本申请属于混合动力技术领域,特别是涉及一种混合动力驱动系统及车辆。
背景技术:
现有的一种混合动力驱动系统,该技术能够实现各混合动力源与车轮之间连接及断开的切换,实现混合动力驱动系统工作模式及挡位的变换。
该技术中,发动机与启动发电机、主驱动电机同轴布置,发动机与启动发电机同轴布置,发电时发电机转速与发动机转速相同,发电效率较低。
技术实现要素:
本申请所要解决的技术问题是:针对现有的混合动力驱动系统发动机与集成启动发电机、主驱动电机同轴布置轴向空间较长,搭载性差的问题,提供一种混合动力驱动系统及车辆。
为解决上述技术问题,一方面,本申请实施例提供一种混合动力驱动系统,包括发动机、发动机输出轴、第一电机、第一轴、第二电机、第二轴、连接断开单元、第一传动机构、第二传动机构及差速器;
所述发动机输出轴的一端连接所述发动机,所述第一轴通过所述第一传动机构连接所述发动机输出轴,所述第一电机与所述发动机平行间隔布置,所述第一电机与第二电机同轴布置;
所述第二传动机构连接在所述第二轴与所述差速器之间;
所述连接断开单元设置在所述第一轴与所述第二轴之间,所述连接断开单元选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。
可选地,所述第二轴空套在所述第一轴的外周上。
可选地所述第一连接断开单元布置于所述第二电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内;
所述第二连接断开单元布置于所述第一电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内。
可选地,所述第二电机在轴向上位于所述第一电机与所述发动机之间;
所述第一轴的与第一传动机构连接的一端与所述第二轴的输出端均位于所述第二电机朝向所述发动机的一侧。
可选地,所述第一电机与第二电机共用同一电机壳体,所述电机壳体包括外周壁及径向延伸壁,所述径向延伸壁将所述外周壁与所述第一轴之间的空间分隔成第一空间及第二空间,所述第一电机的定子组件及转子组件容纳于所述第一空间内,所述第二电机的定子组件及转子组件容纳于所述第二空间内,所述第一电机的定子组件及第二电机的定子组件与所述电机壳体固定连接。
可选地,所述第一连接断开单元为多盘离合器,所述第一连接断开单元包括与所述第二轴相对固定且一体旋转的多个第一摩擦元件以及与所述第一轴相对固定且一体旋转的多个第二摩擦元件;
在所述第一连接断开单元的接合位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输;
在所述第一连接断开单元的分离位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件分开,以断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。
可选地,所述第二轴靠近所述第二电机的端部固定连接有一第一输出壳,所述第一输出壳通过一第一输出盘承载件连接到所述第一连接断开单元的多个所述第一摩擦元件,所述第二电机的转子组件与所述第一输出盘承载件固定连接,以使得所述第二轴、第一输出壳、第一输出盘承载件及多个所述第一摩擦元件相对固定且一体地旋转;其中,所述第二轴与第一输出壳固定连接或一体形成。
可选地,所述混合动力驱动系统还包括第一控制系统,所述第一控制系统包括第一壳体及设置在所述第一壳体内的第一致动器,所述第一壳体固定在所述电机壳体的径向延伸壁靠近所述第二电机的一侧,所述第二电机的转子组件转动支承在所述第一壳体上,所述第一致动器用于驱动所述第一连接断开单元在接合位置与分离位置之间切换。
可选地,所述第一致动器为液压缸类型的致动器,所述第一壳体内形成有第一缸筒,所述第一致动器包括滑动设置在所述第一缸筒内的第一活塞,所述第一控制系统还包括形成在第一壳体上且用于向所述第一缸筒内供给液压流体的第一液压流体供给通道,所述电机壳体的径向延伸壁的内部设置有与所述第一液压流体供给通道对接的第一液压流体供给流道,所述第一液压流体供给流道与外部的液压流体供给装置连接;
所述第一致动器与第一连接断开单元之间设置有第一推力轴承及第一力传递构件,所述第一力传递构件的径向外侧设置有向所述第一连接断开单元凸出的第一上部延伸部,所述第一输出壳固定连接或一体形成有向所述第一连接断开单元凸出的第一外部反作用器件,所述第一力传递构件可绕所述第一轴自由旋转;
所述第一推力轴承被布置为将所述第一致动器产生的轴向力传递至所述第一力传递构件,所述第一力传递构件被布置为将所述第一上部延伸部处的轴向力传递至所述第一连接断开单元,以使得所述第一摩擦元件与第二摩擦元件分开以及所述第一摩擦元件与第一外部反作用器件分开,或者,以使得所述第一摩擦元件抵靠第二摩擦元件以及所述第一摩擦元件抵靠所述第一外部反作用器件。
可选地,所述第一连接断开单元还包括第一弹性复位器件,所述第一弹性复位器件轴向地促动所述第二摩擦元件,以便于释放所述第一摩擦元件与所述第二摩擦元件的摩擦联接,并使所述第一致动器向着分离位置复位。
可选地,所述第二连接断开单元为多盘离合器,所述第二连接断开单元包括与所述第一电机的转子组件相对固定且一体旋转的多个第三摩擦元件以及与所述第一轴相对固定且一体旋转的多个第四摩擦元件;
在所述第二连接断开单元的接合位置,多个所述第三摩擦元件与多个所述第四摩擦元件摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输;
在所述第二连接断开单元的分离位置,多个所述第三摩擦元件与多个所述第四摩擦元件分开,以断开所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输。
可选地,所述第二连接断开单元远离所述第二电机的一侧设置有一第二输出壳,所述第二输出壳通过一第二输出盘承载件连接到所述第二连接断开单元的多个所述第三摩擦元件,所述第一电机的转子组件与所述第二输出盘承载件固定连接,以使得所述第二输出壳、第二输出盘承载件及多个所述第三摩擦元件相对固定且一体地旋转。
可选地,所述混合动力驱动系统还包括第二控制系统,所述第二控制系统包括第二壳体及设置在所述第二壳体内的第二致动器,所述第二壳体固定在所述电机壳体的径向延伸壁靠近所述第一电机的一侧,所述第一电机的转子组件转动支承在所述第二壳体上,所述第二致动器用于驱动所述第二连接断开单元在接合位置与分离位置之间切换。
可选地,所述第二致动器为液压缸类型的致动器,所述第二壳体内形成有第二缸筒,所述第二致动器包括滑动设置在所述第二缸筒内的第二活塞,所述第二控制系统还包括形成在第二壳体上且用于向所述第二缸筒内供给液压流体的第二液压流体供给通道,所述电机壳体的径向延伸壁的内部设置有与所述第二液压流体供给通道对接的第二液压流体供给流道,所述第二液压流体供给流道与外部的液压流体供给装置连接;
所述第二致动器与第二连接断开单元之间设置有第二推力轴承及第二力传递构件,所述第二力传递构件的径向外侧设置有向所述第二连接断开单元凸出的第二上部延伸部,所述第二输出壳固定连接或一体形成有向所述第二连接断开单元凸出的第二外部反作用器件,所述第二力传递构件可绕所述第一轴自由旋转;
所述第二推力轴承被布置为将所述第二致动器产生的轴向力传递至所述第二力传递构件,所述第二力传递构件被布置为将所述第二上部延伸部处的轴向力传递至所述第二连接断开单元,以使得所述第三摩擦元件与第四摩擦元件分开以及所述第三摩擦元件与第二外部反作用器件分开,或者,以使得所述第三摩擦元件抵靠第四摩擦元件以及所述第三摩擦元件抵靠所述第二外部反作用器件。
