专利名称：汽车混合动力系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车的动力驱动机构，具体地说是用于混合动力汽车动力驱 动的一种汽车混合动力系统。
背景技术：
随着世界范围的能源紧张以及排放法规对车辆碳排放的限制，安全、节能、环保成 为现代汽车发展的主题。同时传统内燃机已不能满足排放要求，而纯电动汽车、燃料电池汽 车等新能源汽车受到关键技术的瓶颈制约，短时间内难以突破。具体表现在①传统动力总成技术主要着手降低发动机的排放，提高发动机的效率，但是单靠 改进发动机技术已不能满足日益苛刻的排放法规，需要寻找新的突破；②纯电动汽车虽然可以实现零排放，能够符合任何排放法规的要求，但是电动汽 车的研发涉及的关键技术甚多，如电池及电池控制、高性能电机、整车综合控制等等，目前 这些技术尚不成熟，且受到电池费用高，冲、放电循环次数少，以及整车行驶里程短等因素 的限制，纯电动轿车在短时期内的发展将受到很大的限制。因此，混合动力汽车越来越成为合乎时宜的选择。而在离合系统方面，双离合变速器DCT因其优秀的燃油经济性而在欧洲成为“新 宠”。DCT比手动变速器换挡更快速、顺畅，动力输出不间断，消除了手动变速器在换挡时的 扭矩中断感，使驾驶更灵敏。DCT内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同 时控制两台离合器的运作。当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，下一组挡段 的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时，一台离合器打开，将使用中的齿轮 的动力源切断，同时另一台离合器迅速啮合，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输 出动力，从而不会出现动力中断的状况。为配合以上运作，DCT的传动轴运动时被分为两部 分，一为实心的传动轴，另一为空心的传动轴。实心的传动轴连接了 1、3、5及倒挡，而空心 的传动轴则连接2、4及6挡，两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作，引擎动力便会由 其中一根传动轴做出无间断的传送。但是，DCT存在着结构复杂、轴向尺寸较大的不足。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，是提供一种汽车混合动力系统，它是以DCT变速 器为基础，将双离合器分为两个独立的离合器，分别由发动机、电动/发电机来驱动，以来 实现行驶过程中换挡动力不中断。该结构将DCT变速器的结构进行简化，将传统意义上的 一档、倒档去掉，缩短轴向尺寸，用电动/发电机驱动来实现整车的起步和倒档。在车辆行 驶过程中，通过两个电动/发电机和发动机的交替作用实现串联、并联、混联以及制动能量 回收等，从而达到了减少排放的目的。本实用新型要为解决上述的技术问题，所采用的技术方案是一种汽车混合动力系统，包括输入轴、第一中间轴、第二中间轴，还包括与输入轴 套装的嵌套轴，该汽车混合动力系统有多个档位，其中；[0010]各档的主动齿轮间隔地设于嵌套轴上；各档从动齿轮及其相应同步环设于第一中 间轴或第二中间轴上；上述各从动齿轮分别与相应的主动齿轮相啮合；输入轴的一端相间隔地依次设有第一离合器、飞轮、曲轴，固定设置的第二电动机 与发电机总成的输出轴经齿轮传动后于飞轮与曲轴间与轴入轴同轴联接；嵌套轴上的近第一离合器处设有第二离合器，第二离合器于周缘处由固定设置的 第一电动机与发电机总成带动；第一啮合齿轮与第二啮合齿轮分别设于第二中间轴、第一中间轴的相应处，第二 啮合齿轮与差速器相联接。本实用新型的上述结构，基于DCT变速器的基础，将双离合器分为两个独立的离 合器，分别由发动机、电动和发电机总成来驱动，以实现行驶过程中换挡动力不中断。该结 构将DCT变速器的结构进行简化，将发动机的发电机和启动电机集成为第二电动和发电机 总成，布置在飞轮和曲轴中间，在发动机点火时为启动电机，其余时间为发电机，用电动和 发电机总成驱动来实现整车的起步和倒档。