CN218839177U - 混合动力传动***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种混合动力传动***及车辆,属于车辆部件技术领域,包括发动机、输入轴、离合装置、电机、换挡装置、输出轴和多个挡位齿轮传动组;发动机通过离合装置与输入轴传动连接;多个挡位齿轮传动组的输入端分别与输入轴传动连接,多个挡位齿轮传动组的输出端分别与输出轴传动连接,挡位齿轮传动组的输入端与输入轴之间或挡位齿轮传动组的输出端与输出轴之间设有换挡装置;电机的电机轴与输入轴传动连接;输出轴适于与负载连接。本实用新型提供的混合动力传动***整体结构简单,能满足多种模式的驱动需求,也具备多挡位换挡的能力,对于发动机的高效区间利用较为充分;齿轮数量较少,体积紧凑且重量较轻,有利于降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆部件技术领域,具体涉及一种混合动力传动***及车辆。
背景技术
随着能源危机的加深和自然环境的恶化,新能源汽车越来越受到社会的重视,为了降低油耗,混合动力传动***引入了新能源的混动方式。现有的混合动力传动***主要分为单挡传动和多挡传动,单挡传动***切换成发动机传动模式时,对于发动机的高效区间利用不完全,存在能源浪费的问题,影响车辆的经济性;多挡传动***往往结构复杂,齿轮设置数量很多,导致动力传递效率降低,且传动***整体体积大、重量大,能耗也较高。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种混合动力传动***及车辆,旨在解决现有的多挡传动***齿轮数量多,结构设计复杂,难以满足对传动高效性和使用经济性的需求。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
第一方面,提供一种混合动力传动***,包括:
发动机、输入轴、离合装置、电机、换挡装置、输出轴和多个挡位齿轮传动组;
所述发动机通过所述离合装置与所述输入轴传动连接;
多个所述挡位齿轮传动组的输入端分别与所述输入轴传动连接,多个所述挡位齿轮传动组的输出端分别与所述输出轴传动连接,所述挡位齿轮传动组的输入端与所述输入轴之间或所述挡位齿轮传动组的输出端与所述输出轴之间设有所述换挡装置;
所述电机的电机轴与所述输入轴传动连接;
所述输出轴适于与负载连接。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述混合动力传动***还包括电机第一齿轮传动结构,所述电机轴和所述输入轴通过所述电机第一齿轮传动结构传动连接。
一些实施例中,所述电机第一齿轮传动结构连接于所述输入轴远离所述离合装置的一端。
一些实施例中,所述电机轴平行于所述输入轴,所述电机第一齿轮传动结构包括第一电机齿轮和第二电机齿轮,所述第一电机齿轮连接于所述电机轴,所述第二电机齿轮连接于所述输入轴,所述第一电机齿轮啮合于所述第二电机齿轮。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,通过所述换挡装置与所述输出轴之间连接的所述挡位齿轮传动组为一类挡位齿轮传动组,通过所述换挡装置与所述输入轴之间连接的所述挡位齿轮传动组为二类挡位齿轮传动组;
所述混合动力传动***还包括电机第二齿轮传动结构,所述电机轴和所述一类挡位齿轮传动组的输入端通过所述电机第二齿轮传动结构传动连接。
一些实施例中,多个所述挡位齿轮传动组沿所述输入轴的轴向形成传动列,与所述电机第二齿轮传动结构连接的所述一类挡位齿轮传动组位于所述传动列远离所述离合装置的一端。
一些实施例中,所述电机轴平行于所述输入轴,所述电机第二齿轮传动结构包括第三电机齿轮,所述第三电机齿轮连接于所述电机轴,且与对应所述一类挡位齿轮传动组的输入端啮合。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,定义与单个所述挡位齿轮传动组连接的换挡装置为单侧换挡装置,定义与相邻两个所述挡位齿轮传动组连接的换挡装置为双侧换挡装置;
所述挡位齿轮传动组设有至少三个,其中至少一个所述挡位齿轮传动组连接有所述单侧换挡装置,其余所述挡位齿轮传动组中的相邻两个所述挡位齿轮传动组与所述双侧换挡装置连接。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述输入轴平行于所述输出轴,所述挡位齿轮传动组包括挡位主动齿轮和挡位从动齿轮,所述挡位主动齿轮与所述输入轴连接,所述挡位从动齿轮与所述输出轴连接,所述挡位主动齿轮啮合于所述挡位从动齿轮。
