一种横置双动力源车辆驱动总成的制作方法

本发明涉及一种横置双动力源车辆驱动总成，与车辆前桥或后桥连接，用于驱动车辆。

背景技术：

目前的纯电动或混合动力新能源汽车，所采用的电动机的动力特性与整车要求有差异，无法满足速比和力矩的要求。由于新能源汽车需要面对越来越复杂的工况路况，用户对新能源汽车的舒适度和续航里程要求越来越高，单纯的电动机直驱模式、电动机连接减速器模式或油电混合动力模式的新能源汽车已不能满足新能源汽车行业的发展要求。

目前的车辆动力总成中，动力源、离合器、变速箱或减速器、驱动轴通常都是纵向排列，长度较大，占用车辆空间较大，对于一些要求结构紧凑的小型车辆不适用。

此外，目前纯电动或混合动力新能源汽车中，减速器因电动机转子轴冲击较大(转子轴与输入轴不是一体的)，无法使用传统的摩擦式离合器，所使用的离合器只能是通过硬连接的方式，不具备缓冲功能，无法满足新能源汽车的要求。

现有的电动机直驱模式汽车中，动力系统没有离合功能，传统的惯性摩擦式同步器无法使用，变速器无法换档，只能使用单一速比；整车的启动和停车只能靠电动机的启动和停止，影响了电动机的性能发挥。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种横置双动力源车辆驱动总成，以解决现有的动力总成单一速比传动，无法适应复杂路况工况的问题。

同时解决现有的动力总成纵向尺寸较大，无法在结构紧凑型车辆上使用，以及变速器中齿轮个数较多，传动结构复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种横置双动力源车辆驱动总成，与车桥半轴连接，所述车辆驱动总成包括第一动力源、第二动力源和自动变速器，所述自动变速器设置有第一输入轴和第二输入轴，所述动力源分别与两根输入轴连接，所述自动变速器与所述车桥半轴连接处设置有差速器；

所述自动变速器中，与第一输入轴同轴心方向设置有第一中间轴，与第一中间轴同轴心方向设置有第二中间轴；与第二中间轴同轴心方向设置有第二输入轴；

与第一输入轴平行设置有第三中间轴，与第三中间轴同轴心方向设置有第四中间轴；

所述第三中间轴和第四中间轴之间设置有第一离合器，所述第一中间轴和第二中间轴之间设置有第二离合器。

所述第一中间轴上设置有第一齿轮，所述第三中间轴上设置有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动；

所述第二中间轴上设置有第三齿轮，所述第二中间轴上设置有第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合传动；所述差速器上设置有第五齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合传动，第四齿轮同时与第五齿轮啮合传动。

可选地，所述第一齿轮与第二齿轮啮合传动比为i1，所述第三齿轮与第四齿轮啮合传动比为i2，所述第四齿轮与第五齿轮啮合传动比为i3；

当所述第一离合器啮合、第二离合器断开时，所述第一动力源依次通过第一输入轴、第一中间轴、第一齿轮、第二齿轮、第三中间轴、第一离合器、第四中间轴、第四齿轮、第五齿轮和差速器将动力传递至所述车桥半轴；所述自动变速器中由第三齿轮、第四齿轮与第五齿轮啮合传动，传动比为i4。

可选地，当所述第二离合器啮合、第一离合器断开时，所述第一动力源依次通过第一输入轴、第一中间轴、第二离合器、第二中间轴、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和差速器将动力传递至所述车桥半轴；所述自动变速器中由第三齿轮、第四齿轮与第五齿轮啮合传动，传动比为i4。

可选地，当第一离合器和第二离合器断开时，所述第二动力源依次通过所述第二输入轴、第二中间轴、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和差速器将动力传递至所述车桥半轴；所述自动变速器中啮合传动比为i1×i3。

可选地，所述第四中间轴上还设置有第六齿轮；所述第六齿轮与所述第二中间轴上的第三齿轮啮合传动；所述第四齿轮仅与所述第五齿轮啮合传动。

可选地，所述第一齿轮与第二齿轮啮合传动比为i1，所述第三齿轮与第四齿轮啮合传动比为i2，所述第四齿轮与第五齿轮啮合传动比为i3；所述第三齿轮和第六齿轮啮合传动比为i5；

