行星齿轮机构四档混合动力传动系统及车辆的制作方法

本申请涉及新能源混合动力汽车
技术领域：
，特别涉及行星齿轮机构四档混合动力传动系统及车辆。
背景技术：
：随着当今社会人们对节能环保的意识日渐增强，新能源汽车技术开始迅猛发展。混合动力车辆驱动技术是新能源汽车发展过程的核心阶段。现有技术中一个单行星轮系和一个复合行星轮系，配合三个制动器和一个离合器的动作，从而实现发动机直驱下的四个档位的驱动为了获得更多的功能、更高的效率，采用的结构比较复杂，成本较高。现有技术中采用两个行星轮系和一个复合行星轮系，配合三个制动器和一个离合器的动作，从而实现发动机直驱下的四个档位的驱动，结构复杂，传动系统的传递路径复杂，传递效率不高，且整个传动系统占用空间较大；换挡冲击较大；车辆起步时由于发动机扭矩不稳定，起步不平顺。技术实现要素：本申请实施例提供行星齿轮机构四档混合动力传动系统及车辆，以解决相关技术中四档动力传动系统结构负载、传递效率不高、整个传动系统占用空间较大、换挡冲击较大，车辆起步时由于发动机扭矩不稳定起步不平顺的技术问题。第一方面，本发明提供一种行星齿轮机构四档混合动力驱动系统，其特征在于，包括发动机机构、第一电机机构、第二电机机构、差速器机构和离合机构，发动机机构包括发动机，与所述发动机的输出轴连接的第一传动轴；第一电机机构包括第一电机，以及与所述第一电机的输出轴连接的第一行星轮系，所述第一行星轮系与所述第一传动轴传动连接；第二电机机构包括第二电机以及与所述第二电机的输出轴连接的第一传动齿轮系，所述第二电机为驱动电机和发电机一体机；差速器机构包括差速器，以及设于所述差速器一端的驱动半轴，所述第一传动齿轮系与所述差速器另一端连接；离合机构包括顺序设置的第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴及第五传动轴，连接所述第二传动轴和所述第一传动轴的第二传动齿轮系，连接所述第三传动轴和所述第一传动轴的第三传动齿轮系，设于所述第二传动轴与所述第四传动轴之间的第一离合器，设于所述第三传动轴与所述第四传动轴之间的第二离合器，连接所述第四传动轴与所述第五传动轴之间的第二行星轮系，以及设于所述第二行星轮轮系上的第三离合器和制动器，所述第一传动齿轮系与所述第五传动轴连接。一些实施例中，所述第二行星轮系包括第二齿圈、第二行星轮、第二行星架和第二太阳轮，所述第二太阳轮与所述第四传动轴固定连接，所述第二行星架与所述第五传动轴固定连接，所述第二太阳轮和所述第二行星架之间连接有第三离合器。一些实施例中，所述第二离合器的离合毂与所述第二行星架相连接。一些实施例中，所述第一行星轮系包括第一齿圈、第一行星轮、第一行星架和第一太阳轮，所述第一齿圈用于固定连接在变速箱外壳上，所述第一行星架用于与所述发动机的输出轴固定连接，所述第一太阳轮与所述第一电机的输入轴固定连接。一些实施例中，所述第一传动齿轮系包括第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮和主减齿轮，所述第五齿轮和所述第六齿轮均固定连接在所述第五传动轴上，所述第七齿轮固定在变速器壳体上且由轴承支撑，所述第二电机的输出轴上固定连接第八齿轮，所述主减齿轮固定连接在所述差速器上，所述第五齿轮和主减速齿轮啮合，所述第八齿轮和所述第七齿轮啮合，所述第七齿轮与所述第六齿轮啮合。一些实施例中，所述发动机的输出轴上连接有扭转减振器，所述第一行星架、所述第二传动轴和第三传动轴均与所述扭转减振器传动连接。一些实施例中，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器为干式离合器或湿式离合器。一些实施例中，所述第一电机为发电机。一些实施例中，所述第五传动轴与所述第六齿轮、所述主减齿轮和所述第二行星架固定连接在一起。第二方面，本发明提供一种车辆，包括如上所述的行星齿轮机构四档混合动力传动系统，所述驱动半轴与车辆动力输入端连接。本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本发明通过设置采用两个行星轮系、两个空套的第二传动轴和第三传动轴、三个离合器和一个制动器，实现发动机直驱下的四个档位的驱动，同时在车辆起步时可以利用第一电机进行调速，在换挡时利用第一电机调速、第二电机扭矩补偿，从而使得整个传动系统的结构更加简单、紧凑，且提高了车辆起步的平顺性、有效降低了换挡冲击，同时降低了对离合器和制动器的性能和成本要求。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。图1为本发明提供的行星齿轮机构四档混合动力传动系统的结构原理图。