混合动力装置的制作方法

文档序号:11208703阅读:382来源:国知局
混合动力装置的制造方法

本发明涉及驱动技术领域,具体涉及一种混合动力装置。



背景技术:

可外接充电式混合动力汽车由于其节能、低排放等优点成为汽车研究与开发的一个重点。

现有的混合动力装置是发展趋势为对现有变速器改动最小的前提下通过在变速器上添加一个功率可以满足纯电动行驶需求的驱动电机,以匹配发动机使用时构成混合动力装置。

为了实现混合动力且对现有的变速器改动最小,现有技术主要是驱动电机通过固定速比减速机构与主减速器被动齿轮相连接,从而避免对变速输出轴之前的零部件进行修改。但是,通过上述方法在车辆停止发动机怠速时,驱动电机无法进行发电给蓄电池充电,当电动空调工作时间较长时,蓄电装置的电能消耗较大,造成蓄电装置的电量难以保持平衡。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种混合动力装置,以克服现有技术中在车辆停止发动机怠速时,驱动电机无法进行发电,以给蓄电池充电,难以保持蓄电装置的电量平衡的缺陷。

本发明提供一种混合动力装置,包括:发动机、附件皮带轮系、电动机、主减速器被动齿轮、第一变速机构、第二变速机构和传动轴;

所述发动机通过所述第一变速机构与所述主减速器被动齿轮连接,以通过所述第一变速机构向所述主减速器被动齿轮提供第一动力;

所述电动机通过所述第二变速机构与所述主减速器被动齿轮连接,以通过所述第二变速机构向所述主减速器被动齿轮提供第二动力;

所述发动机与所述附件皮带轮系连接,以带动所述附件皮带轮系转动;

所述附件皮带轮系通过所述传动轴与所述电动机连接,以在所述电动机不提供所述第二动力时,通过所述传动轴将所述发动机的动力传递至所述电动机以使所述电动机发电。

可选的,所述传动轴位于所述发动机的背面,且所述传动轴的长度与所述发动机的轴向长度相同。

可选的,所述混合动力装置还包括:第一电磁离合器和/或第二电磁离合器;所述附件皮带轮系通过所述第一电磁离合器与所述传动轴连接;

所述传动轴通过所述第二电磁离合器与所述电动机连接。

可选的,所述混合动力装置还包括:中间传动齿轮;

所述中间传动齿轮与所述第二变速机构的齿轮啮合,且其轴线与所述附件皮带轮系中的皮带轮的轴线同轴,所述传动轴连接所述中间传动齿轮和所述附件皮带轮系中的皮带轮。

可选的,所述传动轴为硬轴。

可选的,所述传动轴为软轴。

可选的,所述混合动力装置还包括:第一万向节和第二万向节;

所述传动轴通过所述第一万向节与所述第一电磁离合器连接。

所述传动轴通过所述第二万向节与所述第二电磁离合器连接。

可选的,所述第一变速机构为以下变速机构中的任一种:电控机械式自动变速器amt中的变速机构、自动变速箱at中的变速机构、双离合变速器dct中的变速机构、无级变速器cvt中的变速机构。

可选的,所述第一变速机构包括:低速挡、中速挡、高速挡和倒挡;

所述第二变速机构包括:低速挡和高速挡。

本发明中的混合动力装置,包括:发动机,附件皮带轮系,电动机,主减速器被动齿轮,第一变速机构,第二变速机构、传动轴;其中,发动机通过第一变速机构与主减速器被动齿轮连接,以通过第一变速机构向主减速器被动齿轮提供第一动力;电动机通过第二变速机构与主减速器被动齿轮连接,以通过第二变速机构向主减速器被动齿轮提供第二动力;发动机与附件皮带轮系连接,以带动附件皮带轮系转动;附件皮带轮系通过传动轴与电动机连接,以在电动机不提供第二动力时,通过传动轴将发动机的动力传递至电动机以使电动机发电。其中,通过使得电动机和发动机通 过不同的变速机构与主减速器被动齿轮连接,当车辆停车,电动机的动力不会通过第二变速机构的内部施加在主减速器被动齿轮上,此时发动机的动力通过附件皮带轮系传递到传动轴上,然后驱动电动机发电,因此确保了在对现有变速器改动最小的前提下提供怠速发电功能,有效提升了发动机的能量利用率。

