混合动力传动系统的制作方法

本实用新型涉及新能源技术领域，特别是涉及一种混合动力传动系统。

背景技术：

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。混动动力汽车同时装备有两种动力来源——热动力源(由传动内燃机产生)与电动力源(电动机)。与传动内燃机汽车相比，由于加入电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求，灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗和排放；与纯电驱动的电动汽车相比，在电池无电情况下，不需要长时间等待充电，可通过内燃机转换成电能持续驱动车辆，因此混动动力汽车比传统内燃机汽车和纯电动汽车相比，使用情况更灵活，发展前景也更大。

但目前出现的混合动力汽车普遍存在动力性不足问题，图1是现有技术的混合动力传动系统的结构示意图，技术方案如下：离合器外毂齿轮31与发动机1相连，且与离合器32外毂相连；离合器32内毂与离合器内毂齿轮33相连；驱动电机齿轮17与驱动电机轴16固连；发动机齿轮3与发动机轴2固连；主减速齿轮13和输出轴从动齿轮10与输出轴14固连；差速器11置于变速器中，差速器齿圈12连接在差速器11上；棘爪9的一端置于变速器壳体上，另一端可实现与驻车棘轮8啮合或分离。该变速器可利用发动机通过发电机发电，也可利用发动机直接驱动车辆，或在发动机使用工况不在燃油经济区时，利用电机驱动车辆，可以降低油耗，提高燃油经济性。但驱动电机受空间限制，驱动扭矩有限，动力性不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混合动力传动系统，具有多种动力模式，能提高整车的动力性能，成本较低。

本实用新型提供一种混合动力传动系统，包括发动机、发电机、驱动电机、接合装置、输出轴和差速器，所述发动机具有发动机轴，所述发电机具有发电机轴，所述驱动电机具有驱动电机轴，所述发动机轴与所述发电机轴之间通过第一齿轮组传动连接，所述驱动电机轴与所述发电机轴之间通过所述接合装置接合与断开，所述驱动电机轴与所述输出轴之间通过第二齿轮组传动连接，所述差速器与所述输出轴之间通过第三齿轮组传动连接。

进一步地，所述第一齿轮组包括发动机齿轮、发电机齿轮和中间惰轮，所述发动机齿轮固接在所述发动机轴上，所述发电机齿轮固接在所述发电机轴上，所述中间惰轮固接于惰轮轴上，所述发动机齿轮与所述中间惰轮啮合，所述中间惰轮与所述发电机齿轮啮合。

进一步地，所述接合装置包括同步器和接合齿，所述同步器固定于所述发电机轴上，所述接合齿固定于所述驱动电机轴上，所述同步器用于与所述接合齿接合与断开。

进一步地，所述第二齿轮组包括驱动电机齿轮和输出轴从动齿轮，所述驱动电机齿轮固接在所述驱动电机轴上，所述输出轴从动齿轮固接于所述输出轴上，所述驱动电机齿轮与所述输出轴从动齿轮啮合。

进一步地，所述第三齿轮组包括主减速齿轮和差速器齿圈，所述主减速齿轮固接于所述输出轴上，所述差速器齿圈固接于所述差速器上，所述主减速齿轮与所述差速器齿圈啮合。

一种混合动力传动系统，包括发动机、发电机、驱动电机、接合装置、输出轴和差速器，所述发动机具有发动机轴，所述发电机具有发电机轴，所述驱动电机具有驱动电机轴，所述发动机轴与所述发电机轴之间通过第一齿轮组传动连接，所述驱动电机轴与所述发动机轴之间通过所述接合装置接合与断开，所述驱动电机轴与所述输出轴之间通过第二齿轮组传动连接，所述差速器与所述输出轴之间通过第三齿轮组传动连接。

