用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆。该动力传动系统包括：单排单级行星齿轮机构，单排单级行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一内齿圈；单排双级行星齿轮机构，单排双级行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二内行星轮、第二外行星轮、第二行星架和第二内齿圈，第二内齿圈与第一内齿圈固定，第二太阳轮与第一太阳轮固定；发动机，发动机可接合第二行星架；第一电机，第一电机与第一太阳轮相连；第二电机，第二电机可接合第一行星架；制动装置，制动装置可制动第一和第二内齿圈。本发明的动力传动系统设置有两个电机，丰富了动力传动系统的运行模式，使得动力传动系统可适应不同驾驶要求，改善燃油经济性。
【专利说明】用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆。
【背景技术】
[0002]在传统动力系统上加装一个小功率电机可以构成混合动力传动系统,该电机可用于启动发动机和充当发电机或者作为辅助驱动源。但是，由于只是在传统动力系统上的改型，受到已有动力系统结构和整车机舱空间的限制，电机功率所占驱动功率的比例较低，只能小幅度的改善车辆的燃油经济性，而且传动模式少，实用性较差。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
[0004]为此，本发明的一个目的在于提出一种用于车辆的动力传动系统，该动力传动系统设置有两个电机，丰富了动力传动系统的运行模式，使得动力传动系统可适应不同驾驶要求,改善燃油经济性。
[0005]本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述的用于车辆的动力传动系统。
[0006]根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统，包括:单排单级行星齿轮机构，所述单排单级行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一内齿圈；单排双级行星齿轮机构，所述单排双级行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二内行星轮、第二外行星轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二内齿圈与所述第一内齿圈固定，所述第二太阳轮与所述第一太阳轮固定；发动机，所述发动机的输出端设置成可选择性地接合所述第二行星架；第一电机，所述第一电机的输出端与所述第一太阳轮相连；第二电机，所述第二电机的输出端设置成可选择性地接合所述第一行星架；制动装置，所述制动装置设置成可选择性地制动所述第一内齿圈和所述第二内齿圈；以及输出部，所述输出部设置成适于将所述发动机、所述第一电机和所述第二电机中的至少一个输出的动力输出给所述车辆的车轮。
[0007]由此，根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统，通过设置第一电机和第二电机，从而弥补了发动机在低转速下燃油经济性不足的缺点，同时又具备普通燃油汽车动力性及续航里程要求。而且，特别是在并联工作模式下，可以通过改变第一电机的转速，使得输出转速连续变化，进而大大提高了驾驶舒适性。
[0008]此外，根据本发明实施例的动力传动系统具有多种运行模式，可以更好地满足驾驶要求,大大改善车辆的燃油经济性。
[0009]另外，根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统，还可以具有如下附加技术特征:
[0010]根据本发明的一个实施例，动力传动系统还包括:第一离合器，所述第一离合器设在所述发动机与所述第二行星架之间；以及第二离合器，所述第二离合器设在所述第二电机与所述第一行星架之间。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述第一电机、所述第二电机、所述单排单级行星齿轮机构、所述单排双级行星齿轮机构以及所述发动机同轴布置。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述第一电机、所述第二电机、所述单排单级行星齿轮机构、所述单排双级行星齿轮机构以及所述发动机在轴向上顺次布置。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述第一内齿圈与所述第二内齿圈成一体结构。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述制动装置为制动器。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述输出部包括输出齿轮，所述输出齿轮与所述第二电机的转子固定。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述输出齿轮固定在所述第二电机的转子的朝向所述
