用于混合动力车辆的变速器的制作方法

本实用新型涉及一种汽车变速器，特别涉及一种用于混合动力车辆的变速器。
背景技术：
：伴随着中国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段，汽车产业也开启全面建设汽车强国的新征程。当前新能源汽车产业尚处在导入期向成长期过渡的关键阶段，且混合动力汽车的市场需求还未大规模集中爆发，混合动力系统的需求还在蓄势阶段。2019年7月，工信部发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》修正案(意见征求稿)，提出低油耗车型概念，进一步明确了低油耗乘用车的定义。同时也对“低油耗车型”给予了更多的政策支持，该政策将引导各个整车企业不断优化整车性能、提升质量水平。若《修正案》落实实施，各大车企面对未来新能源积分压力逐年增大的情况，将更加积极地采取措施来研发生产节能汽车，以达到降低油耗的目的。从技术适用性来看，混合动力技术节能减排、安全可靠、无需充电、无里程焦虑、电池与车同寿命，是节能与新能源汽车里面最成熟的模式之一。从市场表现来看，当前，混合动力汽车全球销量已经累计突破1300万辆，混合动力汽车的保有量和需求增长有目共睹，充分验证了其市场接受度和技术路线的可行性。因此未来混合动力汽车规模市场份额将逐步增加，混合动力具有良好的发展前景。而变速器是混合动力车辆的一个主要部件，同时变速器也是影响混合动力车辆节能减排效果的关键部件，因此，变速器的布局设计成为当前的一个主要研究课题。另外，目前从国内市场表现来看，单电机混合动力变速器在市场上有较大占比，且多用平行轴构造方案，如p2、p2.5、p3、p4等方案。通过统计来看单电机方案的平均节油率在20％～25％之间。而在本田、丰田等日系厂商采用的双电机混合动力变速器节油率基本达到了35％左右。可见，双电机混合动力变速箱的节油率比单电机混合动力变速器的节油率高，而如何对双电机混合动力变速器进行结构设计，使得其具有更优的节油率，更好地助力整车达到节能减排，且保证动力性和经济性的同时保证用户无续航里程的忧虑，则是研发人员关注的一个重点。技术实现要素：本实用新型旨在提供一种用于混合动力车辆的变速器，其结构简单，成本低廉，体积小，可广泛用于小型混合动力汽车。通过以下方案实现：一种用于混合动力车辆的变速器，包括大驱动电机e1、小驱动电机e2、输入轴、输出齿圈、第一级减速齿轮、第二级减速齿轮、差速器、两个输出半轴、制动器b1、离合器c1和单行星排pg，所述离合器c1一端与单行星排pg的太阳轮s相连接，离合器c1另一端与输入轴相连接，所述输入轴与发动机的输出轴相连接，所述制动器b1一端连接在小驱动电机e2的转子上，制动器b1另一端固定在变速器壳体上，所述单行星排pg的太阳轮s与大驱动电机e1的转子相连接，所述单行星排pg的齿圈r与小驱动电机e2的转子相连接，所述单行星排pg的行星架pc与输出齿圈相连接，所述输出齿圈与第一级减速齿轮相啮合，所述第一级减速齿轮同时与第二级减速齿轮相啮合，所述第二级减速齿轮与差速器相连接，两个输出半轴安装在差速器上，差速器将动力传输至两个输出半轴。实际工作时，输出齿圈、第一级减速齿轮、第二级减速齿轮的相互啮合形成二级减速齿轮副，单行星排将动力通过二级减速齿轮副减速后传递至差速器，差速器再将动力传输至两个输出半轴。进一步地，所述大驱动电机e1布置在发动机侧近端，所述小驱动电机e2布置在发动机侧远端，所述单行星排pg、制动器b1和离合器c1布置在大驱动电机e1与小驱动电机e2之间。进一步地，所述第二级减速齿轮与差速器之间为集成一体式连接。进一步地，所述制动器b1、离合器c1均采用多片湿式换挡元件。根据现有技术可知，单行星排pg包括行星架pc、行星轮p、太阳轮s和齿圈r，行星轮p安装在行星架pc上，行星轮p分别与太阳轮s、齿圈r相啮合。