混合动力装置的制作方法

1.本发明涉及商用车混合电驱动领域，尤其涉及车辆传动及驱动技术领域，具体是指一种混合动力装置。


背景技术：

2.现有的商用车混合动力装置，主要采用的是在离合器和变速箱之间配置一电机模块构成的并联式混合动力装置，电机主要起到电动起步、启动发动机和助推、发电和再生制动等功能。主要在某些特定区域内运行的商用车，也有采用串联式混合动力装置，发动机只工作在高效率区驱动发电机发电，驱动电机直接或通过变速箱驱动车辆。
3.上述的混合动力装置，不可避免地存在以下问题：高速行驶时主要靠发动机驱动车辆，电机处于小功率的电动或者发电状态时其效率低，类似于高速时的寄生损耗，不利于降低高速行驶时的能耗；并联式混合动力装置一般不具备动力补偿功能；当高压电气系统出现故障，例如蓄电装置或者电机出现故障不工作时，发动机运行时电机仍被拖动，不仅造成能量损失，而且有可能导致高压电气部件的进一步损坏或者不安全。因此，市场还期待提供一种至少解决上述一个技术问题的混合动力装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足能效高、功能完整、适用范围较为广泛的混合动力装置。
5.为了实现上述目的，本发明的混合动力装置如下：
6.该混合动力装置，其主要特点是，所述的装置包括发动机、第一电机、第二电机和变速机构，所述的变速机构包括第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴，所述的第一电机与第一输入轴连接，第二电机与第二输入轴连接，发动机与第三输入轴连接。
7.较佳地，所述的变速机构还包括中间轴、输出轴、后传动齿轮组、第一档位齿轮组、第二档位齿轮组、第三档位齿轮组，所述的中间轴通过后传动齿轮组与输出轴连接，所述的第一档位齿轮组设置在第一输入轴与中间轴之间，所述的第二档位齿轮组设置在第二输入轴与中间轴之间，所述的第三档位齿轮组设置在第三输入轴与中间轴之间。
8.更佳地，所述的装置还包括第一换档元件和第二换档元件，所述的第一换档元件和第二换档元件均为换档同步器或换档齿套，所述的第一换档元件可选择地使第一输入轴与第二输入轴接通，第二换档元件可选择地使第三输入轴与第二输入轴或最高档齿轮组之一接通。
9.更佳地，所述的第三档位齿轮组包括一档齿轮组、倒档齿轮组、第三换档元件，所述的一档齿轮组包括一档主动齿轮和一档从动齿轮，所述的倒档齿轮组包括倒档主动齿轮、倒档惰轮和倒档从动齿轮，所述的一档主动齿轮和倒档主动齿轮固接在第三输入轴上，所述的一档从动齿轮和倒档从动齿轮空套在中间轴上且通过第三换档元件可选择地与中间轴接通，所述的倒挡惰轮与倒挡主动齿轮啮合，且倒挡惰轮与倒挡从动齿轮啮合。
10.更佳地，所述的第一档位齿轮组包括二档齿轮组、四档齿轮组和第四换档元件，所述的二档齿轮组包括二档主动齿轮和二档从动齿轮，所述的四档齿轮组包括四档主动齿轮和四档从动齿轮，所述的二档主动齿轮和四档主动齿轮固接在第一输入轴上，所述的二档从动齿轮和四档从动齿轮空套在中间轴上且通过第四换档元件可选择地与中间轴接通。
11.更佳地，所述的第二档位齿轮组包括三档齿轮组、五档齿轮组、最高档齿轮组和第五换档元件，所述的三档齿轮组包括三档主动齿轮和三档从动齿轮，所述的五档齿轮组包括五档主动齿轮和五档从动齿轮，所述的最高档齿轮组包括最高档主动齿轮和最高档从动齿轮，所述的三档主动齿轮和五档主动齿轮固接在第二输入轴上，所述的三档从动齿轮和五档从动齿轮空套在中间轴上且通过第五换档元件可选择地与中间轴接通，所述的最高档主动齿轮空套在第三输入轴上且通过第二换档元件可选择地与第三输入轴接通，最高档从动齿轮固接在中间轴上。
12.更佳地，所述的装置还包括换挡毂，所述的换挡毂包括设置有第一滑道、第二滑道和第三滑道，分别用于移动相应的换挡拨叉从而带动第四换挡元件、第一换挡元件和第五换挡元件轴向移动。
13.更佳地，所述的换挡毂还包括第一限位块、第二限位块、第三限位块、第四限位块和第五限位块，所述的第一限位块设置在第一滑道上，所述的第二限位块、第三限位块和第四限位块均设置在第二滑道上，所述的第五限位块设置在第三滑道上，所述的第一限位块、第二限位块、第三限位块、第四限位块和第五限位块均可轴向移动，用于实现车辆在急加速或者急减速工况下的跳跃挂挡。
