混合动力系统和汽车

文档序号:918593 发布日期:2021-03-02 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 混合动力系统和汽车 (Hybrid power system and automobile ) 是由 汪敏 方志勤 田维琴 尹良杰 于 2020-12-07 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种混合动力系统和汽车,混合动力系统包括变速装置和动力装置,变速装置包括离合机构和传动机构,离合机构包括第一离合器和第二离合器,传动机构包括第一传动组件、以及传动轴均与第一传动组件的传动轴平行的第二传动组件和第三传动组件,第一传动组件转动用于带动第二传动组件和/或第三传动组件转动,且第二传动组件转动和第三传动组件转动均可用于带动汽车的差速器的输入轴转动,动力装置包括电机,电机的输出轴与第一传动组件的传动轴通过第一离合器连接,电机的输入轴用于与汽车的燃料发动机的输出轴通过第二离合器连接。本发明的混合动力系统沿第一传动组件的传动轴轴向容易布置于发动机舱内,布置成本低。(The invention discloses a hybrid power system and an automobile, wherein the hybrid power system comprises a speed changing device and a power device, the speed changing device comprises a clutch mechanism and a transmission mechanism, the clutch mechanism comprises a first clutch and a second clutch, the transmission mechanism comprises a first transmission assembly, a second transmission assembly and a third transmission assembly, transmission shafts of the second transmission assembly and the third transmission assembly are parallel to a transmission shaft of the first transmission assembly, the first transmission assembly rotates to drive the second transmission assembly and/or the third transmission assembly to rotate, the second transmission assembly and the third transmission assembly can both drive an input shaft of a differential mechanism of the automobile to rotate, the power device comprises a motor, an output shaft of the motor is connected with the transmission shaft of the first transmission assembly through the first clutch, and an input shaft of the motor is connected with an output shaft of a fuel engine of the automobile through the second clutch. The hybrid power system is easy to arrange in the engine compartment along the axial direction of the transmission shaft of the first transmission assembly, and the arrangement cost is low.)

混合动力系统和汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种混合动力系统和汽车。

背景技术

随着环境保护理念的不断深入,国家与消费者对汽车油耗及排放的要求越来越高,尤其是国六排放政策法规及双积分措施的推出,各项节油措施的被推上日程。其中,作为典型的节油措施,插电式混合动力汽车即可保证城市日常通勤行驶,又可覆盖城际长里程行驶,插电式混合动力汽车常采用横置P2插电混合方案,横置P2插电混合方案通过在变速装置与燃料发动机之间新增离合器和驱动电机,用以实现混合动力功能,然而,这会使得变速装置沿着传动轴的轴向长度增加较多,对整个发动机舱布置造成较大影响,使得横置P2插电混合在轴向布置困难且成本高。

鉴于上述的缺陷,有必要提供一种新的混合动力系统和汽车。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种混合动力系统和汽车,旨在解决现有的横置P2插电混合沿变速装置的轴向布置于发动机舱内困难且布置成本高的问题。

为实现上述目的,本发明提出的混合动力系统包括变速装置和动力装置,所述变速装置包括离合机构和传动机构,所述离合机构包括第一离合器和第二离合器,所述传动机构包括第一传动组件、以及传动轴均与所述第一传动组件的传动轴平行的第二传动组件和第三传动组件,所述第一传动组件转动用于带动所述第二传动组件和/或所述第三传动组件转动,且所述第二传动组件转动和所述第三传动组件转动均可用于带动汽车的差速器的输入轴转动,所述动力装置包括电机,所述电机的输出轴与所述第一传动组件的传动轴通过所述第一离合器连接,所述电机的输入轴用于与所述汽车的燃料发动机的输出轴通过所述第二离合器连接。

优选地,所述离合机构还包括第三离合器,所述传动机构还包括第四传动组件,所述第四传动组件的传动轴空套在所述第一传动组件的传动轴的外周,所述第四传动组件转动用于带动所述第二传动组件和/或所述第三传动组件转动,所述第四传动组件的传动轴与所述电机的输出轴通过所述第三离合器连接。

