车辆的动力传动系统和具有其的车辆的制作方法

文档序号:14372873研发日期:2016年阅读:279来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统变速器难以适配电动机动力输出的问题,提出一种集成双离合器、行星齿轮机构及多模式切换装置的动力传动系统。通过模式转换装置与动力切换装置协同控制,实现驻车发电、快速启动等多样化驱动模式,提升车辆经济性、动力性及脱困能力,同时兼容传统变速器结构,降低改造成本。
关键词:多模式动力传动系统,双离合器行星齿轮

本发明属于传动技术领域,具体而言,涉及一种车辆的动力传动系统和具有该动力传动系统的车辆。



背景技术:

随着能源的不断消耗,新能源车型的开发和利用已逐渐成为一种趋势。混合动力汽车作为新能源车型中的一种,通过发动机和/或电机进行驱动,具有多种模式,可以改善传动效率和燃油经济性。

但是,发明人所了解的相关技术中,部分混合动力汽车驱动模式少,驱动传动效率较低,不能满足车辆适应各种路况的要求,尤其是混合动力汽车馈电(电池电量不足时)后,整车动力性和通过能力不足。而且为了实现驻车发电工况,需要额外地增加传动机构,集成度低,发电效率低。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种工作模式多样的车辆的动力传动系统。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述动力传动系统的车辆。

根据本发明第一方面实施例的车辆的动力传动系统,包括:动力源;变速单元,所述变速单元适于选择性地与所述动力源动力耦合连接;第一电动发电机,所述第一电动发电机与所述变速单元动力耦合连接;变速单元输出部,所述变速单元输出部构造成适于将经过所述变速单元输出的动力输出;系统动力输出部;模式转换装置,所述模式转换装置包括主减速器从动齿轮和行星齿轮机构,所述主减速器从动齿轮与所述变速单元输出部动力耦合连接,所述行星齿轮机构包括第一元件、第二元件和第三元件,所述第一元件与所述主减速器从动齿轮固定相连,所述第二元件与所述系统动力输出部的输入端相连,所述第三元件可选择性制动,所述第三元件可选择性与所述第一元件同步,所述第三元件制动时,从而使所述主减速器从动齿轮的转速高于所述系统动力输出部的输入端的转速;动力切换装置,所述变速单元和所述变速单元输出部通过所述动力切换装置动力耦合连接或断开。

根据本发明第一方面实施例的动力传动系统,通过设置模式转换装置和动力切换装置,可以增加动力传动系统的挡位数目,且动力传动系统的工作模式更为多样。

根据本发明第二方面实施例的车辆设置有第一方面任一种实施例的动力传动系统。

所述车辆与上述的动力传动系统相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

附图说明

图1-图6是根据本发明实施例的动力传动系统的结构简图;

图7-图14是根据本发明实施例的模式转换装置、系统动力输出部与半轴的连接结构示意图;

图15-图20是根据本发明实施例的电驱动系统的安装结构示意图;

图21-图26是根据本发明实施例的动力传动系统的结构示意图;

图27-图33是根据本发明实施例的动力传动系统的结构示意图。

具体实施方式

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。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。

在混合动力车辆上,车辆可以布置多个驱动系统,例如,动力传动系统1000,该动力传动系统1000可以用于驱动车辆的前轮或者后轮,下面以动力传动系统1000驱动车辆的前轮为例进行详细说明,当然,在一些可选的实施例中,车辆还可以结合其他驱动系统驱动车辆的后轮转动,从而使得车辆为四驱车辆,比如车辆还可以结合电驱动系统700驱动车辆的后轮转动。

下面参考附图详细描述根据本发明实施例的动力传动系统1000,动力传动系统1000可以应用在车辆上,例如混合动力汽车。

如图1-图6所示,动力传动系统1000可以包括:动力源100、第一电动发电机302、变速单元200、变速单元输出部201、系统动力输出部401、模式转换装置402和动力切换装置800,当然,动力传动系统1000还可以包括其他机械部件,例如,第二电动发电机600、第一离合装置l1等。

动力源100可以为发动机,变速单元200与第一电动发电机302动力耦合连接,变速单元200适于选择性地与动力源100动力耦合连接,如图1-图6所示,动力源100和变速单元200可以轴向相连,其中动力源100和变速单元200之间可以设置有第一离合装置l1,第一离合装置l1可以控制动力源100和变速单元200之间的接合、断开状态。具体地,第一离合装置l1可以为图21-图26中的双离合器202。变速单元输出部201构造成适于将经过变速单元200输出的动力输出,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接或断开。