图中：100、发动机；200、扭转减振器；310、第一齿圈；320、第一行星轮；330、第一行星架；340、第一太阳轮；400、第一电机；410、第一齿轮；420、第二齿轮；430、第三齿轮；440、第四齿轮；510、第一传动轴；520、第二传动轴；530、第三传动轴；540、第四传动轴；550、第五传动轴；610、第一离合器；620、第二离合器；630、第三离合器；640、制动器；710、第二齿圈；720、第二行星轮；730、第二太阳轮；740、第二行星架；810、第六齿轮；820、第五齿轮；830、第七齿轮；840、第八齿轮；850、主减齿轮；900、差速器；910、驱动半轴；1000、第二电机。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供了行星齿轮机构四档混合动力传动系统，其能解决相关技术中四档动力传动系统结构负载、传递效率不高、整个传动系统占用空间较大、换挡冲击较大，车辆起步时由于发动机扭矩不稳定起步不平顺的技术问题。请参考图1，本发明提供一种行星齿轮机构四档混合动力驱动系统，包括发动机机构、第一电机机构、第二电机机构、差速器机构和离合机构，发动机机构包括发动机100，与所述发动机100的输出轴连接的第一传动轴510；第一电机机构包括第一电机400，以及与所述第一电机400的输出轴连接的第一行星轮系，所述第一行星轮系与所述第一传动轴510传动连接；第二电机机构包括第二电机1000，以及与所述第二电机1000的输出轴连接的第一传动齿轮系，所述第二电机1000为驱动电机和发电机一体机；差速器机构包括差速器900，以及设于所述差速器900一端的驱动半轴910，所述第一传动齿轮系与所述差速器900另一端连接；离合机构包括顺序设置的第二传动轴520、第三传动轴530、第四传动轴540及第五传动轴550，连接所述第二传动轴520和所述第一传动轴510的第二传动齿轮系，连接所述第三传动轴530和所述第一传动轴510的第三传动齿轮系，设于所述第二传动轴520与所述第四传动轴540之间的第一离合器610，设于所述第三传动轴530与所述第四传动轴540之间的第二离合器620，连接所述第四传动轴540与所述第五传动轴550之间的第二行星轮系，以及设于所述第二行星轮720轮系上的第三离合器630和制动器640，所述第一传动齿轮系与所述第五传动轴550连接。本发明通过设置采用两个行星轮系、空套的第二传动轴520和第三传动轴530、三个离合器和一个制动器640，实现发动机100直驱下的四个档位的驱动，同时在车辆起步时可以利用第一电机400进行调速，在换挡时利用第一电机400调速、第二电机1000扭矩补偿，从而使得整个传动系统的结构更加简单、紧凑，通过扭转减振器200提高了车辆起步的平顺性、有效降低了换挡冲击，同时降低了对离合器和制动器640的性能和成本要求。一些实施例中，所述第二行星轮系包括第二齿圈710、第二行星轮720、第二行星架740和第二太阳轮730，所述第二太阳轮730与所述第四传动轴540固定连接，所述第二行星架740与所述第五传动轴550固定连接，所述第二太阳轮730和所述第二行星架740之间连接有第三离合器630。一些实施例中，所述第二离合器620的离合毂与所述第二行星架740相连接。一些实施例中，所述第五传动轴550与所述第六齿轮810、所述主减齿轮850和所述第二行星架740固定连接在一起。一些实施例中，所述第一行星轮系包括第一齿圈310、第一行星轮320、第一行星架330和第一太阳轮340，所述第一齿圈310用于固定连接在变速箱外壳上，所述第一行星架330用于与所述发动机100的输出轴固定连接，所述第一太阳轮340与所述第一电机400的输入轴固定连接，从而发动机100传动的动力可以通过第一行星轮320传递给第一电机400用于发电。一些实施例中，所述第一传动齿轮系包括第五齿轮820、第六齿轮810、第七齿轮830、第八齿轮840和主减齿轮850，所述第五齿轮820和所述第六齿轮810均固定连接在所述第五传动轴550上，所述第七齿轮830固定连接在变速箱壳体上并通过轴承支撑，所述第二电机1000的输出轴上固定连接第八齿轮840，所述主减齿轮850固定连接在所述差速器900上，所述第五齿轮820和主减速齿轮啮合，所述第八齿轮840和所述第七齿轮830啮合，所述第七齿轮830与所述第六齿轮810啮合。一些实施例中，所述发动机100的输出轴上连接有扭转减振器200，所述第一行星架330、所述第二传动轴520和第三传动轴530均与所述扭转减振器200传动连接,以降低所述发动机100曲轴和传动系统之间结合部分的逆转刚度，从而降低传动系统扭振固有频率，增加传统系统扭转阻尼，抑制扭转共振相应的振幅，并衰减因冲击产生的瞬态扭振；缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的结合平顺性。