CN220447640U - 混合动力装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种混合动力装置及车辆,混动动力装置包括第一驱动单元和第二驱动单元,第一驱动单元和第二驱动单元可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮;输入轴和中间轴传动相连,中间轴和输出轴通过第二传动单元传动相连;发动机的动力输出轴与输入轴之间设有离合部,第一电机的一端与输出轴相连,另一端与第一差速器相连;第二驱动单元包括第二电机、以及第二差速器,第二电机直接或间接与第二差速器相连;或,第二驱动单元具有两个第二电机,两驱动轴之间设有第一同步器。本实用新型所述的混动动力装置,通过优化混动动力装置中各部件的结构,利于提升纯电驱动时的动力传输效率,并利于提高对车轮传来动能回收率和车辆的脱困能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆零部件技术领域,特别涉及一种混合动力装置。同时,本实用新型还涉及一种设有该混合动力装置的车辆。
背景技术
混合动力车辆的种类目前主要有三种。一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅串联混合动力电动车辆原理助动力的"并联方式"。这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在车辆起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单,只需要在车辆上增加电动马达和电瓶。
另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的"串联、并联方式"。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力,这种方式需要动力分担装置和发电机等,因此结构复杂。
还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动车辆"串联方式",发动机只作为动力源,车辆只靠电动马达驱动行驶,驱动***只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力车辆的一种。
目前,混动车辆中的混合动力装置作为混动车辆的核心,其性能好坏直接影响车辆的驾驶舒适性和安全性。但由于混动动力装置中发动机和电机的设置位置和传动结构设计的不合理,使得纯电时的动力传输效率低,且电机对车轮传来动能的回收率也低,从而不利于提升燃油经济性和节能性。此外,在车辆行驶的过程中,还会容易因后桥中车轮的驱动效果差,而导致车辆难以脱困,也不利于车辆的驾驶安全性。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种混合动力装置,以提升纯电驱动时的动力传输效率,并利于提高动能回收率和车辆的脱困能力。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种混合动力装置,包括第一驱动单元和第二驱动单元,所述第一驱动单元和所述第二驱动单元可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮;所述第一驱动单元包括平行布置的输入轴和输出轴,位于两者之间的中间轴,以及发动机和第一电机;所述输入轴和所述中间轴通过第一传动单元传动相连,所述中间轴和所述输出轴通过第二传动单元传动相连;所述发动机的动力输出轴通过挠性盘与所述发动机的曲轴相连,并在所述发动机的动力输出轴与所述输入轴之间设有离合部,所述离合部用于控制所述发动机和所述输入轴之间的动力通断;所述第一电机的一端与所述输出轴相连,所述第一电机的另一端与第一差速器相连;
所述第二驱动单元包括第二电机、以及设于左右两侧的车轮之间的第二差速器,所述第二电机直接或通过变速机构与所述第二差速器相连;或,所述第二驱动单元具有在整车左右方向上相对布置的两个第二电机,各所述第二电机分别与对应侧的所述车轮的驱动轴相连,且两所述驱动轴之间设有第一同步器,所述第一同步器用于连接两个所述驱动轴。
进一步的,所述第一传动单元包括设于所述输入轴上的第一主动齿轮,以及设于所述中间轴上的第一从动齿轮,所述第一从动齿轮与所述第一主动齿轮啮合。
进一步的,所述第二传动单元包括设于所述中间轴上的第二主动齿轮,以及设于所述输出轴上的第二从动齿轮,所述第二从动齿轮与所述第二主动齿轮啮合。