优选地,所述第一传动组件包括第一传动轴以及与所述第一传动轴连接的第一主动轮,所述第一传动轴与所述第一离合器连接,所述第二传动组件包括第二传动轴、与所述第二传动轴连接的第一同步器、以及空套在所述第二传动轴上的第一从动轮,所述第二传动轴与所述第一传动轴平行设置,所述第一主动轮与所述第一从动轮啮合,所述第一同步器用于与所述汽车的第一拨叉连接,通过拨动所述第一拨叉驱动所述第一同步器沿所述第二传动轴的轴向移动,所述第一同步器能够与所述第一从动轮连接或断开,所述第二传动轴转动用于带动所述差速器的输入轴转动。

优选地,所述第一传动组件还包括与所述第一传动轴连接的第二主动轮,所述第三传动组件包括第三传动轴、与所述第三传动轴连接的第二同步器、以及空套在所述第三传动轴上的第二从动轮,所述第三传动轴与所述第一传动轴平行设置,所述第二主动轮与所述第二从动轮啮合,所述第二同步器用于与所述汽车的第二拨叉连接,通过拨动所述第二拨叉驱动所述第二同步器沿所述第三传动轴的轴向移动,所述第二同步器能够与所述第二从动轮连接或断开,所述第三传动轴转动用于带动所述差速器的输入轴转动。

优选地,所述第四传动组件包括第四传动轴以及与所述第四传动轴连接的第三主动轮,所述第四传动轴与所述第三离合器连接,所述第二传动组件还包括与所述第二传动轴连接的第三同步器、以及空套在所述第二传动轴上的第三从动轮,所述第三主动轮与所述第三从动轮啮合,所述第三同步器用于与所述汽车的第三拨叉连接,通过拨动所述第三拨叉驱动所述第三同步器沿所述第二传动轴的轴向移动,所述第三同步器能够与所述第三从动轮连接或断开。

优选地,所述第三传动组件还包括空套在所述第三传动轴上的第四从动轮,所述第二同步器设于所述第二从动轮和所述四从动轮之间,所述第三主动轮与所述第四从动轮啮合,通过拨动所述第二拨叉驱动所述第二同步器沿所述第三传动轴的轴向移动,所述第二同步器能够与所述第四从动轮连接或断开。

优选地,所述混合动力系统还包括与所述电机电连接的动力电池,所述动力电池用于给所述电机馈电。

优选地,所述混合动力系统还包括电存储装置,所述电存储装置与所述电机电连接。

优选地,所述第二离合器为电控离合器。

优选地,一种汽车,所述汽车包括如上所述的混合动力系统。

本发明技术方案中,混合动力系统包括变速装置和动力装置,变速装置包括离合机构和传动机构,离合机构包括第一离合器和第二离合器,传动机构包括第一传动组件、以及传动轴均与第一传动组件的传动轴平行的第二传动组件和第三传动组件,动力装置包括电机,电机的输出轴与第一传动组件的传动轴通过第一离合器连接,电机的输入轴与汽车的燃料发动机的输出轴通过第二离合器连接,当第一离合器和第二离合器均闭合时,燃料发动机驱动电机的输入轴转动,电机的输出轴转动带动第一转动组件的传动轴转动,第一传动组件转动带动第二传动组件和/或第三传动组件转动,且第二传动组件转动和第三传动组件转动均可带动汽车的差速器的输入轴转动。本发明的混合动力系统通过设置第一传动组件、以及传动轴均与第一传动组件的传动轴平行的第二传动组件和第三传动组件,缩短沿第一传动组件的传动轴轴向的长度布置,从而使得混合动力系统在发动机舱内容易布置,布置成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中混合动力系统的结构示意图;

图2为图1中的混合动力系统的标号补充示意图。

附图标号说明:

标号 名称 标号 名称
1 变速装置 1224 第三同步器
11 离合机构 1225 第三从动轮
111 第一离合器 123 第三传动组件
112 第二离合器 1231 第三传动轴
113 第三离合器 1232 第二同步器
12 传动机构 1233 第二从动轮
121 第一传动组件 1234 第四从动轮
1211 第一传动轴 124 第四传动组件
1212 第一主动轮 1241 第四传动轴
1213 第二主动轮 1242 第三主动轮
122 第二传动组件 2 动力装置
1221 第二传动轴 21 电机
1222 第一同步器 100 差速器
1223 第一从动轮 200 燃料发动机

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出混合动力系统和汽车,旨在解决现有的横置P2插电混合沿变速装置的轴向布置于发动机舱内困难且布置成本高的问题。