进一步地，所述第一齿轮组包括发动机齿轮和发电机齿轮，所述发动机齿轮固接在所述发动机轴上，所述发电机齿轮固接在所述发电机轴上，所述发动机齿轮与所述发电机齿轮啮合。

进一步地，所述接合装置包括同步器、接合齿和发动机直驱主动齿轮，所述同步器固定于所述发动机轴上，所述接合齿固定于所述发动机直驱主动齿轮上，所述发动机直驱主动齿轮空套于所述发动机轴上，所述同步器用于与所述接合齿接合与断开。

进一步地，所述第二齿轮组包括驱动电机齿轮和输出轴从动齿轮，所述驱动电机齿轮固接在所述驱动电机轴上，所述输出轴从动齿轮固接于所述输出轴上，所述驱动电机齿轮与所述输出轴从动齿轮啮合。

进一步地，所述第三齿轮组包括主减速齿轮和差速器齿圈，所述主减速齿轮固接于所述输出轴上，所述差速器齿圈固接于所述差速器，所述主减速齿轮与所述差速器齿圈啮合。

本实用新型提供的混合动力传动系统的发动机具有发动机轴，发电机具有发电机轴，驱动电机具有驱动电机轴，发动机轴与发电机轴之间通过第一齿轮组传动连接，驱动电机轴与发电机轴之间通过接合装置接合与断开，驱动电机轴与输出轴之间通过第二齿轮组传动连接，差速器与输出轴之间通过第三齿轮组传动连接。本实用新型的混合动力传动系统具有多种动力模式，提高了燃油经济性和整车的动力性能，成本较低。

附图说明

图1是现有技术中的混合动力传动系统的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的混合动力传动系统的结构示意图；

图3是图2的混合动力传动系统在驱动电机驱动模式下的动力传递示意图；

图4是图2的混合动力传动系统在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下的动力传递示意图；

图5是图2的混合动力传动系统在发动机直驱模式下的动力传递示意图；

图6是图2的混合动力传动系统在驱动电机反拖充电模式下的动力传递示意图；

图7是图2的混合动力传动系统在倒挡模式下的动力传递示意图；

图8是本实用新型第二实施例的混合动力传动系统的结构示意图；

图9是图8的混合动力传动系统在驱动电机驱动模式下的动力传递示意图；

图10是图8的混合动力传动系统在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下的动力传递示意图；

图11是图8的混合动力传动系统在发动机直驱模式下的动力传递示意图；

图12是图8的混合动力传动系统在驱动电机反拖充电模式下的动力传递示意图；

图13是图8的混合动力传动系统在倒挡模式下的动力传递示意图。

具体实施方式

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。

第一实施例

图2是第一实施例的混合动力传动系统的结构示意图，如图2所示，混合动力传动系统包括发动机1、发电机5、驱动电机15、接合装置22、输出轴14和差速器11。

发动机1具有发动机轴2，在本实施例中，发动机1为汽油发动机或柴油发动机。

发电机5具有发电机轴6，发动机轴2与发电机轴6之间通过第一齿轮组24传动连接。在本实施例中，第一齿轮组24包括发动机齿轮3、发电机齿轮4和中间惰轮21，发动机齿轮3固接在发动机轴2上，发电机齿轮4固接在发电机轴6上，中间惰轮21固接于惰轮轴20上，在本实施例中，惰轮轴20位于发动机轴2与发电机轴6之间，发动机轴2与惰轮轴20之间通过发动机齿轮3与中间惰轮21啮合传动，惰轮轴20与发电机轴6之间通过中间惰轮21与发电机齿轮4啮合传动。采用一个中间惰轮21的方式，可以根据不同工况改变齿轮的旋转方向。在另一些实施例中，也可不加入中间惰轮21。

