后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统的制作方法

1.本发明涉及动力系统技术领域，具体是一种后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统。


背景技术：

2.混合动力系统包括发动机、电机和传动系统(变速器)，电机有单电机方案和双电机方案，传动系统有普通齿轮变速器或减速器，也有带行星排的功率分流变速器，行星排有单排、双排、三排等方案。
3.在本方案前，具有前叙专利cn208035931u公开一种混合动力系统，其工作原理：发动机与第一电机连接第一行星排，输出混合动力；第二电机通过两挡齿轮机构连接第二行星排，与发动机、第一电机的动力通过共用的齿圈进行合流，增加动力输出。其第一行星排后端无减速增扭机构，第二行星排减速增扭作用受到尺寸限制无法增大，动力无法提升，因此只适合中轻型车量应用。并且纯发动机驱动没有连接减速增扭齿轮机构，因此只能应用于高速工况。
4.在上述研究基础上，前叙专利cn214450254u继续公开了一种双电机双行星排混合动力系统，采用行星排拆分的形式，实际上第一电机与第二电机只共用一个行星排，减速增扭通过调速机构进行调节，具有挡位丰富，能适应更多的速率场景的特点。但该结构仍存在一些不足：取力模块单独布置，加上两个电机输入过渡轴、爬坡轴、用于倒挡的中间轴，其造成结构浪费，成本高，轴向和径向空间均占用较大。
5.公开于以上背景技术部分的信息仅仅皆在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统，采用后置单行星排的布置形式，取力轴充当调速机构的跛行轴，取消现有爬坡轴和以及倒挡轴，优化结构提升系统整体空间利用率。
7.为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
8.一种后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、壳体、第一中心轴、第二中心轴、行星排、输出轴、后桥、调速机构、取力轴；发动机与第一中心轴传动连接，第二中心轴、行星排、输出轴、后桥依次传动连接；第二中心轴上空套有第一空心轴，第一空心轴上空套有第二空心轴，第二中心轴与第一空心轴通过行星排传动连接；其中，还包括第一中间轴、第二中间轴，第一电机与第一中间轴传动连接，第二电机与第二中间轴传动连接；所述调速机构包括能使第一中心轴分别与取力轴、第二中心轴连接或断开的第一换挡组件；能使第二中心轴分别与第一空心轴、壳体连接或断开的第二换挡组件；能使第二空心轴分别与第一中间轴、取力轴连接或断开的第三换挡组件，以及能使
第二空心轴分别与第一空心轴、第二中间轴连接或断开的第四换挡组件。
9.具体的，第一中间轴上固定有第一电机二挡中间齿轮、第一电机一挡主动齿轮，第二中间轴上固定有第二电机减速从动齿轮、第二电机中间轴主动齿轮，第一中心轴上空套有取力主动齿轮，第一空心轴上固定有第二电机从动齿轮，第二空心轴上空套有第一电机二挡从动齿轮、第一电机一挡从动齿轮、第二电机减速主动齿轮，取力轴上固定有取力从动齿轮、跛行倒挡齿轮；第一电机的电机输出轴上设置有第一电机输入齿轮，第一电机输入齿轮与第一电机二挡中间齿轮啮合，第二电机的电机输出轴设置有第二电机输入齿轮,第二电机输入齿轮与第二电机减速从动齿轮啮合；第一电机二挡中间齿轮、第一电机一挡主动齿轮分别与第一电机二挡从动齿轮、第一电机一挡从动齿轮啮合，第二电机减速从动齿轮、第二电机中间轴主动齿轮分别与第二电机减速主动齿轮、第二电机从动齿轮啮合，取力从动齿轮与取力主动齿轮啮合，跛行倒挡齿轮与第一电机一挡从动齿轮啮合。