14.较佳地，所述的发动机通过主离合器与第三输入轴连接。
15.较佳地，所述的第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴和输出轴同轴配置，且第一输入轴套设在第二输入轴的外侧，第二输入轴套设在第三输入轴的外侧。更佳地，所述的第一电机、第二电机和发动机同轴配置，且位于发动机与变速机构之间，所述的第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴和输出轴均互为同轴配置。
16.采用了本发明的混合动力装置，第一电机、第二电机、发动机分别与第一输入轴、第二输入轴和第三输入轴连接，第一换档元件可选择地使第一输入轴与第二输入轴接通，第二换档元件可选择地使第三输入轴与第二输入轴或最高档齿轮组之一接通，车辆高速行驶时第二换档元件挂最高档，第二输入轴与第三输入轴分离，第一电机和第二电机不被发动机拖动，发动机单独驱动车辆，从而得到一种能效高的混合动力装置。
附图说明
17.图1为本发明的混合动力装置的结构示意图。
18.图2为本发明具体实施例的混合动力装置的第二换挡元件换挡毂的方案示意图。
19.图3为本发明具体实施例的混合动力装置的第二换挡元件换挡毂的另一方案示意图。
20.图4为二挡到四挡跳挡时换挡毂的各个滑道上的限位块位置示意图。
21.图5为二挡到五挡跳挡时换挡毂的各个滑道上的限位块位置示意图。
22.图6为三挡到五挡跳挡时换挡毂的各个滑道上的限位块位置示意图。
23.附图标记：
[0024]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
发动机
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第一电机
[0026]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电机
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变速机构
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换挡毂
[0029]
41
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第一输入轴
[0030]
42
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第二输入轴
[0031]
43
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第三输入轴
[0032]
44
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中间轴
[0033]
45
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输出轴
[0034]
46
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后传动齿轮组
[0035]
47
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第一档位齿轮组
[0036]
48
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第二档位齿轮组
[0037]
49
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第三档位齿轮组
[0038]
471
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二档齿轮组
[0039]
472
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四档齿轮组
[0040]
473