模式转换装置402包括主减速器从动齿轮z’和行星齿轮机构p,主减速器从动齿轮z’与变速单元输出部201动力耦合连接,变速单元输出部201可以为主减速器主动齿轮z,主减速器主动齿轮z与主减速器从动齿轮z’啮合。主减速器从动齿轮z’适于将来自动力源100和第一电动发电机302中的至少一个的动力输出。比如,参考图7-图13,主减速器从动齿轮z’可以与主减速器主动齿轮z啮合,主减速器主动齿轮z与变速单元200的输出轴固定连接。

模式转换装置402的设置隔开了变速单元200、车轮和第一电动发电机302三者,使得三者中的任意两者可以绕开第三者工作。另外,这样还可以避免一般混合动力传动系统中需要经过变速中复杂的换挡和传动链实现纯电动工况的问题,尤其适用于插电式混合动力车辆中。当然,三者也可以同时工作。

行星齿轮机构p包括第一元件p1、第二元件p2和第三元件p3。第一元件p1与主减速器从动齿轮z’固定相连,第二元件p2与系统动力输出部401的输入端相连,第三元件p3可选择性制动,第三元件p3可选择性与第一元件p1同步。

在第三元件p3制动时,从而使主减速器从动齿轮z’的转速高于系统动力输出部401的输入端的转速。也就是说,在第三元件p3制动时,模式转换装置402切入l挡,这样模式转换装置402增加了整车的挡位,能使整车最大输出扭矩放大n倍,提高了动力性、通过能力(例如最大爬坡度,脱困能力)。尤其是对于混合动力车型,由于增加了电池包、电机、电控系统,导致整备质量大,馈电后仅能依托于发动机的动力输出,这时通过能力和动力性会大打折扣,而采用本发明中的模式转换装置402的混合动力车型,可以有效提升动力性和通过能力。而且,而采用本发明中的模式转换装置402的车辆,具有丰富的驱动模式,从而可以使得车辆适应更多不同的工况。

在第三元件p3与第一元件p1同步时,从而使主减速器从动齿轮z’的转速等于系统动力输出部401的输入端的转速,即模式转换装置402切入d挡。

其中,上述的n等于l挡相对于d挡的速比。

同时,模式转换装置402还能够实现动力传动系统1000的超低速挡位输出,即在具有变速单元200的实施例中,来自动力源100动力先经过变速单元200降速,再经过l挡降速,可以实现动力传动系统1000实现超低速挡位输出。由此可很大限度地放大发动机的扭矩输出。

变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800断开时,输出到变速单元输出部201的动力被切断,动力源100输出的动力适于依次通过变速单元200驱动第一电动发电机302发电,以防止系统馈电。

根据本发明实施例的动力传动系统1000,通过设置具有l挡的模式转换装置402,可以增加动力传动系统1000的挡位数目,且动力传动系统1000的工作模式更为多样。

前面这些优势都是通过该模式转换装置402和动力切换装置800实现的,并且具有很高的集成度。下面描述根据本发明实施例的模式转换装置402的一些可选的结构形式。

第一元件p1、第二元件p2和第三元件p3分别为行星齿轮机构p的太阳轮、行星架和齿圈。优选地,第一元件p1和第三元件p3中的一个为太阳轮,且第一元件p1和第三元件p3中的另一个为齿圈,第二元件p2为行星架。比如图7、图9和图10所示的实施例中,第一元件p1为太阳轮,第二元件p2为行星架,第三元件p3为齿圈;在图8和图11-图14所示的实施例中,第一元件p1为齿圈,第二元件p2为行星架,第三元件p3为太阳轮。

参考图7-图14和图21-图26,模式转换装置402还可以包括:转换装置接合器s,第三元件p3通过转换装置接合器s可选择性与第一元件p1同步,第三元件p3通过转换装置接合器s可选择性与车辆的车体固定,车体可以为车辆的车身。也就是说,第三元件p3可以与转换装置接合器s固定连接,在转换装置接合器s与车体固定时,第三元件p3制动;在转换装置接合器s与第一元件p1固定时,第三元件p3与第一元件p1同步;在转换装置接合器s不与第一元件p1固定及车体固定时,第三元件p3解除制动且空转。可选地,转换装置接合器s可以为转换装置同步器。

