用于混合动力汽车的动力驱动系统和包括该系统的车辆的制作方法

本发明实施例涉及混合动力汽车领域，尤其涉及一种用于混合动力汽车的动力驱动系统和包括该系统的车辆。

背景技术：

目前的用于混合动力汽车的动力驱动系统一般包括发动机、离合器、电源、电机、动力合成装置、变速器、传动轴等结构。为实现离合、动力耦合功能，现主要有两条技术路线：一种是采用行星齿轮机构，架构比较复杂，而且加工要求高，应用较少；另一种是采用电控离合器，包括：离合器、动力合成装置、变速器等，且均为独立机构，架构简单，因此得到了广泛的应用。

然而，采用电控离合器的混合动力汽车，在工作过程中，需要驾驶员或控制系统发出信号才能控制离合器分离，实现动力的切断，控制过程复杂，降低了驾驶员的驾驶体验。

为此，如何提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度，成为亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例解决的技术问题是如何提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于混合动力汽车的动力驱动系统，包括：

发动机，包括发动机转轴；

第一电动机，包括第一电动机转轴，所述第一电动机转轴的第一端与发动机转轴抗扭矩连接；

变速箱，包括变速箱输入轴；

单向离合器，包括单向离合器输入轴和单向离合器输出轴，所述单向离合器输入轴与所述第一电动机转轴的第二端抗扭矩连接，所述单向离合器输出轴与所述变速箱输入轴抗扭矩连接；所述单向离合器配置为由第一电动机转轴向变速箱输入轴传递动力。

可选地，还包括：

第一离合器，设置于所述发动机和所述第一电动机之间，所述第一电动机转轴的第一端通过所述第一离合器与发动机转轴抗扭矩连接。

可选地，还包括：

第二电动机，包括第二电动机转轴，所述第二电动机转轴与所述变速箱的变速箱输出轴抗扭矩连接。

可选地，还包括：

第一传动机构，包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二电动机转轴抗扭矩连接，所述第二齿轮可与所述变速箱输出轴抗扭矩连接。

可选地，所述第一传动机构还包括：

第三同步器，包括第三同步器同步齿轮和套装于所述第三同步器同步齿轮的第三同步器套筒，所述第三同步器同步齿轮固定设置于所述变速箱输出轴，所述第二齿轮套装于所述变速箱输出轴，且通过与第三同步器套筒的啮合，实现与所述变速箱输出轴的抗扭矩连接，通过与第三同步器套筒的分离，实现与所述变速箱输出轴的抗扭矩分离。

可选地，所述第一传动机构还包括中间齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮通过所述中间齿轮互相啮合。

可选地，所述变速箱为有级变速箱。

可选地，所述变速箱的档位数为4个。

可选地，还包括：

差速器，包括差速器输入轴；

主减速器，包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮设置于变速箱输出轴，所述从动齿轮设置于差速器输入轴，所述主动齿轮和从动齿轮互相啮合。

本发明实施例还提供了一种车辆，包括所述用于混合动力汽车的动力驱动系统。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的技术方案的优点效果：

本发明实施例提供了用于混合动力汽车的动力驱动系统，包括：发动机，包括发动机转轴；第一电动机，包括第一电动机转轴，第一电动机转轴的第一端与发动机转轴抗扭矩连接；变速箱，包括变速箱输入轴；单向离合器，包括单向离合器输入轴和单向离合器输出轴，单向离合器输入轴与第一电动机转轴的第二端抗扭矩连接，单向离合器输出轴与变速箱输入轴抗扭矩连接；单向离合器配置为由第一电动机转轴向变速箱输入轴传递动力。可见，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统，在第一电动机与变速箱之间设置单向离合器，且单向离合器配置为由第一电动机转轴向变速箱输入轴传递动力，从而在工作过程中，通过降低第一电动机转轴的转速，实现单向离合器动力传输的中断，切断发动机和/或第一电动机向变速箱的动力传输，通过提高第一电动机转轴的转速，实现单向离合器动力传输的继续，实现发动机和/或第一电动机向变速箱的动力传输。因此，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统，仅需要通过改变第一电动机转轴的转速即可实现单向离合器动力传输的中断和继续，而第一电动机转轴的转速的调整较为简单，从而可以提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为用于混合动力汽车的动力驱动系统的结构示意图。