所述第一离合器啮合、第二离合器断开时，所述自动变速器中啮合传动比为i1×i3；

所述第一离合器断开、第二离合器啮合时，所述第一动力源通过自动变速器，以i5×i3的啮合传动比输出动力；

所述第一离合器和第二离合器均断开时，所述第二动力源通过自动变速器，以i5×i3的啮合传动比输出动力。

可选地，所述第一动力源为电动机、或发动机与ISG电机组合，所述发动机与所述ISG电机之间设置扭转减振器；

所述第二动力源为电动机。

可选地，第二输入轴与第二中间轴一体化设计；

或者，第二输入轴与第二中间轴之间设置有第三离合器。

可选地，第一输入轴与第一中间轴一体化设计；

或者，第一输入轴与第一中间轴之间设置有第四离合器。

可选地，所述车桥半轴为前桥半轴或后桥半轴；所述第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器为端面齿离合器。

采用上述结构设置的本发明具有以下优点：

本发明的车辆动力总成，与车辆的后桥半轴或前桥半轴连接，车辆动力总成可实现双动力源输入、三种速比传动，传动形式和动力输入方式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求，当车辆在负重爬坡时，可选择双动力输入、较大速比传动，提高整车驱动力，弥补整车驱动力不足的缺陷；当整车在巡航状态，可选择单动力输入、较小速比传动，以满足整车高速行驶要求，节约能源，提高车辆续航里程。此外，在车辆起步时，第一动力源和第二动力源同时启动，可增加驱动总成的总驱动力，使车辆缩短加速过程，更快实现高速行驶。

扭转减振器结合端面齿离合器的设计模式可使动能损失最小，弥补了传统摩擦式离合器因无法承受电动机的动力冲击而寿命过短的缺陷。

本发明提供的横置双动力源车辆驱动总成，一方面缩短了驱动总成的纵向尺寸，适合结构紧凑型车辆；另一方面由于使用的齿轮个数较少，简化了传动结构。

附图说明

图1是本发明实施例1的横置双动力源车辆驱动总成的结构示意图；

图2是本发明实施例2的横置双动力源车辆驱动总成的结构示意图；

图3是本发明实施例3的横置双动力源车辆驱动总成的结构示意图；

图4是本发明实施例4的横置双动力源车辆驱动总成的结构示意图；

图5是本发明实施例5的横置双动力源车辆驱动总成的结构示意图。

图中：10.自动变速器；11.第一齿轮；12.第二齿轮；13.第三齿轮；14.第四齿轮；15.第五齿轮；16.第六齿轮；

21.第一输入轴；22.第二输入轴；

31.第一中间轴；32.第二中间轴；33.第三中间轴；34.第四中间轴；

41.第一离合器；42.第二离合器；43.第三离合器；44.第四离合器；

50.差速器；

60.电动机；

71.发动机；72.ISG电机；73.扭转减振器；

80.车桥。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明实施例1提供一种横置双动力源车辆驱动总成，与车桥半轴连接，如图1所示，该车辆驱动总成包括第一动力源、第二动力源和自动变速器，自动变速器设置有第一输入轴21和第二输入轴22，动力源分别与两根输入轴连接，第一动力源与第一输入轴21连接，第二动力源与第二输入轴22 连接；自动变速器与车桥半轴连接处设置有差速器；

自动变速器中，与第一输入轴21同轴心方向设置有第一中间轴31，与第一中间轴31同轴心方向设置有第二中间轴32；

与第二中间轴32同轴心方向设置有第二输入轴22；

与第一输入轴21平行设置有第三中间轴33，与第三中间轴33同轴心方向设置有第四中间轴34；

第三中间轴33和第四中间轴34之间设置有第一离合器41，第一中间轴31和第二中间轴32之间设置有第二离合器42。

第一中间轴31上设置有第一齿轮11，第三中间轴33上设置有第二齿轮12，第一齿轮11与第二齿轮12啮合传动；

第二中间轴32上设置有第三齿轮13，第二中间轴32上设置有第四齿轮14，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动；差速器上设置有第五齿轮15，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动，第四齿轮14同时与第五齿轮15啮合传动。