可选地,所述第二连接断开单元还包括第二弹性复位器件,所述第二弹性复位器件轴向地促动所述第四摩擦元件,以便于释放所述第三摩擦元件与所述第四摩擦元件的摩擦联接,并使所述第二致动器向着分离位置复位。
可选地,所述第一传动机构包括啮合的第一齿轮及第二齿轮,所述第一齿轮固定在所述发动机输出轴上,所述第二齿轮固定在所述第一轴上。
可选地,所述第二传动机构包括第二电机输入齿轮、中间齿轮、第二传动机构输出轴、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机输入齿轮固定在所述第二轴上,所述中间齿轮及主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机输入齿轮与中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;或者是,
所述第二传动机构包括第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第二传动机构输出轴、同步器、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮空套在所述第二轴上,所述第一中间齿轮、第二中间齿轮及主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机第一挡位输入齿轮与第一中间齿轮啮合,所述第二电机第二挡位输入齿轮与第二中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;所述同步器布置在所述第二轴上且位于所述第二电机第一挡位输入齿轮与第二电机第二挡位输入齿轮之间,所述同步器选择性接合或断开所述第二电机第一挡位输入齿轮与第二电机第二挡位输入齿轮;或者是,
所述第二传动机构包括第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第二传动机构输出轴、同步器、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮固定在所述第二轴上,所述第一中间齿轮及第二中间齿轮空套在所述第二传动机构输出轴上,所述主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机第一挡位输入齿轮与第一中间齿轮啮合,所述第二电机第二挡位输入齿轮与第二中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;所述同步器布置在所述第二传动机构输出轴上且位于所述第一中间齿轮与第二中间齿轮之间,所述同步器选择性接合或断开所述第一中间齿轮与第二中间齿轮。
另一方面,本申请实施例还提供一种车辆,其包括上述的混合动力驱动系统。
本申请实施例的混合动力驱动系统及车辆,第一电机与发动机平行间隔布置,消除了与发动机相配合的配合面的制约,能够增大第一电机的外径。由此,无需为了获得第一电机的转矩、输出而增长轴长,由此能够通过缩短轴向长度来提高搭载性。此外,将发动机经由第一传动机构与第一电机连接,因而能够自由地设定发动机与第一电机的速度比,使发动机与第一电机用作发电机时的高效率区域匹配,能够实现发电效率的提高。并且,由于第一电机和第二电机配置于同一轴线上(同轴布置),因而能够使侧面的结构减小,提高搭载性。该系统采用第一连接断开单元及第二连接断开单元的组合,可实现较多的工作模式。此外,在车辆不需要发电的时候可断开第二连接断开单元,减小拖曳扭矩。此外,两个连接断开单元与第一电机、第二电机集成,缩减系统的轴向空间,使系统结构更加紧凑。
附图说明
图1是本申请第一实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图;
图2是本申请第一实施例提供的混合动力驱动系统中的第一电机、第二电机、第一连接断开单元及第二连接断开单元所构成的集成结构的示意图;
图3是本申请第二实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图;
图4是本申请第三实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图;
图5中本申请实施例提供的车辆的框架图。
说明书中的附图标记如下:
1000、车辆;
100、混合动力驱动系统;
1、发动机;2、第一电机;201、第一电机的转子组件;202、第一电机的定子组件;3、第二电机;301、第二电机的转子组件;302、第二电机的定子组件;4a、第一连接断开单元;401a、第一摩擦元件;402a、第二摩擦元件;4b、第二连接断开单元;401b、第三摩擦元件;402b、第四摩擦元件;5、发动机输出轴;6、第一轴;7、第二轴;8、差速器;9a、第一控制系统;901a、第一壳体;902a、第一致动器;903a、第一缸筒;904a、第一活塞;905a、第一液压流体供给通道;906a、第一液压流体供给流道;9b、第二控制系统;901b、第二壳体;902b、第二致动器;903b、第二缸筒;904b、第二活塞;905b、第二液压流体供给通道;906b、第二液压流体供给流道;10、第一齿轮;11、第二齿轮;12、第二电机输入齿轮;13、中间齿轮;14、第二传动机构输出轴;15、主减主动齿轮;16、主减从动齿轮;17a、第一输出壳;17b、第二输出壳;18a、第一输出盘承载件;18b、第二输出盘承载件;19a、止挡件;19b、止挡件;20、电机壳体;2001、外周壁;2002、径向延伸壁;21a、第一输入盘承载件;2101a、第一轴向延伸部;21b、第二输入盘承载件;2101b、第二轴向延伸部;22a、第一输入毂;22b、第二输入毂;23a、止挡件;23b、止挡件;24a、固定器件;24b、固定器件;25a、第一支承面;25b、第二支承面;26a、第一推力轴承;26b、第二推力轴承;27a、第一力传递构件;2701a、第一上部延伸部;27b、第二力传递构件;2701b、第二上部延伸部;28a、第一外部反作用器件;28b、第二外部反作用器件;29a、轴承;29b、轴承;30a、第一密封元件;30b、第二密封元件;32、后端盖;33、轴承;34、轴承;35、第二电机第一挡位输入齿轮;36、第二电机第二挡位输入齿轮;37、第一中间齿轮;38、第二中间齿轮;39、同步器。
具体实施方式
为了使本申请所解决的技术问题、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,对本申请进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
混合动力系统可以通过多种方式改进车辆燃料经济性。例如,发动机可以在怠速、减速或制动期间关闭,采用纯电驱动模式行驶,以消除由于发动机阻力导致的效率损失。另外,通过再生制动产生或由电机在发动机运行期间发电存储在动力电池中的能量,可在纯电驱动模式下被利用,或在混合驱动模式下补充发动机的转矩或功率。
混合动力车辆能够结合至少两种不同的动力来进行驱动,目前大部分混合动力车辆都是采用油电混合动力系统,该混合动力系统包括从燃油得到动力的发动机和由电力驱动的电动机。为了最大程度上改善发动机的燃烧效率,很多汽车厂商开发的混合动力系统都采用了双电机结构,即除驱动电机外,还增加了一个发电机。由于同时存在发动机、发电机和驱动电机,三者之间的连接和控制将直接影响混合动力车辆的性能。