驱动电机15具有驱动电机轴16，驱动电机轴16与发电机轴6之间通过接合装置22接合与断开，该结构紧凑，进而驱动电机15安装不受空间限制，提高了驱动扭矩和动力性。在本实施例中，接合装置22包括同步器7和接合齿18，同步器7固定于发电机轴6上，接合齿18固定于驱动电机轴16上，同步器7用于与接合齿18接合与断开，进而将发电机轴6与驱动电机轴16接合与断开。具体地，接合齿18的朝向同步器7的一侧设置有接合齿圈，同步器7的接合套可沿轴向动作从而接合该接合齿圈。当同步器7与接合齿18接合时，动力可以由发电机轴6传递给驱动电机轴16，当同步器7与接合齿18断开时，动力不由发电机轴6传递给驱动电机轴16。由于同步器7可以传递的扭矩大，因此通过设置同步器7，可以较好地承担发动机1和发电机5输出的扭矩之和，且同步器7具有结构紧凑、成本低的特点，因此可以降低混合动力传动系统的尺寸和成本。

其中，发电机轴6与驱动电机轴16位于同一轴心上，发动机轴2与发电机轴6和驱动电机轴16平行设置，减少了混合动力传动系统的径向尺寸，充分利用了机舱空间。

驱动电机15与输出轴14连接，驱动电机15通过输出轴14将动力输出。在本实施例中，驱动电机轴16与输出轴14之间通过第二齿轮组26传动连接，具体地，第二齿轮组26包括驱动电机齿轮17和输出轴从动齿轮10，驱动电机齿轮17固接在驱动电机轴16上，输出轴从动齿轮10固接于输出轴14上，输出轴14平行于发电机轴6和驱动电机轴16，驱动电机齿轮17与输出轴从动齿轮10相互啮合。其中输出轴14上还设置有驻车棘轮8，该驻车棘轮8通过花键与输出轴14固接，通过驻车机构实现驻车功能。驻车棘轮8还可与棘爪9的一端啮合或分离，棘爪9的另一端置于变速器壳体上。

差速器11与输出轴14之间通过第三齿轮组27传动连接，在本实施例中，第三齿轮组27包括主减速齿轮13和差速器齿圈12，主减速齿轮13固接于输出轴14上，差速器齿圈12固接于差速器11上，优选地，差速器齿圈12通过螺栓或焊接与差速器11固接，主减速齿轮13与差速器齿圈12啮合。差速器11用于调整左右轮的转速差，当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动。

本实施例的混合动力传动系统具有五种工作模式，分别是驱动电机驱动模式；发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式；发动机直驱模式；驱动电机反拖充电模式；倒挡模式。

图3是图2的混合动力传动系统在驱动电机驱动模式下的动力传递示意图，在发动机1使用工况处于非燃油经济区，如起步工况时，可利用驱动电机15驱动车辆，并形成1档速比。发动机1可保持在燃油经济区输出动力到发电机5，发电机5发电后直接驱动驱动电机15工作，或把多余电能储存到车载电池(图未示)内。如图3所示，在驱动电机驱动模式下，此时同步器7与接合齿18断开，发动机1进行充电，驱动电机15进行动力输出，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由驱动电机15通过驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端；充电路线由发动机1通过发动机齿轮3、中间惰轮21、发电机齿轮4、发电机5，进行发电。

图4是图2的混合动力传动系统在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下的动力传递示意图，当动力不足情况下，由3个动力源中的发动机1、驱动电机15和发电机5可以同时介入。如图4所示，在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下，此时同步器7与接合齿18接合，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由发动机1通过发动机齿轮3、中间惰轮21、发电机齿轮4、同步器7、驱动电机齿轮17(驱动电机15动力输入也叠加到驱动电机齿轮17上)、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端。

图5是图2的混合动力传动系统在发动机直驱模式下的动力传递示意图，在高速巡航等发动机1能够处于燃油经济区的工况下，发动机1可以直接驱动车辆，形成2挡速比，并将多余一部分动力可以通过发电机5进行发电给车载电池充电，把多余电能储存到车载电池内。如图5所示，在发动机直驱模式下，此时同步器7与接合齿18接合，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由发动机1通过发动机齿轮3、中间惰轮21、发电机齿轮4、同步器7、驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端；充电路线由发动机1通过发动机齿轮3中间惰轮21发电机齿轮4、发电机5，进行发电。