本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,通过控制换挡装置可使输入轴通过不同的档位齿轮传动组与输出轴传动,继而实现在多个档位之间换挡的需求;通过控制离合装置就能控制发动机是否向输入轴输出扭矩,输入轴的驱动力可单独来自发动机、单独来自电机或发动机和电机混联提供动力。本申请的混合动力传动***整体结构简单,能满足多种模式的驱动需求,也具备多挡位换挡的能力,对于发动机的高效区间利用较为充分,同时齿轮数量较少,体积紧凑且重量较轻,对于降低能耗起到积极的促进作用。
第二方面,本实用新型实施例还提供了一种车辆,包括上述的混合动力传动***。
本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,通过采用上述的混合动力传动***,满足车辆在不同工况下实现四驱多模式形式的需求,同时符合整车轻量化的设计需求,降低能耗,提升了整车使用的经济性。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的混合动力传动***的结构示意图;
图2为本实用新型实施例一处于怠速发电模式的工作原理示意图;
图3为本实用新型实施例一处于发动机模式第一档位行车的工作原理示意图;
图4为本实用新型实施例一处于发动机模式第二档位行车的工作原理示意图;
图5为本实用新型实施例一处于发动机模式第三档位行车的工作原理示意图;
图6为本实用新型实施例一处于电机模式第一档位行车的工作原理示意图;
图7为本实用新型实施例一处于电机模式第二档位行车的工作原理示意图;
图8为本实用新型实施例一处于电机模式第三档位行车的工作原理示意图;
图9为本实用新型实施例一处于混联模式第一档位行车的工作原理示意图;
图10为本实用新型实施例一处于混联模式第二档位行车的工作原理示意图;
图11为本实用新型实施例一处于混联模式第三档位行车的工作原理示意图;
图12为本实用新型实施例二提供的混合动力传动***的结构示意图;
图13为本实用新型实施例三提供的混合动力传动***的结构示意图;
图14为本实用新型实施例四提供的混合动力传动***的结构示意图。
附图标记说明:
1、发动机;2、输入轴;3、离合装置;4、电机;410、电机轴;5、换挡装置;5a、单侧换挡装置;5b、双侧换挡装置;6、输出轴;7、挡位齿轮传动组;7a、一类挡位齿轮传动组;7b、二类挡位齿轮传动组;710、挡位主动齿轮;720、挡位从动齿轮;8、负载;9、负载齿轮;10、电机第一齿轮传动结构;1010、第一电机齿轮;1020、第二电机齿轮;11、电机第二齿轮传动结构;1110、第三电机齿轮。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等,都是为了区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,对于方位词,如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”、“高”、“低”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系,且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作,所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“固接”或“固定连接”,应作广义理解,即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式,也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中,如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形,意图在于“包含但不限于”。
请一并参阅图1至图14,现对本实用新型提供的混合动力传动***进行说明。所述混合动力传动***,包括发动机1、输入轴2、离合装置3、电机4、换挡装置5、输出轴6和多个挡位齿轮传动组7;发动机1通过离合装3置与输入轴2传动连接;多个挡位齿轮传动组7的输入端分别与输入轴2传动连接,多个挡位齿轮传动组7的输出端分别与输出轴6传动连接,挡位齿轮传动组7的输入端与输入轴2之间或挡位齿轮传动组7的输出端与输出轴6之间设有换挡装置5;电机4的电机轴410与输入轴2传动连接;输出轴6适于与负载8连接。
本实施例中,离合装置3的具体结构可参考现有离合器的结构,能满足发动机1与输入轴2之间的装配需求即可,在此不再赘述。
本实施例中,电机4适于与蓄电池电气连接;负载8一般为差速器,输出轴6上设有负载齿轮9,负载齿轮9与差速器内的齿轮啮合。
本实施例中,单个挡位齿轮传动组7中的齿轮数量可以根据实际的布设需求进行灵活设置,在此不做唯一限定。