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第四换档元件
[0041]
4711
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二档主动齿轮
[0042]
4712
ꢀꢀ
二档从动齿轮
[0043]
4721
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四档主动齿轮
[0044]
4722
ꢀꢀ
四档从动齿轮
[0045]
481
ꢀꢀꢀ
三档齿轮组
[0046]
482
ꢀꢀꢀ
五档齿轮组
[0047]
483
ꢀꢀꢀ
最高档齿轮组
[0048]
484
ꢀꢀꢀ
第五换档元件
[0049]
4811
ꢀꢀ
三档主动齿轮
[0050]
4812
ꢀꢀ
三档从动齿轮
[0051]
4821
ꢀꢀ
五档主动齿轮
[0052]
4822
ꢀꢀ
五档从动齿轮
[0053]
4831
ꢀꢀ
最高档主动齿轮
[0054]
4832
ꢀꢀ
最高档从动齿轮
[0055]
491
ꢀꢀꢀ
一档齿轮组
[0056]
4911
ꢀꢀ
一档主动齿轮
[0057]
4912
ꢀꢀ
一档从动齿轮
[0058]
492
ꢀꢀꢀ
倒档齿轮组
[0059]
4921
ꢀꢀ
倒档主动齿轮
[0060]
4922
ꢀꢀ
倒档惰轮
[0061]
4923
ꢀꢀ
倒档从动齿轮
[0062]
493
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第三换档元件
[0063]
51
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第一换档元件
[0064]
52
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第二换档元件
[0065]
71
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第一滑道
[0066]
72
ꢀꢀꢀꢀ
第二滑道
[0067]
73
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第三滑道
[0068]
74
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第一限位块
[0069]
75
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第二限位块
[0070]
76
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第三限位块
[0071]
77
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第四限位块
[0072]
78
ꢀꢀꢀꢀ
第五限位块
具体实施方式
[0073]
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0074]
本发明的该混合动力装置，其中包括发动机1、第一电机2、第二电机3和变速机构4，所述的变速机构4包括第一输入轴41、第二输入轴42、第三输入轴43，所述的第一电机2与第一输入轴41连接，第二电机3与第二输入轴42连接，发动机1与第三输入轴43连接。
[0075]
作为本发明的优选实施方式，所述的变速机构4还包括中间轴44、输出轴45、后传动齿轮组46、第一档位齿轮组47、第二档位齿轮组48、第三档位齿轮组49，所述的中间轴44通过后传动齿轮组46与输出轴45连接，所述的第一档位齿轮组47设置在第一输入轴41与中间轴44之间，所述的第二档位齿轮组48设置在第二输入轴42与中间轴44之间，所述的第三档位齿轮组49设置在第三输入轴43与中间轴44之间。
[0076]
作为本发明的优选实施方式，所述的第一输入轴41、第二输入轴42、第三输入轴43和输出轴45同轴配置，且第一输入轴41套设在第二输入轴42的外侧，第二输入轴42套设在第三输入轴43的外侧。
[0077]