优选地,参考图7-图14和图21-图26,行星齿轮机构p可以空套在车辆的半轴2000上,这样,动力传动系统1000的轴向更为紧凑,动力传动系统1000还包括第三元件套筒p4,第三元件套筒p4的一端与第三元件p3固定,转换装置接合器s设置在套筒的另一端上。

在图7、图9和图10所示的实施例中,在行星齿轮机构p的中心轴线的轴向上,转换装置接合器s可以位于主减速器从动齿轮z’和行星齿轮机构p之间。这样,动力传动系统1000的结构紧凑,轴向长度短,且可以便于拨叉机构的布置,降低拨叉机构的布置难度,进而可以提高动力传动系统1000的布置便利性,以及控制便利性。

在图8和图11-图14所示的实施例中,在行星齿轮机构p的中心轴线的轴向上,转换装置接合器s可以位于车辆的车体和行星齿轮机构p之间。这样,动力传动系统1000的结构紧凑,轴向长度短。

可选地,参考图24-图26,动力传动系统1000还包括减速链303,第一电动发电机302通过减速链303与变速单元200动力耦合连接。

在本发明的实施例中,减速链303可以有多种结构形式。

参考图24-图26,减速链303可以包括一对相互啮合的第一齿轮z1和第二齿轮z2,第一齿轮z1与第一电动发电机302同轴固定相连,变速单元200与第二齿轮z2同轴固定设置。

参考图24-图26,减速链303可以包括减速链输入轴3031和减速链输出轴3032,减速链输入轴3031与第一电动发电机302的电机轴固定连接,减速链输入轴3031上固定连接有第一齿轮z1,减速链输出轴3032上固定连接有第二齿轮z2,减速链输出轴3032与变速单元内00的输出轴同轴连接,第一齿轮z1与第二齿轮z2啮合,第二齿轮z2的直径和齿数均大于第一齿轮z1的直径和齿数。

减速链303包括第一齿轮z1、第二齿轮z2和中间惰轮zm,中间惰轮zm与第一齿轮z1啮合且与第二齿轮z2啮合,第一齿轮z1与第一电动发电机302同轴固定相连,第二齿轮z2与第一电动发电机单元耦合部301同轴固定相连。

当然,第一电动发电机302也可以不布置减速链303,如21-图23所示,第一电动发电机单元耦合部301直接与主减速器从动齿轮z’啮合。

变速单元200可以具有多种布置形式,比如变速单元200可以为变速器,也可以是其他一些实现变速功能的齿轮减速机,下面以变速单元200为变速器为例作进一步地说明,其中输入轴、输出轴、挡位的变化均可以形成新的变速单元200。

变速单元200仅需要对发动机动力实现变速变矩,可以完全借用普通燃油车的变速,不需要额外的设计变更,有利于变速单元200的小型化,以及可以减少整车开发成本,缩短开发周期。

图21-图26所示,变速单元200可以包括:变速动力输入部和变速动力输出部,变速动力输入部与动力源100可以选择性地接合,以传输动力源100所产生的动力。第一离合装置l1可以包括输入端和输出端,输入端和动力源100相连,输出端与变速动力输入部相连,当输入端和输出端接合时,动力源100和变速动力输入部接合以传递动力。

变速动力输出部和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接或断开,变速动力输出部和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接时,变速动力输出部构造成适于将来自变速动力输入部上的动力通过变速单元同步器的同步而将动力通过动力切换装置800输出至变速单元输出部201。

具体地,图21-图26所示,变速动力输入部可以包括至少一个输入轴,每个输入轴均与动力源100可选择性地接合,每个输入轴上设置有至少一个主动齿轮。

变速动力输出部包括:至少一个输出轴,每个输出轴上设置有至少一个从动齿轮,变速单元同步器设置在输出轴上,用于在从动齿轮和输出轴之间可选择地同步,以使从动齿轮随输出轴同步转动。从动齿轮与对应的主动齿轮啮合,变速单元输出部201为至少一个主减速器主动齿轮z,至少一个主减速器主动齿轮z一一对应地固定在至少一个输出轴上,主减速器主动齿轮z与主减速器从动齿轮z’啮合。也就是说,变速单元输出部201可以为输出轴上的输出齿轮,该输出齿轮可以固定在对应的输出轴上,输出齿轮与主减速器从动齿轮z’啮合以进行动力传动。