第二离合器的一侧上。
[0017]根据本发明的一个实施例，动力传动系统还包括:电池组件，所述电池组件分别与所述第一电机和所述第二电机相连。
[0018]根据本发明另一实施例的车辆，包括上述实施例中的用于车辆的动力传动系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统的不意图；
[0020]图2-图5是图1中所示动力传动系统处于不同模式时的动力传动路线图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0022]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0024]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
[0025]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表
示第一特征水平高度小于第二特征。
[0026]下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统100。
[0027]根据本发明实施例的动力传动系统100包括单排单级行星齿轮机构、单排双级行星齿轮机构、发动机15、第一电机1、第二电机2、制动装置和输出部3。
[0028]单排单级行星齿轮机构包括第一太阳轮8、第一行星轮7、第一行星架5和第一内齿圈61。应当理解，单排单级行星齿轮机构已为现有技术，且已为本领域的普通技术人员所熟知。
[0029]具体而言，参照图1所不，第一太阳轮8与第一内齿圈61同轴布置,第一太阳轮8可以位于第一内齿圈61的内侧,第一行星轮7分别与第一太阳轮8和第一内齿圈61哨合，第一行星轮7设在第一行星架5上。
[0030]单排双级行星齿轮机构包括第二太阳轮13、第二内行星轮12、第二外行星轮10、第二行星架11和第二内齿圈62。应当理解，单排双级行星齿轮机构已为现有技术，且已为本领域的普通技术人员所熟知。
[0031]具体而言，参照图1所示，第二太阳轮13与第二内齿圈62同轴布置，第二太阳轮13可以位于第二内齿圈62的内侧，第二内行星轮12与第二太阳轮13啮合，第二外行星轮10分别与第二内行星轮12和第二内齿圈62啮合，第二内行星轮12和第二外行星轮10均设置在第二行星架11上。
[0032]其中,第二内齿圈62与第一内齿圈61固定,从而第二内齿圈62与第一内齿圈61可同步转动。第二太阳轮13与第一太阳轮8固定，从而第二太阳轮13与第一太阳轮8可同步转动。
[0033]参照图1所示，发动机15的输出端(例如，曲轴)设置成可选择性地接合第二行星架11，以传输动力。换言之，发动机15与第二行星架11之间可接合或断开。
[0034]发动机15的特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生能量，然后再转变成机械能。对于车辆而言，其发动机15 —般可采用四冲程的汽油机或柴油机，发动机15—般可以包括机体组、曲柄连杆机构、供给系统、点火系统、冷却系统和润滑系统等。
[0035]机体组是发动机15各机构、系统的装配机体，曲柄连杆机构可将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动并可输出动力。配气机构用于定时进气、排气，保证发动机15各循环的顺利进行。供给系统可将油气混合物供给气缸内用于燃烧。冷却系统用于冷却发动机15，保证发动机15的工作温度处在适宜的温度区间内。润滑系统用于润滑发动机15内的各运动副，减少磨损和能量损耗。
[0036]应当理解的是，上述关于发动机15及其各个子系统、子机构的具体构造、工作原理等均已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。
[0037]参照图1所示，第一电机I的输出端(例如，第一电机I的输出轴或转子)与第一太阳轮8相连，以传输动力。换言之,第一电机I的输出端与第一太阳轮8进行配合传动,例如第一电机I可以将动力输出给第一太阳轮8,驱动第一太阳轮8旋转,又如第一太阳轮8可以反过来驱动第一电机1，从而第一电机I可进行发电。
[0038]参照图1所示，第二电机2的输出端(例如，第二电机2的输出轴或转子)设置成可选择性地接合第一行星架5,以传输动力。换言之,第二电机2的输出端与第一行星架5之间可接合或断开。其中，第一电机I和第二电机2均为电动发电机，即第一电机I和第二电机2均可以作为电动机，或者也可以作为发电机。