请参照图1,混合动力系统包括变速装置1和动力装置2,变速装置1包括离合机构11和传动机构12,离合机构11包括第一离合器111和第二离合器112,传动机构12包括第一传动组件121、以及传动轴均与第一传动组件121的传动轴平行的第二传动组件122和第三传动组件123,第一传动组件121转动用于带动第二传动组件122和/或第三传动组件123转动,且第二传动组件122转动和第三传动组件123转动均可用于带动汽车的差速器100的输入轴转动,动力装置2包括电机21,电机21的输出轴与第一传动组件121的传动轴通过第一离合器111连接,电机21的输入轴用于与汽车的燃料发动机200的输出轴通过第二离合器112连接。

本发明的混合动力系统包括变速装置1和动力装置2,变速装置1包括离合机构11和传动机构12,离合机构11包括第一离合器111和第二离合器112,传动机构12包括第一传动组件121、以及传动轴均与第一传动组件121的传动轴平行的第二传动组件122和第三传动组件123,动力装置2包括电机21,电机21的输出轴与第一传动组件121的传动轴通过第一离合器111连接,电机21的输入轴与汽车的燃料发动机200的输出轴通过第二离合器112连接,当第一离合器111和第二离合器112均闭合时,燃料发动机200驱动电机21的输入轴转动,电机21的输出轴转动带动第一转动组件的传动轴转动,第一传动组件121转动带动第二传动组件122和/或第三传动组件123转动,且第二传动组件122转动和第三传动组件123转动均可带动汽车的差速器100的输入轴转动。本发明的混合动力系统通过设置第一传动组件121、以及传动轴均与第一传动组件121的传动轴平行的第二传动组件122和第三传动组件123,缩短沿第一传动组件121的传动轴轴向的长度布置,从而使得混合动力系统在发动机舱内容易布置,布置成本低。本发明的混合动力系统可采用电机21驱动,通过将第一离合器111闭合、第二离合器112断开,由电机21直接驱动车辆行驶。另外,本发明的混合动力系统可通过电机21反转来实现倒挡功能,第一离合器111闭合,电机21反转,第一传动组件121的传动轴反转,带动第二传动组件122或第三传动组件123的传动轴正转来实现倒挡驱动,从而不需要额外设计倒挡结构,使得混合动力系统整机结构紧凑。本发明的混合动力系统可参与的工况有:1.纯电行驶工况:第一离合器111闭合,第二离合器112断开,燃料发动机200不参与驱动,由电机21输出动力,驱动变速装置1,以驱动整车;2.燃料发动机200驱动工况:第一离合器111闭合,第二离合器112闭合,燃料发动机200输出动力,电机21吸收动力进行发电,调节燃料发动机200工况点;3.耦合工况:第一离合器111闭合,第二离合器112闭合,燃料发动机200与电机21同时输出动力,共同驱动变速装置1,驱动整车运行;4.制动能量回收:第一离合器111闭合,第二离合器112断开,整车动能从车轮通过变速装置1传递至电机21,电机21吸收动力进行发电,储存在电池中,用以后续使用。

其中,作为一种实施例,离合机构11还包括第三离合器113,传动机构12还包括第四传动组件124,第四传动组件124的传动轴空套在第一传动组件121的传动轴的外周,第四传动组件124转动用于带动第二传动组件122和/或第三传动组件123转动,第四传动组件124的传动轴与电机21的输出轴通过第三离合器113连接。离合机构11还包括第三离合器113,传动机构12还包括第四传动组件124,第四传动组件124的传动轴空套在第一传动组件121的传动轴的外周,第四传动组件124的传动轴为空心轴,并嵌套在第一传动组件121的传动轴上,第四传动组件124的传动轴与电机21的输出轴通过第三离合器113连接,第三离合器113的输入端与电机21的输出轴连接,第三离合器113的输出端与第四传动组件124的传动轴连接,当需要对车辆进行驱动时,第三离合器113闭合,通过电机21和/或燃料发动机200的驱动,第四传动组件124的传动轴转动,第四传动组件124的转动轴转动带动第二传动组件122和/或第三传动组件123的传动轴转动,第二传动组件122和/或第三传动组件123的传动轴转动带动差速器100的传动轴转动,从而驱动整车。其中,第三离合器113和第一离合器111为双离合器,可以控制混合动力系统的动力流的通断、整车起步蠕动的摩擦以及档位切换时的交替等。本实施例中,采用双输入双输出轴方案,即第一传动组件121和第四传动组件124为双输入,第二传动组件122和第三传动组件123为双输出,第一传动组件121的传动轴和第四传动组件124的传动轴为内外嵌套时,使得混合动力系统在增加档位的同时,没有增加占用空间。增加第四传动组件124,使得档位更多,速比覆盖范围更广,速比设定柔性更高,既可选取大速比,用于低速爬坡等工况,又可选取小速比,用于高速巡航工况,解决高速巡航时电机21及变速箱转速过高的问题,当速比为9.0时,则120kph巡航时,电机21转速可达到约9000rpm,需选用高速轴承;而速比为3.0时,则120kph巡航时,电机21及变速箱转速仅为3000rpm,选用普通轴承即可满足要求,有效降低零部件设计选型难度及系统匹配难度。