在车辆行驶过程中，通过两个电动/发电机和 发动机的交替作用可以实现串联、并联、混联以及制动能量回收等，来实现减少排放的目 的；双输入轴采用嵌套式，分别与两个离合器连接，实现发动机和电机间的动力切换。作为本实用新型的优化，所述第二离合器与第一电动机与发电机总成的转子于径 向相应的位置处设置，二者的周缘处相触。第一电动和发电机总成的转子与第二离合器并接，可减小整个系统的轴向尺寸， 减小体积、减轻重量。作为本实用新型的另一种优化，所述的汽车混合动力系统有二 五四个档位，其 中嵌套轴上间隔设有二四档共用主动齿轮、三五档共用主动齿轮；第一中间轴上相 应地间隔设有二、三档从动齿轮，还设有二、三档同步环；第二中间轴上相应地间隔设有四、 五档从动齿轮，还设有四、五档同步环；上述各从动齿轮分别与相应的共用主动齿轮相啮
I=I O本实用新型将传统意义上的低速档一档和倒档去掉，通过电机驱动其他档位齿轮 实现起步和倒档。本实用新型的上述系统，可以实现串联、并联、混联，以及无动力中断换挡、制动能 量回收等各种功能。与现有技术相比，所取得的技术进步在于简化了发动机与原有DCT的结构，减小了系统的轴向尺寸；减少档位设置，从而简 化系统结构；换挡动力不中断，可以实现串联、并联、混联及制动能量回收，进一步实现减排 目的。本实用新型适用作混合动力汽车的动力系统。本实用新型下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；图2是图1所示实施例车起步与倒档模式下功率流传递路线示意图；图3是图1所示实施例以二档为例的串联模式下功率流传递路线示意图；图4是图1所示实施例二、三档并联模式下功率流传递路线示意图；[0027]图5是图1所示实施例二、三档混联模式下功率流传递路线示意图；图6是图1所示实施例以二档为例的制动能量回收模式下功率流传递路线示意 图。图中1-第一离合器，2-第二离合器，3-第一电动和发电机总成的转子，4-第一 电动和发电机总成的定子，5-第一啮合齿轮，6-四档同步环，7-四档从动齿轮，8-五档从动 齿轮，9-五档同步环，10-第二中间轴，11-嵌套轴，12-输入轴，13-三、五档共用主动齿轮， 14-二、四档共用主动齿轮，15-第一中间轴，16-三档同步环，17-三档从动齿轮，18-二档从 动齿轮，19- 二档同步环，20-第二啮合齿轮，21-差速器，22-第二电动和发电机总成，23-曲 轴，24-飞轮；② ⑤表示档位；图中粗线条与箭头表示功率流动路线及方向。
具体实施方式
实施例图1所示为一种汽车混合动力系统。该系统包括输入轴12、第一中间轴15、第二中间轴10、与输入轴12套装的嵌套轴 11，还包括固定设置的第一电动和发电机总成、第二电动机与发电机总成22。该汽车混合动力系统有二 五(附图中分别用② ⑤表示)四个档位，其中嵌套轴11上间隔设有二四档共用主动齿轮14、三五档共用主动齿轮13 ；第一中间 轴15上相应地间隔设有二、三档从动齿轮18与17，还设有二、三档同步环19与16 ；第二中 间轴10上相应地间隔设有四、五档从动齿轮7与8，还设有四、五档同步环6与9 ；从动齿轮 18,7与共用主动齿轮14相啮合，从动齿轮17、8与共用主动齿轮13相啮合。输入轴12的一端，相间隔地依次设有第一离合器1、飞轮24、曲轴23，第二电动机 和发电机总成22的输出轴经齿轮传动后于飞轮M与曲轴23间与输入轴12同轴联接。嵌套轴11上的近第一离合器1处设有第二离合器2，第二离合器2由第一电动机 与发电机总成带动，它与第一电动机与发电机总成4的转子3于径向相应的位置处设置，二 者的周缘处相触。第一啮合齿轮5与第二啮合齿轮20分别设于第二中间轴10、第一中间轴15的相 应处，第二啮合齿轮20与差速器21相联接。本实施例可以实现串联、并联、混联，以及无动力中断换挡、制动能量回收等各种 功能。各模式下的功率流传递路线过程如下①车起步和倒档参考图2中箭头所示第一电动与发电机总成的转子3带动第二离合器2转动，当 二档同步环19与二档从动齿轮18结合后，第二离合器2结合，动力流从第一电动与发电机 总成传给第二离合器2，第二离合器2把动力传给嵌套轴11，再经过二档从动齿轮18，最后 传给差速器21，通过第一电动与发电机总成的正反转实现起步和倒档。