而降低了车辆的负载，提升了性能；通过发电机可以实现发动机的启动功能，直接降低了成本。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型双电机混合动力***的结构示意图；

图2是启动发动机时的动力传递路线图；

图3是发动机一档驱动时的动力传递路线图；

图4是发动机二档驱动时的动力传递路线图；

图5是发动机驱动时换档辅助的动力传递路线图；

图6是纯电驱动时的动力传递路线图；

图7是串联驱动时的动力传递路线图；

图8是并联驱动时的动力传递路线图；

图9是怠速充电时的动力传递路线图；

图10是行进间充电时的动力传递路线图；

图11是能量回收时的动力传递路线图；

图中标记为：1、发动机；2、齿圈；3、行星轮；4、第三主动齿轮；5、第三从动齿轮；6、发电机输出齿轮；7、发电机；8、第二主动齿轮；9、第一主动齿轮；10、输入轴；11、中间轴；12、一二档同步器；13、第一从动齿轮； 14、第二从动齿轮；15、中间轴小齿轮；16、差速器；17、主减速齿轮；18、第四主动齿轮；19、第四从动齿轮；20、驱动电机输出齿轮；21、驱动电机； 22、双向逆变器；23、太阳轮；24、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。

如图1所示，本实用新型提供了一种双电机混合动力***，包括输入轴10、中间轴11、发动机1、发电机7、驱动电机21、双向逆变器22、制动器24、与中间轴11连接的减速机构、行星齿轮机构、与输入轴10和中间轴11连接的第一传动机构和第二传动机构、与发电机7和发动机1连接的第三传动机构以及与减速机构和驱动电机21连接的第四传动机构，输入轴10与行星齿轮机构的行星架连接，行星齿轮机构的齿圈2与发动机1连接，制动器24用于制动行星齿轮机构的太阳轮23。当制动器24接合时，太阳轮23被制动，齿圈2和行星轮3之间实现动力传递，从而将发动机1动力传递到输入轴10上；当制动器24 松开时，太阳轮23自由旋转，行星齿轮系不传递动力，从而中断通往齿轮轴的发动机1动力。

具体地说，如图1所示，第一传动机构包括设置于输入轴10上的第一主动齿轮9和与第一主动齿轮9相啮合的第一从动齿轮13，第二传动机构包括设置于输入轴10上的第二主动齿轮8和与第二主动齿轮8相啮合的第二从动齿轮14，第一从动齿轮13和第二从动齿轮14套设于中间轴11上，中间轴11上设置用于可选择性的使第一从动齿轮13和第二从动齿轮14与中间轴11接合的一二档同步器12。输入轴10的轴线与中间轴11的轴线相平行，输入轴10的一端与行星架固定连接，第二主动齿轮8固定设置在输入轴10的另一端，行星架上设置行星轮3，齿圈2与发动机1的输出端固定连接，输入轴10穿过太阳轮23的中心孔，输入轴10与太阳轮23为同轴设置，一二档同步器12通过花键与中间轴 11常啮合。发动机1输出的动力，一方面可由齿圈2、行星轮3、太阳轮23和制动器24组成的行星齿轮系结构，将动力传递到输入轴10上，再经同步器的换档动作，将动力依次传递到从动齿轮、中间轴小齿轮15、主减速齿轮17和差速器16，最终传递到车轮上，实现对车辆的发动机1驱动；另一方面可直接通过两对齿轮副与发电机7相连，实现对发电机7的充电，反过来也能直接利用发电机7的电驱动力来启动发动机1；驱动电机21安装在差速器16一侧，通过两对齿轮副与差速器16串联，实现对车辆的纯电驱动；发动机1与驱动电机21 之间可以用串联和并联的方式，实现对车辆的混合驱动；发电机7与驱动电机 21之间安装双向逆变器22，实现电能的双向流通。

如图1所示，第三传动机构包括与发动机1连接的第三主动齿轮4、与第三主动齿轮4相啮合的第三从动齿轮5和与第三从动齿轮5相啮合的发电机输出齿轮6，发电机输出齿轮6与发电机7的主轴连接，第三主动齿轮4通过传动轴与发动机1的输出端固定连接。第四传动机构包括第四主动齿轮18、与第四主动齿轮18同步旋转的第四从动齿轮19和与第四从动齿轮19相啮合的驱动电机输出齿轮20，驱动电机输出齿轮20与驱动电机21的主轴连接，减速机构包括相啮合的中间轴小齿轮15和主减速齿轮17，主减速齿轮17与差速器16连接，中间轴小齿轮15设置于中间轴11上，第四主动齿轮18与第四从动齿轮19相啮合。第一从动齿轮13和第二从动齿轮14套设于中间轴11上，中间轴小齿轮 15固定设置在中间轴11上，第一从动齿轮13位于中间轴小齿轮15和第二从动齿轮14之间，第四主动齿轮18与第四从动齿轮19通过同一轴连接成一体。

本实用新型的双电机混合动力***能实现以下九种工作模式：

(1)启动发动机，如图2所示。发电机7的驱动轴依次通过发电机输出齿轮6、第三从动齿轮5、第三主动齿轮4，将动力传递给发动机1，实现发动机1 的启动。

(2)工作于发动机一档驱动工作模式，如图3所示。挂一档时，制动器24 接合，太阳轮23被制动，第一从动齿轮13通过一二档同步器12的换档动作与中间轴11固连。此时，发动机1输出的动力，通过齿圈2和行星轮3之间的动力传递，将动力传递到输入轴10，然后经第一主动齿轮9与第一从动齿轮13的啮合，以及中间轴小齿轮15与主减速齿轮17的啮合，将动力传递到差速器16 上，进而最终传递到车轮上，实现发动机1一档驱动。