进一步的,所述第一从动齿轮与所述第二主动齿轮为同一齿轮。
进一步的,所述第一主动齿轮空套在所述输入轴上,并在所述输入轴上设有第二同步器,所述第二同步器用于连接所述第一主动齿轮;所述输入轴上设有依次间隔布置的第四同步器、倒挡单元、控制部和超低速单元;所述第四同步器用于连接所述倒挡单元;所述控制部用于控制所述倒挡单元和所述超低速单元之间的动力通断。
进一步的,所述倒挡单元包括第三主动齿轮、第三从动齿轮和中间轮;所述第三主动齿轮设于所述输入轴上,且所述第四同步器用于连接所述第三主动齿轮;所述第三从动齿轮设于所述中间轴上,所述中间轮设于所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮之间,并与两者同时啮合相连。
进一步的,所述超低速单元包括行星齿轮机构;所述行星齿轮机构的太阳轮设于所述输入轴上;所述控制部选择性地连接所述行星齿轮机构的齿圈/行星架。
进一步的,所述中间轴包括第一半轴和第二半轴;所述第一半轴通过所述第一传动单元与所述输入轴传动连接,所述第二半轴通过所述第二传动单元与所述输出轴传动相连;所述第一半轴上设有第一齿轮和行星齿轮单元,所述第二半轴设有第五同步器和第二齿轮,所述第二齿轮与所述行星齿轮单元传动连接;所述第五同步器选择性地连接所述第一齿轮或所述第二齿轮。
进一步的,所述行星齿轮单元的太阳轮设于所述第一半轴上,所述行星齿轮单元的齿圈或行星架与所述第二齿轮连接;所述第一半轴和所述第二半轴同轴布置。
相对于现有技术,本实用新型具有以下优势:
本实用新型所述的混动动力装置,通过将第一电机的一端与输出轴相连,第一电机的另一端与第一差速器相连,不仅利于提高纯电时的动力传输效率,还利于第一电机对车轮的动能进行回收,从而提高燃油经济性和动力性;还通过在输入轴和输出轴之间设置中间轴,以及第一传动单元和第二传动单元,利于纵置发动机的布置,从而减少传动方向的转换,进一步降低能量损耗;使得第二驱动单元中两个第二电机分别与对应侧车轮的驱动轴相连,以及第一同步器的设置,能够将两个驱动轴之间的驱动力脱开而实现差速效果,并利于提升车辆的脱困能力,从而提高车辆的驾驶安全性。
此外,第一主动齿轮和第一从动齿轮的设置,利于将输入轴将动力输出至中间轴,并具有结构简单,易于布置实施的优点。第二传动单元中第二主动齿轮和第二从动齿轮的结构简单,便于布置,利于实现中间轴和输出轴之间的动力传输。第一从动齿轮与第二主动齿轮为同一从动齿轮,能够减少一个齿轮,不仅利于降低生产成本和能耗,而且还利于减小第一驱动单元的空间占用量。
其次,第一主动齿轮空套在输入轴上,以及第二同步器的设置,能够避免纯电驱动时,第一电机输出的动力经由第一传动单元传输至中间轴,进而利于降低能耗;在输入轴上设置倒挡单元、控制部、超低速单元以及第四同步器,使得混动动力装置具有倒挡模式和超低速挡位模式,可进一步提升车辆的驾驶性能,控制部便于倒挡模式和超低速挡位模式之间的切换。倒挡单元中第三主动齿轮、第三从动齿轮、中间轮的设置,利于实现倒挡模式。超低速单元中的行星齿轮机构的设置,利于实现超低速挡位模式。
另外,中间轴中第一半轴和第二半轴,以及第五同步器的设置,使得传输到第一半轴上的动力能够直接传输至第二半轴,或者通过行星齿轮组件传输至第二半轴,利于丰富传力路径,而具有高速挡位和低速挡位,具有良好的越野性能,而能够满足客户的多种使用场景需求,利于提高整车的驾驶乐趣。行星齿轮单元中太阳轮设于第一半轴上,利于布置实施,第一半轴与第二半轴同轴布置,利于减小空间占用量,以及周边零部件的便于布置。
本实用新型的另一目的在于提出一种车辆,所述车辆上设有如上所述的混动动力装置。
本实用新型所述的车辆,通过设置如上的混动动力装置,利于提高车辆的驾驶动力性、燃油经济性以及安全性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型实施例所述的第一驱动单元的第一种结构示意图;
图2为本实用新型实施例所述的第一驱动单元的第二种结构示意图;
图3为本实用新型实施例所述的第一驱动单元的第三种结构示意图;
图4为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置一个第二电机的第一种结构示意图;
图5为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置一个第二电机的第二种结构示意图;
图6为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置一个第二电机的第三种结构示意图;