本申请实施例提供的混合动力驱动系统,包括发动机、发动机输出轴、第一电机、第一轴、第二电机、第二轴、第一连接断开单元、第二连接断开单元、第一传动机构、第二传动机构及差速器;所述发动机输出轴的一端连接所述发动机,所述第一轴通过所述第一传动机构连接所述发动机输出轴,所述第一电机与所述发动机平行间隔布置,所述第一电机与第二电机同轴布置。所述第二传动机构连接在所述第二轴与所述差速器之间。所述第一连接断开单元设置在所述第一轴与所述第二轴之间,所述连接断开单元选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。所述第二连接断开单元设置在所述第一轴与所述第一电机之间,所述连接断开单元选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输。
所述第一连接断开单元及第二连接断开单元可采用离合器及类似功能元件,例如干式离合器或湿式离合器。
在一些实施例中,所述第一连接断开单元为多盘离合器,所述第一连接断开单元包括与所述第二轴相对固定且一体旋转的多个第一摩擦元件以及与所述第一轴相对固定且一体旋转的多个第二摩擦元件。在所述第一连接断开单元的接合位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。在所述第一连接断开单元的分离位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件分开,以断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。
在一些实施例中,所述第二轴空套在所述第一轴的外周上。
在一些实施例中,所述第二电机在轴向上位于所述第一电机与所述发动机之间;所述第一轴的与第一传动机构连接的一端与所述第二轴的输出端均位于所述第二电机朝向所述发动机的一侧。
在一些实施例中,所述第一连接断开单元布置于所述第二电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内。所述第二连接断开单元布置于所述第一电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内。即,第一连接断开单元集成于第二电机内,第二连接断开单元集成于第一电机内,使得系统结构更为紧凑。
在一些实施例中,所述第一传动机构包括啮合的第一齿轮及第二齿轮,所述第一齿轮固定在所述发动机输出轴上,所述第二齿轮固定在所述第一轴上。
在一些实施例中,所述第一传动机构也可以包含3个以上的齿轮。
在一些实施例中,所述第一电机与第二电机共用同一电机壳体。一方面节省材料,节省成本;另一方面强度更好。
在一些实施例中,所述第一电机与第二电机分别具有各自独立的电机壳体。更易于加工和安装。
本申请实施例的混合动力驱动系统,第一电机与发动机平行间隔布置,消除了与发动机相配合的配合面的制约,能够增大第一电机的外径。由此,无需为了获得第一电机的转矩、输出而增长轴长,由此能够通过缩短轴向长度来提高搭载性。此外,将发动机经由第一传动机构与第一电机连接,因而能够自由地设定发动机与第一电机的速度比,使发动机与第一电机用作发电机时的高效率区域匹配,能够实现发电效率的提高。并且,由于第一电机和第二电机配置于同一轴线上(同轴布置),因而能够使侧面的结构减小,提高搭载性。该系统采用第一连接断开单元及第二连接断开单元的组合,可实现较多的工作模式。此外,在车辆不需要发电的时候可断开第二连接断开单元,减小拖曳扭矩。此外,两个连接断开单元与第一电机、第二电机集成,缩减系统的轴向空间,使系统结构更加紧凑。
以下结合图1至图4详细说明本申请实施例提供的混合动力驱动系统。
第一实施例
如图1及图2所示,本申请第一实施例提供的混合动力驱动系统100,包括发动机1、发动机输出轴5、第一电机2、第一轴6、第二电机3、第二轴7、第一连接断开单元4a、第一连接断开单元4b、第一传动机构、第二传动机构、差速器8、第一控制系统9a及第二控制系统9b,所述第二传动机构连接在所述第二轴7与所述差速器8之间。
所述发动机输出轴5的一端连接所述发动机1,所述第一轴6通过所述第一传动机构连接所述发动机输出轴5,所述第一电机2与所述发动机1平行间隔布置(发动机输出轴5与第一轴6平行间隔布置),所述第一电机2与第二电机3同轴布置(第一轴6与第二轴7在同一直线上)。
所述第一连接断开单元4a设置在所述第一轴6与所述第二轴7之间,所述第一连接断开单元4a选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴6与所述第二轴7之间的动力传输。
所述第二连接断开单元4b设置在所述第一轴6与所述第一电机2之间,所述第二连接断开单元4b选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴6与所述第一电机2之间的动力传输。
所述第二轴7空套在所述第一轴6的外周上。所述第二电机3在轴向上位于所述第一电机2与所述发动机1之间,所述第一轴6的与第一传动机构连接的一端与所述第二轴7的输出端均位于所述第二电机3朝向所述发动机1的一侧。以实现第一电机2与第二电机3的同轴布置,并使得系统结构紧凑,占用空间少,使侧面的结构减小,提高搭载性。
所述第一传动机构包括啮合的第一齿轮10及第二齿轮11,所述第一齿轮10固定在所述发动机输出轴5上,所述第二齿轮11固定在所述第一轴6上。通过第一传动机构,实现发电时发动机1到第一电机2的增速传动,以此提高发电效率。
所述第二传动机构包括第二电机输入齿轮12、中间齿轮13、第二传动机构输出轴14、主减主动齿轮15及主减从动齿轮16,所述第二电机输入齿轮12固定在所述第二轴7上,所述中间齿轮13及主减主动齿轮15固定在所述第二传动机构输出轴14上,所述主减从动齿轮16设置在所述差速器8上并与差速器8的壳体一起旋转,所述第二电机输入齿轮12与中间齿轮13啮合,所述主减主动齿轮15与主减从动齿轮16啮合。第二传动机构为一挡传动,结构、控制简单。
第二齿轮11、第二电机输入齿轮12、第二电机3及第一电机2沿所述第一轴6的轴向向远离发动机1的方向依次排布。第一电机2、第二电机3、第一连接断开单元4a及第一连接断开单元4b的所构成的集成结构在轴向上位于所述第二电机输入齿轮12的远离所述发动机1的一侧。
如图2所示,所述第一连接断开单元4a布置于所述第二电机3的转子组件301与所述第一轴6之间形成的空间内。所述第二连接断开单元4b布置于所述第一电机2的转子组件201与所述第一轴6之间形成的空间内。这样,第一连接断开单元4a集成在第二电机3的转子组件301内部,第二连接断开单元4b集成在第一电机2的转子组件201内部,不占用系统轴向空间,使得系统的结构更为紧凑。
所述第一连接断开单元4a为多盘离合器,所述第一连接断开单元4a包括与所述第二轴7相对固定且一体旋转的多个第一摩擦元件401a以及与所述第一轴6相对固定且一体旋转的多个第二摩擦元件402a。多盘离合器能够提高行驶舒适性和敏捷性,有助于降低油耗。
第一摩擦元件401a与第二摩擦元件402a中的一个为摩擦盘,另外一个为凸缘。
在所述第一连接断开单元4a的接合位置,多个所述第一摩擦元件401a与多个所述第二摩擦元件402a摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴6与所述第二轴7之间的动力传输。在所述第一连接断开单元4a的分离位置,多个所述第一摩擦元件401a与多个所述第二摩擦元件402a分开,以断开所述第一轴6与所述第二轴7之间的动力传输。
所述第二轴7靠近所述第二电机3的端部固定连接有一第一输出壳17a,在所述第一输出壳17a的径向外侧,所述第一输出壳17通过一第一输出盘承载件18a连接到所述第一连接断开单元4a的多个所述第一摩擦元件401a,以使得所述第二轴7、第一输出壳17a、第一输出盘承载件18a及多个所述第一摩擦元件401a相对固定且一体地旋转。