10.具体的，第一换挡组件包括固定在第二中心轴上的第二中心轴换挡结合齿轮，设置在第二中心轴换挡结合齿轮、取力主动齿轮之间的第一中心轴上的第一换挡执行齿轮、与第一换挡执行齿轮连接的第一换挡执行齿套，通过移动第一换挡执行齿套能够使第一换挡执行齿轮分别与取力主动齿轮、第二中心轴换挡结合齿轮结合或断开。
11.具体的，第二换挡组件包括固定在第二中心轴上的第二换挡执行齿轮，与第二换挡执行齿轮连接的第二换挡执行齿套，设置在第一空心轴上的第一空心轴换挡结合齿轮，设置在壳体上的固定齿座，通过移动第二换挡执行齿套能够使第二换挡执行齿轮分别与固定齿座、第一空心轴换挡结合齿轮结合或断开。
12.具体的，第三换挡组件包括第一电机二挡从动齿轮、第一电机一挡从动齿轮之间的所述上的第三换挡执行齿轮、与第三换挡执行齿轮连接的第三换挡执行齿套；通过移动第三换挡执行齿套能够使第三换挡执行齿轮分别与第一电机二挡从动齿轮、第一电机一挡从动齿轮结合或断开。
13.具体的，第四换挡组件包括在第二电机减速主动齿轮、第二电机从动齿轮之间的所述第二空心轴上固定的第四换挡执行齿轮、与第四换挡执行齿轮连接的第四换挡执行齿套，通过移动第四换挡执行齿套能够使第四换挡执行齿轮分别与第二电机减速主动齿轮、第二电机从动齿轮结合或断开。
14.具体的，所述行星排包括太阳轮、行星轮、行星架以及齿圈，所述太阳轮固设于第一空心轴，第二中心轴与行星架固定连接，行星轮安装在行星架上，所述行星轮分别与太阳轮和齿圈相啮合，所述齿圈后端与输出轴连接。
15.具体的，取力轴、第一中间轴、第二中间轴分别设置在第二中心轴旁并与之平行。
16.具体的，第一电机、第二电机均设置在壳体外。
17.本发明的有益效果：
18.1、单行星排后置，相对现有的双行星排方案，双电机通过调速机构增扭，适应更多应用场景，能实现纯发动机驱动、纯电驱动、混合驱动的不同驱动模式以及不同的行星排速比，可以覆盖更多场景需求，完成各种驱动模式的切换，各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡等，挡位数很多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高；
19.2、通过优化调速机构的设置，取力轴充当跛行轴，取消爬坡轴、倒挡中间轴等，挡
位丰富，提升系统整体空间利用率；
20.3、第二电机通过调速机构可将电机动力传输到第一空心轴，实现输出更大范围的转速和力矩；
21.4、本发明采用双中间轴、第二中心轴、取力轴四轴平行可传动式连接，加上双空心轴空套传动，结构上趋于紧凑设计，相比现有的混合动力系统更具备空间优势。
附图说明
22.图1为本发明一种后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统的示意图。
23.图中，100-发动机；200-离合器；300-壳体；301-第一中心轴；302-取力主动齿轮；303-取力从动齿轮；304-第一换挡执行齿套；305-第二中心轴；306-第一空心轴；307-第二空心轴；308-取力轴；309-第一电机二挡从动齿轮；310-第一电机二挡中间齿轮；311-第一电机输入齿轮；312-第一电机输入轴；313-第三换挡执行齿套；314-第一中间轴；315-第一电机一挡主动齿轮；316-第一电机一挡从动齿轮；317-跛行倒挡齿轮；318-第二电机减速主动齿轮；319-第二电机减速从动齿轮；320-第二电机输入齿轮；321-第二电机输入轴；322-第二中间轴；323-第二电机中间轴主动齿轮；324-第四换挡执行齿套；325-第二电机从动齿轮；326-第二换挡执行齿套；327-固定齿座；328-太阳轮；329-行星轮；330-行星架；331-齿圈；332-输出轴；333-第二中心轴换挡结合齿轮；334-第一换挡执行齿轮；335-第二换挡执行齿轮；336-第一空心轴换挡结合齿轮；337-第三换挡执行齿轮；338-第四换挡执行齿轮；401-第一电机；402-第二电机；500-主减速器；601-左半轴；602-右半轴；701-左车轮；702-右车轮。