其中,输入轴可以为多个,而且多个输入轴可以依次同轴嵌套设置,在动力源100给输入轴传送动力时,动力源100可选择性地与多个输入轴中的至少一个接合。

在一些具体的实施例中,参考图21-图26,变速动力输入部包括第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,第二输入轴ⅱ同轴地套设在第一输入轴ⅰ上,第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ上分别固定设置有至少一个第一主动齿轮,第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ上分别空套有至少一个第二主动齿轮,第二主动齿轮选择性与对应的输入轴接合,第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ中的一个上还固定设置有倒挡主动齿轮ra;变速动力输出部包括动力输出轴ⅲ’,动力输出轴ⅲ’上空套有倒挡从动齿轮rb和至少一个第一从动齿轮,第一从动齿轮与第一主动齿轮对应地啮合,动力输出轴ⅲ’上固定设置有至少一个第二从动齿轮,第二从动齿轮与第二主动齿轮对应地啮合,倒挡从动齿轮rb和第一从动齿轮均选择性与动力输出轴ⅲ’接合;变速单元200还包括倒挡中间轴v,倒挡中间轴v上固定设置有惰轮ig,惰轮ig与倒挡主动齿轮ra啮合且与倒挡从动齿轮rb啮合。

如图21-图26所示,变速单元200可以为六挡变速器,变速动力输入部可以包括:第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,第二输入轴ⅱ同轴套设在第一输入轴ⅰ上,这样可以有效缩短动力传动系统1000的轴向长度,从而可以降低动力传动系统1000占用车辆的空间。

第一离合装置l1可以为双离合器202,双离合器202具有输入端、第一输出端和第二输出端,输入端可选择性地接合第一输出端和第二输出端的至少一个。也就是说,输入端可以接合第一输出端,或者,输入端可以接合第二输出端,或者输入端可以同时接合第一输出端和第二输出端。

第一输入轴ⅰ上固定设置有一挡主动齿轮1a和三挡主动齿轮3a,第一输入轴ⅰ上空套有五挡主动齿轮5a,第二输入轴ⅱ上固定设置有二挡主动齿轮2a和倒挡主动齿轮ra,第二输入轴ⅱ上空套有四挡主动齿轮4a和六挡主动齿轮6a。其中,第二输入轴ⅱ套设在第一输入轴ⅰ上,这样可以有效缩短动力传动系统1000的轴向长度,从而可以降低动力传动系统1000占用车辆的空间。

其中,按照与动力源100距离近远的方式,多个挡位主动齿轮的排布顺序为四挡主动齿轮4a、六挡主动齿轮6a、二挡主动齿轮2a、倒挡主动齿轮ra、一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a。通过合理布置多个挡位主动齿轮的位置,可以使得多个挡位从动齿轮和多个输出轴的位置布置合理,从而可以使得动力传动系统1000结构简单,体积小。

动力输出轴ⅲ’上空套设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和倒挡从动齿轮rb,动力输出轴ⅲ’上固定设置有五挡从动齿轮5b、六挡从动齿轮6b和四挡从动齿轮4b。

其中一挡主动齿轮1a与一挡从动齿轮1b啮合,二挡主动齿轮2a与二挡从动齿轮2b啮合,三挡主动齿轮3a与三挡从动齿轮3b啮合,四挡主动齿轮4a与四挡从动齿轮4b啮合,五挡主动齿轮5a与五挡从动齿轮5b啮合,六挡主动齿轮6a与六挡从动齿轮6b啮合。

一挡从动齿轮1b与三挡从动齿轮3b之间设置有一三挡同步器s13,一三挡同步器s13可以用于同步一挡从动齿轮1b和动力输出轴ⅲ’,以及可以用于同步三挡从动齿轮3b和动力输出轴ⅲ’。这样可以节省动力输出轴ⅲ’上布置的同步器的数量,从而可以缩短动力输出轴ⅲ’的轴向长度,以及可以降低动力传动系统1000的成本。

二挡从动齿轮2b与倒挡从动齿轮rb之间设置有二倒挡同步器s2r,二倒挡同步器s2r可以用于同步二挡从动齿轮2b和动力输出轴ⅲ’,以及可以用于同步倒挡从动齿轮rb和动力输出轴ⅲ’。这样可以节省动力输出轴ⅲ’上布置的同步器的数量,从而可以缩短动力输出轴ⅲ’的轴向长度,以及可以降低动力传动系统1000的成本。

