一种混合动力传动装置及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种混合动力传动装置及车辆。


背景技术：

2.随着全球化的石油能源压力，混合动力技术成为缓解压力的另一突破口。目前的混合动力系统主要分为三个方向，即串联型、并联型和混联型混动系统。
3.串联型依靠发动机带动发电机发电，产生的电能直接给到驱动电机驱动车辆行驶或者储存在动力电池中，这种系统结构简单，发动机扭矩与轮端解耦，可以有效控制发动机工作在高效率区间，但是由于传动链长系统效率损失高，节油能力有限。并且在要求车辆能够覆盖各种工况需求的情况下，驱动电机、发电机以及发动机的功率选型需要很大，造成成本上升和布置问题。
4.并联型依靠发动机和驱动电机共同输出动力以满足车辆的动力需求，对电机扭矩要求小，可以有效降低电池的尺寸。但是由于发动机转速无法和车速解耦，对发动机的高效区调整能力有限，节油效果有限。
5.混联型综合了串联型和并联型的优点，可以根据车辆的目标进行设计，在满足整车动力性能需求的前提下选择驱动方案，节油空间较大。然而，现有的混联型混动系统的工作模式相对于复杂的工况还是过于单一，故混动系统的经济性和动力性能还有待提高。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有多种工作模式的混合动力传动装置及车辆，以提高车辆的动力性能和经济性能。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种混合动力传动装置，其包括发动机、第一电机、第二电机、动力输入轴、动力输出轴、第二离合器、第三离合器和差速器；
8.所述发动机的输出端设有第一轴，所述第一轴通过第一齿轮组与所述第一电机的输出轴连接；所述第一轴与所述动力输入轴连接，所述动力输入轴远离所述第一离合器的一端通过第二齿轮组与所述第二电机的输出轴连接；
9.所述动力输出轴与所述动力输入轴平行布置，所述动力输出轴与所述动力输入轴之间间隔设置有一档齿轮组和二档齿轮组；
10.所述第二离合器与所述一档齿轮组连接，所述第二离合器闭合时用于将所述动力输入轴的动力通过所述一档齿轮组传递到所述动力输出轴上；所述第三离合器与所述二档齿轮组连接，所述第三离合器闭合时用于将所述动力输入轴的动力通过所述二档齿轮组传递到所述动力输出轴上；
11.所述动力输出轴与所述差速器通过第三齿轮组连接。
12.进一步的，所述混合动力传动装置还包括第一离合器，所述第一轴远离所述发动
机的一端通过所述第一离合器与所述动力输入轴连接。
13.进一步的，所述一档齿轮组包括相啮合的一档主动齿轮和一档从动齿轮；
14.所述一档主动齿轮空套于所述动力输入轴上，所述第二离合器用于将所述动力输入轴与所述一档主动齿轮接合或断开，所述一档从动齿轮设于所述动力输出轴上；或
15.所述一档从动齿轮空套于所述动力输出轴上，所述第二离合器用于将所述动力输出轴与所述一档从动齿轮接合或断开，所述一档主动齿轮设于所述动力输入轴上。
16.进一步的，所述二档齿轮组包括相啮合的二档主动齿轮和二档从动齿轮；
17.所述二档主动齿轮空套于所述动力输入轴上，所述第三离合器用于将所述动力输入轴与所述二档主动齿轮接合或断开，所述二档从动齿轮设于所述动力输出轴上；或
18.所述二档从动齿轮空套于所述动力输出轴上，所述第三离合器用于将所述动力输出轴与所述二档从动齿轮接合或断开，所述二档主动齿轮设于所述动力输入轴上。
19.进一步的，所述第一齿轮组包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮设于所述第一轴上，所述第二齿轮设于所述第一电机的输出轴上。
20.进一步的，所述第二齿轮组包括相啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮设于所述动力输入轴上，所述第四齿轮设于所述第二电机的输出轴上。
21.进一步的，所述第三齿轮组包括相啮合的第五齿轮和第六齿轮，所述第五齿轮设于所述动力输出轴上，所述第六齿轮设于所述差速器上。