具体实施方式
24.为详细说明本发明的技术内容-所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。在实施例的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
25.根据本方案具体实施方式的一种后置单行星排的双电机轴带取力的混合动力系统，如图1所示，主要包括：发动机100、第一电机401、第二电机402、壳体300、第一中心轴301、第二中心轴305、行星排、输出轴332、后桥、调速机构、取力轴308。
26.在壳体300内同一直线上依次设置的第一中心轴301、第二中心轴305、输出轴332，第一中心轴301的前端穿出壳体300外，通过离合器200与发动机100的输出端连接，用来输入发动机100的动力。
27.第二中心轴305上空套有第一空心轴306，第一空心轴306上空套有第二空心轴307，第二中心轴305与第一空心轴306通过行星排传动连接，行星排的动力经输出轴332传至后桥。具体的，后桥包括主减速器500，输出轴332与主减速器500传动连接，主减速器500与左车轮701、右车轮702分别通过左半轴601、右半轴602传动连接。第一电机401与空心轴307传动连接。
28.本实施例的要点在于，还包括分别设置在第二中心轴305旁并与之平行第一中间
轴314、第二中间轴322，第一电机401与第一中间轴314传动连接，第二电机402与第二中间轴322传动连接；
29.调速机构包括能使第一中心轴301分别与取力轴308、第二中心轴305连接或断开的第一换挡组件；能使第二中心轴305分别与第一空心轴306、壳体300连接或断开的第二换挡组件；能使第二空心轴307分别与第一中间轴314、取力轴308连接或断开的第三换挡组件，以及能使第二空心轴307分别与第一空心轴306、第二中间轴322连接或断开的第四换挡组件。
30.本实施例动力传输路径为：发动机100动力经离合器200、第一中心轴301后传输到第二中心轴305，经行星排传输至输出轴332；第一电机401动力经第一中间轴314、第二空心轴307和第四换挡组件可传至第一空心轴306，再经行星排传至输出轴332；第二电机402通过第二中间轴322直接输出动力补充至第一空心轴306，再经行星排传至输出轴332，采用单行星排后置，相对现有的双行星排方案，双电机通过调速机构增扭，解决现有技术中动力无法提升的问题，适应更多应用场景，能实现纯发动机驱动、纯电驱动、混合驱动的不同驱动模式以及不同的行星排速比，可以覆盖更多场景需求，完成各种驱动模式的切换，各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡等，挡位数很多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高；其中，取力轴308通过调速机构可做取力或跛行模式，取力轴同时充当跛行轴，还可以作为发动机的动力输入路径，相比现有技术还取消了爬坡轴、倒挡中间轴等，提升系统整体空间利用率；综上，本实施例采用双中间轴、第二中心轴、取力轴四轴平行可传动式连接，加上双空心轴空套传动，结构上趋于紧凑设计，相比现有的混合动力系统更具备空间优势。综上达到本实施例的目的。
31.作为本实施例具体实施方案，第一中间轴314上固定有第一电机二挡中间齿轮310、第一电机一挡主动齿轮315，第二中间轴322上固定有第二电机减速从动齿轮319、第二电机中间轴主动齿轮323，第一中心轴301上空套有取力主动齿轮302，第一空心轴306上固定有第二电机从动齿轮325，第二空心轴307上空套有第一电机二挡从动齿轮309、第一电机一挡从动齿轮316、第二电机减速主动齿轮318，取力轴308上固定有取力从动齿轮303、跛行倒挡齿轮317。