图7为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第一种结构示意图;
图8为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第二种结构示意图;
图9为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第三种结构示意图;
图10为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第四种结构示意图;
图11为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第五种结构示意图;
图12为本实用新型实施例所述的第二驱动单元中配置两个第二电机的第六种结构示意图。
附图标记说明:
1、输入轴;2、输出轴;3、第一差速器;4、第一电机;6、发动机;7、中间轴;8、第二电机;9、后车轮;10、传动轴;
101、离合部;102、第一主动齿轮;103、第四同步器;104、第三主动齿轮;105、第一太阳轮;106、第一行星轮;107、第一行星架;108、第一齿圈;109、第五同步器;110、第二同步器;
203、第二从动齿轮;
1001、中间轮;
601、挠性盘;
701、第一半轴;702、第二半轴;703、第一从动齿轮;704、第二齿圈;705、第二行星架;706、第二太阳轮;707、第二行星轮;708、第一齿轮;709、第二齿轮;710、第五同步器;711、第三从动齿轮;712、第二主动齿轮;
800、第二中间轴;81、电机轴齿轮;811、第一电机轴齿轮;812、第二电机轴齿轮;82、驱动轴齿轮;821、第一驱动轴齿轮;822、第二驱动轴齿轮;831、第一中间轴齿轮;832、第二中间轴齿轮;833、第三中间轴齿轮;841、第一同步器;842、变挡同步器;85、第二差速器;
90、后驱动轴。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。另外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,在本实用新型的描述中,除非另有明确的限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实施例涉及一种混动动力装置,旨在提升纯电驱动时的动力传输效率,并利于提高动能回收率,且利于提高车辆的脱困能力。
整体构成上,该混动动力装置包括第一驱动单元和第二驱动单元,第一驱动单元和第二驱动单元可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮。其中,第一驱动单元包括平行布置的输入轴1和输出轴2,位于两者之间的中间轴7,以及发动机6和第一电机4。
输入轴1和中间轴7通过第一传动单元传动相连,中间轴7和输出轴2通过第二传动单元传动相连。发动机6的动力输出轴通过挠性盘601与发动机6的曲轴相连,并在发动机6的动力输出轴与输入轴1之间设有离合部101,离合部101用于控制发动机6和输入轴1之间的动力通断。第一电机4的一端与输出轴2相连,第一电机4的另一端与第一差速器3相连。
本实施例中的第二驱动单元包括第二电机8、以及设于左右两侧的车轮之间的第二差速器85,第二电机8直接或通过变速机构与第二差速器85相连。或,第二驱动单元具有在整车左右方向上相对布置的两个第二电机8,各第二电机8分别与对应侧的车轮的驱动轴相连,且两驱动轴之间设有第一同步器841,第一同步器841用于连接两个驱动轴。
本实施例所述的混动动力装置,通过将第一电机4的一端与输出轴2相连,第一电机4的另一端与第一差速器3相连,使得第一电机4输出的动力直接传输至第一差速器3,而无需经由传动结构,不仅利于提高纯电驱动时的动力传输效率,还利于第一电机4对车轮传来的动能进行回收,从而提高燃油经济性和动力性;还通过在输入轴1和输出轴2之间设置中间轴7,以及第一传动单元和第二传动单元,利于纵置发动机6的布置,从而减少传动方向的转换,进一步降低能量损耗。
另外,第二驱动单元中的第二电机8直接与第二差速器85相连,或第二电机8与第二差速器85传动相连,能够根据使用需求便于调节传输至前桥或后桥的动力。同时,使得第二驱动单元中两个第二电机8分别与对应侧车轮的驱动轴相连,以及第一同步器841的设置,能够将两个驱动轴之间的驱动力脱开而实现差速效果,并利于提升车辆的脱困能力,从而提高车辆的驾驶安全性。