作为本发明的优选实施方式，所述的装置还包括第一换档元件51和第二换档元件52，所述的第一换档元件51和第二换档元件52均为换档同步器或换档齿套，所述的第一换档元件51可选择地使第一输入轴41与第二输入轴42接通，第二换档元件52可选择地使第三输入轴43与第二输入轴42或最高档齿轮组483之一接通。
[0078]
作为本发明的优选实施方式，所述的第三档位齿轮组49包括一档齿轮组491、倒档齿轮组492、第三换档元件493，所述的一档齿轮组491包括一档主动齿轮4911和一档从动齿轮4912，所述的倒档齿轮组492包括倒档主动齿轮4921、倒档惰轮4922和倒档从动齿轮4923，所述的一档主动齿轮4911和倒档主动齿轮4921固接在第三输入轴43上，所述的一档从动齿轮4912和倒档从动齿轮4923空套在中间轴44上且通过第三换档元件493可选择地与中间轴44接通，所述的倒挡惰轮4922与倒挡主动齿轮4921啮合，且倒挡惰轮4922与倒挡从动齿轮4923啮合。
[0079]
作为本发明的优选实施方式，所述的第一档位齿轮组47包括二档齿轮组471、四档齿轮组472和第四换档元件473，所述的二档齿轮组471包括二档主动齿轮4711和二档从动齿轮4712，所述的四档齿轮组472包括四档主动齿轮4721和四档从动齿轮4722，所述的二档
主动齿轮4711和四档主动齿轮4721固接在第一输入轴41上，所述的二档从动齿轮4712和四档从动齿轮4722空套在中间轴44上且通过第四换档元件473可选择地与中间轴44接通。
[0080]
作为本发明的优选实施方式，所述的第二档位齿轮组48包括三档齿轮组481、五档齿轮组482、最高档齿轮组483和第五换档元件484，所述的三档齿轮组481包括三档主动齿轮4811和三档从动齿轮4812，所述的五档齿轮组482包括五档主动齿轮4821和五档从动齿轮4822，所述的最高档齿轮组483包括最高档主动齿轮4831和最高档从动齿轮4832，所述的三档主动齿轮4811和五档主动齿轮4821固接在第二输入轴42上，所述的三档从动齿轮4812和五档从动齿轮4822空套在中间轴44上且通过第五换档元件484可选择地与中间轴44接通，所述的最高档主动齿轮4831空套在第三输入轴43上且通过第二换档元件52可选择地与第三输入轴43接通，最高档从动齿轮4832固接在中间轴44上。
[0081]
作为本发明的优选实施方式，所述的发动机1通过主离合器与第三输入轴43连接。
[0082]
作为本发明的优选实施方式，所述的第一电机2、第二电机3和发动机1同轴配置，且位于发动机1与变速机构4之间，所述的第一输入轴41、第二输入轴42、第三输入轴43和输出轴45均互为同轴配置。
[0083]
作为本发明的优选实施方式，所述的装置还包括换挡毂7，所述的换挡毂7包括设置有第一滑道71、第二滑道72和第三滑道73，分别用于移动相应的换挡拨叉从而带动第四换挡元件473、第一换挡元件51和第五换挡元件484轴向移动。
[0084]
作为本发明的优选实施方式，所述的换挡毂7还包括第一限位块74、第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77和第五限位块78，所述的第一限位块74设置在第一滑道71上，所述的第二限位块75、第三限位块76和第四限位块77均设置在第二滑道72上，所述的第五限位块78设置在第三滑道73上，所述的第一限位块74、第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77和第五限位块78均可轴向移动，用于实现车辆在急加速或者急减速工况下的跳跃挂挡。
[0085]
本发明的具体实施方式中，如图1所示，混合动力装置，包括：发动机1；第一电机2；第二电机3；变速机构4，包括第一输入轴41、第二输入轴42、第三输入轴43、中间轴44、输出轴45和后传动齿轮组46，第一电机2与第一输入轴41连接，第二电机3与第二输入轴42连接，发动机1与第三输入轴43连接，中间轴44通过后传动齿轮组46与输出轴45连接；设置在第一输入轴41与中间轴44之间的第一档位齿轮组47，第一档位齿轮组47包括二档齿轮组471和四档齿轮组472；设置在第二输入轴42与中间轴44之间的第二档位齿轮组48，第二档位齿轮组48包括三档齿轮组481、五档齿轮组482和最高档齿轮组483；设置在第三输入轴43与中间轴44之间的第三档位齿轮组49，第三档位齿轮组49至少包括一档齿轮组491和倒档齿轮组492。