32.其中，第一电机401的电机输出轴312上设置有第一电机输入齿轮311，第一电机输入齿轮311与第一电机二挡中间齿轮310啮合，第二电机402的电机输出轴321设置有第二电机输入齿轮320,第二电机输入齿轮320与第二电机减速从动齿轮319啮合；第一电机二挡中间齿轮310、第一电机一挡主动齿轮315分别与第一电机二挡从动齿轮309、第一电机一挡从动齿轮316啮合，第二电机减速从动齿轮319、第二电机中间轴主动齿轮323分别与第二电机减速主动齿轮318、第二电机从动齿轮325啮合，取力从动齿轮303与取力主动齿轮302啮合，跛行倒挡齿轮317与第一电机一挡从动齿轮316啮合。
33.第一换挡组件包括固定在第二中心轴305上的第二中心轴换挡结合齿轮333，设置在第二中心轴换挡结合齿轮333、取力主动齿轮302之间的第一中心轴301上的第一换挡执行齿轮334、与第一换挡执行齿轮334连接的第一换挡执行齿套304，通过移动第一换挡执行齿套304能够使第一换挡执行齿轮334分别与取力主动齿轮302、第二中心轴换挡结合齿轮333结合或断开。
34.第二换挡组件包括固定在第二中心轴305上的第二换挡执行齿轮335，与第二换挡
执行齿轮335连接的第二换挡执行齿套326，设置在第一空心轴306上的第一空心轴换挡结合齿轮336，设置在壳体300上的固定齿座327，通过移动第二换挡执行齿套326能够使第二换挡执行齿轮335分别与固定齿座327、第一空心轴换挡结合齿轮336结合或断开。
35.第三换挡组件包括第一电机二挡从动齿轮309、第一电机一挡从动齿轮316之间的307上的第三换挡执行齿轮337、与第三换挡执行齿轮337连接的第三换挡执行齿套313；通过移动第三换挡执行齿套313能够使第三换挡执行齿轮337分别与第一电机二挡从动齿轮309、第一电机一挡从动齿轮316结合或断开。
36.第四换挡组件包括在第二电机减速主动齿轮318、第二电机从动齿轮325之间的第二空心轴307上固定的第四换挡执行齿轮338、与第四换挡执行齿轮338连接的第四换挡执行齿套324，通过移动第四换挡执行齿套313能够使第四换挡执行齿轮338分别与第一电机减速主动齿轮318、第二电机从动齿轮325结合或断开。
37.本实施例中，行星排包括太阳轮328、行星轮329、行星架330以及齿圈331，太阳轮328固设于第一空心轴306，第二中心轴305与行星架330固定连接，行星轮329安装在行星架330上，行星轮329分别与太阳轮328和齿圈331相啮合，齿圈331后端与输出轴332连接。
38.工作模式及动力传递路径：
39.发动机直驱模式：
40.前进挡：离合器200为连接状态，第一换挡执行齿套304向左移动，第二换挡执行齿套326向右移动，第三换挡执行齿套313向右移动，第四换挡执行齿套324向左移动，此时行星排太阳轮328与行星架330锁止，整个行星排速比为1。发动机100动力经第一中心轴301、取力主动齿轮302、取力从动齿轮303、取力轴308、跛行倒挡齿轮317、第二空心轴307、第二电机减速主动齿轮318、第二电机减速从动齿轮319、第二中间轴322、第二电机中间轴主动齿轮323、第二电机从动齿轮325传递至行星排，最终经输出轴332实现输出。
41.倒挡：离合器200为连接状态，第一换挡执行齿套304向左移动，第二换挡执行齿套326向左移动，第三换挡执行齿套313向右移动，第四换挡执行齿套324向右移动，此时行星架330为锁止状态，发动机100动力经第一中心轴301、取力主动齿轮302、取力从动齿轮303、取力轴308、跛行倒挡齿轮317、第二空心轴307、第一空心轴306、太阳轮328、行星轮329、齿圈331传递至输出轴332实现输出。
42.高速挡：离合器200为连接状态，第一换挡执行齿套304向右移动，第二换挡执行齿套326向右移动，三换挡执行齿套313和第四换挡执行齿套324处于中间位置，此时发动机100动力直接传递至输出轴332，整个传递路线速比为1。