本实施例中,第一驱动单元和第二驱动单元可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮是指:第一驱动单元用于驱动前桥的前车轮,第二驱动单元用于驱动后桥的后车轮9,或者,第一驱动单元用于驱动后桥的后车轮9,第二驱动单元用于驱动后桥的后车轮9的方案均是可行的。
本实施例中,以第一驱动单元用于驱动前桥的前车轮,第二驱动单元用于驱动后桥的后车轮9为例对混动动力装置的结构进行说明。以下先对第一驱动单元的结构进行说明。
本实施例中第一驱动单元的第一种示例性结构如图1中所示,第一差速器3位于左右两侧前车轮的驱动轴之间,发动机6纵置设置,而使得输入轴1和输出轴2均垂直于前桥中的两个驱动轴。此处,通过纵置发动机6,利于减少传动方向的转换,从而进一步降低能量的损失。同时还可以让变速器的位置尽量向后伸,使动力总成的重心位于前桥之后,这样可以让车身前后重量更加平均。
作为优选的一种实施方式,如图1中所示,第一传动单元包括设于输入轴1上的第一主动齿轮102,以及设于中间轴7上的第一从动齿轮703,第一从动齿轮703与第一主动齿轮102啮合。传输至输入轴1上的动力能够经由第一主动齿轮102和第一从动齿轮703传输至中间轴7。此处第一主动齿轮102和第一从动齿轮703的结构简单,便于实施,且传动稳定性高。
另外,第二传动单元包括设于中间轴7上的第二主动齿轮712,以及设于输出轴2上的第二从动齿轮203,第二从动齿轮203与第二主动齿轮712啮合。传输至中间轴7上的动力通过第二主动齿轮712和第二从动齿轮203传输至输出轴2,且第二传动单元也具有结构简单,易于布置和传动效果好的优点。
更进一步的,本实施例中的第一从动齿轮703与第二主动齿轮712为同一齿轮。通过设置第一从动齿轮703与第二主动齿轮712为同一从动齿轮,能够减少一个齿轮,不仅利于降低生产成本和能耗,而且还利于减小第一驱动单元的空间占用量。
作为优选的,本实施例中离合部101设于发动机6的动力输出端和第一主动齿轮102之间。在离合部101接合时,发动机6输出的动力能够通过离合部101传输至输入轴1,使得动力的输入效率更加直接和高效。具体实施时,离合部101可采用现有技术中的离合器,其结构简单,便于布置实施,且使用效果好。
本实施例的第一驱动单元中,可根据车辆行驶的需求,选择单独通过发动机6驱动、单独通过第一电机4驱动,或者同时通过发动机6和第一电机4驱动,三种驱动方式来满足驾驶需求,进而利于降低能耗,而具有较好的实用性。其中,第一电机4单独驱动时的动力输出更为直接,更高效、动能回收的效率高。
并且,参照图1中所示,本实施例中的第一驱动单元仅具有一挡模式,并具有发动机6驱动、第一电机4驱动和两者同时驱动三种驱动模式:
其中,发动机6单独驱动时,离合部101接合。此时,动力传递路线为:发动机6→离合部101→输入轴1→第一主动齿轮102→第一从动齿轮703→第二从动齿轮203→输出轴2→第一电机4→第一差速器3→前车轮。
第一电机4单独驱动时,离合部101断开,此时,动力传递路线为:第一电机4→输出轴2→第一差速器3→前车轮。
发动机6和第一电机4同时驱动时,发动机6和第一电机4的动力传递路线与两者各自单独驱动时的传递路线相同,在此不再赘述。
本实施例中第一驱动单元的第二种示例性结构如图2中所示。为进一步提高混动动力装置的使用性能,本实施例中,第一主动齿轮102空套在输入轴1上,并在输入轴1上设有第二同步器110,第二同步器110用于连接第一主动齿轮102。如此设置,不仅利于输入轴1和输出轴2之间的动力传输和断开,并能够避免纯电驱动时,第一电机4输出的动力经由第一传动单元传输至中间轴7,进而利于降低能耗。
可以理解的是,本实施例中还可将第二从动齿轮203套设在输出轴2上,此时第二同步器110设置在输出轴2上。当第二同步器110与第二从动齿轮203接合时,第一传动单元实现动力传输的功能。当第二同步器110断开时,第一传动单元无法将输入轴1上的动力传输至中间轴7,也利于降低能耗。
作为优选的一种实施方式,输入轴1上设有依次间隔布置的第四同步器103、倒挡单元、控制部和超低速单元。其中,第四同步器103用于连接倒挡单元,控制部用于控制倒挡单元和超低速单元之间的动力通断。
本实施例中,通过在输入轴1上设置第四同步器103、倒挡单元、控制部和超低速单元,可实现倒挡模式和超低速挡位模式,而丰富车辆的驾驶挡位。其中,控制部的设置,便于在倒挡模式和超低速挡位模式之间进行切换,而提升车辆的驾驶性能。
另外,如图2中所示,本实施例中,通过第二同步器110的设置,还能够在倒挡模式和超低速挡位模式时,避免输入轴1带动第一传动单元转动,能够减小能量损耗,从而提升动力经济性。