[0086]
第一电机、第二电机、发动机分别与第一输入轴、第二输入轴和第三输入轴连接，第一换档元件可选择地使第一输入轴与第二输入轴接通，第二换档元件可选择地使第三输入轴与第二输入轴或最高档齿轮组之一接通，车辆高速行驶时第二换档元件挂最高档，第二输入轴与第三输入轴分离，第一电机和第二电机不被发动机拖动，发动机单独驱动车辆，从而得到一种能效高的混合动力装置。
[0087]
如图1所示，第一换档元件51采用换档同步器或换档齿套，使得第一输入轴41与第二输入轴42接通时，第一电机2和第二电机3的动力可以叠加输出到相应的档位，换档或串
联工况起步时第一输入轴41与第二输入轴42分离，两个电机处于不同的工作状态以满足不同工况的工作需求。第二换档元件52采用换档同步器或换档齿套，使得第二输入轴42与第三输入轴43接通时，第二电机3与发动机1之间有机械连接，第二电机3可启动发动机1或者助推，或者发动机1驱动第二电机3发电，当第二换档元件52挂最高档时，第二输入轴42与第三输入轴43分离，第二电机3不被发动机1拖动，第一电机2与发动机1之间也无直接的机械连接，两个电机均不被发动机1拖动。
[0088]
如图1所示，第一输入轴41、第二输入轴42、第三输入轴43和输出轴45同轴配置，且第一输入轴41套设在第二输入轴42的外侧，第二输入轴42套设在第三输入轴43的外侧。即三根输入轴为同轴配置，输出轴45也与其同轴配置，如此有利于设置第一换档元件51和第二换档元件52，以适时使三根输入轴接通或者断开。第一电机2、第二电机3与发动机1同轴配置，且位于发动机1与变速机构4之间。第一电机2和第二电机3采用中速电机，其转速范围与发动机1的相近，从而实现同轴配置。第一电机2和第三电机3也可以采用高速电机经过一级齿轮减速后分别与相应的输入轴连接，即采用平行轴配置。
[0089]
如图1所示，第三档位齿轮组49还包括第三换档元件493。第三档位齿轮组49也可以设置更多的齿轮组以满足不同车型变速的需要，并不以此为限制。第三输入轴43与发动机1连接，因此跛足回家时，发动机1直接驱动这两个档位齿轮组，与其他输入轴没有动力联系，不会拖动两个电机。
[0090]
具体地，一档齿轮组491包括一档主动齿轮4911和一档从动齿轮4912，倒档齿轮组492包括倒档主动齿轮4921、倒档惰轮4922和倒档从动齿轮4923，一档主动齿轮4911和倒档主动齿轮4921固接在第三输入轴43上，一档从动齿轮4912和倒档从动齿轮4923空套在中间轴44上且通过第三换档元件493可选择地与中间轴44接通。
[0091]
如图1所示，第一档位齿轮组47还包括第四换档元件473。第一档位齿轮组47也可以设置更多的齿轮组以满足不同车型变速的需要，并不以此为限制。
[0092]
具体地，二档齿轮组471包括二档主动齿轮4711和二档从动齿轮4712，四档齿轮组472包括四档主动齿轮4721和四档从动齿轮4722，二档主动齿轮4711和四档主动齿轮4721固接在第一输入轴41上，二档从动齿轮4712和四档从动齿轮4722空套在中间轴44上且通过第四换档元件473可选择地与中间轴44接通。
[0093]
如图1所示，第二档位齿轮组48还包括第五换档元件484。第二档位齿轮组48也可以设置更多的齿轮组以满足不同车型变速的需要，并不以此为限制。
[0094]
具体地，三档齿轮组481包括三档主动齿轮4811和三档从动齿轮4812，五档齿轮组482包括五档主动齿轮4821和五档从动齿轮4822，最高档齿轮组483包括最高档主动齿轮4831和最高档从动齿轮4832，三档主动齿轮4811和五档主动齿轮4821固接在第二输入轴42上，三档从动齿轮4812和五档从动齿轮4822空套在中间轴44上且通过第五换档元件484可选择地与中间轴44接通，最高档主动齿轮4831空套在第三输入轴43上且通过第二换档元件52可选择地与第三输入轴43接通，最高档从动齿轮4832固接在中间轴44上。
[0095]
