一种平台化的混合动力传动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及车辆动力传动技术领域，尤其是用于前驱车辆的一种平台化的混 合动力传动装置。
【背景技术】
[0002] 环境污染和能源消耗问题，使得各大汽车公司都在积极研发节能环保汽车，主要 集中在内燃机系统的改进、新能源动力系统开发。在技术上比较成熟的混合动力系统成为 现阶段解决汽车能耗和环境污染的可行技术方案，并且随着电池技术的发展汽车动力系统 比以往更看重纯电动行驶的能力。目前混合动力驱动系统一般有3种:一是串联式混合动力 系统，一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池或直接传输 给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车；电池对在发电机产生的能量和电动机 需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作;这种动力系统在城市公交上的应用比 较多。二是并联式混合动力系统，一般具有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系 统;两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。三是混联式混合动力系 统，其特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮 系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系;与并 联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输 出和电机的运转。此联结方式系统复杂，成本高。
[0003] 目前混合动力传动系统一般都是基于上述3中结构的技术方案，往往都是针对单 一的平台应用，很难同时应用于多种动力系统。因此，在动力传动方案设计时，开发平台化 的技术方案不仅能满足不同动力系统的搭载需求，还能缩短后续系列产品的开发周期。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种集成多种工作 模式的混合动力传动装置，不仅可以满足纯电动模式下的车速要求，而且还可以实现混合 动力模式下的高效传动和大扭矩输出，可以同时满足深度混合动力系统和插电混合动力系 统的使用要求。
[0005] 为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：
[0006] -种平台化的混合动力传动装置，包括发动机、第一电机、第二电机以及两级减速 齿轮系，所述传动装置采用由两个行星排组成的四轴行星齿轮机构，其中第一行星排为单 行星齿轮排，包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架及第一外齿圈；第二行星排为双行 星齿轮排，包括第二太阳轮、两个第二行星轮、第二行星架及第二外齿圈；所述第一行星架 与所述第二外齿圈连接构成第一连轴，所述第一外齿圈与所述第二行星架连接构成第二连 轴且与第二电机转子连接，在所述第二连轴上设置第三制动器;所述发动机通过飞轮减振 器与变速器输入轴连接，在变速器输入轴与中心轴之间设有第一离合器，同时在中心轴上 设置第一制动器;在变速器输入轴与中间套轴之间设置第二离合器，实现发动机与第一电 机同轴传动;第一电机转子通过中间套轴与所述第一太阳轮连接，在中间套轴上设有第二 制动器;所述第二太阳轮与中心轴连接，装配后所述中心轴穿过所述中间套轴和所述第二 连轴，其中所述中间套轴和所述第二连轴为空心轴设计；与所述第一连轴连接有二级齿轮 减速组，变速器动力经差速器输出至所述整车半轴驱动车轮转动。
[0007] 本发明中所述发动机、第一电机、行星齿轮机构、第二电机依次同轴排列，动力输 出部位设置在第一电机与行星齿轮机构之间。
[0008] 本发明中所述二级齿轮减速组包括在所述第一连轴上安装小减速齿轮与齿轮联 轴上的大减速齿轮啮合，形成第一级减速;所述齿轮联轴上的小减速齿轮与差速器主减速 齿轮啮合，形成第二级减速。
[0009] 本发明采用的双电机中第一电机为小电机，而第二电机为大电机，所述第一电机 的功率和扭矩都小于第二电机的功率和扭矩;所采用的动力耦合装置为两个行星排组合成 四轴机构（中间套轴、第一连轴、第二连轴、中心轴）。通过对第一电机和第二电机的精确控 制使发动机始终处于高效率和低排放的工作状态，控制制动器和离合器还可以实现固定传 动比驱动模式，输出大扭矩满足动力性需求，即该系统方案能够同时兼顾整车燃油经济性 和动力性的使用要求。
[0010] 本发明中的第一制动器、第二制动器、第三制动器和第一离合器、第二离合器为多 片湿式换挡元件，在纯电动行驶时第一离合器、第二离合器为打开状态，分别控制第二制动 器和第三制动器闭合，能够实现两个固定挡位的纯电动行驶，在第二制动器和第三制动器 都打开时，两个电机同时输出正扭矩驱动车辆，通过电机转速的控制实现车辆的无级变速。 在第一电机、第二电机转速相等时，行星齿轮各元件转速也相等，因此整车可以获得高车速 而不会导致电机自身转速过高。
[0011] 在混合动力驱动模式时，第一离合器闭合发动机与行星齿轮机构的中心轴连接， 此时发动机输出的大部分功率通过行星齿轮元件之间的机械传动传递至减速齿轮，另一小 部分功率将通过第一电机发电转化为电功率，供给第二电机使用再转化成机械功率输出至 减速齿轮，这种混合动力工作模式称之为动力分流模式。电功率路径传递时需要经过两次 能量转化，导致该路径传动效率较低，但是这种动力分流工作模式能够使发动机转速与车 速解耦，即发动机工作区间不受车速影响，发动机能够长时间工作在最佳油耗区间，而且还 能通过电机的转速控制实现整车无级变速功能，即E-CVT功能，使得动力系统整体上受益， 这也是动力分流混合动力系统明显的方案优势。
[0012] 在混合动力模式车辆需要大扭矩输出时，控制第二离合器和第三制动器闭合，动 力系统以固定传动比驱动，根据行星齿轮机构的传动比设计整车可以获得足够的扭矩输 出，满足动力性需求。
[0013] 在混合动力模式车速较高时，第一电机将会工作在零转速附近以保持发动机的经 济工作区间，导致第一电机效率很低;在本发明中通过第二制动器将第一电机锁止，由第二 制动器的摩擦扭矩维持行星齿轮机构的扭矩平衡，从而避免第一电机工作在低效率区间， 能够提高动力系统效率。
[0014] 该实用新型的有益效果：
[0015] 在纯电动行驶时实现三个挡位的纯电动模式，不仅可以满足纯电动驱动的车速要 求，也有利于优化双电机的工作状态提高动力系统效率。
[0016] 在混合动力模式时主要采用HEV-3动力分流工作模式，实现良好的燃油经济性。系 统同时还具有固定传动比的混合动力驱动模式，能够提供大扭矩输出满足动力系统要求， 因此该系统方案可以满足不同整车的使用要求。
[0017] 该动力系统方案是一个平台化的技术方案，可以用于深度混合动力系统和插电混 合动力系统。除此之外还可以根据整车的配置要求进行工作模式选配，降低动力系统成本， 提高市场竞争力。
【附图说明】
[0018] 图1是动力系统结构方案示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本实用新型的一种平台化的混合动力传动装置作进一步详尽描 述：
[0020] 如图1所示，一种混合动力传动装置，包括发动机ICE、第一电机EM1、第二电机EM2 以及两级减速齿轮系;所述传动装置采用由两个行星排组成的四轴行星齿轮机构:第一行 星排(PG1)为单行星齿轮排，包括第一太阳轮8、第一行星轮P3、第一行星架及第一外齿圈9; 第二行星排(PG2)为双行星齿轮排，包括第二太阳轮10、两个第二行星轮P1和P2、第二行星 架及第二外齿圈11。第一行星架与第二外齿圈11连接构成第一连轴6,第一外齿圈9与第二 行星架连接构成第二连轴4并与第二电机EM2的转子19连接，在第二轴4上设置第三制动器 B3。发动机ICE通过飞轮减振器(FW)与变速器输入轴1连接，在变速器输入轴1与中心轴5之 间设有第一离合器C0,同时在中