仍参照图2中所示,倒挡单元包括第三主动齿轮104、第三从动齿轮711、中间轮1001。其中,第三主动齿轮104设于输入轴1上,且第四同步器103用于连接第三主动齿轮104。第三从动齿轮711设于中间轴7上,中间轮1001设于第三主动齿轮104和第三从动齿轮711之间,并与两者同时啮合相连。
具体布置时,第三主动齿轮104空套在输入轴1上,第四同步器103设在输入轴1上,且相对于超低速单元设于第三主动齿轮104的另一侧。中间轮1001设置在位于输入轴1和输出轴2之间,且设于与输入轴1和输出轴2平行布置的传动轴10上。通过中间轮1001与第三主动齿轮104和第三从动齿轮711分别啮合相连,能够提高动力由第三主动齿轮104向第三从动齿轮711传递的平稳性,进而提升在倒挡模式下的驾驶稳定性。
作为一种优选的实施方式,本实施中的超低速单元包括行星齿轮机构,行星齿轮机构的太阳轮设于输入轴1上,控制部选择性地连接行星齿轮机构的齿圈/行星架。
具体结构上,如图2中所示,控制部为设于超低速单元和倒挡单元之间的第三同步器109,此处的第三同步器109可为现有技术中的双向单边同步器,双向单边同步器选择性地连接行星齿轮机构的齿圈和第三主动齿轮104。
此处,第三同步器109除了可采用双向单边同步器,还可采用双向双边同步器。当第三同步器109为双向双边同步器时,齿毂空套在输入轴1上,通过拨叉拨动齿套则可驱动同步环与位于其两侧的第三主动齿轮104和第一齿圈108上的接合齿接合,或者驱动同步环与位于其两侧的第三主动齿轮104和第一行星架107上的接合齿接合。
为便于区分描述,本实施例中,将行星齿轮机构中的太阳轮称为第一太阳轮105,将行星轮称为第一行星轮106,并将行星架称为第一行星架107,将齿圈称为第一齿圈108。
在此需要说明的是,若行星齿轮机构的第一齿圈108设于变速器的壳体上时,第三同步器109也可选择性地连接第一行星架107。如此设置,便于第三同步器109控制倒挡单元和超低速单元之间的动力通断。具体实施时,第三同步器109的接合套设于第一齿圈108上,由于第三主动齿轮104属于倒挡单元,第一齿圈108属于超低速单元,因而能够实现倒挡单元和超低速单元之间的动力通断。
在此需要说明的是,在行星齿轮机构中,第一齿圈108和第一行星架107两者之一固定即可。本实施例中的行星齿轮机构中,是以第一行星架107固定为例来进行说明的。除此之外,当然还可使第一齿圈108固定,只是此时第三同步器109应选择性地连接第一行星架107,第三同步器109的接合套设于第一行星架107上。
为进一步提升动力经济性,还可以将第三从动齿轮711空套在输出轴2上,并在输出轴2上设置用于连接第三从动齿轮711的同步器。此时,可在一档模式下,防止第一电机4单独驱动下带动第三从动齿轮711转动,从而利于降低能量损耗。
此时,参照图2中所示,为便于理解,在此以其中几个驱动模式为例介绍动力传递路线。发动机6单独驱动而处于一挡时的动力传输路径与图1中发动机6单独驱动时的动力传递路线相同。
发动机6单独驱动时,离合部101接合,第四同步器103与第三主动齿轮104接合,第二同步器110和第三同步器109断开,此时第一驱动单元处于倒挡模式。
此时,发动机6的动力传递路线为:发动机6→离合部101→输入轴1→第四同步器103→第三主动齿轮104→中间轮1001→第三从动齿轮711→输出轴2→第一电机4→第一差速器3→前车轮。
发动机6单独驱动,离合部101接合,第三同步器109与第一齿圈108和第三主动齿轮104接合,第四同步器103和第二同步器110断开。此时第一驱动单元处于超低速模式。
此时,发动机6的动力传递路线为:发动机6→离合部101→输入轴1→第一太阳轮105→第一行星轮106→第一齿圈108→第三同步器109→第三主动齿轮104→中间轮1001→第三从动齿轮711→输出轴2→第一电机4→第一差速器3→前车轮。
为提升第一驱动单元的越野性能,本实施例中第一驱动单元的第三种示例性结构如图3中所示。此时,中间轴7包括第一半轴701和第二半轴702,第一半轴701通过第一传动单元与输入轴1传动连接,第二半轴702通过第二传动单元与输出轴2传动相连。作为一种优选的布置方式,本实施例中的第一半轴701和第二半轴702同轴布置,以方便其他零件的布置。
为便于第一半轴701与第二半轴702之间的动力传输,作为一种较优的实施方式,第一半轴701上设有第一齿轮708和行星齿轮单元,第二半轴702上设有第五同步器710和第二齿轮709,第二齿轮709与行星齿轮单元传动连接,第五同步器710选择性地连接第一齿轮708或第二齿轮709。