图例：1.发动机；11.发动机转轴；21.第一电动机；211.第一电动机转轴；22.第二电动机；221.第二电动机转轴；31.第一离合器；32.单向离合器；321.单向离合器输入轴；322.单向离合器输出轴；4.变速箱；41.变速箱输入轴；42.变速箱输出轴；5.主减速器；51.主动齿轮；52.从动齿轮；6.差速器；61.差速器输入轴；7.第一传动机构；71.第一齿轮；72.中间齿轮；73.第二齿轮；74.第三同步器；741.第三同步器同步齿轮。

具体实施方式

由背景技术可知，在工作过程中，变速箱的更换档位前后需要切断由发动机或电动机的动力传输，一般混合动力汽车在变速箱和电动机或发电机之间设置电控离合器，以实现动力传输的切断。

但是采用电控离合器的混合动力汽车，在工作过程中，需要驾驶员或控制系统发出信号才能控制离合器分离，实现动力的切断，控制过程复杂，降低了驾驶员的驾驶体验。

因此，为了提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度，本发明实施例提供了一种用于混合动力汽车的动力驱动系统，包括：

发动机1，包括发动机转轴11；

第一电动机21，包括第一电动机转轴211，所述第一电动机转轴211的第一端与发动机转轴11抗扭矩连接；

变速箱4，包括变速箱输入轴41；

单向离合器32，包括单向离合器输入轴321和单向离合器输出轴322，所述单向离合器输入轴321与所述第一电动机转轴211的第二端抗扭矩连接，所述单向离合器输出轴322与所述变速箱输入轴41抗扭矩连接；所述单向离合器32配置为由第一电动机转轴211向变速箱输入轴41传递动力。

可见，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统，在第一电动机21与变速箱4之间设置单向离合器32，且单向离合器32配置为由第一电动机转轴211向变速箱输入轴41传递动力，从而在工作过程中，通过降低第一电动机转轴211的转速，实现单向离合器32动力传输的中断，切断发动机1和/或第一电动机21向变速箱4的动力传输，通过提高第一电动机转轴211的转速，实现单向离合器32动力传输的继续，实现发动机1和/或第一电动机21向变速箱4的动力传输。因此，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统，仅需要通过改变第一电动机转轴211的转速即可实现单向离合器32动力传输的中断和继续，而第一电动机转轴211的转速的调整较为简单，从而可以提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

请参考图1，图1为用于混合动力汽车的动力驱动系统的结构示意图。

如图中所示，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统，包括：

发动机1，包括发动机转轴11；

第一电动机21，包括第一电动机转轴211，所述第一电动机转轴211的第一端与发动机转轴11抗扭矩连接；

变速箱4，包括变速箱输入轴41；

单向离合器32，包括单向离合器输入轴321和单向离合器输出轴322，所述单向离合器输入轴321与所述第一电动机转轴211的第二端抗扭矩连接，所述单向离合器输出轴322与所述变速箱输入轴41抗扭矩连接；所述单向离合器32配置为由第一电动机转轴211向变速箱输入轴41传递动力。

其中，所述发动机可为汽油机或柴油机中的一种。

所述第一电动机可以实现机械能和电能的互相转换，并且与电源电连接，电源可以主动放电驱动第一电动机，也可以当第一电动机被其他装置带动时，将其作为发电机，进行充电。

所述抗扭矩连接可以是固定连接，也可以是通过啮合的花键或齿轮连接，只要所连接的两侧能够相互传递动力即可。

由于单向离合器32配置为由第一电动机转轴211向变速箱输入轴41传递动力，在变速箱4更换档位前，只需要降低第一电动机转轴211的转速，单向离合器32自动解耦，即可动力传输的切断，然后进行档位更换；在完成变速箱4档位更换后，提高第一电动机转轴211的转速，单向离合器32可自动耦合，从而实现动力传输的继续。

而对于第一电动机转轴211的转速的调整，则可以通过调整第一电动机21的工作功率或工作模式实现，例如：在消耗电能的驱动模式和产生电能的发电模式之间切换，可以方便地调整第一电动机转轴211的转速。

因此本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统可以提高混合动力汽车动力驱动系统中动力传输控制过程的便利度。