四挡主动齿轮4a和六挡主动齿轮6a之间设置有四六挡同步器s46,四六挡同步器s46可以用于同步四挡主动齿轮4a和第二输入轴ⅱ,以及可以用于同步六挡主动齿轮6a和第二输入轴ⅱ。这样可以节省第二输入轴ⅱ上布置的同步器的数量,从而可以缩短第二输入轴ⅱ的轴向长度,以及可以降低动力传动系统1000的成本。

五挡主动齿轮5a的一侧设置有五挡同步器s5,五挡同步器s5可以用于同步五挡主动齿轮5a和第一输入轴ⅰ。

进一步地,倒挡中间轴v上固定设置有惰轮ig,惰轮ig与倒挡主动齿轮ra啮合且与倒挡从动齿轮rb啮合。

系统动力输出部401可以为常规的开放式差速器,例如,锥齿轮差速器或圆柱齿轮差速器,但不限于此;当然,差速器401也可以是锁式差速器,例如,机械锁式差速器、电子锁式差速器等,动力传动系统1000依据不同的车型选择不同的差速器类型,这样的选择主要依据包括整车成本、整车轻量化、整车越野性能等。

如图7-图14所示,系统动力输出部401可以为差速器,且包括两个半轴齿轮,两个半轴齿轮与车辆的两个半轴2000一一对应,车辆的动力传动系统1000还包括:动力通断装置500,动力通断装置500适于选择性地接合两个半轴齿轮中的至少一个与对应地车辆的半轴2000。可以理解的是,如果一侧的半轴2000和对应的半轴齿轮之间设置有动力通断装置500,该动力通断装置500可以控制该侧的半轴2000和半轴齿轮之间的接合断开状态,如果两侧的半轴2000分别和对应的半轴齿轮之间设置有动力通断装置500,每个动力通断装置500可以控制对应侧的接合断开状态。如图9、图11和图13所示,动力通断装置500设置在左侧的半轴2000和对应的半轴齿轮之间,如图10、图12和图14所示,动力通断装置500可以为两个,一个动力通断装置500可以设置在左侧的半轴2000和对应的半轴齿轮之间,另一个动力通断装置500可以设置在右侧的半轴2000和对应的半轴齿轮之间。

其中,动力通断装置500的类型也有多种,例如,如图9-图10所示,动力通断装置500可以为离合器。优选地,如图11和图12所示,离合器可以为牙嵌式离合器。

当然,动力通断装置500还可以为其他类型,例如,如图13和图14所示,动力通断装置500可以为同步器。

根据本发明的一个优选实施例,如图2和图5所示,动力传动系统1000还可以包括第二电动发电机600,第二电动发电机600位于动力源100与变速单元200之间,第二电动发电机600的一端直接与动力源100动力耦合连接,而且第二电动发电机600的另一端选择性地与变速单元200动力耦合连接。

如图2和图5所示,第二电动发电机600与第一离合装置l1的输入端可以同轴相连。第二电动发电机600可以设置在第一离合装置l1的输入端和发动机之间,这样发动机的动力在向输入端传递时必然经过第二电动发电机600,此时第二电动发电机600可以作为发电机使用以进行驻车发电。

当然,第二电动发电机600与第一离合装置l1可以平行设置,第二电动发电机600的电机轴可以与第一传动齿轮相连,第一离合装置l1的输入端上可以设置有第二传动齿轮,第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合。这样发动机的动力可以通过第一传动齿轮与第二传动齿轮传递给第二电动发电机600,这样第二电动发电机600可以作为发电机使用以进行驻车发电。

根据本发明的另一个优选实施例,如图3和图6所示,动力传动系统1000还可以包括:第二电动发电机600,第二电动发电机600位于动力源100和变速单元200之间,第二电动发电机600的一端选择性地与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600的另一端选择性地与变速单元200动力耦合连接。

如图3和图6所示,第二电动发电机600与发动机之间可以设置有第二离合装置l2。第二离合装置l2可以为单离合器,单离合器可以控制发动机和第二电动发电机600之间的接合断开,以及可以控制发动机和输入端之间的接合断开。通过设置第二离合装置l2,可以合理控制第二电动发电机600的驻车发电状态,从而可以使得动力传动系统1000结构简单且驱动模式转换可靠。