本实施例中,挡位齿轮传动组7示例性的示出为三个,即形成有三个挡位,通过控制换挡装置5,能使挡位齿轮传动组7选择性的与输入轴2或输出轴6传动连接,即形成换挡操作。三挡设置相比于单挡或双挡的传动***,能更大范围的利用发动机的高效率区间。
本实施例的工作模式主要包括以下几种:
1)在怠速工况下,离合装置3处于闭合状态,使发动机1能向输入轴2输出动力,同时换挡装置5处于断开状态,输入轴2不能向输出轴6输出动力,输入轴2的动力直接传递给电机4,电机4发电并向蓄电池充电,如图2所示,其中的箭头表示动力传递路径。
2)在仅由发动机1参与驱动的工况下,电机4处于能量回收模式,离合装置3处于闭合状态,使发动机1能向输入轴2输出动力,同时仅有一个换挡装置5保持闭合状态,使对应的挡位齿轮传动组7实现输入轴2与输出轴6之间的动力传递,最终,部分动力传递给电机4,使电机4能向蓄电池中充电,其余动力经负载齿轮9传递给负载8,实现行车动作。如图3所示,左侧的换挡装置5闭合,右侧的换挡装置5断开,发动机1的部分动力经左侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6,其余动力则传递给电机4;如图4所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,发动机1的部分动力经中间的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6,其余动力则传递给电机4;如图5所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,发动机1的部分动力经右侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6,其余动力则传递给电机4。
3)在仅由电机4参与驱动的工况下,离合装置3处于断开状态,发动机1不参与动力输出,同时仅有一个换挡装置5保持闭合状态,使对应的挡位齿轮传动组7实现输入轴2与输出轴6之间的动力传递,最终,电机4提供的动力经负载齿轮9传递给负载8,实现行车动作。如图6所示,左侧的换挡装置5闭合,右侧的换挡装置5断开,电机4的动力经左侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6;如图7所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,电机4的动力经中间的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6;如图8所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,电机4的动力经右侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6。
5)在发动机1和电机4共同参与驱动的工况下,离合装置3处于闭合状态,电机4和发动机1共同向输入轴2输出动力,同时仅有一个换挡装置5保持闭合状态,使对应的挡位齿轮传动组7实现输入轴2与输出轴6之间的动力传递,最终,电机4和发动机1提供的动力经负载齿轮9传递给负载8,实现行车动作。如图9所示,左侧的换挡装置5闭合,右侧的换挡装置5断开,动力经左侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6;如图10所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,动力经中间的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6;如图11所示,左侧的换挡装置5断开,右侧的换挡装置5闭合,动力经右侧的挡位齿轮传动组7传递给输出轴6。
本实施例提供的混合动力传动***,与现有技术相比,通过控制换挡装置5可使输入轴2通过不同的档位齿轮传动组7与输出轴6传动,继而实现在多个档位之间换挡的需求;通过控制离合装置3就能控制发动机1是否向输入轴2输出扭矩,输入轴2的驱动力可单独来自发动机1、单独来自电机4或发动机1和电机4混联提供动力。本实施例的混合动力传动***整体结构简单,能满足多种模式的驱动需求,也具备多挡位换挡的能力,对于发动机1的高效区间利用较为充分,同时齿轮数量较少,体积紧凑且重量较轻,对于降低能耗起到积极的促进作用。总体来看,本实施例的混合动力传动***可作为前桥或者后桥,搭配电驱,减少化石燃料的使用,使整车在不同工况下实现四驱多模式行驶,即混联四驱、纯电四驱、后驱动、前驱动、串联模式驱动、纯电驱动、发动机驱动等多种模式,可利用电机4启动发动机1,从而替代起动机,车辆的NVH性能更好。