一些实施例中，所述第一离合器610、所述第二离合器620和所述第三离合器630为干式离合器或湿式离合器。一些实施例中，所述第一电机400为发电机。其中，第一太阳轮340齿轮数为z1、第一行星轮320齿轮数为z2、第一齿圈310齿轮数为z3、第二齿轮420齿轮数为z4、第一齿轮410齿轮数为z5、第四齿轮440齿轮数为z6、第三齿轮430齿轮数为z7、第二太阳轮730齿轮数为z8、第二行星轮720齿轮数为z9、第二齿圈710齿轮数为z10、第五齿轮820齿轮数为z11、第六齿轮810齿轮数为z12、第七齿轮830齿轮数为z13、第八齿轮840齿轮数为z14、第二太阳轮730齿轮数为z15。当车辆处于驻车模式时，发动机100带动第一电机400发电，第一电机400将电能存储至电池中；当车辆处于倒档r模式时，第二电机1000反转，第一离合器610、第二离合器620、第三离合器630和制动器640均不结合，速比为第二电机1000转速/主减齿轮850转速：(z15/z11)*(z12/z14)。当车辆处于ev行驶模式时，第二电机1000为发电机和驱动电机一体机，通过第二电机1000驱动车辆行驶，发动机100不参与驱动。当车辆处于发动机100直驱模式时，通过如表1档位1-档位4来实现4个档位，同时可以通过发动机100带动第一电机400和第二电机1000发电。表1发动机100直驱模式四档位的离合器和制动器640结合/切断情况档位第二离合器c1第三离合器c2第一离合器c3制动器10011210013011041100表中，数字“1”代表离合器或制动器640结合，数字“0”代表离合器或制动器640分离。当车辆处于发动机100直驱一档模式时，第一离合器610和制动器640结合，第二齿圈710固定不动，动力传递路径为发动机100-扭转减振器200-第一行星架330-第一齿轮410-第三齿轮430-第一离合器610-第二太阳轮730-第二行星架740-第五齿轮820-主减齿轮850-驱动半轴910。速比为发动机100转速/主减速齿轮转速：z7*z15*(z8+z10)/(z5*z8*z11)。当车辆处于发动机100直驱二档模式时，第二离合器620和制动器640结合，第二齿圈710固定不动，动力传递路径为：发动机100-扭转减振器200-第一行星架330-第二齿轮420-第四齿轮440-第二离合器620-第二太阳轮730-第二行星架740-第五齿轮820-主减齿轮850-驱动半轴910。速比为发动机100转速/主减速齿轮转速：z6*z15*(z8+z10)/(z4*z8*z11)。当车辆处于发动机100直驱三档模式时，第三离合器630和第一离合器610结合，第二太阳轮730和第二行星架740固定连接，第二组行星齿轮机构的速比为，第二太阳轮730、第二行星架740和第二齿圈710都同步等速运转，动力传递路径为：发动机100-扭转减振器200-第一行星架330-第一齿轮410-第三齿轮430-第一离合器610-第二太阳轮730-第二行星架740-第五齿轮820-主减齿轮850-驱动半轴910，速比为发动机100转速/主减速齿轮转速：(z7*z15)/(z5*z11)。当车辆处于发动机100直驱四档模式时，第二离合器620和第三离合器630结合，第二太阳轮730和第二行星架740固定连接，第二组行星齿轮机构的速比为1，第二太阳轮730、第二行星架740与第二齿圈710都同步等速运转，动力传递路径为：发动机100-扭转减振器200-第二行星架740-第二齿轮420-第四齿轮440-第二离合器620-第二太阳轮730-第二行星架740-第五齿轮820-主减齿轮850-驱动半轴910。速比为发动机100转速/差速器900转速：(z6*z15)/(z4*z11)。当车辆处于行车发电模式时，行车时发动机100启动，带动第一电机400和第二电机1000发电；当车辆处于串联行驶模式时，行车时发动机100启动，带动第一电机400和第二电机1000发电，第一电机400和第二电机1000将电能通过电池输送至第二电机1000驱动车辆行驶，离合器和制动器640均不结合。当车辆属于并联模式时，行车时第一电机400和第二电机1000动力耦合，一起驱动车辆行驶，同时可以发电。当车辆处于制动模式时，通过制动减速时，车轮和差速器900使得第二电机1000进行发电，并将电能回收到电池中。通过车轮轮速和差速器900使得第二电机1000(驱动电机和发电机一体机)运转发电，将电能回收到车辆电池中。第二离合器620、第三离合器630、第一离合器610和制动器640均不结合，速比为第二电机1000转速/主减齿轮850转速：(z15/z11)*(z12/z14)。