优选地,第二离合装置l2可以内置在第二电动发电机600的转子内部。这样可以更好地缩短动力传动系统1000的轴向长度,从而可以减小动力传动系统1000的体积,提高动力传动系统1000在车辆上的布置灵活性。另外,当第二电动发电机600还可以作为启动机使用。

优选地,动力源100、第二离合装置l2以及双离合器202的输入端同轴布置。这样可以使得动力传动系统1000结构紧凑,体积小。

需要说明的是,对于上述几个实施例的动力传动系统1000,在轴向方向上,第二电动发电机600可以均位于动力源100和第一离合装置l1之间,这样可以有效减少动力传动系统1000的轴向长度,而且可以使得第二电动发电机600的位置布置合理,可以提高动力传动系统1000的结构紧凑性。

在动力传动系统1000具有第二电动发电机600的实施例中,第一电动发电机302可以为动力传动系统1000的主驱动电机,所以第一电动发电机302的容量和体积相对较大,对于第一电动发电机302和第二电动发电机600来说,第一电动发电机302的额定功率大于第二电动发电机600的额定功率。这样第二电动发电机600可以选取体积小且额定功率小的电动发电机,从而可以使得动力传动系统1000结构简单,体积小,而且在驻车发电时,第二电动发电机600和动力源100之间传动路径短,发电效率高,从而可以有效将动力源100的一部分动力转化成电能。其中第一电动发电机302的峰值功率同样大于第二电动发电机600的峰值功率。

优选地,第一电动发电机302的额定功率可以为第二电动发电机600的额定功率的两倍或两倍以上。第一电动发电机302的峰值功率可以为第二电动发电机600的峰值功率的两倍或两倍以上。例如,第一电动发电机302的额定功率可以为60kw,第二电动发电机600的额定功率可以为24kw,第一电动发电机302的峰值功率可以为120kw,第二电动发电机600的峰值功率可以为44kw。

优选地,上述的动力传动系统1000所传输的动力均是通过系统动力输出部401输出给车辆的两个车轮,但是动力传动系统1000并不限于此,参考图15-图20,动力传动系统1000还可以包括电驱动系统700,电驱动系统700可以用于驱动车辆的另外两个车轮,从而可以实现车辆的四驱。

下面详细描述根据本发明实施例的电驱动系统700的多种布置形式。

电驱动系统700可以包括驱动系统输入部和驱动系统输出部,驱动系统输出部适于将来自驱动系统输入部的动力输出给另外两个车轮,例如后轮。

例如,如图15所示,电驱动系统700还包括电驱动系统系统动力输出部710,驱动系统输出部适于将来自驱动系统输入部的动力通过电驱动系统系统动力输出部710输出给另外两个车轮。电驱动系统系统动力输出部710可以便于将驱动系统输出部传递来的动力分配给两侧的两个车轮,从而可以平稳地驱动车辆。

具体地,驱动系统输入部可以为驱动电动发电机720,驱动系统输出部为齿轮减速器730。由此,当驱动电动发电机720工作时,驱动电动发电机720产生的动力可以经过齿轮减速器730的减速增矩之后传递给电驱动系统系统动力输出部710,电驱动系统系统动力输出部710可以便于将驱动系统输出部传递来的动力分配给两侧的两个车轮,从而可以平稳地驱动车辆。

又如,参考图16-图19,驱动系统输入部包括两个驱动电动发电机720,驱动系统输出部包括两个驱动系统子输出部,每个驱动系统子输出部适于将来自对应的驱动电动发电机720的动力输出给另外两个车轮中对应的一个车轮。也就是说,每个车轮对应有一个驱动电动发电机720和驱动系统子输出部,这样可以省略电驱动系统系统动力输出部710,而且两个驱动电动发电机720可以调节自身的转速以实现两个车轮之间的差速,从而可以使得动力传动系统1000结构简单且可靠。

如图16所示,另外两个车轮选择性同步。例如,其中一个半轴2000上可以设置有半轴同步器以适于选择性地接合另一个半轴2000。这样可以实现两个车轮的同向同速转动,也可以实现两个车轮的差速运动,从而可以保证车辆的行驶平稳性。