但是在某些工作情况下，例如只有第一电动机21产生动力而发动机1不产生动力时，并不需要第一电动机转轴211带动发动机1转动，这样既浪费电能也容易产生发动机磨损。

因此，为了节约电能和保护发动机1，在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统还可以包括第一离合器31，第一离合器31设置在发动机1和第一电动机211之间，第一电动机转轴211的第一端通过所述第一离合器31与发动机转轴11抗扭矩连接。通过设置第一离合器31，可以在发动机1不产生动力时，切断第一电动机21和发动机1的动力传输，从而避免发动机1的转动。

另一方面，在变速箱4的更换档位前后，由于单向离合器32自动解耦，发动机1和第一电动机21不能向变速箱4传输动力，此时会出现换档前后动力传输中断的问题，造成车辆的动力下降。

所以为了避免在变速箱4的更换档位前后车辆动力的下降，在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统还可以包括第二电动机22；所述第二电动机22，包括第二电动机转轴221，所述第二电动机转轴221与所述变速箱4的变速箱输出轴42抗扭矩连接。

其中，所述第二电动机可以实现机械能和电能的互相转换，并且与电源电连接，电源可以主动放电驱动第二电动机，也可以当第二电动机被其他装置带动时，将其作为发电机，进行充电。

通过设置与所述变速箱输出轴42抗扭矩连接的第二电动机22，在变速箱4进行换挡，变速箱输入轴41没有动力传输时，由第二电动机22提供动力，这样就解决了换档前后动力传输中断的问题，优化了驾驶员的驾驶体验。由于第二电动机22的动力直接传输至变速箱输出轴42，在变速箱4空档时，动力不会传输至变速箱输入轴41，因此并不会影响到变速箱4的换档过程。而且在减速或者刹车时，也可将第二电动机22作为发电机使用，回收能量，节约能源。

在设置第二电动机22时，第二电动机22和变速箱输出轴42抗扭矩连接的方式可以有多种，例如可以利用传动机构进行连接。

所以，在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统还可以包括第一传动机构7；所述第一传动机构7包括相互啮合的第一齿轮71和第二齿轮73，所述第一齿轮71与所述第二电动机转轴211抗扭矩连接，所述第二齿轮73可与所述变速箱输出轴42抗扭矩连接。

其中，第一齿轮71和第二齿轮73可以直接啮合，也可以通过其他装置间接啮合。

但是在高速巡航等无需换挡的情况下，并不需要第二电动机22提供动力，此时如果第二电动机22和变速箱输出轴42一直保持连接，既浪费动力，也容易使第二电动机22产生磨损。

因此，为了节约动力和保护第二电动机22，在一种具体实施方式中，第一传动机构7还包括第三同步器74，所述第三同步器74包括第三同步器同步齿轮741和套装于所述第三同步器同步齿轮741的第三同步器套筒，所述第三同步器同步齿轮741固定设置于所述变速箱输出轴42，所述第二齿轮73套装于所述变速箱输出轴42，且通过与第三同步器套筒的啮合，实现与所述变速箱输出轴42的抗扭矩连接，通过与第三同步器套筒的分离，实现与所述变速箱输出轴42的抗扭矩分离，第三同步器套筒的啮合和分离可以根据工作状态进行调节。

通过设置第三同步器74，可以不需要在第二电动机22提供动力时，通过第二齿轮73与第三同步器套筒的分离，切断第二电动机22向变速箱输出轴42的动力传输，从而既可以节约能源，也可以保护第二电动机22。

由于动力驱动系统在汽车中所占空间有限，而第一齿轮71和第二齿轮73之间的传动比的限制导致第一齿轮71和第二齿轮73的大小不能随意设置，所以可以在第一齿轮71和第二齿轮73之间设置齿轮，通过间接啮合的方式实现第一齿轮71和第二齿轮73的啮合。

所以，在一种具体实施方式中，第一传动机构7还包括中间齿轮72，所述第一齿轮71和第二齿轮73通过所述中间齿轮72互相啮合。

通过设置中间齿轮72，通过间接啮合的方式实现了第一齿轮71和第二齿轮73的啮合，节约了空间，也提高了设置的灵活性。

变速箱4的选择可以根据实际情况选用，但是无级变速箱的传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车。