(3)工作于发动机二档驱动工作模式，如图4所示。挂二档时，制动器24 接合，太阳轮23被制动，第二从动齿轮14通过一二档同步器12的换档动作与中间轴11固连。此时，发动机1输出的动力，通过齿圈2和行星轮3之间的动力传递，将动力传递到输入轴10，然后经第二主动齿轮8与第二从动齿轮14的啮合，以及中间轴小齿轮15与主减速齿轮17的啮合，将动力传递到差速器16 上，进而最终传递到车轮上，实现发动机1二档驱动。

(4)发动机驱动时换档辅助，如图5所示，当变速箱需要切换档位时，制动器24松开时，太阳轮23自由旋转，行星齿轮系不传递动力，此时变速箱内部出现了动力中断，驱动电机21启动纯电驱动，从而避免换档时车辆停顿。

(5)工作于纯电驱动工作模式，如图6所示。车辆前进时，驱动电机21 输出的动力，经驱动电机输出齿轮20与电驱动从动齿轮19的啮合，以及第四主动齿轮18与主减速齿轮17的啮合，传递到差速器16上，进而最终传递到车轮上，实现纯电驱动。倒车时，驱动电机21的驱动轴反转，又可实现倒车功能。

(6)工作于串联驱动工作模式，如图7所示。发动机1的动力传递到发电机7上，使发电机7充电，并将其机械能转化而来的电能经双向逆变器22输入给驱动电机21，然后驱动电机21又将电能转化机械能，驱动车辆行驶，实现了电能保持型的串联驱动。

(7)工作于并联驱动工作模式，如图8所示。发动机1通过一档或二档驱动路径，与驱动电机21通过的纯电驱动路径，互不干扰地分别将动力同时传递到差速器16上，进而最终传递到车轮上，实现并联方式的混合驱动，适用于快加速或纯电驱动时动力不足的情况。

(8)工作于怠速充电工作模式，如图9所示。发动机1的动力传递到发电机7上，使发电机7充电，并将其机械能转化而来的电能经双向逆变器22储存到电池组里。

(9)工作于行进间充电工作模式，如图10所示。发动机1驱动时，由于发电机7与变速箱互不干扰，所以发动机1的动力依旧能传递到发电机7上，使发电机7充电。

(10)工作于能量回收工作模式，如图11所示，刹车和滑行等工况时，车轮的动能依次通过主减速齿轮17与第四主动齿轮18的啮合，以及驱动电机输出齿轮20与第四从动齿轮19的啮合，传递到驱动电机21，此时驱动电机21将接收到的机械能转化为电能，实现能量的回收。

本实用新型的双电机混合动力***，具有如下的优点：

第一，两个档位的变速箱传动设置，大幅度简化了变速箱的结构，减轻了变速箱的重量，从而降低了车辆的负载，对整车价格的降低和性能的提升有一定的贡献。

第二，使用行星齿轮系结构实现对发动机动力的接合和中断，相比传统的离合器而言，在成本和设计复杂度方面都有明显的降低，并且大幅度简化了冷却润滑***的设计，以及减少了冷却油量的需求。

第三，发电机与发动机串联，能直接实现电能和机械能的动力互通，并能在发动机怠速的情况下，实现对发电机的不间断充电，保证了车辆动力的稳定性。

第四，发动机、发电机与驱动电机之间能实现串联驱动，为纯电驱动提供源源不断的能量。

第五，发电机能实现发动机的启动功能，直接降低了整车成本。

第六，驱动电机与发动机并联，不但能分别实现两者的独立驱动，也能实现两者之间的混合驱动，使发动机能工作在最佳的燃油效率区域内，大幅度提升了车辆的燃油经济性。

第七，发电机与驱动电机通过双向逆变器串联，能实现的电能双向流通，大幅度降低了电池组的储能要求，从而降低了整车的价格。

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.双电机混合动力***，包括输入轴、中间轴、发动机、发电机、驱动电机和与中间轴连接的减速机构，其特征在于：还包括行星齿轮机构、与所述输入轴和所述中间轴连接的第一传动机构和第二传动机构、与所述发电机和发动机连接的第三传动机构以及与所述减速机构和所述驱动电机连接的第四传动机构，输入轴与行星齿轮机构的行星架连接，行星齿轮机构的齿圈与发动机连接。

2.根据权利要求1所述的双电机混合动力***，其特征在于：还包括用于制动所述行星齿轮机构的太阳轮的制动器。

3.根据权利要求1或2所述的双电机混合动力***，其特征在于：所述第一传动机构包括设置于所述输入轴上的第一主动齿轮和与第一主动齿轮相啮合的第一从动齿轮，所述第二传动机构包括设置于所述输入轴上的第二主动齿轮和与第二主动齿轮相啮合的第二从动齿轮，第一从动齿轮和第二从动齿轮套设于所述中间轴上，中间轴上设置用于可选择性的使第一从动齿轮和第二从动齿轮与中间轴接合的一二档同步器。

4.根据权利要求3所述的双电机混合动力***，其特征在于：所述第三传动机构包括与所述发动机连接的第三主动齿轮、与第三主动齿轮相啮合的第三从动齿轮和与第三从动齿轮相啮合的发电机输出齿轮。

5.根据权利要求3所述的双电机混合动力***，其特征在于：所述第四传动机构包括第四主动齿轮、与第四主动齿轮同步旋转的第四从动齿轮和与第四从动齿轮相啮合的驱动电机输出齿轮，所述减速机构包括相啮合的中间轴小齿轮和主减速齿轮，中间轴小齿轮设置于所述中间轴上，第四主动齿轮与第四从动齿轮相啮合。

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