一些实施例采用如图12及图13所示结构。参见图12及图13,为了实现输入轴2与电机轴410之间的传动连接,混合动力传动***还包括电机第一齿轮传动结构10,电机轴410和输入轴2通过电机第一齿轮传动结构10传动连接。本实施例通过电机第一齿轮传动结构10实现输入轴2与电机轴410之间的传动连接,可以根据传动***的实际布设需求设置电机第一齿轮传动结构10中齿轮的位置,设计灵活性强,同时传动效率较高,提高电机4处于能量回收模式下的回收效率,也能提高电机4处于驱动模式下的能量输出效率。
在上述实施例的基础上,参见图12及图13,电机第一齿轮传动结构10连接于输入轴2远离离合装置3的一端。本实施例中电机4的位置设计实现了针对档位齿轮传动组7的避位效果,能够提高档位齿轮传动组7与换挡装置5布设的结构紧凑性,有利于实现传动***整体的小型化设计。
一些实施例采用如图12及图13所示结构。参见图12及图13,电机轴410平行于输入轴2,电机第一齿轮传动结构10包括第一电机齿轮1010和第二电机齿轮1020,第一电机齿轮1010连接于电机轴410,第二电机齿轮1020连接于输入轴2,第一电机齿轮1010啮合于第二电机齿轮1020。本实施例的电机轴410和输入轴2采用平行轴结构,提升了集成度,同时,还能合理控制电机第一齿轮传动结构10中齿轮的数量,使得电机第一齿轮传动结构10仅存在一个齿轮副,不仅满足传动的需求,也提高了***整体的结构紧凑性和传动效率。
当然,电机轴410与输入轴2之间也可以不是相互平行的状态,齿轮传动结构做出适应性的改变即可。例如,在电机轴410垂直于输入轴2时,可以采用锥齿轮结构进行传动适配。
一些实施例采用如图1至图11及图14所示结构。参见图1至图11及图14,通过换挡装置5与输出轴6之间连接的挡位齿轮传动组7为一类挡位齿轮传动组7a,通过换挡装置5与输入轴2之间连接的挡位齿轮传动组7为二类挡位齿轮传动组7b。在***仅设置一类挡位齿轮传动组7a(如图1至11所示),或者同时设置一类挡位齿轮传动组7a和二类挡位齿轮传动组7b(如图14所示)的情况下,为了满足输入轴2始终与电机轴410保持传动连接状态的需求,同时保持结构的紧凑性,混合动力传动***还包括电机第二齿轮传动结构11,电机轴410和一类挡位齿轮传动组7a的输入端通过电机第二齿轮传动结构11传动连接。
一些实施例采用如图1至图11及图14所示结构。参见图1至图11及图14,多个挡位齿轮传动组7沿输入轴2的轴向形成传动列,与电机第二齿轮传动结构11连接的一类挡位齿轮传动组7a位于传动列远离离合装置3的一端。本实施例中电机4的位置设计实现了针对档位齿轮传动结构7的避位效果,能够提高档位齿轮传动结构7与换挡装置5布设的结构紧凑性,有利于实现传动***整体的小型化设计。
一些实施例采用如图1至图11及图14所示结构。参见图1至图11及图14,电机轴410平行于输入轴2,电机第二齿轮传动结构11包括第三电机齿轮1110,第三电机齿轮1110同轴连接于电机轴410,且与对应一类挡位齿轮传动组7a的输入端啮合。本实施例的电机轴410和输入轴2采用平行轴结构,提升了集成度,电机第二齿轮传动结构11仅包含一个齿轮,在满足传动连接需求的同时,结构设计极简化,零部件数量少,传动***整体集成度更高,传动效率也更高,能够提升能量回收效率,并降低电机驱动工况下的能耗。
当然,电机轴410与输入轴2之间也可以不是相互平行的状态,齿轮传动结构做出适应性的改变即可。例如,在电机轴410垂直于输入轴2时,可以采用锥齿轮结构进行传动适配。
一些实施例采用如图1至图14所示结构。参见图1至图14,定义与单个挡位齿轮传动组7连接的换挡装置5为单侧换挡装置5a,定义与相邻两个挡位齿轮传动组7连接的换挡装置5为双侧换挡装置5b;挡位齿轮传动组7设有至少三个,其中至少一个挡位齿轮传动组7连接有单侧换挡装置5a,其余挡位齿轮传动组7中的相邻两个挡位齿轮传动组7与双侧换挡装置5b连接。其中,单侧换挡装置5a和双侧换挡装置5b的结构均可参考现有的换挡装置,例如拨叉式的换挡结构,在此不再赘述。另外,双侧换挡装置5b具有两个传动侧,相邻两个挡位齿轮传动组7分别连接于同一个双侧换挡装置5b的两个传动侧;具体实施时,双侧换挡装置5b的两个传动侧可分别由两组拨叉形成。本实施例采用双侧换挡装置5b,无需使换挡装置5的数量与挡位齿轮传动组7一一对应,提升了换挡装置5的集成度,使传动***整体结构更加紧凑。
举例来说,在图4的传动工况下,右侧双侧换挡装置5b的左传动侧闭合,右传动侧保持断开状态,此时中间的挡位齿轮传动组7实现动力传递,但右侧的挡位齿轮传动组7则不能传递动力;在图5的传动工况下,右侧双侧换挡装置5b右传动侧闭合,左传动侧保持断开状态,此时右侧的挡位齿轮传动组7实现动力传递,但中间的挡位齿轮传动组7则不能传递动力。