[0039]制动装置(例如，制动器9)设置成可选择性地制动第一内齿圈61和第二内齿圈62，换言之，制动装置可以制动第一内齿圈61和第二内齿圈62，或者制动装置也可以释放第一内齿圈61和第二内齿圈62。根据本发明的一个实施例,制动装置为制动器9,可以理解的是，制动器9作为换挡执行元件已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里对于制动器9的具体构造和工作原理不作详细说明。
[0040]参照图1所不，输出部3设置成适于将发动机15、第一电机I和第二电机2中的至少一个输出的动力输出给车辆的车轮，从而驱动车辆行驶。可选地，输出部3包括输出齿轮，输出齿轮可与第二电机2的转子固定以随第二电机2的转子旋转。
[0041]根据本发明的一个实施例，动力传动系统100还包括第一离合器14和第二离合器4，第一离合器14设在发动机15与第二行星架11之间，用于接合或断开发动机15与第二行星架11。第二离合器4设在第二电机2与第一行星架5之间，用于接合或断开第二电机2与第一行星架5。
[0042]下面参照图1且结合图2-图5详细描述根据本发明实施例的动力传动系统100的几种典型工作模式。
[0043]根据本发明实施例的动力传动系统100的典型工作模式可以包括纯电动模式、串联增程模式、双电机并联纯电动模式、发动机与电机并联模式以及制动能量回收模式。
[0044]需要说明的是，在图2-图5中，箭头仅示意性地表示动力的传动路线。第一离合器14、第二离合器4或制动器9处涂黑表示该换挡执行元件处于工作状态，例如离合器接合或制动器9制动。反之则表示该换挡执行元件未工作，例如离合器断开或制动器9断开。
[0045]如图2所示，动力传动系统100处于纯电动模式:第一离合器14、第二离合器4全部处于断开状态，制动器9不制动第一内齿圈61和第二内齿圈62,第二电机2通过输出齿轮将动力输出。在该模式下，第一电机I与发动机15可均处于停机状态。
[0046]如图3所示，动力传动系统100处于串联增程模式:第一离合器14处于接合状态、第二离合器4处于断开状态,制动器9制动第一内齿圈61和第二内齿圈62,发动机15输出的动力依次通过第一离合器14、第二行星架11、第二太阳轮13、第一太阳轮8后输出给第一电机1，从而驱动第一电机I转动发电。此时第二电机2可直接通过输出齿轮将动力输出给车轮以驱动车辆，第二电机2的电能可以来源于第一电机I所发的电能。
[0047]如图4所示，动力传动系统100处于双电机并联纯电动模式:第二离合器4处于接合状态、制动器9制动第一内齿圈61和第二内齿圈62、第一离合器14处于断开状态，第一电机I输出的动力依次经过第一太阳轮8、第一行星架5、第二离合器4后输出至输出齿轮。与此同时，第二电机2将动力直接输出给输出齿轮,两股动力在输出齿轮处I禹合后共同驱动车辆。该模式适用于车辆的电池组件电量充足且第二电机2的动力输出不足以满足驾驶所需动力要求时。[0048]如图5所75,动力传动系统100处于发动机与电机并联模式:第一离合器14和第二离合器4全部处于接合状态,制动器9不制动第一内齿圈61和第二内齿圈62,第一电机I的部分动力和发动机15输出的动力在单排双级行星齿轮机构的行星轮系(第二内行星轮12以及第二外行星轮10)上耦合后通过第二内齿圈62输出给单排单级行星齿轮机构。同时，第一电机I的另一部分动力输出至第一太阳轮8，与上述耦合后的动力在单排单级行星齿轮机构的第一行星轮7处再次耦合，最终通过第二离合器4输出至输出齿轮。在该工作模式下，发动机15的转速可保持不变，通过调节第一电机I的转速就可以使输出至输出齿轮的输出转速连续变化，实现无级变速。
[0049]在动力传动系统100处于制动能量回收模式时:第二电机2可在制动力矩下发电，回收制动能量，并将之转化成电能储存到车辆的电池组件中。该模式下，第二离合器4优选为断开状态。
[0050]由此，根据本发明实施例的用于车辆的动力传动系统100，通过设置第一电机I和第二电机2，从而弥补了发动机15在低转速下燃油经济性不足的缺点，同时又具备普通燃油汽车动力性及续航里程要求。而且，特别是在并联工作模式下，可以通过改变第一电机I的转速，使得输出转速连续变化，进而大大提高了驾驶舒适性。
[0051]此外，根据本发明实施例的动力传动系统100具有多种运行模式，可以更好地满足驾驶要求，大大改善车辆的燃油经济性。
[0052]如图1所示，第一电机1、第二电机2、单排单级行星齿轮机构、单排双级行星齿轮机构和发动机15同轴布置。换言之，第一电机I的转子的转动轴线、第二电机2的转子的转动轴线、第一太阳轮8的转动轴线、第二太阳轮13的转动轴线以及发动机15的曲轴的转动轴线重合。由此，使得动力传动系统100的结构更加紧凑、合理，占用体积小，便于布置在车辆的发动机舱内。
[0053]进一步，如图1-图5所示，第一电机1、第二电机2、单排单级行星齿轮机构、单排双级行星齿轮机构以及发动机15在轴向上顺次布置。由此，第一电机I和第二电机2位于两个行星齿轮机构的一侧，发动机15位于行星齿轮机构的另一侧，使得动力传动系统100的结构更加紧凑、合理。