当第五同步器710与第一齿轮708连接时,可将第一半轴701上承接的动力经由第一齿轮708及第五同步器710传输至第二半轴702。当第五同步器710与第二齿轮709连接时,可将第一半轴701上承接的动力经由行星齿轮组件、第二齿轮709以及第五同步器710传输至第二半轴702。
作为一种优选的实施方式,行星齿轮组件设于第一传动单元和第二传动单元之间。第一从动齿轮703设于第一半轴701上,第二主动齿轮712设于第二半轴702上。该行星齿轮组件包括第二太阳轮706、第二齿圈704,以及分别与第二太阳轮706和第二齿圈704动连接的第二行星轮707。其中,第二太阳轮706设于第一半轴701上,行星齿轮组件的第二齿圈704或第二行星架705与第二齿轮709连接。
如图3中所示,第二齿圈704固设于变速器的壳体上,第二齿轮709连接于第二行星轮707的第二行星架705上。如此设置,当第五同步器710与第二齿轮709连接时,使得第一半轴701的动力可经第二太阳轮706、第二行星轮707、第二行星架705、第二齿轮709、第五同步器710向第二半轴702传递,而便于实现超低速挡位模式,从而具有良好的驾驶性能。
在此需要说明的是,若行星齿轮组件的第二行星架705固设于变速器的壳体上,可将第二齿轮709与第二齿圈704连接。此时,通过使第五同步器710连接第二齿轮709,则第一半轴701上承接的动力可经由第二太阳轮706、第二行星轮707、第二齿圈704、第二齿轮709和第五同步器710向第二半轴702传输。
本实施例中的混动动力装置中的第一驱动单元具有发动机6单独驱动,第一电机4单独驱动,发动机6和第一电机4共同驱动三种驱动模式。
参照图3中所示,为便于理解,在此也以发动机6驱动模式为例介绍传动传递路径。
发动机6驱动时,离合部101接合,第五同步器710与第二齿轮709接合。此时混动动力装置处于超低速模式。
此时,发动机6的动力传递路线为:发动机6→离合部101→输入轴1→第一主动齿轮102→第一从动齿轮703→第一半轴701→第二太阳轮706→第二行星轮707→第二行星架705→第二齿轮709→第五同步器710→第二半轴702→第二主动齿轮712→第二从动齿轮20→输出轴2→第一电机4→第一差速器3→前车轮。
此外,本实施例中在发动机6单独驱动时,发动机6输出的多余的动力可传输至第一电机4,动力能够通过第一电机4进行回收,并对车辆上的电池组发电,从而提升能量利用率,同时利于降低能耗。
本实施例中的混动动力装置,在第一电机4驱动时,其输出的动力能够直接传输至输出轴2,并通过输出轴2传输至第一差速器3,具有较高的动力传输效率。同时,整个混动动力装置的结构简单,整体的结构集成度高,而便于在车身上布置实施。另外,在实际驾驶的过程中,可根据行驶工况对第一驱动单元的动力源进行选择,利于提高燃油经济性。
以下结合图4至图12对本实施例中的第二驱动单元的结构进行说明。
作为第二驱动单元的一种优选的结构示例,第二驱动单元包括第二电机8、以及设于左右两侧的后车轮9之间的第二差速器85,第二电机8直接或通过变速机构与第二差速器85传动相连。也就是说,第二驱动单元中仅设置一个第二电机8。
其中,第二驱动单元中配置一个第二电机8的第一种结构示例如图4所示,第二电机8和第二差速器85可集成设置,由第二电机8驱动第二差速器85带动两侧的后驱动轴90旋转。或者,如图5、图6所示,第二电机8通过一套变速机构与两侧后驱动轴90之间的第二差速器85传动连接。对于变速机构的具体配置情况,可根据第二电机8和后车轮9之间的传动和变速要求灵活设置。第二驱动单元采用一个第二电机8配合第二差速器85的驱动方式,具有结构简单,配置电机数量少等优点,可降低第二驱动单元的配置成本。
本实施例中,第二驱动单元中配置一个第二电机8的第二种结构示例如图5中所示,在第二电机8的第二电机轴和第二差速器85之间设置第二中间轴800,第二电机8的第二电机轴上设置电机轴齿轮81,第二中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832,第二差速器85上设置驱动轴齿轮82。其中,电机轴齿轮81与第一中间轴齿轮831啮合相连,第二中间轴齿轮832与驱动轴齿轮82啮合相连,形成变速传动路径,可实现稳定的变速传动效果。
再如,第二驱动单元中配置一个第二电机8的第三种结构示例如图6中所示,在第二电机8的第二电机轴和第二差速器85之间设置第二中间轴800,第二电机8的第二电机轴上间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812,第二中间轴800上间隔设置地套装第一中间轴齿轮831、第二中间轴齿轮832和第三中间轴齿轮833,第二差速器85上设置驱动轴齿轮82.