本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，输入轴除了与发动机、离合器c1连接外，不与其他部件相连接，即其他位置与变速器再无任何动力传递路线，通过离合器c1可以完成变速器与发动机ice的完全分离和结合功能，当完全分离时变速器和发动机物理断开，实现真正意义的纯电动驱动模式，不受发动机任何制约，如此纯电动驱动模式下的最高车速完全依靠大驱动电机e1和小驱动电机e2的转速决定，因此该模式下最高车速可以得到极剧提升。同时也可以通过离合器c1闭合/断开来实现发动机的启动/停止功能，从而达到取消发动机本身的启动马达的效果。同时离合器c1可以通过自身的滑摩功能减低发动机在低转速情况下的转速波动，对发动机启动抖动和整车的nvh(中文简称为振动噪声)有着显著的改善。制动器b1设置，变速器无论在纯电动驱动模式或者混合动力驱动模式下，起步阶段达到大速比的传递，保证足够的动力性要求。输入轴通过离合器c1与大驱动电机e1的转子、行星齿轮耦合机构即单行星排建立动力连接关系，可实现对输入轴输入扭矩、大驱动电机e1扭矩补充、小驱动电机e2平衡，以此达到不同排量发动机的匹配。通过控制离合器c1的闭合与断开，实现工作模式切换，通过大小驱动电机的相互平衡作用，使发动机转速永远保持在最经济的转速区间，从而降低油耗，达到节能减排的作用。使用本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，在车辆以纯电动驱动模式行驶时，可实现2个前进挡、2个倒挡驱动模式和一个p挡充电模式，能够满足纯电动驱动的车速和扭矩要求，同时可实现对大驱动电机e1和小驱动电机e2的单独优化控制。使用本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，在车辆以混合动力驱动模式行驶时，通过不同的控制组合方式可实现2个前进挡和2个倒挡的驱动模式，在保证整车燃油经济性的同时，保证优异的动力性。本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，采用大小双驱动电机和一个单行星排组成，通过离合器与制动器的打开与关闭实现工作模式和挡位的切换。本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，结构简单、紧凑，集成度较高，成本低廉。大小双驱动电机与单行星组成的动力分流机构能够在车辆行驶过程中，通过大小双驱动电机调速保证发动机始终运转在最经济的区间，同时根据不同的驾驶工况大小双驱动电机可实现充/放电。本实用新型的用于混合动力车辆的变速器，节油效果明显，可广泛应用于小型混合动力汽车的深度混合动力系统和插电混合动力系统，提高其节油率，以此助力整车达到节能减排，在保证动力性和经济性的同时，能保证用户无续航里程的忧虑。附图说明图1为实施例1中用于混合动力车辆的变速器的结构示意图。具体实施方式实施例只是为了说明本实用新型的一种实现方式，不作为对本实用新型保护范围的限制性说明。实施例1一种用于混合动力车辆的变速器，如图1所示，包括大驱动电机e1、小驱动电机e2、输入轴1、输出齿圈2、第一级减速齿轮3、第二级减速齿轮4、差速器5、两个输出半轴6、制动器b1、离合器c1和单行星排pg，单行星排pg包括行星架pc、行星轮p、太阳轮s和齿圈r，行星轮p安装在行星架pc上，行星轮p分别与太阳轮s、齿圈r相啮合；制动器b1、离合器c1均采用多片湿式换挡元件，离合器c1一端与单行星排pg的太阳轮s相连接，离合器c1另一端与输入轴1相连接，输入轴1与发动机ice的输出轴相连接，制动器b1一端连接在小驱动电机e2的转子9上，制动器b1另一端固定在变速器壳体7上，单行星排pg的太阳轮s与大驱动电机e1的转子8相连接，单行星排pg的齿圈r与小驱动电机e2的转子9相连接，单行星排pg的行星架pc与输出齿圈2相连接，输出齿圈2与第一级减速齿轮3相啮合，第一级减速齿轮3同时与第二级减速齿轮4相啮合，第二级减速齿轮4与差速器5集成一体式连接，两个输出半轴6安装在差速器5上，差速器5将动力传输至两个输出半轴6；大驱动电机e1布置在发动机ice侧近端，小驱动电机e2布置在发动机ice侧远端，单行星排pg、制动器b1和离合器c1布置在大驱动电机e1与小驱动电机e2之间。