22.进一步的，所述二档齿轮组位于所述一档齿轮组和所述第二齿轮组之间。
23.进一步的，所述第一电机的输出轴与所述第一轴平行，所述第二电机的输出轴与所述动力输入轴平行。
24.本实用新型另一方面提供了一种车辆，该车辆包括如上述任一项方案所述的混合动力传动装置。
25.上述技术方案所提供的一种混合动力传动装置及车辆，与现有技术相比，其有益效果在于：
26.当第一离合器闭合时，可以将发动机的动力传递到动力输入轴，动力输入轴通过一档齿轮组或二档齿轮组将动力传递到车轮，实现了发动机两个档位的驱动模式；另外，第一电机、第二电机和发动机同时工作时，第一电机、第二电机和发动机的动力可以同时传递到动力输入轴上，实现了两个档位的混合动力驱动模式；
27.当第一离合器分离时，第二电机驱动动力输入轴转动，动力输入轴通过一档齿轮组或二档齿轮组将动力传递到车轮，实现了第二电机驱动的两个档位的纯电动驱动模式；另外，在第一离合器分离并在第二电机驱动的情况下，发动机可通过第一齿轮组驱动第一电机进行发电，以实现增程模式；此外，在车辆驻车时，发动机也可通过第一齿轮组驱动第一电机进行发电，以实现驻车发电模式；
28.故本实用新型的混合动力传动装置及车辆的驱动形式多样，可以实现两个档位的发动机直驱模式、两个档位的单电机纯电动模式、两个档位的混合动力驱动模式、增程模式和驻车发电模式，根据实际工况选择匹配的驱动形式可以有效提升车辆的动力性能和经济性能。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例的混合动力传动装置的结构示意图。
30.其中，1－发动机，2－第一电机，3－第二电机，4－动力输入轴，5－动力输出轴，6－第一离合器，7－第二离合器，8－第三离合器，9－差速器，10－第一轴，11－第一齿轮组，111－第一齿轮，112－第二齿轮，12－第二齿轮组，121－第三齿轮，122－第四齿轮，13－一档齿轮组，131－一档主动齿轮，132－一档从动齿轮，14－二档齿轮组，141－二档主动齿轮，142－二档从动齿轮，15－第三齿轮组，151－第五齿轮，152－第六齿轮，16－扭转减震器，17－半轴，18－车轮。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
32.在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。此外，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。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.如图1所示，本实用新型实施例一方面提供了一种混合动力传动装置，该传动装置包括发动机1、第一电机2、第二电机3、动力输入轴4、动力输出轴5、第一离合器6、第二离合器7、第三离合器8和差速器9；发动机1的输出端设有第一轴10，第一轴10通过第一齿轮组11与第一电机2的输出轴连接；第一轴10远离发动机1的一端通过第一离合器6与动力输入轴4的一端接合或断开，动力输入轴4远离所述第一离合器6的一端通过第二齿轮组12与第二电机3的输出轴连接；动力输出轴5与动力输入轴4平行布置，动力输出轴5与动力输入轴4之间间隔设置有一档齿轮组13和二档齿轮组14；第二离合器7与一档齿轮组13连接，第二离合器7闭合时用于将所述动力输入轴4的动力通过所述一档齿轮组13传递到动力输出轴5上；第三离合器8与二档齿轮组14连接，第三离合器8闭合时用于将动力输入轴4的动力通过二档齿轮组14传递到动力输出轴5上；动力输出轴5与差速器9通过第三齿轮组15连接。
35.基于上述方案，当第一离合器6闭合时，可以将发动机1的动力传递到动力输入轴4，动力输入轴4通过一档齿轮组13或二档齿轮组14将动力传递到车轮18，实现了发动机1两个档位的驱动模式；另外，第一电机2、第二电机3和发动机1同时工作时，第一电机2、第二电机3和发动机1的动力可以同时传递到动力输入轴4上，实现了两个档位的混合动力驱动模式；当第一离合器6分离时，第二电机3驱动动力输入轴4转动，动力输入轴4通过一档齿轮组13或二档齿轮组14将动力传递到车轮18，实现了第二电机3驱动的两个档位的纯电动驱动