[0054]根据本发明的一些实施例,第一内齿圈61与第二内齿圈62成一体结构。换言之，单排单级行星齿轮机构和单排双级行星齿轮机构共用一个内齿圈。由此，可以简化行星齿轮机构的构造，降低了成本，同时也在一定程度上降低了动力传动系统100的轴向尺寸。例如，第一内齿圈61与第二内齿圈62可以一体加工成型，或者通过焊接固定。但是，本发明并不限于此在，在本发明的其它实施例中，第一内齿圈61和第二内齿圈62也可以通过中间连接部件如连杆相连。
[0055]根据本发明的一个实施例，输出齿轮固定在第二电机2的转子的朝向第二离合器4的一侧上，即输出齿轮位于第二电机2与第二离合器4之间。输出齿轮可以是主减速器主动齿轮，其与主减速器从动齿轮直接啮合，但本发明并不限于此。
[0056]根据本发明的一些实施例，动力传动系统100还包括电池组件，电池组件分别与第一电机I和第二电机2相连。第一电机I和第二电机2所发电能可以存储在电池组件中，电池组件也可反过来向第一电机I和/或第二电机2提供电能。
[0057]此外，根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述的动力传动系统100的车辆。应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此对习知结构的详细说明此处进行省略。
[0058]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0059]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于车辆的动力传动系统，其特征在于，包括: 单排单级行星齿轮机构，所述单排单级行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一行星架和第一内齿圈； 单排双级行星齿轮机构，所述单排双级行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二内行星轮、第二外行星轮、第二行星架和第二内齿圈，其中所述第二内齿圈与所述第一内齿圈固定，所述第二太阳轮与所述第一太阳轮固定； 发动机，所述发动机的输出端设置成可选择性地接合所述第二行星架； 第一电机，所述第一电机的输出端与所述第一太阳轮相连； 第二电机，所述第二电机的输出端设置成可选择性地接合所述第一行星架； 制动装置，所述制动装置设置成可选择性地制动所述第一内齿圈和所述第二内齿圈；以及 输出部，所述输出部设置成适于将所述发动机、所述第一电机和所述第二电机中的至少一个输出的动力输出给所述车辆的车轮。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，还包括: 第一离合器，所述第一离合器设在所述发动机与所述第二行星架之间；以及 第二离合器，所述第二离合器设在所述第二电机与所述第一行星架之间。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第一电机、所述第二电机、所述单排单级行星齿轮机构、所述单排双级行星齿轮机构以及所述发动机同轴布置。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第一电机、所述第二电机、所述单排单级行星齿轮机构、所述单排双级行星齿轮机构以及所述发动机在轴向上顺次布置。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第一内齿圈与所述第二内齿圈成一体结构。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述制动装置为制动器。
7.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述输出部包括输出齿轮，所述输出齿轮与所述第二电机的转子固定。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述输出齿轮固定在所述第二电机的转子的朝向所述第二离合器的一侧上。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，还包括: 电池组件，所述电池组件分别与所述第一电机和所述第二电机相连。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的动力传动系统。
【文档编号】B60K6/38GK103832264SQ201410071517
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】陈鹏, 王超, 郑立朋 申请人:长城汽车股份有限公司