第四换档元件473和第五换档元件484和为换档同步器或换档齿套。其他类型的换档元件也是可以的，并不以此为限制。
[0096]
在纯电动行驶模式时，第二换档元件52挂空档，第二输入轴42与第三输入轴43之间无动力联系，因此即使发动机1不工作，也不必将离合器分离，即发动机1通过主离合器6
与第三输入轴43连接，在纯电动模式时也无需特意分离，常闭式主离合器6能够满足纯电行驶模式的需求，无须考虑因主离合器长期分离带来的其弹性零部件失效的问题，不用为纯电动行驶模式而在发动机1的输出端特别配置常开式离合器。
[0097]
如图1所示的混合动力装置，纯电动行驶模式时，第一换档元件51使得第一输入轴41与第二输入轴42接通，第一电机2和第二电机3可以共同利用第一档位齿轮组47中的二档和四档，以及第二档位齿轮组48中的三档和五档，合理匹配两个电机以满足车辆纯电动行驶时的性能需求。
[0098]
借助于两个电机交叉换档可以实现动力换档，即第一换档元件51分离，一个电机保持在旧档位继续驱动车辆，另一个电机挂新档然后驱动车辆，挂旧档位的电机脱档后第一换档元件51接合，两个电机一起挂新档输出动力驱动车辆。借助于操纵主离合器6处于分离状态，第二换档元件52使得第二输入轴42与第三输入轴43接通，还可以利用第三档位齿轮组49的一档和倒档，满足爬陡坡的动力需求。
[0099]
显然，混合动力行驶模式时，如此也可以实现动力换档。在五档换最高档时，第一电机2和第二电机3可以在五档继续驱动车辆，第二换档元件52挂最高档，发动机1驱动车辆后，第一电机2和第二电机3可以减小输出的动力降速直到静止，此时处于既不电动也不发电的待机状态。
[0100]
由纯电动行驶模式切换到混合动力行驶模式时，当两个电机挂二档或四档时，第一换档元件51分离，第一电机2继续驱动车辆，第二电机3减速，主离合器6分离，第二换档元件52使得第二输入轴42和第三输入轴43接合，当第二电机3的转速下降到设定的转速范围时，主离合器6逐渐接合，第二电机3转入电动模式，带着发动机1启动。当两个电机挂三档时，可以先升到四档后如前所述启动发动机1，当两个电机挂五档时，如果车速较低可以换四档，则可以降到四档后如前所述启动发动机1，如果车速略高，则先分离主离合器6，然后第二换档元件52挂最高档，两个电机继续驱动车辆，其中一部分车辆的动能回传到第三输入轴43上，逐渐接合主离合器6将带着发动机1启动。
[0101]
串联工况起步时，第一换档元件51分离，第二换档元件52接合，第一电机2的动力经过二档齿轮组471传递到中间轴44后经后传动齿轮组46传递到输出轴45上驱动车辆，发动机1则驱动第二电机3发电给第一电机供电或给电池包充电。
[0102]
爬陡坡时，发动机1挂一档驱动车辆，第二换档元件52接合第二电机3也提供动力输出到第三输入轴43上，如果再接合第一换档元件51使得第一输入轴41与第二输入轴42接通，则第一电机2也可以提供动力输出到第三输入轴43。
[0103]
跛足回家时，第一换档元件51和第二换档元件52分离，发动机1挂一档或者倒档驱动车辆前进或者倒车，低速行驶到目的地，此时两个电机不再被拖动，不会进一步损坏高压电气部件。拖车时也可如此操作，于此不再赘述。
[0104]
混合动力装置，不仅在最高档时两个电机可以与发动机分离，而且采用了五个换档元件实现了六个前进档和一个倒档，且可采用常规的主离合器并在主离合器不分离的前提下实现长时间的纯电动行驶模式，得到较优的综合性能。
[0105]
混合动力装置共有五个换挡元件，根据其中一种工作原理可为其配置相应的换挡装置。纯电动行驶模式时，主离合器6不分离，第一电机2和第二电机3一起可利用的挡位限制在二挡到五挡；混合动力行驶模式时，发动机1在最高档时单独驱动车辆，即第一电机2和
第二电机3均脱开转入待机状态。
[0106]
图2所示为图1所示混合动力装置的换挡装置的换挡毂的滑道示意图。换挡装置，包括相互配合工作的第一换挡机构(未示出)和第二换挡机构，其中，第一换挡机构采用选换挡机构来实现，用于操纵第二换挡元件52和第三换挡元件493，以在一档、倒挡、第二输入轴42与第三输入轴43接通、最高档中选择挂其中之一的档位；第二换挡机构采用换挡毂7来实现，用于操纵第一换挡元件51、第四换挡元件473和第五换挡元件484，以实现第一输入轴41与第二输入轴42的接通、二档、三挡、四挡和五挡。