第一实施例中,优选地,所述第二轴7及第一输出壳17a一体形成。
然而,在第一实施例的一些替代实施例中,所述第二轴7及第一输出壳17a也可能过螺栓连接、铆接及焊接等方式固定连接。
所述第二轴7与第一输出壳17a可以通过焊接和/或铆接固定。优选地,所述第一输出盘承载件18a通过形状协作(尤其是沟槽类型的形状协作)连接到所述第一输出壳17a。
第一实施例中,所述第一电机2与第二电机3共用同一电机壳体20,以此进一步缩小第一电机2与第二电机3所占的空间,节省了零件。
所述电机壳体20包括外周壁2001及径向延伸壁2002,所述径向延伸壁2002将所述外周壁2001与所述第一轴6之间的空间分隔成第一空间及第二空间,所述第一电机2的定子组件202及转子组件201容纳于所述第一空间内,所述第二电机3的定子组件302及转子组件301容纳于所述第二空间内,以实现第一电机2与第二电机3的集成。
所述第一电机2的定子组件202及第二电机3的定子组件302与所述电机壳体20固定连接,所述第二电机3的转子组件301与所述第一输出盘承载件18a固定连接。该第一输出盘承载件18a形成第一连接断开单元4a的输出元件。
所述第二摩擦元件402a通过第一输入盘承载件21a连接到第一轴6,以使得所述第一轴6、第一输入盘承载件21a及多个所述第二摩擦元件402a相对固定且一体地旋转。
所述第一输入盘承载件21a的径向外部周边上设置有第一轴向延伸部2101a,该第一轴向延伸部2101a设有位于与每个第二摩擦元件402a上(例如,每个第二摩擦元件402a的径向内部周边处)的互补的齿协作的齿。第一输入盘承载件21a由此通过齿与齿的啮合与第二摩擦元件402a相对固定且一体旋转。
所述第一输入盘承载件21a在其径向下部端部处连接到第一输入毂22a。第一输入盘承载件21a和第一输入毂22a通过焊接或铆接固定在一起。第一输入毂22a的位置向前(朝向发动机1的一侧)地被止挡件23a限定。止挡件23a可以优选地是锁固环或止动环。止挡件23a限制第一输入毂22a的轴向位移。
所述第一输入毂22a径向地在内部设置有轴向沟槽,所述轴向沟槽被布置为与定位于第一轴6上的互补沟槽协作,以实现一体旋转。第一输入毂22a通过花键或互补沟槽支承在第一轴6上。
所述第一连接断开单元4a由所述第一控制系统9a控制,所述第一控制系统9a包括第一壳体901a及设置在所述第一壳体901a内的第一致动器902a,所述第一壳体901a固定在所述电机壳体20的径向延伸壁2002上,所述第二电机3的转子组件301转动支承在所述第一壳体901a上,所述第一致动器902a用于驱动所述第一连接断开单元4a在接合位置与分离位置之间切换。所述第一壳体901a通过一固定器件24a(例如螺栓)固定在所述电机壳体20的径向延伸壁2002上。第一壳体901a在其向着后部定位的部分处具有第一支承面25a(该支承面25a优选为平面),第一支承面25a被布置为实现与电机壳体20的径向延伸壁2002承靠。以此,通过第一支承面25a实现第一壳体901a的稳定装配。
第一致动器902a布置在第二电机3所在的第二空间内,相比其他类型的离合器的控制机构占用空间更小。
所述第二电机3的转子组件301转动支承在所述第一壳体901a上,简化了第二电机3的转子组件301的支承结构,提高集成度。
优选地,所述第一致动器902a为液压缸类型的致动器,所述第一壳体901a内形成有第一缸筒903a,所述第一致动器902a包括滑动设置在所述第一缸筒903a内的环形的第一活塞904a,所述第一控制系统9a还包括形成在第一壳体901a上且用于向所述第一缸筒903a内供给液压流体的第一液压流体供给通道905a,所述电机壳体20的径向延伸壁2002的内部设置有与所述第一液压流体供给通道905a对接的第一液压流体供给流道906a,所述第一液压流体供给流道906a与外部的液压流体供给装置(图中未示出)连接。该液压流体是受压流体,例如液压油。第一液压流体供给流道906a直接集成在所述电机壳体20的径向延伸壁2002的内部,结构简单。
电机壳体20的径向延伸壁2002的内部设置的与第一液压流体供给通道905a对接的第一液压流体供给流道906a,节省了布置油管的空间,且不易发生泄漏。
所述第一致动器902a被布置为将第一连接断开单元4a配置为处于在接合位置与分离位置之间的位置中。更具体地,第一致动器902a在第一连接断开单元4a的接合位置与分离位置之间轴向地可动。
所述第一致动器902a与第一连接断开单元4a之间设置有第一推力轴承26a及第一力传递构件27a,所述第一力传递构件27a的径向外侧设置有向所述第一连接断开单元4a凸出的第一上部延伸部2701a,所述第一输出壳17a固定连接或一体形成有向所述第一连接断开单元4a凸出的第一外部反作用器件28a,所述第一力传递构件27a可绕所述第一轴6自由旋转。
所述第一推力轴承26a被布置为将所述第一致动器902a产生的轴向力传递至所述第一力传递构件27a,所述第一力传递构件27a被布置为将所述第一上部延伸部2701a处的轴向力传递至所述第一连接断开单元4a,以使得所述第一摩擦元件401a与第二摩擦元件402a分开以及所述第一摩擦元件401a与第一外部反作用器件28a分开(由接合位置切换至分离位置),或者,以使得所述第一摩擦元件401a抵靠第二摩擦元件402a以及所述第一摩擦元件401a抵靠所述第一外部反作用器件28a(由分离位置切换到接合位置)。在由分离位置切换到接合位置时,第一上部延伸部2701a按压第一摩擦元件401a。
优选地,第一外部反作用器件28a和第一输出壳17a制成为单个部件(一体形成),以减少零件使用量。然而,作为变型,第一外部反作用器件28a和第一输出壳17a也可以为通过任何方式(诸如铆接或焊接)被固定在一起的两个部件。
第一外部反作用器件28a具有与第一摩擦元件401a或第二摩擦元件402a的形状互补的形状,以允许在第一致动器902a施加向前的轴向力(朝向发动机1)时使得第一摩擦元件401a和第二摩擦元件402a通过摩擦联接,以将第一连接断开单元4a配置为处于其接合位置中。作为非限制性的例子,该第一外部反作用器件28a可以具有盘的形状,该盘径向向外延伸,其中央区域轴向向前(朝向发动机1)延伸。优选地,第一外部反作用器件28a具有与第一输出壳17a的内部沟槽形状协作的外部沟槽。
所述第二电机3的转子组件301依靠轴承29a转动支承在第一控制系统9a的第一壳体901a上,所述第二电机3的转子组件301的位置前侧(朝向发动机1的一侧)被止挡件19a限定。止挡件19a可以是锁固环或止动环。以此限制第二电机3的转子组件301轴向位移。
第一输出盘承载件18a与第二电机3的转子组件301的内圈固连。例如,第一输出盘承载件18a与第二电机3的转子组件301通过花键、互补沟槽、焊接或螺栓联接等固连方式连接。所述第二电机3的定子组件302固定在电机壳体20上。
该系统还设置有防止第一连接断开单元4a排出的冷却油到达干空间中的第一密封元件30a(例如径向轴密封环)。
所述第一连接断开单元4a还可以包括第一弹性复位器件(图中未示出),所述第一弹性复位器件轴向地促动所述第二摩擦元件402a,以便于释放所述第一摩擦元件401a与所述第二摩擦元件402a的摩擦联接,并使所述第一致动器902a向着分离位置复位。优选地,所述第二弹性复位器件为弹性复位垫圈。弹性复位垫圈轴向地插置于第一摩擦元件401a、第二摩擦元件402a之间。这些弹性复位垫圈优选地径向布置在第一摩擦元件401a的内部。每个弹性复位垫圈轴向地支承抵靠一个第二摩擦元件402a的径向前部面和抵靠轴向相邻的另一第二摩擦元件402a的径向后部面上。第一弹性复位器件的设置能够避免第一连接断开单元4a断开时第一摩擦元件401a与第二摩擦元件402a接触产生的摩擦损失,提高效率。