②无动力中断换挡(以二档升三档为例)车起步后如要升档时，第二电动和发电机总成22带动发动机曲轴23，当曲轴23升 到一定转速后发动机点火，此时三档同步环16与三档从动齿轮17结合，第二离合器2缓慢 打开，第一离合器1缓慢结合，实现无动力中断换挡，此时动力源由第一电动和发电机总成 转换为发动机，动力从飞轮M传给第一离合器1，再由第一离合器1把动力传给输入轴12，然后经过三档从动齿轮17传递到差速器21。其他升档、降挡过程依此类推，在此不在赘述。③串联模式(以二档为例)参考图3中箭头所示第一离合器1打开，第二离合器2结合，发动机驱动第二电 动和发电机总成22，第二电动和发电机总成22发电传递给第一电动和发电机总成，第一电 动和发电机总成带动第二离合器2转动，动力流在通过嵌套轴11、二档从动齿轮18，最后传 递到差速器21。④并联模式(以二、三档为例)参考图4中箭头所示第一离合器1结合，第二离合器2结合，发动机驱动第一离 合器1，动力流通过输入轴12、三档从动齿轮17，到达第一中间轴15，同时第一电动和发电 机总成驱动第二离合器2，动力流通过嵌套轴11、二档从动齿轮18，在第一中间轴15与发动 机动力耦合，耦合动力最后传递到差速器21。⑤混联模式(以二、三档为例)参考图5中箭头所示第一离合器1结合，第二离合器2结合，发动机驱动第二电 动和发电机总成22和第一离合器1，动力流通过输入轴12、三档从动齿轮17，到达第一中间 轴15，第二电动和发电机总成22产生的电流驱动第一电动和发电机总成，第一电动和发电 机总成驱动第二离合器2，动力流通过嵌套轴11、二档从动齿轮18，在第一中间轴15与发动 机动力耦合，耦合动力最后传递到差速器21。⑥制动能量回收(以二档为例)参考图6中箭头所示第一离合器1打开，第二离合器2结合，动力从差速器21经 过第二啮合齿轮20、二档从动齿轮18、嵌套轴11、第二离合器，最后传到第二电动和发电机 总成22，进行发电。
权利要求1.一种汽车混合动力系统，包括输入轴、第一中间轴、第二中间轴，其特征在于它还 包括与输入轴套装的嵌套轴，该汽车混合动力系统有多个档位，其中；各档的主动齿轮间隔地设于嵌套轴上；各档从动齿轮及其相应同步环设于第一中间轴 或第二中间轴上；上述各从动齿轮分别与相应的主动齿轮相啮合；输入轴的一端相间隔地依次设有第一离合器、飞轮、曲轴，固定设置的第二电动机与发 电机总成的输出轴经齿轮传动后于飞轮与曲轴间与轴入轴同轴联接；嵌套轴上的近第一离合器处设有第二离合器，第二离合器于周缘处由固定设置的第一 电动机与发电机总成带动；第一啮合齿轮与第二啮合齿轮分别设于第二中间轴、第一中间轴的相应处，第二啮合 齿轮与差速器相联接。
2.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统，其特征在于所述第二离合器与第一电 动机与发电机总成的转子于径向相应的位置处设置，二者的周缘处相触。
3.根据权利要求1或2所述的汽车混合动力系统，其特征在于所述的汽车混合动力 系统有二 五四个档位，其中嵌套轴上间隔设有二四档共用主动齿轮、三五档共用主动齿轮；第一中间轴上相应地 间隔设有二、三档从动齿轮，还设有二、三档同步环；第二中间轴上相应地间隔设有四、五档 从动齿轮，还设有四、五档同步环；上述各从动齿轮分别与相应的共用主动齿轮相啮合。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车混合动力系统，有多档位，包括输入轴、两中间轴、嵌套轴，各档主动齿轮设于嵌套轴上，输入轴上设有第一离合器、飞轮、曲轴，第二电动机与发电机总成的输出轴经齿轮传动后于飞轮与曲轴间与轴入轴同轴联接；嵌套轴上设有第二离合器，于周缘处由第一电动机与发电机总成带动；两啮合齿轮设于与两中间轴相应处，第二啮合齿轮与差速器相联接。该结构简化了DCT结构，去掉了一档、倒档，缩短了轴向尺寸，用电动/发电机驱动来实现起步和倒档，可实现串联、并联、混联以及制动能量回收等，从而达到了减少排放的目的，适用作混合动力汽车的动力系统。
文档编号F16H3/12GK201849307SQ20102054967
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者史铭, 唐广清, 唐海锋, 徐海山, 梁志海, 白永生 申请人:长城汽车股份有限公司