在一种具体实施方式中，变速箱4可选有级变速箱，使得变速箱4可以用在功率或扭矩较大的汽车上。

现在混合动力汽车一般用于轿车、suv等小型汽车，因此采用的有级变速箱，一般4档即可满足车辆在各种工况下对牵引力和行驶速度的要求。

所以，在一种具体实施方式中，变速箱4可选4档有级变速箱，既可以保证换档的平顺性，也可以简化变速箱结构，降低故障率，还方便了驾驶员的控制。

由于变速箱输出轴42的转速与相对于汽车车轮所需转速仍然比较高，以及转弯时需要控制两侧车轮转速，需要主减速器和差速器来进行动力的传输和控制。

所以在一种具体实施方式中，本发明实施例所提供的用于混合动力汽车的动力驱动系统还可以包括主减速器5，差速器6；所述差速器6包括差速器输入轴61；所述主减速器5，包括主动齿轮51和从动齿轮52，所述主动齿轮51设置于变速箱输出轴42，所述从动齿轮52设置于差速器输入轴61，所述主动齿轮51和从动齿轮52互相啮合；所述差速器可直接与半轴连接，也可通过万向节、驱动轴等连接至从动车轮的差速器、半轴等结构。

本发明实施例还提供了一种车辆，包括所述用于混合动力汽车的动力驱动系统。

本发明实施例提供的车辆，有多种动力模式，包括：

第一发动机启动模式：第一离合器31接合，变速箱4空档，第三同步器74啮合，电源驱动第一电动机21工作，第一电动机转轴211转动，带动发动机转轴11转动，从而启动发动机；与此同时，电源驱动第二电动机22工作，带动变速箱输出轴42，通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动，使汽车启动。

第二发动机启动模式：第一离合器41接合，变速箱4挂档，第三同步器74分离，第二电动机22工作不工作，电源驱动第一电动机21工作，第一电动机转轴211转动，带动发动机转轴11转动，从而启动发动机，与此同时，第一电动机转轴211通过单向离合器32将动力传输至变速箱4，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动，使汽车启动。

发动机模式：第一离合器31接合，变速箱4挂档，第三同步器74分离，第一电动机转轴211转动，但不提供动力也不提供阻力，发动机1工作，通过第一离合器31、第一电动机转轴211、单向离合器32等结构，将动力传输至变速箱4，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动。

第一纯电动模式：第一离合器31分离，变速箱4挂档，第三同步器74分离，发动机1和第二电动机22不工作，电源驱动第一电动机21工作，通过单向离合器32将动力传输至变速箱4，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动。

第二纯电动模式：第一离合器31啮合分离均可，变速箱4空档，第三同步器74啮合，发动机1和第一电动机21不工作，电源驱动第二电动机22工作，将动力传输至变速箱输出轴42，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动。

并联模式：第一离合器31啮合，变速箱4挂档，第三同步器74啮合，发动机1工作，第一电动机21主动驱动或被动发电均可，发动机1和第一电动机21的动力通过单向离合器32，将动力传输至变速箱4；与此同时电源驱动第二电动机22工作，将动力传输至变速箱输出轴42，最终两部分动力均传输至变速箱输出轴42，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动。

串联模式：第一离合器31啮合，变速箱4空档，第三同步器74啮合，发动机1带动第一电动机21工作，第一电动机21发出的电能存入电源，电源驱动第二电动机22工作，将动力传输至变速箱输出轴42，然后通过主减速器5、差速器6等机构，带动车轮转动。

能量回收模式：第一离合器31啮合分离均可，变速箱4空档，第三同步器74啮合，发动机1和第一电动机21不工作，第二电动机22为发电模式，车轮通过变速箱输出轴42、主减速器5、差速器6等机构带动第二电动机22转动，第二电动机22发出的电能存入电源。

所述车辆提供了多种动力模式，可以根据不同需求选用，可以有效的节约能源，也可以在需要大动力的场合提供所需动力，使用更加便利。

所述车辆在换档前后，仅需要通过改变第一电动机转轴211的转速即可实现单向离合器32动力传输的中断和继续，而第一电动机转轴211的转速的调整较为简单，从而可以提高车辆的动力传输控制过程的便利度。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明实施例并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。