所述第二连接断开单元4b为多盘离合器,所述第二连接断开单元4b包括与所述第一电机2的转子组件201相对固定且一体旋转的多个第三摩擦元件401b以及与所述第一轴6相对固定且一体旋转的多个第四摩擦元件402b。多盘离合器能够提高行驶舒适性和敏捷性,有助于降低油耗。
第三摩擦元件401b与第四摩擦元件402b中的一个为摩擦盘,另外一个为凸缘。
在所述第二连接断开单元4b的接合位置,多个所述第三摩擦元件401b与多个所述第四摩擦元件402b摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴6与所述第一电机2(转子组件201)之间的动力传输。
在所述第二连接断开单元4b的分离位置,多个所述第三摩擦元件401b与多个所述第四摩擦元件402b分开,以断开所述第一轴6与所述第一电机2(转子组件201)之间的动力传输。
所述第二连接断开单元4b远离所述第二电机3的一侧设置有一第二输出壳17b,在所述第二输出壳1b的径向外侧,所述第二输出壳17b通过一第二输出盘承载件18b连接到所述第二连接断开单元4b的多个所述第三摩擦元件401b,以使得所述第二输出壳17b、第二输出盘承载件18b及多个所述第三摩擦元件401b相对固定且一体地旋转。
优选地,所述第二输出盘承载件18b通过形状协作(尤其是沟槽类型的形状协作)连接到所述第二输出壳17b。
所述第一电机2的转子组件201与所述第二输出盘承载件18b固定连接。该第二输出盘承载件18b形成第二连接断开单元4b的输出元件。
所述第四摩擦元件402b通过第二输入盘承载件21b连接到第一轴6,以使得所述第一轴6、第二输入盘承载件21b及多个所述第四摩擦元件402b相对固定且一体地旋转。
所述第二输入盘承载件21b的径向外部周边上设置有第二轴向延伸部2101b,该第二轴向延伸部2101b设有位于与每个第四摩擦元件402b上(例如,每个第四摩擦元件402b的径向内部周边处)的互补的齿协作的齿。第二输入盘承载件21b由此通过齿与齿的啮合与第四摩擦元件402b相对固定且一体旋转。
所述第二输入盘承载件21b在其径向下部端部处连接到第二输入毂22b。第二输入盘承载件21b和第二输入毂22b通过焊接或铆接固定在一起。第二输入毂22b的位置向前地(背离发动机1的一侧)被止挡件23b限定。止挡件23b可以优选地是锁固环或止动环。止挡件23b限制第二输入毂22b的轴向位移。
所述第二输入毂22b径向地在内部设置有轴向沟槽,所述轴向沟槽被布置为与定位于第一轴6上的互补沟槽协作,以实现一体旋转。第二输入毂22b通过花键或互补沟槽支承在第一轴6上。
所述第二连接断开单元4b由所述第二控制系统9b控制,所述第二控制系统9b包括第二壳体901b及设置在所述第二壳体901b内的第二致动器902b,所述第二壳体901b固定在所述电机壳体20的径向延伸壁2002上,所述第一电机2的转子组件201转动支承在所述第二壳体901b上,所述第二致动器902b用于驱动所述第二连接断开单元4b在接合位置与分离位置之间切换。所述第二壳体901b通过一固定器件24b(例如螺栓)固定在所述电机壳体20的径向延伸壁2002上。第二壳体901b在其向着后部定位的部分处具有第二支承面25b(该支承面25b优选为平面),第二支承面25a被布置为实现与电机壳体20的径向延伸壁2002承靠。以此,通过第二支承面25b实现第二壳体901b的稳定装配。
第二致动器902b布置在第一电机2所在的第一空间内,相比其他类型的离合器的控制机构占用空间更小。
所述第一电机2的转子组件201转动支承在所述第二壳体901b上,简化了第一电机2的转子组件201的支承结构,提高集成度。
优选地,所述第二致动器902b为液压缸类型的致动器,所述第二壳体901b内形成有第二缸筒903b,所述第二致动器902b包括滑动设置在所述第二缸筒903b内的环形的第二活塞904b,所述第二控制系统9b还包括形成在第二壳体901b上且用于向所述第二缸筒903b内供给液压流体的第二液压流体供给通道905b,所述电机壳体20的径向延伸壁2002的内部设置有与所述第二液压流体供给通道905b对接的第二液压流体供给流道90b,所述第二液压流体供给流道906b与外部的液压流体供给装置(图中未示出)连接。该液压流体是受压流体,例如液压油。第二液压流体供给流道906b直接集成在所述电机壳体20的径向延伸壁2002的内部,结构简单。
电机壳体20的径向延伸壁2002的内部设置的与第二液压流体供给通道905b对接的第二液压流体供给流道906b,节省了布置油管的空间,且不易发生泄漏。
所述第二致动器902b被布置为将第二连接断开单元4b配置为处于在接合位置与分离位置之间的位置中。更具体地,第二致动器902b在第二连接断开单元4b的接合位置与分离位置之间轴向地可动。
所述第二致动器902b与第二连接断开单元4b之间设置有第二推力轴承26b及第二力传递构件27b,所述第二力传递构件27b的径向外侧设置有向所述第二连接断开单元4b凸出的第二上部延伸部2701b,所述第二输出壳17b固定连接或一体形成有向所述第二连接断开单元4b凸出的第二外部反作用器件28b,所述第二力传递构件27b可绕所述第一轴6自由旋转。
所述第二推力轴承26b被布置为将所述第二致动器902b产生的轴向力传递至所述第二力传递构件27b,所述第二力传递构件27b被布置为将所述第二上部延伸部2701b处的轴向力传递至所述第二连接断开单元4b,以使得所述第三摩擦元件401b与第四摩擦元件402b分开以及所述第三摩擦元件401b与第二外部反作用器件28b分开(由接合位置切换至分离位置),或者,以使得所述第三摩擦元件401b抵靠第四摩擦元件402b以及所述第三摩擦元件401b抵靠所述第二外部反作用器件28b(由分离位置切换到接合位置)。在由分离位置切换到接合位置时,第二上部延伸部2701b按压第三摩擦元件401b。
优选地,第二外部反作用器件28b和第二输出壳17b制成为单个部件(一体形成),以减少零件使用量。然而,作为变型,第二外部反作用器件28b和第二输出壳17第二也可以为通过任何方式(诸如铆接或焊接)被固定在一起的两个部件。
第二外部反作用器件28b具有与第三摩擦元件401b或第四摩擦元件402b的形状互补的形状,以允许在第二致动器902b施加向前的轴向力(背离发动机1)时使得第三摩擦元件401b和第四摩擦元件402b通过摩擦联接,以将第二连接断开单元4b配置为处于其接合位置中。作为非限制性的例子,该第二外部反作用器件28b可以具有盘的形状,该盘径向向外延伸,其中央区域轴向向前(背离发动机1)延伸。优选地,第二外部反作用器件28b具有与第二输出壳17b的内部沟槽形状协作的外部沟槽。
所述第一电机2的转子组件201依靠轴承29b转动支承在第二控制系统9b的第二壳体901b上,所述第一电机2的转子组件201的位置前侧(背离发动机1的一侧)被止挡件19b限定。止挡件19b可以是锁固环或止动环。以此限制第二电机3的转子组件301轴向位移。
第二输出盘承载件18b与第一电机2的转子组件201的内圈固连。例如,第二输出盘承载件18b与第一电机2的转子组件201通过花键、互补沟槽、焊接或螺栓联接等固连方式连接。所述第一电机2的定子组件302固定在电机壳体20上。
该系统还设置有防止第二连接断开单元4b排出的冷却油到达干空间中的第二密封元件30b(例如径向轴密封环)。