一些实施例采用如图1至图14所示结构。参见图1至图14,输入轴2平行于输出轴6,挡位齿轮传动组7包括挡位主动齿轮710和挡位从动齿轮720,挡位主动齿轮710与输入轴2连接,挡位从动齿轮720与输出轴6连接,挡位主动齿轮710啮合于挡位从动齿轮720。本实施例的输入轴2和输出轴6采用平行轴结构,提升了集成度,同时也简化了齿轮使用的数量,使传动效率得到提升。当然,输入轴2与输出轴6之间也可以不是相互平行的状态,齿轮传动结构做出适应性的改变即可。例如,在输出轴6垂直于输入轴2时,可以采用锥齿轮结构进行传动适配。
在上述实施例的基础上,参阅图1至图14,为了进一步提升集成度,减少齿轮数量,进而提升传动效率,电机轴410同时平行于输入轴2和输出轴6。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种车辆,包括上述的混合动力传动***。
本实施例提供的车辆,与现有技术相比,通过采用上述的混合动力传动***,满足车辆在不同工况下实现四驱多模式形式的需求,同时符合整车轻量化的设计需求,降低能耗,提升了整车使用的经济性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种混合动力传动***,其特征在于,包括:
发动机(1)、输入轴(2)、离合装置(3)、电机(4)、换挡装置(5)、输出轴(6)和多个挡位齿轮传动组(7);
所述发动机(1)通过所述离合装置(3)与所述输入轴(2)传动连接;
多个所述挡位齿轮传动组(7)的输入端分别与所述输入轴(2)传动连接,多个所述挡位齿轮传动组(7)的输出端分别与所述输出轴(6)传动连接,所述挡位齿轮传动组(7)的输入端与所述输入轴(2)之间或所述挡位齿轮传动组(7)的输出端与所述输出轴(6)之间设有所述换挡装置(5);
所述电机(4)的电机轴(410)与所述输入轴(2)传动连接;
所述输出轴(6)适于与负载(8)连接;
通过所述换挡装置(5)与所述输出轴(6)之间连接的所述挡位齿轮传动组(7)为一类挡位齿轮传动组(7a),通过所述换挡装置(5)与所述输入轴(2)之间连接的所述挡位齿轮传动组(7)为二类挡位齿轮传动组(7b);
所述混合动力传动***还包括电机第二齿轮传动结构(11),所述电机轴(410)和所述一类挡位齿轮传动组(7a)的输入端通过所述电机第二齿轮传动结构(11)传动连接。
2.如权利要求1所述的混合动力传动***,其特征在于,所述混合动力传动***还包括电机第一齿轮传动结构(10),所述电机轴(410)和所述输入轴(2)通过所述电机第一齿轮传动结构(10)传动连接。
3.如权利要求2所述的混合动力传动***,其特征在于,所述电机第一齿轮传动结构(10)连接于所述输入轴(2)远离所述离合装置(3)的一端。
4.如权利要求2或3所述的混合动力传动***,其特征在于,所述电机轴(410)平行于所述输入轴(2),所述电机第一齿轮传动结构(10)包括第一电机齿轮(1010)和第二电机齿轮(1020),所述第一电机齿轮(1010)连接于所述电机轴(410),所述第二电机齿轮(1020)连接于所述输入轴(2),所述第一电机齿轮(1010)啮合于所述第二电机齿轮(1020)。
5.如权利要求1所述的混合动力传动***,其特征在于,多个所述挡位齿轮传动组(7)沿所述输入轴(2)的轴向形成传动列,与所述电机第二齿轮传动结构(11)连接的所述一类挡位齿轮传动组(7a)位于所述传动列远离所述离合装置(3)的一端。
6.如权利要求1或5所述的混合动力传动***,其特征在于,所述电机轴(410)平行于所述输入轴(2),所述电机第二齿轮传动结构(11)包括第三电机齿轮(1110),所述第三电机齿轮(1110)连接于所述电机轴(410),且与对应所述一类挡位齿轮传动组(7a)的输入端啮合。
7.如权利要求1所述的混合动力传动***,其特征在于,定义与单个所述挡位齿轮传动组(7)连接的换挡装置(5)为单侧换挡装置(5a),定义与相邻两个所述挡位齿轮传动组(7)连接的换挡装置(5)为双侧换挡装置(5b);
所述挡位齿轮传动组(7)设有至少三个,其中至少一个所述挡位齿轮传动组(7)连接有所述单侧换挡装置(5a),其余所述挡位齿轮传动组(7)中的相邻两个所述挡位齿轮传动组(7)与所述双侧换挡装置(5b)连接。
8.如权利要求1所述的混合动力传动***,其特征在于,所述输入轴(2)平行于所述输出轴(6),所述挡位齿轮传动组(7)包括挡位主动齿轮(710)和挡位从动齿轮(720),所述挡位主动齿轮(710)与所述输入轴(2)连接,所述挡位从动齿轮(720)与所述输出轴(6)连接,所述挡位主动齿轮(710)啮合于所述挡位从动齿轮(720)。
9.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-8中任意一项所述的混合动力传动***。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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