其中,第一电机轴齿轮811与第一中间轴齿轮831啮合相连,第二电机轴齿轮812与第二中间轴齿轮832啮合相连,第三中间轴齿轮833与驱动轴齿轮82啮合相连。此时,在第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832之间的第二中间轴800上设置变挡同步器842,可切换挡位,形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径,可对后车轮9进行两挡的调速驱动,实现稳定的变速传动效果。
作为第二驱动单元的另一种优选的结构示例,第二驱动单元具有在整车左右方向上相对布置的两个第二电机8,各第二电机8分别与对应侧的后车轮9的后驱动轴90相连,且两后驱动轴90之间设有第一同步器841,第一同步器841用于连接两个后驱动轴90。
第二驱动单元中配置两个第二电机8的结构如图7至图12所示,两个第二电机8分别对应左右两侧的后车轮9的后驱动轴90设置。两第二电机8分别直接设于对应侧的后驱动轴90上,且两后驱动轴90之间设有第一同步器841。
或者,两个第二电机8分别通过一组变速机构与对应侧的后驱动轴90传动相连,而且两组变速机构之间设有第一同步器841。其中,对于每一组的变速机构的具体配置情况以及第一同步器841的设置位置,可根据第二电机8和后车轮9之间的传动和变速要求灵活设置。变速机构可根据挡位变化的要求设置成一挡、两挡或多个挡位变速的形式,通过同步器实现各挡位之间的切换。
例如,第二驱动单元中配置两个第二电机8的第一种结构示例如图7中所示,第二电机8直接配置在对应侧的后驱动轴90上,两后驱动轴90之间设置有上述的第一同步器841。需要注意的是,第二电机8除了配置在后驱动轴90上外,还可为直接集成在后车轮9上的轮毂电机。
再如,第二驱动单元中配置两个第二电机8的第二种结构示例如图8中所示,在第二电机8的第二电机轴上设置电机轴齿轮81,在对应侧的后驱动轴90上设置驱动轴齿轮82,电机轴齿轮81和驱动轴齿轮82啮合传动,形成变速机构。两组变速机构之间设置一个第一同步器841。当然,该第一同步器841可设于两个后驱动轴90之间,或者设于两个第二电机8的第二电机轴之间。
再比如,第二驱动单元中配置两个第二电机8的第三种结构示例如图9所示,在第二电机8的第二电机轴和对应侧的后驱动轴90之间设置第二中间轴800,第二电机8的第二电机轴上设置电机轴齿轮81,第二中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832,后驱动轴90上设置驱动轴齿轮82。
其中,电机轴齿轮81与第一中间轴齿轮831啮合相连,第二中间轴齿轮832与驱动轴齿轮82啮合相连,形成变速传动路径,可实现稳定的变速传动效果。第一同步器841则可设置在两组变速机构上的多处位置,例如图9中所示的两个第二电机8的第二电机轴之间。当然,第一同步器841也可设在两个后驱动轴90之间或者两个第二中间轴800之间。
此外,第二驱动单元中配置两个第二电机8的第四种结构示例如图10中所示,在第二电机8的第二电机轴上间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812,对应侧的后驱动轴90上间隔设置第一驱动轴齿轮821、第二驱动轴齿轮822。第二电机轴齿轮812与第一驱动轴齿轮821啮合相连,第二电机轴齿轮812与第二驱动轴齿轮822啮合相连,第一同步器841设于两侧的第二电机8的电机轴之间。当然,第一同步器841也可设在两个后驱动轴90之间。
第二驱动单元中配置两个第二电机8的第五种结构示例参考图11所示,在第二电机8的第二电机轴和对应的后驱动轴90之间加设第二中间轴800。第二电机8的第二电机轴上设置间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812,第二中间轴800上间隔设置套装第一中间轴齿轮831、第三中间轴齿轮833和第二中间轴齿轮832,后驱动轴90上设置驱动轴齿轮82。
其中,第一电机轴齿轮811与第一中间轴齿轮831啮合相连,第二电机轴齿轮812与第二中间轴齿轮832啮合相连,第三中间轴齿轮833与驱动轴齿轮82啮合相连。同时,在第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832之间的第二中间轴800上设置变挡同步器842,可切换挡位,形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径。第一同步器841可设于两侧的后驱动轴90之间。当然,第一同步器841也可设在两个第二电机8的第二电机轴之间或者两个第二中间轴800之间。
第二驱动单元中配置两个第二电机8的第六种结构示例参考图12中所示,在第二电机8的第二电机轴和对应的后驱动轴90之间加设第二中间轴800。第二电机8的第二电机轴上设置电机轴齿轮81,第二中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831、第三中间轴齿轮833和第二中间轴齿轮832,后驱动轴90上间隔设置套装第一驱动轴齿轮821和第二驱动轴齿轮822。
其中,电机轴齿轮81与第三中间轴齿轮833啮合相连,第一中间轴齿轮831与第一驱动轴齿轮821啮合相连,第二中间轴齿轮832与第二驱动轴齿轮822啮合相连。同时,在第一驱动轴齿轮821和第二驱动轴齿轮822之间的后驱动轴90上设置变挡同步器842,可切换挡位,形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径。第一同步器841可设于两侧的第二中间轴800之间。当然,第一同步器841也可设在两个第二电机8的第二电机轴之间或者两个后驱动轴90之间。