所述第二连接断开单元4b还可以包括第二弹性复位器件(图中未示出),所述第二弹性复位器件轴向地促动所述第四摩擦元件402b,以便于释放所述第三摩擦元件401b与所述第四摩擦元件402b的摩擦联接,并使所述第二致动器902b向着分离位置复位。优选地,所述第二弹性复位器件为弹性复位垫圈。弹性复位垫圈轴向地插置于第三摩擦元件401b、第四摩擦元件402b之间。这些弹性复位垫圈优选地径向布置在第三摩擦元件401b的内部。每个弹性复位垫圈轴向地支承抵靠一个第四摩擦元件402b的径向前部面和抵靠轴向相邻的另一第四摩擦元件402b的径向后部面上。第二弹性复位器件的设置能够避免第二连接断开单元4b断开时第三摩擦元件401b与第四摩擦元件402b接触产生的摩擦损失,提高效率。
此外,电机壳体20的背离所述发动机1的一端通过螺栓连接有一后端盖32,第一轴6通过轴承33和轴承34转动支承,防止第一轴6的轴向窜动。轴承33的外圈固定在电机壳体20上,内圈固定在第一轴6上,轴承34的外圈固定在后端盖32上,内圈固定在第一轴6上。
所述发动机输出轴5与所述发动机1的曲轴直接连接,或者是通过单质量飞轮、双质量飞轮或扭转减震器连接。
第一实施例的混合动力驱动系统100,通过所述第一连接断开单元4a及第二连接断开单元4b的选择性接合或分离,可实现以下工作模式:驻车发电模式、纯电动模式、串联驱动模式、并联驱动模式、制动减速能量回收模式、空挡驻车模式、急加速模式、发动机驱动模式及车辆倒车模式等。具体如下:
1)驻车发电模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于驻车发电模式时,所述第一电机2在汽车停止时进行利用所述发动机1输出的动力发电以对混合动力汽车的电池组进行充电,该模式下控制所述第一连接断开单元4a分离,第二连接断开单元4b接合,车辆整车控制器控第一电机2首先进入启动模式,对所述发动机1进行点火工作,然后所述第一电机2进入发电工作模式,对电池组进行充电,所述第二电机3不工作。整车控制器发现电池电量过低时,例如长时间停车且空调处于工作状态下,有必要进入驻车发电模式。
2)纯电动模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于纯电动模式时,所述混合动力驱动系统100利用所述第二电机3输出的动力驱动汽车行驶,该模式下控制所述第二电机3进行动力输出,所述发动机1及第一电机2停止工作,所述第一连接断开单元4a分离。具体地,在车辆需求功率低于第二电机3所能提供的驱动功率,且电池组电量足够时,第二电机3单独驱动车辆,电池组为第二电机3提供电能,所述混合动力驱动系统100将第二电机3输出的动力向车轮输出。
3)串联驱动模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于串联驱动模式时,混合动力驱动系统100利用所述发动机1输出的动力发电以对混合动力汽车的电池组进行充电、利用所述第二电机3输出的动力驱动汽车行驶。该模式下控制所述发动机1驱动所述第一电机2进行发电工作,所述第一连接断开单元4a分离,所述第二连接断开单元4b接合,第二电机3进行动力输出工作。在车辆长时间低速行驶(如拥堵路况下),第一连接断开单元4a由于机械速比和所述发动机1最低工作转速的限制无法结合时,所述第二电机3驱动车辆,所述第一电机2进入发电模式,所述第二电机3需要的电能由所述第一电机2提供,不足或多余部分由电池组提供或吸收,所述混合动力驱动系统100将第二电机3的动力向车轮输出。
4)并联驱动模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于并联驱动模式时,所述第一连接断开单元4a接合,混合动力驱动系统100利用所述发动机1及第二电机3输出的动力驱动汽车行驶,同时可利用第一电机2进行发电对混合动力汽车的电池组进行充电。该模式下控制所述发动机1及第二电机3进行动力输出工作,所述第一电机2进行发电工作,此工况下,发动机1的输出功率一部分与第二电机3一起直接参与驱动,其余部分驱动第一电机2发电后给电池充电。可选的,第一电机2在不需要发电时可停止发电,如电池组足以提供第二电机3所需电量时,此时可断开第二连接断开单元4b以减小拖曳扭矩。在特定工况下,例如长距离爬坡工况,且电池因功率或能量受限不足以提供第二电机3所需功率,或第二电机3提供的扭矩不足以单独驱动车辆克服阻力,由整车控制器控制混合动力驱动系统100进入该工作模式。
5)制动减速能量回收模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于制动减速能量回收模式时,根据第一连接断开单元4a的离/合状态、制动功率需求、发电效率以及电池允许的充电功率,由整车控制器决定所述第一电机2和/或第二电机3在汽车制动时进行能量回收。该模式下控制所述第一电机2和/或第二电机3进行发电。在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于制动减速模式时,此时混合动力驱动系统100的电机控制器控制所述第一电机2和/或第二电机3在汽车制动时进行能量回收并给电池组进行充电。
6)空挡驻车模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于空挡驻车模式时,所述第一连接断开单元4a分离,所述混合动力驱动系统100的发动机1、第一电机2与车轮动力断开,控制所述发动机1、第一电机2及第二电机3停止工作。第二电机3与车轮没有断开连接,控制器通过逆变器进行零电流控制,使第二电机3处于无负载状态。在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于空挡驻车模式时,从而断开混合动力驱动系统100的动力源与车轮之间的动力连接,实现车辆空挡驻车功能。
7)急加速模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于急加速模式时,所述第一连接断开单元4a接合,第二连接断开单元4b接合,所述混合动力驱动系统100利用所述发动机1、第二电机3及第一电机2输出的动力共同驱动汽车行驶,该模式下控制所述发动机1、第一电机2及第二电机3进行动力输出工作,在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆需要急加速模式时,在车辆需求功率大于发动机1的效率优化功率时,所述发动机1、第一电机2和第二电机3共同工作输出动力驱动车辆,实现最大化地输出所述混合动力驱动系统100的动力。
8)发动机驱动模式
在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆处于发动机驱动模式时,所述混合动力驱动系统100利用所述发动机1输出的动力驱动汽车行驶,该模式下控制所述发动机1进行动力输出工作,并对第二电机3进零电流控制,此外,发动机1多余的动力可通过第一电机2对电池组进行充电,在所述混合动力驱动系统100所应用的车辆发动机驱动模式运行时,车辆的机械效率大于电效率,例如高速巡航工况,所述发动机1输出动力驱动车辆,实现所述混合动力驱动系统100的高效率输出。
9)车辆倒车模式
倒车时车速较低,因此该系统的倒车靠第二电机3反转实现,第一连接断开单元4a断开,第二电机3反转实现车辆倒车功能。