本实用新型采用的动力耦合装置为一个单行星排，发动机ice、大驱动电机e1、小驱动电机e2三个动力源输入的扭矩经单行星排耦合后输出。车辆在实际行驶过程中，各动力源与各换挡元件(离合器、制动器)组合使用将实现不同的工作模式。下面将对纯电动驱动和混合动力驱动下的工作过程进行描述,各工作模式和换挡元件之间的控制关系如表1所示，其中〇表示打开状态，●表示闭合状态。表1变速器各工作模式和换挡元件之间的控制关系工作模式c1b1ev-1〇●ev-2〇〇ev-1rd〇●ev-2rd〇〇hev-1●●hev-2●〇hev-rd●〇p挡充电●〇在纯电动驱动模式下，单独闭合制动器b1，此时离合器c1打开，采用大驱动电机e1单独驱动，该种工作模式下小驱动电机e2为不工作状态，该模式定义为第一挡位纯电动驱动模式即固定传动比纯电动模式ev-1。在该模式下变速器能够输出较大的驱动扭矩，因此该模式也称作为纯电动状态的大扭矩输出模式，常常用作起步和低速大扭矩输出，因该工况下属于固定速比模式，该挡位下最高车速受大驱动电机e1的转速限制。随着车速的需求增加，ev-1工况下因大驱动电机e1转速已经达到峰值，此时车速需要继续提升，此时将制动器b1和离合器c1均处于打开状态，采用大驱动电机e1和小驱动电机e2共同驱动，该模式定义为第二挡位纯电动驱动模式ev-2。该模式为e-cvt无级变速模式，车速由大驱动电机e1和小驱动电机e2相互平衡，当大驱动电机e1和小驱动电机e2转速接近相等时，各行星齿轮元件转速也处于一个相近值，此时车辆可获得最高车速同时不会导致大驱动电机e1和小驱动电机e2自身转速过高。纯电动驱动模式下，倒车可根据不同的转速和扭矩需求，分别采用两种模式：①低速大扭矩倒车，此时采用单独闭合制动器b1，此时离合器c1打开，大驱动电机e1反向转动从而驱动车辆倒退行驶，小驱动电机e2不工作，此工况常用于倒车起步及倒车上坡工况，此模式定义为第一倒挡纯电动驱动模式ev-1rd。②中高车速、低扭矩倒车，制动器b1和离合器c1均处于打开状态，此时由大驱动电机e1和小驱动电机e2相互协调工作，此工况为e-cvt模式，此模式定义为第二倒挡纯电动驱动模式ev-2rd。当车辆需要进入混合动力驱动模式时，通过离合器c1滑摩，大驱动电机e2的转子通过输入轴反拖启动发动机，实现发动机启动。发动机启动成功后，闭合离合器c1和制动器b1，此模式定义为第一挡位混合动力驱动模式hev-1，该模式下，发动机动力与大驱动电机e1动力实现串联共同驱动车辆，小驱动电机e2为不工作状态。同时该挡位下速比较大可为整车提供最大的驱动力，可用作混动模式工况下低速大扭矩输出模式。因hev-1模式下为定速比，其最高车速受到发动机最高转速限制无法继续爬升，此时控制离合器c1闭合，制动器b1打开，发动机ice和大驱动电机e1共同提供动力，此时小驱动电机e2用作调节。此模式定义为第二挡位混合动力驱动模式hev-2。该模式为e-cvt无级变速模式，发动机转速与整车行驶车速不再建立直接关系，发动机转速不会再受到外界的行驶工况的影响，发动机转速由大驱动电机e1进行实时调速，保证发动机运转在高效经济区间，小驱动电机e2根据整车的车速需求进行动态调节。混合动力驱动模式的倒挡工况，在混合动力驱动模式下离合器c1处于长期闭合状态，大驱动电机e1与发动机直接相连，此时制动处于打开状态，由于发动机无法实现反转功能，因此大驱动电机e1仅能够正向旋转，由小驱动电机e2进行调速，保证车辆的倒车行驶,此模式定义为倒挡混合动力驱动模式hev-rd。p挡充电工况，当动力电池soc较低时，需要整车原地对动力电池进行充电，此时闭合离合器c1，打开制动器b1，驻p挡可采用大驱动电机e1或/和小驱动电机e2为动力电池进行充电。当前第1页12