[0107]
第二换挡机构的换挡毂7上设置有第一滑道71、第二滑道72和第三滑道73，分别用于移动相应的换挡拨叉(未示出)从而带动第四换挡元件473、第一换挡元件51和第五换挡元件484轴向移动。
[0108]
第一滑道71、第二滑道72和第三滑道73被设置成：具有对应于转角0度的初始零位，第一换挡元件51、第四换挡元件473和第五换挡元件484均挂空挡；随着换挡毂7的转角增大，第四换挡元件473挂二挡，在第四换挡元件473挂二档后第一换挡元件51挂挡使得第一输入轴41与第二输入轴42接通，第五换挡元件484保持在空挡；随着换挡毂7的转角继续增大，第一换挡元件51挂空挡使得第一输入轴41与第二输入轴42分离，第四换挡元件473保持在二档，第五换挡元件484挂三挡；随着换挡毂7的转角继续增大，在第五换挡元件484挂上三挡后，第四换挡元件473挂空档，第一换挡元件51挂挡使得第一输入轴41与第二输入轴42接通；换挡毂7的转角继续增大，第一换挡元件51挂空挡使得第一输入轴41与第二输入轴42分离，第五换挡元件484保持挂三挡，第四换挡元件473挂四档；随着换挡毂7的转角继续增大，在第四换挡元件473挂上四挡后，第五换挡元件484挂空档，第一换挡元件51挂挡使得第一输入轴41与第二输入轴42接通；换挡毂7的转角进一步增大，第一换挡元件51挂空挡使得第一输入轴41与第二输入轴42分离，第四换挡元件473保持挂四挡，第五换挡元件484挂五档；换挡毂7的转角继续增大，在第五换挡元件484挂上五档后，第四换挡元件473挂空档，第一换挡元件51挂挡使得第一输入轴41与第二输入轴42接通；换挡毂7的转角进一步增大，第一换挡元件51挂空挡使得第一输入轴41与第二输入轴42分离，第五换挡元件484保持挂五档，第四换挡元件473保持挂空挡；换挡毂7的转角进一步增大，第五换挡元件484挂空档，第一换挡元件51和第四换挡元件473保持挂空挡。
[0109]
跛足回家时，换挡毂7工作在初始零位，第一输入轴41与第二输入轴42分离，只要选换挡机构不使得第二输入轴42与第三输入轴43接通，则不工作的第一电机2、第二电机3与发动机1之间没有机械联系，也不会被拖动，选换挡机构挂一挡或倒挡，发动机1单独驱动车辆低速前进或倒车。跛足回家时，选换挡机构主要实现挂一挡和倒挡，不会使得第二输入轴42与第三输入轴43接通。拖车时，换挡毂7也工作在工作零位，选换挡机构挂空挡，则车轮无须离地即可拖动车辆。
[0110]
纯电动行驶模式时，第一电机2和第二电机3可以交叉换挡，可以实现动力换挡，此时选换挡机构只要挂空挡即可。
[0111]
行驶过程中由纯电动行驶模式转为混合动力行驶模式时，选换挡机构要挂挡使得第二输入轴42与第三输入轴43接通，以用第二电机3启动发动机1，或者选换挡机构挂最高档，利用车辆的动能拖动发动机1启动。
[0112]
具体地，当变速机构4挂在二挡或四挡时，第一电机2可以继续输出动力驱动车辆，
换挡毂7转动使得第一换挡元件51挂空挡，第二电机3减速，主离合器6分离，选换挡机构挂挡使得第二输入轴42与第三输入轴43接通，主离合器6逐渐接合，第二电机3启动发动机1。当变速机构4挂在三挡或五挡时，换挡毂7转动使得变速机构4降档，从而可以按照前述的方法启动发动机1。当变速机构4挂在五挡且车速较高，两个电机一起输出动力驱动车辆时，选换挡机构也可以挂最高档，主离合器6逐渐接合，从而利用车辆的动能拖动发动机1启动。
[0113]
串联工况起步时，选换挡机构使得第二换挡元件52挂挡以接通第二输入轴42与第三输入轴43，发动机1驱动第二电机3发电，给第一电机2供电或给蓄电装置充电，此时换挡毂7工作在二档，且第一输入轴41与第二输入轴42不接通，第一电机2挂二挡输出动力驱动车辆。
[0114]
混合动力行驶模式下，当五挡换最高档时，换挡毂7保持在五挡位置，两个电机输出动力驱动车辆，避免动力中断。选换挡机构使得第二换挡元件52挂最高档，发动机1挂挡后开始驱动车辆，此时换挡毂7转动使得第一换挡元件51挂空档，然后第五换挡元件484挂空档，第一电机2和第二电机3均转入待机状态。