本申请实施例的混合动力驱动系统100及车辆,第一电机2与发动机1平行间隔布置,消除了与发动机1相配合的配合面的制约,能够增大第一电机2的外径。由此,无需为了获得第一电机2的转矩、输出而增长轴长,由此能够通过缩短轴向长度来提高搭载性。此外,将发动机1经由第一传动机构与第一电机2连接,因而能够自由地设定发动机1与第一电机2的速度比,使发动机1与第一电机2用作发电机时的高效率区域匹配,能够实现发电效率的提高。并且,由于第一电机2和第二电机3配置于同一轴线上(同轴布置),因而能够使侧面的结构减小,提高搭载性。该系统采用第一连接断开单元4a及第二连接断开单元4b的组合,可实现较多的工作模式。此外,在车辆不需要发电的时候可断开第二连接断开单元4b,减小拖曳扭矩。此外,两个连接断开单元与第一电机2、第二电机3集成,缩减系统的轴向空间,使系统结构更加紧凑。
第二实施例
图4所示为本申请第二实施例提供的混合动力系统,与第一实施例不同之处在于,所述第二传动机构具有两挡齿轮结构。具体不同之处如下:
所述第二传动机构包括第二电机第一挡位输入齿轮35、第二电机第二挡位输入齿轮36、第一中间齿轮37、第二中间齿轮38、第二传动机构输出轴14、同步器39、主减主动齿轮15及主减从动齿轮16,所述第二电机第一挡位输入齿轮35、第二电机第二挡位输入齿轮36空套在所述第二轴7上,所述第一中间齿轮37、第二中间齿轮38及主减主动齿轮15固定在所述第二传动机构输出轴14上,所述主减从动齿轮16设置在所述差速器8上,所述第二电机第一挡位输入齿轮35与第一中间齿轮37啮合,所述第二电机第二挡位输入齿轮36与第二中间齿轮38啮合,所述主减主动齿轮15与主减从动齿轮16啮合。
所述同步器39布置在所述第二轴7上且位于所述第二电机第一挡位输入齿轮35与第二电机第二挡位输入齿轮36之间,所述同步器39选择性接合或断开所述第二电机第一挡位输入齿轮35与第二电机第二挡位输入齿轮36。所述同步器39与第二电机第一挡位输入齿轮35接合时,第二电机第一挡位输入齿轮35与第二轴7结合一体旋转,所述同步器39与第二电机第二挡位输入齿轮36接合时,第二电机第二挡位输入齿轮36与第二轴7结合一体旋转。
第二实施例中,通过同步器39选择性接合或断开,第二电机3的动力可选择性通过第二电机第一挡位输入齿轮35或第二电机第二挡位输入齿轮36传递到第二传动机构输出轴14上。增加了第二电机3的动力传递到车轮的挡位,能增加第二电机3的工作范围,减小对第二电机3的要求。
第三实施例
图4所示为本申请第三实施例提供的混合动力系统,与第二实施例不同之处在于,所述第二电机第一挡位输入齿轮35、第二电机第二挡位输入齿轮36固定在所述第二轴7上,所述第一中间齿轮37及第二中间齿轮38空套在所述第二传动机构输出轴14上。所述同步器39布置在所述第二传动机构输出轴14上且位于所述第一中间齿轮37与第二中间齿轮38之间,所述同步器39选择性接合或断开所述第一中间齿轮37与第二中间齿轮38。所述同步器39与第一中间齿轮37接合时,第一中间齿轮37与第二传动机构输出轴14结合一体旋转,所述同步器39与第二中间齿轮38接合时,第二中间齿轮38与第二传动机构输出轴14结合一体旋转。
第三实施例中,通过同步器39选择性接合或断开,第二电机3的动力可选择性通过第二电机第一挡位输入齿轮35或第二电机第二挡位输入齿轮36传递到第二传动机构输出轴14上。增加了第二电机3的动力传递到车轮的挡位,能增加第二电机3的工作范围,减小对第二电机3的要求。
另外,如图5所示,本申请实施例还提供了一种车辆1000,其包括上述实施例的混合动力驱动系统100。
第二实施例及第三实施例的混合动力驱动系统,同样可以实现驻车发电模式、纯电动模式、串联驱动模式、并联驱动模式、制动减速能量回收模式、空挡驻车模式、急加速模式、发动机驱动模式及车辆倒车模式。第二实施例及第三施例实现上述工作模式的过程与第一实施例类似。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种混合动力驱动系统,其特征在于,包括发动机、发动机输出轴、第一电机、第一轴、第二电机、第二轴、第一连接断开单元、第二连接断开单元、第一传动机构、第二传动机构及差速器;
所述发动机输出轴的一端连接所述发动机,所述第一轴通过所述第一传动机构连接所述发动机输出轴,所述第一电机与所述发动机平行间隔布置,所述第一电机与第二电机同轴布置;
所述第二传动机构连接在所述第二轴与所述差速器之间;
所述第一连接断开单元设置在所述第一轴与所述第二轴之间,所述第一连接断开单元选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输;
所述第二连接断开单元设置在所述第一轴与所述第一电机之间,所述第二连接断开单元选择性地接合或分离以连接或断开所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二轴空套在所述第一轴的外周上。
3.根据权利要求2所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一连接断开单元布置于所述第二电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内;
所述第二连接断开单元布置于所述第一电机的转子组件与所述第一轴之间形成的空间内。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二电机在轴向上位于所述第一电机与所述发动机之间;
所述第一轴的与第一传动机构连接的一端与所述第二轴的输出端均位于所述第二电机朝向所述发动机的一侧。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一电机与第二电机共用同一电机壳体,所述电机壳体包括外周壁及径向延伸壁,所述径向延伸壁将所述外周壁与所述第一轴之间的空间分隔成第一空间及第二空间,所述第一电机的定子组件及转子组件容纳于所述第一空间内,所述第二电机的定子组件及转子组件容纳于所述第二空间内,所述第一电机的定子组件及第二电机的定子组件与所述电机壳体固定连接。
6.根据权利要求5所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一连接断开单元为多盘离合器,所述第一连接断开单元包括与所述第二轴相对固定且一体旋转的多个第一摩擦元件以及与所述第一轴相对固定且一体旋转的多个第二摩擦元件;
在所述第一连接断开单元的接合位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输;
在所述第一连接断开单元的分离位置,多个所述第一摩擦元件与多个所述第二摩擦元件分开,以断开所述第一轴与所述第二轴之间的动力传输。
7.根据权利要求6所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二轴靠近所述第二电机的端部固定连接有一第一输出壳,所述第一输出壳通过一第一输出盘承载件连接到所述第一连接断开单元的多个所述第一摩擦元件,所述第二电机的转子组件与所述第一输出盘承载件固定连接,以使得所述第二轴、第一输出壳、第一输出盘承载件及多个所述第一摩擦元件相对固定且一体地旋转;其中,所述第二轴与第一输出壳固定连接或一体形成。
8.根据权利要求7所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述混合动力驱动系统还包括第一控制系统,所述第一控制系统包括第一壳体及设置在所述第一壳体内的第一致动器,所述第一壳体固定在所述电机壳体的径向延伸壁靠近所述第二电机的一侧,所述第二电机的转子组件转动支承在所述第一壳体上,所述第一致动器用于驱动所述第一连接断开单元在接合位置与分离位置之间切换。