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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例一提供的混合动力装置的结构示意图;

图2所示为本发明实施例二提供的混合动力装置的结构示意图;

图3所示为本发明实施例三提供的混合动力装置的结构示意图;

图4所示为本发明实施例四提供的混合动力装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明实施例一提供的混合动力装置的结构示意图。如图1所示,上述的混合动力装置包括:发动机1、附件皮带轮系10、电动机2、主减速器被动齿轮3、第一变速机构4、第二变速机构5和传动轴6;

电动机2通过第二变速机构5与主减速器被动齿轮3连接,以通过第二变速机构5向主减速器被动齿轮3提供第二动力;

发动机1与附件皮带轮系10连接,以带动附件皮带轮系10转动;

附件皮带轮系10通过传动轴6与电动机2连接,以在电动机2不提供第二动力时,通过传动轴6将发动机1的动力传递至电动机2以使电动机2发 电。

其中,电动机2的动力没有通过第一变速机构4的内部而施加在主减速器被动齿轮3上,而是通过第二变速机构5的内部施加在主减速器被动齿轮3上,保证了对现有变速器的改动最小;且在车辆停车时,发动机1的动力通过附件皮带轮系10传递到传动轴6上,然后驱动电动机2发电,因此确保了在对现有变速器改动最小的前提下提供怠速发电功能,有效地保持了蓄电装置的电量平衡。

本发明实施例提供的混合动力装置,包括:发动机,附件皮带轮系,电动机,主减速器被动齿轮,第一变速机构,第二变速机构、传动轴;其中,发动机通过第一变速机构与主减速器被动齿轮连接,以通过第一变速机构向主减速器被动齿轮提供第一动力;电动机通过第二变速机构与主减速器被动齿轮连接,以通过第二变速机构向主减速器被动齿轮提供第二动力;发动机与附件皮带轮系连接,以带动附件皮带轮系转动;附件皮带轮系通过传动轴与电动机连接,以在电动机不提供第二动力时,通过传动轴将发动机的动力传递至电动机以使电动机发电。其中,通过使得电动机和发动机通过不同的变速机构与主减速器被动齿轮连接,当车辆停车,发动机的动力通过附件皮带轮系传递到传动轴上,然后驱动电动机发电,因此确保了在对现有变速器改动最小的前提下提供怠速发电功能,有效地保持了蓄电装置的电量平衡。

应该指出,受制于现有汽车车身结构,电动机2实际上是位于主减速器被动齿轮3的上方而不是如图所示的后方,即第二变速机构5呈立式布置且电动机2位于第一变速机构4的同一侧的后上方,图1中所示只是展开后的示意图。

传动轴6位于发动机1的背面,其长度与发动机1的轴向长度相同。传动轴6可以设置在发动机1的背面,位于发动机1和车身前围板之间的空间内。传动轴6也可以设置在发动机1的前面,可根据电动机2的具体位置进行设置,并不以此为限制。

图2所示为本发明实施例二提供的混合动力装置的结构示意图。如图2所示,混合动力装置还包括:第一电磁离合器71和/或第二电磁离合器72;

附件皮带轮系10通过第一电磁离合器71与传动轴6连接;传动轴6通过 第二电磁离合器72与电动机2连接。

电动机2的转子轴上和附件皮带轮系10中的皮带轮上可以各设有一个电磁离合器,也可以只设置一个电磁离合器。传动轴6的转速通常不应太高,因此在电动机2的转子轴上和/或附件皮带轮系10中的皮带轮上设有电磁离合器,当转子轴或皮带轮的转速超过了设置的数值时,电磁离合器断开,而在停车时发动机1工作在怠速状态,电磁离合器接合,从而将发动机1的动力传递到电动机2进行发电。

图3所示为本发明实施例三提供的混合动力装置的结构示意图。如图3所示,混合动力装置还包括:中间传动齿轮9,其与第二变速机构5的齿轮啮合,且其轴线与附件皮带轮系10中的皮带轮的轴线同轴,传动轴6连接中间传动齿轮9和附件皮带轮系10中的皮带轮。当电动机2的转子轴线与附件皮带轮系10中的皮带轮的轴线同轴,且在该轴线附近能够提供一定的空间布置传动轴6,则传动轴6可以直接连接电动机2的转子轴和附件皮带轮系10中的皮带轮;而如果上述两轴线不同轴,或者没有合适的空间布置传动轴6,则可以增加中间传动齿轮9。