基于同一发明构思，本发明提供一种车辆，包括如上所述的行星齿轮机构四档混合动力传动系统，所述驱动半轴910与车辆动力输入端连接。一种行星齿轮机构四档混合动力驱动系统，包括发动机机构、第一电机机构、传动轴机构、差速器机构、离合器机构、制动器640机构和第二电机机构，所述发动机机构包括发动机100；第一电机机构包括设为发电机的第一电机400，所述第一电机400通过第一行星轮320与所述发动机100的输出轴连接；传动轴机构包括第二传动轴520、第三传动轴530和第三中间轴，所述第二传动轴520和所述第三传动轴530的一端均与所述发动机100的输出轴连接；差速器机构包括差速器900和连接于差速器900上的驱动半轴910，所述差速器900的输出端通过第二行星轮720与所述第三中间轴的另一端连接，所述驱动半轴910用于与车辆动力输入端连接；离合器机构包括设置于所述第二传动轴520的另一端和所述第三中间轴的一端之间的第三离合器630，设置于所述第三传动轴530的另一端和所述第三中间轴的一端之间的第一离合器610，设置于第二行星轮720的第二太阳轮730和第二行星架740之间的第二离合器620；制动器640机构包括与所述差速器900的输出轴连接的制动器640；第二电机机构包括设为驱动电机和发电机一体机的第二电机1000，所述第二电机1000与所述差速器900的输出轴连接。本发明通过设置采用两个行星轮系、空套的第二传动轴520和第三传动轴530、三个离合器和一个制动器640，实现发动机100直驱下的四个档位的驱动，同时在车辆起步时可以利用第一电机400进行调速，在换挡时利用第一电机400调速、第二电机1000扭矩补偿，从而使得整个传动系统的结构更加简单、紧凑，通过扭转减振器200提高了车辆起步的平顺性、有效降低了换挡冲击，同时降低了对离合器和制动器640的性能和成本要求。一些实施例中，所述发动机100的输出轴上连接有扭转减振器200，所述第一行星轮320的动力输入端、所述第二传动轴520的一端和第三传动轴530的一端均与所述扭转减振器200连接，以降低所述发动机100曲轴和传动系统之间结合部分的逆转刚度，从而降低传动系统扭振固有频率，增加传统系统扭转阻尼，抑制扭转共振相应的振幅，并衰减因冲击产生的瞬态扭振；缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的结合平顺性。一些实施例中，所述第一行星轮320包括第一行星架330和第一太阳轮340，所述第一行星架330与所述发动机100的输出轴连接，所述第一太阳轮340与所述第一电机400的输入轴连接。一些实施例中，所述第二行星轮720包括第二行星架740和第二太阳轮730，所述第二行星架740与所述差速器900的输出轴连接，所述第二太阳轮730与所述第三中间轴的另一端连接，所述第二行星架740与所述第二太阳轮730之间通过第二离合器620连接。一些实施例中，所述发动机100的输出轴上连接有第一齿轮410；所述第二传动轴520的一端连接有第三齿轮430，所述第三齿轮430与所述第一齿轮410啮合；所述第三传动轴530的一端连接有第四齿轮440，所述第四齿轮440与所述第二齿轮420啮合。一些实施例中，所述发动机100的输出轴上还连接有第二齿轮420；所述第三传动轴530的一端连接有第四齿轮440，所述第四齿轮440与所述第二齿轮420啮合。一些实施例中，所述第一齿轮410固定连接在变速箱外壳上。一些实施例中，所述第二太阳轮730的输出轴上连接有第五齿轮820和第六齿轮810，所述第五齿轮820与所述差速器900的主减齿轮850啮合；所述差速器900的输出轴上连接有第七齿轮830；所述第二电机1000的输出轴上连接有第八齿轮840，所述第八齿轮840与所述第七齿轮830啮合，所述第七齿轮830与所述六齿轮啮合。一些实施例中，所述第二太阳轮730的输出轴上还连接第六齿轮810；所述差速器900的输出轴上连接有第七齿轮830；所述第二电机1000的输出轴上连接有第八齿轮840，所述第八齿轮840与所述第七齿轮830啮合，所述第七齿轮830与所述六齿轮啮合。本发明提供的车辆，由于采用了如上所述的的行星齿轮机构四档混合动力传动系统作为动力输入，实现发动机100直驱下的四个档位的驱动，同时在车辆起步时可以利用第一电机400进行调速，在换挡时利用第一电机400调速、第二电机1000扭矩补偿，提高了车辆起步的平顺性、有效降低了换挡冲击，同时降低了对离合器和制动器640的性能和成本要求。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12