9.根据权利要求8所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一致动器为液压缸类型的致动器,所述第一壳体内形成有第一缸筒,所述第一致动器包括滑动设置在所述第一缸筒内的第一活塞,所述第一控制系统还包括形成在第一壳体上且用于向所述第一缸筒内供给液压流体的第一液压流体供给通道,所述电机壳体的径向延伸壁的内部设置有与所述第一液压流体供给通道对接的第一液压流体供给流道,所述第一液压流体供给流道与外部的液压流体供给装置连接;
所述第一致动器与第一连接断开单元之间设置有第一推力轴承及第一力传递构件,所述第一力传递构件的径向外侧设置有向所述第一连接断开单元凸出的第一上部延伸部,所述第一输出壳固定连接或一体形成有向所述第一连接断开单元凸出的第一外部反作用器件,所述第一力传递构件可绕所述第一轴自由旋转;
所述第一推力轴承被布置为将所述第一致动器产生的轴向力传递至所述第一力传递构件,所述第一力传递构件被布置为将所述第一上部延伸部处的轴向力传递至所述第一连接断开单元,以使得所述第一摩擦元件与第二摩擦元件分开以及所述第一摩擦元件与第一外部反作用器件分开,或者,以使得所述第一摩擦元件抵靠第二摩擦元件以及所述第一摩擦元件抵靠所述第一外部反作用器件。
10.根据权利要求8所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一连接断开单元还包括第一弹性复位器件,所述第一弹性复位器件轴向地促动所述第二摩擦元件,以便于释放所述第一摩擦元件与所述第二摩擦元件的摩擦联接,并使所述第一致动器向着分离位置复位。
11.根据权利要求5所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二连接断开单元为多盘离合器,所述第二连接断开单元包括与所述第一电机的转子组件相对固定且一体旋转的多个第三摩擦元件以及与所述第一轴相对固定且一体旋转的多个第四摩擦元件;
在所述第二连接断开单元的接合位置,多个所述第三摩擦元件与多个所述第四摩擦元件摩擦联接并一体旋转,以连接所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输;
在所述第二连接断开单元的分离位置,多个所述第三摩擦元件与多个所述第四摩擦元件分开,以断开所述第一轴与所述第一电机之间的动力传输。
12.根据权利要求11所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二连接断开单元远离所述第二电机的一侧设置有一第二输出壳,所述第二输出壳通过一第二输出盘承载件连接到所述第二连接断开单元的多个所述第三摩擦元件,所述第一电机的转子组件与所述第二输出盘承载件固定连接,以使得所述第二输出壳、第二输出盘承载件及多个所述第三摩擦元件相对固定且一体地旋转。
13.根据权利要求12所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述混合动力驱动系统还包括第二控制系统,所述第二控制系统包括第二壳体及设置在所述第二壳体内的第二致动器,所述第二壳体固定在所述电机壳体的径向延伸壁靠近所述第一电机的一侧,所述第一电机的转子组件转动支承在所述第二壳体上,所述第二致动器用于驱动所述第二连接断开单元在接合位置与分离位置之间切换。
14.根据权利要求13所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二致动器为液压缸类型的致动器,所述第二壳体内形成有第二缸筒,所述第二致动器包括滑动设置在所述第二缸筒内的第二活塞,所述第二控制系统还包括形成在第二壳体上且用于向所述第二缸筒内供给液压流体的第二液压流体供给通道,所述电机壳体的径向延伸壁的内部设置有与所述第二液压流体供给通道对接的第二液压流体供给流道,所述第二液压流体供给流道与外部的液压流体供给装置连接;
所述第二致动器与第二连接断开单元之间设置有第二推力轴承及第二力传递构件,所述第二力传递构件的径向外侧设置有向所述第二连接断开单元凸出的第二上部延伸部,所述第二输出壳固定连接或一体形成有向所述第二连接断开单元凸出的第二外部反作用器件,所述第二力传递构件可绕所述第一轴自由旋转;
所述第二推力轴承被布置为将所述第二致动器产生的轴向力传递至所述第二力传递构件,所述第二力传递构件被布置为将所述第二上部延伸部处的轴向力传递至所述第二连接断开单元,以使得所述第三摩擦元件与第四摩擦元件分开以及所述第三摩擦元件与第二外部反作用器件分开,或者,以使得所述第三摩擦元件抵靠第四摩擦元件以及所述第三摩擦元件抵靠所述第二外部反作用器件。
15.根据权利要求13所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二连接断开单元还包括第二弹性复位器件,所述第二弹性复位器件轴向地促动所述第四摩擦元件,以便于释放所述第三摩擦元件与所述第四摩擦元件的摩擦联接,并使所述第二致动器向着分离位置复位。
16.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第一传动机构包括啮合的第一齿轮及第二齿轮,所述第一齿轮固定在所述发动机输出轴上,所述第二齿轮固定在所述第一轴上。
17.根据权利要求2所述的混合动力驱动系统,其特征在于,所述第二传动机构包括第二电机输入齿轮、中间齿轮、第二传动机构输出轴、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机输入齿轮固定在所述第二轴上,所述中间齿轮及主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机输入齿轮与中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;或者是,
所述第二传动机构包括第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第二传动机构输出轴、同步器、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮空套在所述第二轴上,所述第一中间齿轮、第二中间齿轮及主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机第一挡位输入齿轮与第一中间齿轮啮合,所述第二电机第二挡位输入齿轮与第二中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;所述同步器布置在所述第二轴上且位于所述第二电机第一挡位输入齿轮与第二电机第二挡位输入齿轮之间,所述同步器选择性接合或断开所述第二电机第一挡位输入齿轮与第二电机第二挡位输入齿轮;或者是,
所述第二传动机构包括第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮、第二传动机构输出轴、同步器、主减主动齿轮及主减从动齿轮,所述第二电机第一挡位输入齿轮、第二电机第二挡位输入齿轮固定在所述第二轴上,所述第一中间齿轮及第二中间齿轮空套在所述第二传动机构输出轴上,所述主减主动齿轮固定在所述第二传动机构输出轴上,所述主减从动齿轮设置在所述差速器上,所述第二电机第一挡位输入齿轮与第一中间齿轮啮合,所述第二电机第二挡位输入齿轮与第二中间齿轮啮合,所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合;所述同步器布置在所述第二传动机构输出轴上且位于所述第一中间齿轮与第二中间齿轮之间,所述同步器选择性接合或断开所述第一中间齿轮与第二中间齿轮。
18.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-17任意一项所述的混合动力驱动系统。
技术总结