模式；另外，在第一离合器6分离并在第二电机3驱动的情况下，发动机1可通过第一齿轮组11驱动第一电机2进行发电，以实现增程模式；此外，在车辆驻车时，发动机1也可通过第一齿轮组11驱动第一电机2进行发电，以实现驻车发电模式；可见，本实施例的混合动力传动装置的驱动形式多样，可以实现两个档位的发动机1直驱模式、两个档位的单电机纯电动模式、两个档位的混合动力驱动模式、增程模式和驻车发电模式，根据实际工况选择匹配的驱动形式可以有效提升车辆的动力性能和经济性能。
36.如图1所示，在本实施例中，一档齿轮组13包括相啮合的一档主动齿轮131和一档从动齿轮132；其中，一档主动齿轮131通过第二离合器7连接动力输入轴4，一档主动齿轮131空套于动力输入轴4上，第二离合器7用于将动力输入轴4与一档主动齿轮131接合或断开，一档从动齿轮132设于所述动力输出轴5上。第二离合器7闭合时，动力输入轴4通过第二离合器7带动一档主动齿轮131转动，一档主动齿轮131带动一档从动齿轮132转动以将动力传递到动力输出轴5上。
37.如图1所示，在本实施例中，二档齿轮组14包括相啮合的二档主动齿轮141和二档从动齿轮142；其中，二档从动齿轮142通过第三离合器8连接动力输出轴5，二档从动齿轮142空套于动力输出轴5上，第三离合器8用于将动力输出轴5与二档从动齿轮142接合或断开，二档主动齿轮141设于动力输入轴4上。第三离合器8闭合时，动力输入轴4带动二档主动齿轮141转动，二档主动齿轮141带动二档从动齿轮142转动，然后二档从动齿轮142通过第三离合器8将动力传递到动力输出轴5上。
38.需要说明的是，本实施例中第二离合器7和第三离合器8不同轴布置，可有效减少轴向尺寸。在其他实施例中，一档从动齿轮132可通过第二离合器7与动力输出轴5连接，亦可以实现将动力输入轴4的动力通过一档齿轮组13传递到动力输出轴5上；此外，二档主动齿轮141可通过第三离合器8与动力输入轴4连接，亦可以实现将动力输入轴4的动力通过二档齿轮组14传递到动力输出轴5上；故第二离合器7和第三离合器8与主动齿轮还是从动齿轮连接可以依实际结构设计，但都在本实用新型保护范围内，这里对其不在赘述。
39.如图1所示，在本实施例中，第一齿轮组11包括相啮合的第一齿轮111和第二齿轮112，第一齿轮111设于第一轴10上，第二齿轮112设于第一电机2的输出轴上。第一轴10通过第一齿轮111和第二齿轮112与第一电机2传递动力，其中，第一齿轮111的节圆大于第二齿轮112的节圆，以使发动机1向第一电机2传递动力时使第一电机2升速，发动机1和第一电机2之间实现一级齿轮升速降扭，可有效减小第一电机2的体积。
40.如图1所示，在本实施例中，第二齿轮组12包括相啮合的第三齿轮121和第四齿轮122，第三齿轮121设于动力输入轴4上，第四齿轮122设于第二电机3的输出轴上。第二电机3通过第三齿轮121和第四齿轮122向动力输入轴4传递动力，第三齿轮121的节圆大于第四齿轮122的节圆，以使第二电机3向动力输入轴4传递动力时降速。
41.如图1所示，在本实施例中，第三齿轮组15包括相啮合的第五齿轮151和第六齿轮152，第五齿轮151设于动力输出轴5上，第六齿轮152设于差速器9上。动力输出轴5通过第五齿轮151和第六齿轮152向差速器9传递动力。
42.作为一种可选的实施方式，如图1所示，二档齿轮组14位于一档齿轮组13和第二齿轮组12之间。二档齿轮组14位于一档齿轮组13的左侧还是右侧，可以根据实际结构进行布置。
43.其中，如图1所示，第一电机2的输出轴与第一轴10平行，第二电机3的输出轴与动力输入轴4平行，平行布置简化结构，平台化好。
44.另外，如图1所示，本实施例的混合动力传动装置还包括设于第一轴10上的扭转减震器16，扭转减震器16的作用如下：降低发动机1曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，从而降低传动系扭振固有频率；增加传动系扭转阻尼，抑制扭转共振相应的振幅，并衰减因冲击产生的瞬态扭振；控制动力传动总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消除变速器怠速噪声和主减速器、变速器的扭振及噪声；缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的接合平顺性。