进一步地,请结合图2所示,第一传动组件121包括第一传动轴1211以及与第一传动轴1211连接的第一主动轮1212,第一传动轴1211与第一离合器111连接,第二传动组件122包括第二传动轴1221、与第二传动轴1221连接的第一同步器1222、以及空套在第二传动轴1221上的第一从动轮1223,第二传动轴1221与第一传动轴1211平行设置,第一主动轮1212与第一从动轮1223啮合,第一同步器1222用于与汽车的第一拨叉连接,通过拨动第一拨叉驱动第一同步器1222沿第二传动轴1221的轴向移动,第一同步器1222能够与第一从动轮1223连接或断开,第二传动轴1221转动用于带动差速器100的输入轴转动。第一传动组件121包括第一传动轴1211以及与第一传动轴1211连接的第一主动轮1212,第一主动轮1212固定在第一传动轴1211上,第一传动轴1211与第一离合器111的输出端连接,第二传动组件122包括第二传动轴1221、与第二传动轴1221连接的第一同步器1222、以及空套在第二传动轴1221上的第一从动轮1223,第二传动轴1221与第一传动轴1211平行设置,第一主动轮1212与第一从动轮1223啮合,第一同步器1222与汽车的第一拨叉连接,当需通过第一主动轮1212驱动整车时,通过拨动第一拨叉驱动第一同步器1222沿第二传动轴1221的轴向移动,第一同步器1222与第一从动轮1223连接,第一传动轴1211转动并带动第一主动轮1212转动,第一主动轮1212转动并带动第一从动轮1223转动,第一从动轮1223转动并通过第一同步器1222带动第二传动轴1221转动,第二传动轴1221转动带动差速器100的输入轴转动,当不需要第一主动轮1212驱动整车时,通过拨动第一拨叉驱动第一同步器1222沿第二传动轴1221的轴向移动,第一同步器1222与第一从动轮1223断开。

另外,在一种实施例中,第一传动组件121还包括与第一传动轴1211连接的第二主动轮1213,第三传动组件123包括第三传动轴1231、与第三传动轴1231连接的第二同步器1232、以及空套在第三传动轴1231上的第二从动轮1233,第三传动轴1231与第一传动轴1211平行设置,第二主动轮1213与第二从动轮1233啮合,第二同步器1232用于与汽车的第二拨叉连接,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第二同步器1232能够与第二从动轮1233连接或断开,第三传动轴1231转动用于带动差速器100的输入轴转动。第一传动组件121还包括与第一传动轴1211连接的第二主动轮1213,第二主动轮1213固定在第一传动轴1211上,第三传动组件123包括第三传动轴1231、与第三传动轴1231连接的第二同步器1232、以及空套在第三传动轴1231上的第二从动轮1233,第三传动轴1231与第一传动轴1211平行设置,第二主动轮1213与第二从动轮1233啮合,当需要通过第二主动轮1213驱动整车时,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第二同步器1232与第二从动轮1233连接,第一传动轴1211转动并带动第二主动轮1213转动,第二主动轮1213转动并带动第二从动轮1233转动,第二从动轮1233转动并通过第二同步器1232带动第三传动轴1231转动,第三传动轴1231转动带动差速器100的输入轴转动,当不需要第二主动轮1213驱动整车时,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第二同步器1232与第二从动轮1233断开。