本发明实施例1中的第一输入轴21和第一中间轴31是一体化设计，第二输入轴22与第二中间轴32也是一体化设计。当然，第一输入轴21和第一中间轴31也可以设置为独立的两根轴，两根轴之间可增设一离合器；同样，第二输入轴22与第二中间轴32也可以设置为独立的两根轴，两根轴之间也可增设一离合器。

在该实施例1中，第一动力源为发动机71与ISG电机72组合，发动机71与ISG电机72之间设置扭转减振器。一方面减少发动机的怠速损耗和污染，另一方面ISG电机72起到发电机的作用，可再生发电，回收能量，实现节能效果。第二动力源为电动机。

由上述可知，本发明实施例1的车辆驱动总成的自动变速器不同于传统变速器的输入轴、中间轴和输出轴的布局方式，一方面缩短了驱动总成的纵向尺寸，适合结构紧凑型车辆；另一方面由于使用的齿轮个数较少，简化了传动过程，且效率更高。

上述驱动总成的动力传动过程具体如下：

设定第一齿轮11与第二齿轮12啮合传动比为i1，第三齿轮13与第四齿轮14啮合传动比为i2，第四齿轮14与第五齿轮15啮合传动比为i3；

当第一离合器41啮合、第二离合器42断开时，第一动力源依次通过第一输入轴21、第一中间轴31、第一齿轮11、第二齿轮12、第三中间轴33、第一离合器41、第四中间轴34、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器将动力传递至车桥半轴；自动变速器中啮合传动比为i1×i3。此为第一工况。

当第二离合器42啮合、第一离合器41断开时，第一动力源依次通过第一输入轴21、第一中间轴31、第二离合器42、第二中间轴32、第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器将动力传递至车桥半轴；自动变速器10中由第三齿轮13、第四齿轮14与第五齿轮15啮合传动，传动比为i4，此时第四齿轮14为惰轮。此为第二工况。

当第一离合器41和第二离合器42断开时，第二动力源依次通过第二输入轴22、第二中间轴32、第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器将动力传递至车桥半轴；自动变速器10中由第三齿轮13、第四齿轮14与第五齿轮15啮合传动，传动比为i4，此时第四齿轮14为惰轮。此为第三工况。

当处于第三工况时，第一动力源可以作为辅助动力源，将第一离合器41或第二离合器42啮合，此时可在第三工况下提供更大的驱动力。

进一步，当处于第三工况时，启动第一动力源，第一动力源的动力无法传递至车桥半轴，仅ISG电机72起到发电机的作用，可再生发电，电力存储至电池中或者供第二动力源60运转使用。

其中，传动比i1、i2和i3的大小可通过改变齿轮的尺寸或齿数来改变，从而改变自动变速器10的传动比。

由上述可知，本发明实施例的驱动总成可实现三种传动比：

第一动力源启动，第一离合器41啮合，第二离合器42断开时，自动变速器10中啮合传动比为i1×i3。此时，第二动力源60可以启动或关闭。第二动力源60启动时，可增加驱动总成的总驱动力，在车辆起步时，可使车辆缩短加速过程，更快实现高速行驶。

第一动力源启动，第二离合器42啮合，第一离合器41断开时，自动变速器10中啮合传动比为i2×i3。此时，第二动力源60可以启动或关闭。同样，第二动力源启动时，可增加驱动总成的总驱动力。

第二动力源启动，第一离合器41和第二离合器42断开时，自动变速器10中啮合传动比为i1×i3。此时，第一动力源可以启动或关闭。第一动力源启动时，第一动力源的动力无法传递至车桥半轴，仅ISG电机72起到发电机的作用，可再生发电，电力存储至电池中或者供第二动力源运转使用。

由上述可知，该车辆驱动总成可实现双动力源输入、三种速比传动，传动形式灵活，满足整车对不同路况的行驶需求，当车辆在负重爬坡时，可选择较双动力输入、大速比传动，提高整车驱动力，弥补整车驱动力不足的缺陷；当整车在巡航状态时，可选择单动力输入、较小速比传动，以满足整车高速行驶要求，节约能源，提高车辆续航里程。此外，在车辆起步时，第一动力源和第二动力源同时启动，可增加驱动总成的总驱动力，使车辆缩短加速过程，更快实现高速行驶。