43.纯电驱动模式：
44.纯电驱动模式1：离合器200为断开状态，第一换挡执行齿套304在中间位置，第二换挡执行齿套326向左移动锁止行星架330。第一电机401动力根据工况选择合适挡位传递至第一空心轴306，经太阳轮328、行星轮329、齿圈331、输出轴332实现输出。
45.纯电驱动模式2：离合器200为断开状态，第一换挡执行齿套304在中间位置，第二换挡执行机构326向右移动锁止行星排。第一电机401动力根据工况选择合适挡位传递至第一空心轴306，经行星排传递至输出轴332实现输出。
46.一挡：第三换挡执行齿套313向右移动，第四换挡执行齿套324向左移动，第一电机401动力经第一电机输入轴312、第一电机输入齿轮311、第一电机二挡中间齿轮310、第一中
间轴314、第一电机一挡主动齿轮315、第一电机一挡从动齿轮316、第二空心轴307、第二电机减速主动齿轮318、第二电机减速从动齿轮319、第二中间轴322、第二电机中间轴主动齿轮323、第二电机从动齿轮325传递至第一空心轴306，随后根据当前驱动模式输出。
47.二挡：第三换挡执行齿套313向右移动，四换挡执行齿套324向右移动，第二空心轴307与第一空心轴306为同转速状态。第一电机401动力经第一电机输入轴312、第一电机输入齿轮311、第一电机二挡中间齿轮310、第一中间轴314、第一电机一挡主动齿轮315、第一电机一挡从动齿轮316、第二空心轴307传递至第一空心轴306，随后根据当前驱动模式输出。
48.三挡：第三换挡执行齿套313向左移动，第四换挡执行齿套324向左移动，第一电机401动力经第一电机输入轴312、第一电机输入齿轮311、第一电机二挡中间齿轮310、第一电机二挡从动齿轮309、第二空心轴307、第一电机减速主动齿轮318、第一电机减速从动齿轮319、第二中间轴322、第二电机中间轴主动齿轮323、第二电机从动齿轮325传递至第一空心轴306，随后根据当前驱动模式输出。
49.四挡：第三换挡执行齿套313向左移动，第四换挡执行齿套324向右移动，第二空心轴307与第一空心轴306为同转速状态。第一电机401动力经第一电机输入轴312、第一电机输入齿轮311、第一电机二挡中间齿轮310、第一电机二挡从动齿轮309、第二空心轴307传递至第一空心轴306，随后根据当前驱动模式输出。
50.ecvt模式：
51.离合器200为连接状态，第一换挡执行齿套304向右移动，第二换挡执行齿套326在中间位置，此时发动机100动力经第一中心轴301、第二中心轴305传递至行星架330，第一电机401动力可经过任意挡位传递至第一空心轴306，控制太阳轮328输出。可实现电机调速，使发动机保持在经济区工作；或者电机消耗部分功率进行发电。
52.动力补充：第二电机402动力经第二电机输入轴321、第二电机输入齿轮320、第二电机减速从动齿轮319、第二中间轴322、第二电机中间轴主动齿轮323、第二电机从动齿轮325传递至第一空心轴306，实现电机助力。
53.机械取力：发动机驱动模式下，发动机100动力经取力轴308实现输出。
54.电取力：纯电驱动模式下，第一电机401动力经取力轴315、第一电机一挡从动齿轮316、跛行倒挡齿轮317传递至取力轴308实现输出。
55.一些实施例中，第一换挡执行齿套304、第二换挡执行齿套326、第三换挡执行齿套313、第四换挡执行齿套324通过电控方式实现滑动切换。
56.一些实施例中取力轴308、第一中间轴314、第二中间轴322分别设置在第二中心轴305旁并与之平行。
57.一些实施例中，第一电机401、第二电机402均设置在壳体300外。
58.虽然，上文中已经用具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。