其中,第四传动组件124包括第四传动轴1241以及与第四传动轴1241连接的第三主动轮1242,第四传动轴1241与第三离合器113连接,第二传动组件122还包括与第二传动轴1221连接的第三同步器1224、以及空套在第二传动轴1221上的第三从动轮1225,第三主动轮1242与第三从动轮1225啮合,第三同步器1224用于与汽车的第三拨叉连接,通过拨动第三拨叉驱动第三同步器1224沿第二传动轴1221的轴向移动,第三同步器1224能够与第三从动轮1225连接或断开。第四传动组件124包括第四传动轴1241以及与第四传动轴1241连接的第三主动轮1242,第三主动轮1242固定在第四传动轴1241上,第四传动轴1241与第三离合器113的输出端连接,第二传动组件122还包括与第二传动轴1221连接的第三同步器1224、以及空套在第二传动轴1221上的第三从动轮1225,第三主动轮1242与第三从动轮1225啮合,第三同步器1224与汽车的第三拨叉连接,此处需要说明的是,基于第一从动轮1223和第三从动轮1225的间距比较长,第一同步器1222和第三同步器1224均为单侧同步器,从而使得第一同步器1222只需要设置在靠近第一从动轮1223的附近,第三同步器1224只需要设置在靠近第三从动轮1225的附近,即可实现较少移动,同步器与从动轮即可连接,当需要通过第三主动轮1242驱动整车时,通过拨动第三拨叉驱动第三同步器1224沿第二传动轴1221的轴向移动,第三同步器1224与第三从动轮1225连接,第四传动轴1241转动并带动第三主动轮1242转动,第三主动轮1242转动并带动第三从动轮1225转动,第三从动轮1225转动并通过第三同步器1224带动第二传动轴1221转动,第二传动轴1221转动带动差速器100的输入轴转动,当不需要第三主动轮1242驱动整车时,通过拨动第三拨叉驱动第三同步器1224沿第二传动轴1221的轴向移动,第三同步器1224与第三从动轮1225断开。

进一步地,为了实现多种功能,第三传动组件123还包括空套在第三传动轴1231上的第四从动轮1234,第二同步器1232设于第二从动轮1233和四从动轮之间,第三主动轮1242与第四从动轮1234啮合,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第二同步器1232能够与第四从动轮1234连接或断开。第三传动组件123还包括空套在第三传动轴1231上的第四从动轮1234,第二同步器1232设于第二从动轮1233和四从动轮之间,第三主动轮1242与第四从动轮1234啮合,当需要通过第三主动轮1242与第四从动轮1234啮合来驱动整车时,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第二同步器1232与第四从动轮1234连接,第四传动轴1241转动并带动第三主动轮1242转动,第三主动轮1242转动并带动第四从动轮1234转动,第四从动轮1234转动并通过第二同步器1232带动第三传动轴1231转动,第三传动轴1231转动带动差速器100的输入轴转动,当不需要第三主动轮1242与第四从动轮1234啮合来驱动整车时,通过拨动第二拨叉驱动第二同步器1232沿第三传动轴1231的轴向移动,第三同步器1224与第四从动轮1234断开。

另外,在上述的实施例中,混合动力系统还包括与电机21电连接的动力电池(未图示),动力电池用于给电机21馈电。混合动力系统还包括与电机21电连接的动力电池,动力电池用于给电机21馈电,当电机21工作时,动力电池对电机21进行馈电,以维持电机21持续的工作。

而在一种实施例中,混合动力系统还包括电存储装置(未图示),电存储装置与电机21电连接。混合动力系统还包括电存储装置,电存储装置与电机21电连接,电机21吸收能量给电存储装置充电。第一离合器111闭合,第二离合器112断开,整车动能从车轮通过变速装置1传递至电机21,电机21吸收动力进行发电,储存在电存储装置中,用以后续使用;或者,第一离合器111闭合,第二离合器112闭合,燃料发动机200输出动力,电机21吸收动力进行发电,储存在电存储装置中。

进一步地,第二离合器112为电控离合器。为了能够实现自动控制,第二离合器112为电控离合器,当需要采用燃料发动机200驱动时,电控离合器闭合,当不需要采用燃料发动机200驱动时,电控离合器断开。在一实施例中,电控离合器为常闭合离合器。

另外,一种汽车,该汽车包括上述的混合动力系统。一种汽车包括上述的混合动力系统,该汽车包括上述混合动力系统的所有技术特征及对应的有益效果,在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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