图6是图2的混合动力传动系统在驱动电机反拖充电模式下的动力传递示意图，在减速反拖过程，驱动电机15可以回收电能，把多余电能储存到车载电池内。如图6所示，在驱动电机反拖充电模式下，此时同步器7与接合齿18断开，动力传递具有一条路径，动力传递方向如图中箭头方向所示，即充电路线由差速器11通过差速器齿圈12、主减速齿轮13、输出轴从动齿轮10、驱动电机15，进行充电。

图7是图2的混合动力传动系统在倒挡模式下的动力传递示意图，通过电机反转实现倒挡功能。如图7所示，在倒挡模式下，此时同步器7与接合齿18脱开，动力传递方向如图中箭头方向所示，动力驱动路线由驱动电机15通过驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端。

本实用新型实施例提供的混合动力传动系统的发动机1具有发动机轴2，发电机5具有发电机轴6，驱动电机15具有驱动电机轴16，发动机轴2与发电机轴6之间通过第一齿轮组24传动连接，驱动电机轴16与发电机轴6之间通过接合装置22接合与断开，驱动电机轴16与输出轴14之间通过第二齿轮组26传动连接，差速器11与输出轴14之间通过第三齿轮组27传动连接。本实用新型的混合动力传动系统具有多种动力模式，利用同步器7代替现有技术中的离合器进行动力的介入或中断，在不增加动力源的前提下，所有动力源可以同时介入，实现了2速传动系统，提高了燃油经济性和整车的动力性能，成本较低。

第二实施例

图8是第二实施例的混合动力传动系统的结构示意图，如图8所示，混合动力传动系统包括发动机1、发电机5、驱动电机15、接合装置22、输出轴14和差速器11。

发动机1具有发动机轴2，在本实施例中，发动机1为汽油发动机或柴油发动机。

发电机5具有发电机轴6，发动机轴2与发电机轴6之间通过第一齿轮组24传动连接。具体地，第一齿轮组24包括发动机齿轮3和发电机齿轮4，发动机齿轮3固接在发动机轴2上，发电机齿轮4固接在发电机轴6上，发动机轴2与发电机轴6之间通过发动机齿轮3与发电机齿轮4啮合传动。

驱动电机15具有驱动电机轴16，驱动电机轴16与发动机轴2之间通过接合装置22接合与断开，该结构紧凑，进而驱动电机15安装不受空间限制，能够提高驱动扭矩和动力性。在本实施例中，接合装置22包括同步器7、接合齿18和发动机1直驱主动齿轮，同步器7固定于发动机轴2上，接合齿18可以通过焊接固定于发动机1直驱主动齿轮上，发动机1直驱主动齿轮空套于发动机轴2上，即发动机1直驱主动齿轮与发动机轴2各自转动时相互不受影响。发动机1直驱主动齿轮与驱动电机轴16连接并通过驱动电机轴16输出动力至轮端。

同步器7用于与接合齿18接合与断开，进而将发动机轴2与驱动电机轴16接合与断开。具体地，接合齿18的朝向同步器7的一侧设置有接合齿圈，同步器7的接合套可沿轴向动作从而接合该接合齿圈。当同步器7与接合齿18接合时，动力可以由发动机轴2传递给驱动电机轴16，当同步器7与接合齿18断开时，动力不由发动机轴2传递给驱动电机轴16。由于同步器7可以传递的扭矩大，因此通过设置同步器7，可以较好地承担发动机1的扭矩，且同步器7具有结构紧凑、成本低的特点，因此可以降低混合动力传动系统的尺寸和成本。