总体来说,采用两个第二电机8分别驱动左右两侧的后车轮9,可省去第二差速器85的配置。而且,通过在左右两侧的后驱动轴90或者变速机构之间设置第一同步器841,不仅能够将两侧的驱动力脱开,实现差速效果,在一侧的后车轮9出现恶劣路况而难以脱困时,第一同步器841也能够及时接合两侧的后驱动轴90,从而将两个第二电机8的动力联合起来传递给待脱困的后车轮9,从而提升车辆的脱困能力。
本实施例中的混动动力装置,通过采用以上结构,可具有多种驱动模式,并便于在车身上布置,且可有效减小能耗,从而可提高动力经济性和驾驶性能。
此外,本实施例还涉及一种车辆,该车辆上设有如上所述的混动动力装置。
本实施例的车辆,通过设置如上所述的混动动力装置,利于提高车辆在纯电驱动下的驾驶动力性,并利于提高车辆的燃油经济性以及驾驶安全性。
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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合动力装置,其特征在于:
包括第一驱动单元和第二驱动单元,所述第一驱动单元和所述第二驱动单元可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮;
所述第一驱动单元包括平行布置的输入轴(1)和输出轴(2),位于两者之间的中间轴(7),以及发动机(6)和第一电机(4);
所述输入轴(1)和所述中间轴(7)通过第一传动单元传动相连,所述中间轴(7)和所述输出轴(2)通过第二传动单元传动相连;
所述发动机(6)的动力输出轴通过挠性盘(601)与所述发动机(6)的曲轴相连,并在所述发动机(6)的动力输出轴与所述输入轴(1)之间设有离合部(101),所述离合部(101)用于控制所述发动机(6)和所述输入轴(1)之间的动力通断;
所述第一电机(4)的一端与所述输出轴(2)相连,所述第一电机(4)的另一端与第一差速器(3)相连;
所述第二驱动单元包括第二电机(8)、以及设于左右两侧的车轮(9)之间的第二差速器(85),所述第二电机(8)直接或通过变速机构与所述第二差速器(85)相连;或,
所述第二驱动单元具有在整车左右方向上相对布置的两个第二电机(8),各所述第二电机(8)分别与对应侧的所述车轮的驱动轴相连,且两所述驱动轴之间设有第一同步器(841),所述第一同步器(841)用于连接两个所述驱动轴。
2.根据权利要求1所述的混合动力装置,其特征在于:
所述第一传动单元包括设于所述输入轴(1)上的第一主动齿轮(102)所述中间轴(7)上的第一从动齿轮(703),所述第一从动齿轮(703)与所述第一主动齿轮(102)啮合。
3.根据权利要求2所述的混合动力装置,其特征在于:
所述第二传动单元包括设于所述中间轴(7)上的第二主动齿轮(712),以及设于所述输出轴(2)上的第二从动齿轮(203),所述第二从动齿轮(203)与所述第二主动齿轮(712)啮合。
4.根据权利要求3所述的混合动力装置,其特征在于:
所述第一从动齿轮(703)与所述第二主动齿轮(712)为同一齿轮。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的混合动力装置,其特征在于:
所述第一主动齿轮(102)空套在所述输入轴(1)上,并在所述输入轴(1)上设有第二同步器(110),所述第二同步器(110)用于连接所述第一主动齿轮(102);
所述输入轴(1)上设有依次间隔布置的第四同步器(103)、倒挡单元、控制部和超低速单元;
所述第四同步器(103)用于连接所述倒挡单元;
所述控制部用于控制所述倒挡单元和所述超低速单元之间的动力通断。
6.根据权利要求5所述的混合动力装置,其特征在于:
所述倒挡单元包括第三主动齿轮(104)、第三从动齿轮(711)和中间轮(1001);
所述第三主动齿轮(104)设于所述输入轴(1)上,且所述第四同步器(103)用于连接所述第三主动齿轮(104);
所述第三从动齿轮(711)设于所述中间轴(7)上,所述中间轮(1001)设于所述第三主动齿轮(104)和所述第三从动齿轮(711)之间,并与两者同时啮合相连。
7.根据权利要求5所述的混合动力装置,其特征在于:
所述超低速单元包括行星齿轮机构;
所述行星齿轮机构的太阳轮设于所述输入轴(1)上;
所述控制部选择性地连接所述行星齿轮机构的齿圈/行星架。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力装置,其特征在于:
所述中间轴(7)包括第一半轴(701)和第二半轴(702);
所述第一半轴(701)通过所述第一传动单元与所述输入轴(1)传动连接,所述第二半轴(702)通过所述第二传动单元与所述输出轴(2)传动相连;
所述第一半轴(701)上设有第一齿轮(708)和行星齿轮单元,所述第二半轴(702)设有第五同步器(710)和第二齿轮(709),所述第二齿轮(709)与所述行星齿轮单元传动连接;
所述第五同步器(710)选择性地连接所述第一齿轮(708)或所述第二齿轮(709)。
9.根据权利要求8所述的混合动力装置,其特征在于:
所述行星齿轮单元的太阳轮设于所述第一半轴(701)上,所述行星齿轮单元的齿圈或行星架与所述第二齿轮(709)连接;
所述第一半轴(701)和所述第二半轴(702)同轴布置。
10.一种车辆,其特征在于:
所述车辆上设有权利要求1至9中任一项所述的混合动力装置。
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