45.本实用新型实施例另一方面提供了一种车辆，该车辆包括如上述实施例所述的混合动力传动装置。
46.本实用新型实施例的一种混合动力传动装置及车辆具有如下的工作模式：
47.(1)纯电动一档
48.第一离合器6分离，第二离合器7闭合，第三离合器8分离，动力传递路径为：第二电机3－第二齿轮组12－动力输入轴4－一档齿轮组13－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
49.(2)纯电动二档
50.第一离合器6分离，第二离合器7分离，第三离合器8闭合，动力传递路径为：第二电机3－第二齿轮组12－动力输入轴4－二档齿轮组14－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
51.(3)发动机直驱一档
52.第一离合器6闭合，第二离合器7闭合，第三离合器8分离，动力传递路径为：发动机1－第一轴10－动力输入轴4－一档齿轮组13－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
53.(4)发动机直驱二档
54.第一离合器6闭合，第二离合器7分离，第三离合器8闭合，动力传递路径为：发动机1－第一轴10－动力输入轴4－二档齿轮组14－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
55.(5)混合动力驱动一档
56.第一离合器6闭合，第二离合器7闭合，第三离合器8分离，动力传递路径为：发动机1和第二电机3同时工作－动力输入轴4－一档齿轮组13－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
57.(6)混合动力驱动二档
58.第一离合器6闭合，第二离合器7分离，第三离合器8闭合，动力传递路径为：发动机1和第二电机3同时工作－动力输入轴4－二档齿轮组14－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
59.(7)一档增程模式
60.第一离合器6分离，第二离合器7闭合，第三离合器8分离，动力传递路径为：发动机1－第一轴10－第一齿轮组11－第一电机2，同时第二电机3－第二齿轮组12－动力输入轴4－一档齿轮组13－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
61.(8)二档增程模式
62.第一离合器6分离，第二离合器7分离，第三离合器8闭合，动力传递路径为：发动机1－第一轴10－第一齿轮组11－第一电机2，同时第二电机3－第二齿轮组12－动力输入轴4－二档齿轮组14－动力输出轴5－第三齿轮组15－差速器9－半轴17－车轮18。
63.(9)驻车发电模式
64.车辆驻车，第一离合器6分离，第二离合器7分离，第三离合器8分离，若此时soc值较低，则发动机1启，动力传递路径为：发动机1－第一轴10－第一齿轮组11－第一电机2，第一电机2进行发电，则可以实现怠速发电。
65.综上，本实用新型实施例提供一种混合动力传动装置及车辆，其具有如下有益效果：
66.1、可以实现两个档位的发动机1直驱模式、两个档位的单电机纯电动模式、两个档位的混合动力驱动模式、增程模式和驻车发电模式，根据实际工况选择匹配的驱动形式可以有效提升车辆的动力性能和经济性能。
67.2、第一电机2与发动机1实现一级齿轮升速降扭，可有效减小发电机体积。
68.3、第二离合器7和第三离合器8不同轴布置，可有效减少轴向尺寸。
69.4、混合动力传动装置可以实现无动力中断换挡。
70.5、可以覆盖hev车型和phev车型，平台化好。
71.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。