[0115]
图3所示为图1所示混合动力装置的换挡装置的换挡毂的滑道另一方案示意图，在图2所示的换挡毂滑道的基础上，设置在第一滑道71上的可轴向移动的第一限位块74，设置在第二滑道72上的第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77，设置在第三滑道73上的第五限位块78，用于实现车辆在急加速或者急减速工况下的跳跃挂挡。
[0116]
如图3所示的换挡毂滑道，第一滑道71、第二滑道72和第三滑道73被设置成：具有对应于转角0度的初始零位，第一换挡元件51、第四换挡元件473和第五换挡元件484均挂空挡；随着换挡毂7的转角增大，第四换挡元件473挂二挡；当第四换挡元件473挂二挡时，若此时有急速升档的需求，则可选择的将第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77、第五限位块78轴向移动到左侧，移动后的位置如图4所示，此时随着换挡毂7的转动，第一换挡元件51和第五换挡元件484均挂空挡，第四换挡元件473挂四挡；当第四换挡元件473挂二挡时，若此时有急速升档的需求，也可选择的将第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77、第五限位块78轴向移动到左侧，第一限位块74轴向移动到右侧，移动后的位置如图5所示，此时随着换挡毂7的转动，第一换挡元件51和第四换挡元件473均挂空挡，第五换挡元件484均挂5挡；当第四换挡元件473挂二挡时，若此时无急速升档的需求，在第四换挡元件473挂二档后第一换挡元件51挂挡使得第一输入轴41与第二输入轴42接通，第五换挡元件484保持在空挡；随着换挡毂7的转角继续增大，第一换挡元件51挂空挡使得第一输入轴41与第二输入轴42分离，第四换挡元件473保持在二档，第五换挡元件484挂三挡；随着换挡毂7的转角继续增大，在第五换挡元件484挂上三挡后，第四换挡元件473挂空档，此时车辆若是有急速升档的需求，则可选择的将第一限位块74轴向移动到右侧，第四限位块77轴向移动到左侧，移动后的位置示意如图6所示，此时随着换挡毂7的转角继续增大，第一换挡元件51和第四换挡元件473均挂空挡，第五换挡元件484均挂五挡。当车辆在四挡或是五档运行时有急速降档的需求，也可通过图4、图5、或者图6所示的限位块相应的轴向移动来实现快速降档到二挡或者三挡继续行驶。第一限位块74、第二限位块75、第三限位块76、第四限位块77、第五限位块78的轴向移动可以通过5个电磁阀进行相应的动作控制，这样可以保证每个限位块具有独立的轴线移动功能而不受其他限位块动作的干扰，以满足不同跳档需求下各个限位块相应的轴向动作。
[0117]
另外，第一换挡机构也可以采用具有对应于第二换挡元件52和第三换挡元件493的两条滑道的换挡毂来实现，只要滑道的设置使得一次只接合一个挡位。
[0118]
第一换挡机构和第二换挡机构的换挡毂各自有一套独立的驱动装置(未示出)，使得各自能够独立的完成换挡的动作，这样使得当车辆在二挡或者三挡行驶时，此时车辆若是有急速升档的需求，第二换挡元件的换挡毂7转动使得第一换挡元件51、第四换挡元件473、第五换挡元件484挂空挡，第一换挡机构换挡毂(未示出)转动使得第三换挡元件493挂空挡而第二换挡元件52挂最高档，以实现二挡到最高档或者三挡到最高档的跳档需求。
[0119]
另外，第一换挡机构也可以采用具有对应于第二换挡元件52和第三换挡元件493的两条滑道的换挡毂来实现，只要滑道的设置使得一次只接合一个挡位。
[0120]
采用了本发明的混合动力装置，第一电机、第二电机、发动机分别与第一输入轴、第二输入轴和第三输入轴连接，第一换档元件可选择地使第一输入轴与第二输入轴接通，第二换档元件可选择地使第三输入轴与第二输入轴或最高档齿轮组之一接通，车辆高速行驶时第二换档元件挂最高档，第二输入轴与第三输入轴分离，第一电机和第二电机不被发动机拖动，发动机单独驱动车辆，从而得到一种能效高的混合动力装置。
[0121]
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。