其中，发电机轴6与驱动电机轴16位于同一轴心上，发动机轴2与发电机轴6和驱动电机轴16平行设置，减少了混合动力传动系统的径向尺寸，充分利用了机舱空间。

驱动电机15与输出轴14连接，驱动电机15通过输出轴14将动力输出。在本实施例中，驱动电机轴16与输出轴14之间通过第二齿轮组26传动连接，具体地，第二齿轮组26包括驱动电机齿轮17和输出轴从动齿轮10，驱动电机齿轮17固接在驱动电机轴16上，输出轴从动齿轮10固接于输出轴14上，输出轴14平行于发电机轴6和驱动电机轴16，发动机1直驱主动齿轮与驱动电机齿轮17相互啮合，驱动电机齿轮17与输出轴从动齿轮10相互啮合。其中输出轴14上还设置有驻车棘轮8，该驻车棘轮8通过花键与输出轴14固接，通过驻车机构实现驻车功能。

差速器11与输出轴14之间通过第三齿轮组27传动连接，在本实施例中，第三齿轮组27包括主减速齿轮13和差速器齿圈12，主减速齿轮13固接于输出轴14上，差速器齿圈12固接于差速器11上，优选地，差速器齿圈12通过螺栓或焊接与差速器11固接，主减速齿轮13与差速器齿圈12啮合。差速器11用于调整左右轮的转速差，当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动。

本实施例的混合动力传动系统具有五种工作模式，分别是驱动电机驱动模式；发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式；发动机直驱模式；驱动电机反拖充电模式；倒挡模式。

图9是图8的混合动力传动系统在驱动电机驱动模式下的动力传递示意图，在发动机1使用工况处于非燃油经济区，如起步工况时，可利用驱动电机15驱动车辆，并形成1档速比。发动机1可保持在燃油经济区输出动力到发电机5，发电机5发电后直接驱动驱动电机15工作，或把多余电能储存到车载电池(图未示)内。如图9所示，在驱动电机驱动模式下，此时同步器7与接合齿18断开，发动机1进行充电，驱动电机15进行动力输出，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由驱动电机15通过驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端；充电路线由发动机1通过发动机齿轮3、发电机齿轮4、发电机5，进行发电。

图10是图8的混合动力传动系统在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下的动力传递示意图，当动力不足情况下，由3个动力源中的发动机1、驱动电机15和发电机5可以同时介入。如图10所示，在发动机、驱动电机和发电机同时驱动模式下，此时同步器7与接合齿18接合，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由发动机1通过发动机齿轮3、发电机齿轮4、同步器7、发动机1直驱主动齿轮、驱动电机齿轮17(驱动电机15动力输入也叠加到驱动电机齿轮17上)、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端。

图11是图8的混合动力传动系统在发动机直驱模式下的动力传递示意图，在高速巡航等发动机1能够处于燃油经济区的工况下，发动机1可以直接驱动车辆，形成2挡速比，并将多余一部分动力可以通过发电机5进行发电给车载电池充电，把多余电能储存到车载电池内。如图11所示，在发动机直驱模式下，此时同步器7与接合齿18接合，动力传递方向如图中箭头方向所示，其中动力驱动路线由发动机1通过发动机齿轮3、发电机齿轮4、同步器7、发动机1直驱主动齿轮、驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端；充电路线由发动机1通过发动机齿轮3、发电机齿轮4、发电机5，进行发电。

图12是图8的混合动力传动系统在驱动电机反拖充电模式下的动力传递示意图，在减速反拖过程，驱动电机15可以回收电能，把多余电能储存到车载电池内。如图12所示，在驱动电机反拖充电模式下，此时同步器7与接合齿18断开，动力传递具有一条路径，动力传递方向如图中箭头方向所示，即充电路线由差速器11通过差速器齿圈12、主减速齿轮13、输出轴从动齿轮10、驱动电机15，进行充电。

图13是图8的混合动力传动系统在倒挡模式下的动力传递示意图，通过电机反转实现倒挡功能。如图13所示，在倒挡模式下，此时同步器7与接合齿18断开，动力传递方向如图中箭头方向所示，动力驱动路线由驱动电机15通过驱动电机齿轮17、输出轴从动齿轮10、主减速齿轮13、差速器齿圈12、差速器11，最后输出到轮端。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。