在本发明实施例中，车桥半轴为前桥半轴或后桥半轴；车辆驱动总成与前桥半轴连接时，车辆为前驱模式，车辆驱动总成与后桥半轴连接时，车辆为后驱模式。

第一离合器41、第二离合器42为端面齿离合器，包括进行啮合传动的活动齿盘和固定齿盘，活动齿盘上设置有端面传动齿或齿槽，固定齿盘上相应设置有端面齿槽或传动齿。端面齿离合器相对于摩擦式离合器可使动能损失最大程度地降低，弥补了传统摩擦式离合器因无法承受电动机的动力冲击而寿命过短的缺陷。

端面齿离合器的驱动方式可以为电磁驱动式利用电磁铁吸附带动、或液力驱动式利用液压机构带动、或气动驱动式利用气压机构带动、或电动驱动式利用电动机带动，驱动活动齿盘轴向移动与固定齿盘啮合。

当第一离合器41和第二离合器42为电磁齿嵌式离合器时，车辆驱动总成在动力输入时，电磁齿嵌式离合器可使动力与整车随时瞬间脱开和结合，实现了动力的平顺切换，提高车辆行驶平稳度。

实施例2

本发明实施例2是在实施例1的基础上做出的改进，本发明实施例2与实施例1的区别点在于，如图2所示，第四中间轴34上还设置有第六齿轮16；第六齿轮16与第二中间轴32上的第三齿轮13啮合传动；第四齿轮14仅与第五齿轮15啮合传动。

设定第三齿轮13和第六齿轮16啮合传动比为i5；

第一离合器41啮合、第二离合器42断开时，自动变速器中啮合传动比为i1×i3；第一动力源依次通过第一输入轴21、第一中间轴31、第一齿轮11、第二齿轮12、第三中间轴33、第一离合器41、第四中间轴34、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器50将动力传递至车桥半轴。

第一离合器41断开、第二离合器42啮合时，第一动力源通过自动变速器，以i5×i3的啮合传动比输出动力；第一动力源依次通过第一输入轴21、第一中间轴31、第二离合器42、第二中间轴32、第三齿轮13、第六齿轮16、第四中间轴34、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器50将动力传递至车桥半轴；

第一离合器41和第二离合器42均断开时，第二动力源通过自动变速器，以i5×i3的啮合传动比输出动力。第二动力源依次通过第二输入轴22、第二中间轴32、第三齿轮13、第六齿轮16、第四中间轴34、第四齿轮14、第五齿轮15和差速器50将动力传递至车桥半轴。

此实施例2的不同传动比设置更加灵活，约束更小，当选择大传动比时，齿轮的直径更小，能够有效的缩小自动变速器的径向尺寸。

本发明实施例2的其他内容与实施例1相同，此处不再重复描述。

实施例3

本发明实施例3是在实施例2基础上做出的改变，实施例3与实施例2的区别点在于，如图3所示，第二输入轴22与第二中间轴32是独立的两根轴，第二输入轴22与第二中间轴32之间设置有第三离合器43。

当第二动力源电动机60作为辅助动力源，启动第二动力源电动机60时，需要结合第三离合器43；关闭第二动力源电动机60时，可以断开第三离合器43，此时电动机60将不用随整车运转而空转，整车行驶将不受电动机60最高转速和转子转动惯量约束。

本发明实施例3的其他内容与实施例2相同，此处不再重复描述。

实施例4

本发明实施例4是在实施例3基础上做出的改进，实施例4与实施例3的区别点在于，如图4所示，第一输入轴21与第一中间轴31是独立的两根轴，发动机设置在第一输入轴21上，ISG电机设置在第一中间轴31上，第一输入轴21与第一中间轴31之间设置有第四离合器44。

当第一动力源发动机71作为辅助动力源，启动发动机71时，需要结合第四离合器44；关闭发动机71时，可以断开第四离合器44。当关闭发动机71时，ISG电机72作为电动机仍可作为辅助动力源驱动第一中间轴31，此时ISG电机72将不受发动机运转特性约束，充分发挥ISG电机性能。

本发明实施例4的其他内容与实施例3相同，此处不再重复描述。

实施例5

本发明实施例5是在实施例2基础上做出的改进，本发明实施例5与实施例2的区别点在于，如图5所示，在本发明实施例5中，第一动力源采用电动机60。

本发明实施例5的其他内容与实施例2相同，此处不再重复描述。

以上，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。