另一种实现电动机2的转子轴线与附件皮带轮系10中的皮带轮的轴线不同轴时动力传递的方法如图4所示。图4所示为本发明实施例四提供的混合动力装置的结构示意图。如图4所示,混合动力装置还包括:第一万向节81和第二万向节82;传动轴6通过第一万向节81与第一电磁离合器71连接;传动轴6通过第二万向节82与第二电磁离合器72连接,以实现平行轴之间的动力传递。

在实际的应用中,图4中也可以不设置第一电磁离合器71和第二电磁离合器72,此时,附件皮带轮系10通过第一万向节81与传动轴6连接,传动轴6通过第二万向节82与电动机2连接,同样以实现平行轴之间的动力传递。

传动轴6,可以是上述的常规硬轴,也可以采用软轴来实现。如果通过传动轴6传递的发动机1功率不大,例如不超过5~10kw,则传动轴6也就可以采用软轴来实现。由于软轴可以灵活弯曲,其形状可根据发动机1的背面零件形状进行适应性弯曲形成一条不规则空间曲线,从而传递发动机1的动力,因此其两端无须设置万向节,只要根据需要设置一个或者两个 电磁离合器。

附件皮带轮系10中的皮带轮可以是新增的皮带轮,也可以利用现有的皮带轮。对于可外接充电混合动力车辆,通常采用电动空调,因此原来由发动机1驱动的空调压缩机可以取消,从而利用该皮带轮通过传动轴6向电动机2传递发动机1的动力。此外,通常也采用12vdc/dc取代发动机1驱动的发电机,因此发电机的皮带轮也可以被利用于上述用途。至于皮带轮的直径大小,可以根据发动机1的怠速转速和电动机2的发电转速进行匹配灵活设置,但并不以此为限制。

现有的自动变速器,主要有电控机械式自动变速器(automatedmechanicaltransmission,简称为:amt)、自动变速箱(automatictransmission,简称为:at)、无级变速器(continuouslyvariabletransmission,简称为:cvt)和双离合变速器(dualclutchtransmission,简称为:dct)四类。在这四类变速器的基础上,都可以在换挡控制硬件和软件不改的前提下通过添加与主减速器被动齿轮3相连接的电动机2来形成混合动力装置,即第一变速机构4可以为amt中的变速机构、at中的变速机构、dct中的变速机构或cvt中的变速机构中的任一种。

发动机1和电动机2分别驱动第一变速机构4和第二变速机构5,两路驱动力在主减速器被动齿轮3上叠加后驱动车辆,因此第一变速机构4和第二变速机构5可以按照其各自的换挡特性进行工作,在其中一个变速机构进行换挡时,另一个换挡机构避免同时换挡,则可以保证动力不中断换挡,甚至边换挡边加速,提高车辆动力性。而在停车时,第二变速机构5挂空挡,则电动机2与车轮之间的联系被切断,通过传动轴6传来的发动机1的动力就可以驱动电动机2进行发电。

将电动机2添加到已有变速器上,不可避免地需要修改变速器的壳体,而如果变速器厂商还愿意进一步地进行适当的修改以形成更合适的产品,则第一变速机构4只需要具有3个前进挡和倒挡,即第一变速机构4具有1挡、2挡、3挡和倒挡,而第二变速机构5只需要具有2个前进挡,即第二变速机构5具有低挡和高挡,如此可以降低混合动力装置的复杂性和成本。

一种典型的5挡变速箱的挡位1/2/3/4/5/r的速比依次为:3.583、2.105、1.379、1.030、0.820、-3.363,主减速比为3.722。在主减速比不变的情况 下,本具体实施例第一变速机构4的挡位1/2/3/r的速比可以设置为:2.105、1.379、1.030、-3.363。各挡位的速比也可以是其他数值,可根据实际需求选择设置,并不以此为限制。

第二变速机构5的低挡和高挡的速比可以设置成:2.105和1.030。由于电动机2的换挡对应的转速比发动机1的转速高,因此可以避免在第一变速机构4换挡时第二变速机构5也换挡,从而避免换挡动力中断,同时,也可以尽可能利用相同的齿轮。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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