如图19所示,两个驱动电动发电机720选择性同步。例如,一个电机输出轴721上可以设置有电机输出轴同步器以选择性地接合另一个电机输出轴721,这样可以实现两个车轮的同向同速转动,也可以实现两个车轮的差速运动,从而可以保证车辆的行驶平稳性。

如图18和图19所示,两个驱动系统子输出部选择性同步。也就是说,两个驱动系统子输出部中的一个输出轴上可以设置有子输出部同步器以用于同步另一个驱动系统子输出部,这样可以实现两个车轮的同向同速转动,也可以实现两个车轮的差速运动,从而可以保证车辆的行驶平稳性。

如图18-图19所示,驱动系统子输出部可以包括二级齿轮减速器730,经过二级减速的驱动电动发电机720的动力可以传递给车轮以驱动车轮转动。

或者驱动系统子输出部可以包括二挡变速器。驱动电动发电机720选择性地接合其中一个挡位,通过设置二挡变速器,可以改变驱动电动发电机720的输出给车轮的转速,从而可以丰富动力传动系统1000的驱动模式,可以提高车辆的经济性和动力性。

具体地,驱动电动发电机720可以包括电机输出轴721,二级齿轮减速器730或者二挡变速器均可以包括驱动系统子输出部输入轴,驱动系统子输出部输入轴与电机输出轴721固定相连且同轴设置。这样驱动电动发电机720可以通过电机输出轴721将动力传递给驱动系统子输出部输入轴,然后通过驱动系统子输出部将动力传递给车轮以驱动车辆运动。

再如,如图20所示,电驱动系统700可以包括两个轮边电机,每个轮边电机直接驱动另外两个车轮中的对应的一个车轮,另外两个车轮选择性同步。一个半轴2000上可以设置有半轴同步器以选择性地接合另一个半轴2000,这样轮边电机可以分别驱动对应的车轮转动,而且通过断开半轴同步器,可以实现两个车轮的差速运动,从而可以保证车辆的行驶平稳性。

下面参照图27-图33中的动力传动系统的一些具体的实施例。如图27-图33所示,动力传动系统1000可以包括:动力源100、第一电动发电机302、系统动力输出部401、模式转换装置402、变速单元200、动力切换装置800。

如图27-图32所示,在一些实施例中,动力切换装置800为同步器q6,同步器q6设置成适于在变速单元输出部201和所述变速单元200之间可选择地同步。

换言之,同步器q6可以将变速单元200与变速单元输出部201同步,且变速单元200输出的动力通过变速单元输出部201输出至模式转换装置402,或者同步器q6也可断开变速单元200与变速单元输出部201,此时变速单元200无法直接通过变速单元输出部201而将动力输出至模式转换装置402。

可以理解的是,通过变速单元输出部201输出至模式转换装置402的动力,可以通过模式转换装置402输出给系统动力输出部401。

如图33所示,在另一些实施例中,动力切换装置800)为离合器q9,离合器q9设置成适于在变速单元输出部201和变速单元200之间进行动力的传输或者断开。

换言之,离合器q9可以将变速单元200输出的动力通过变速单元输出部201输出至模式转换装置402,或者离合器q9也可断开变速单元200与变速单元输出部201,此时变速单元200无法直接通过变速单元输出部201而将动力输出至模式转换装置402。

这里,同步器q6的作用可以是最终同步变速单元输出部201和变速单元200,即通过同步器q6的同步作用后,使得变速单元输出部201能够与变速单元200同步动作,从而由变速单元输出部201作为动力输出端,将变速单元200的动力输出。而在同步器q6未同步变速单元200与变速单元输出部201时,变速单元200的动力无法(通过变速单元输出部201)直接输出至车轮200。

简言之,同步器q6起到了动力切换的目的,即同步器q6接合,变速单元200的动力可以通过变速单元输出部201输出并输出给模式转换装置402,而同步器q6断开,变速单元200无法通过变速单元输出部201将动力传递给模式转换装置402,这样通过控制一个同步器q6的接合或断开,从而可以实现整车驱动模式的转换。

由于应用场合的特殊性,此处同步器q6具有如下优点:

a,当同步器q6断开时,需要将动力源100、变速单元200和第一电动发电机302与模式转换装置402的动力彻底断开,使得双方各自进行的运动(发电、驱动、功率扭矩传输等)互不影响,这一需求对减少车辆的能量消耗尤为重要。同步器q6可以很好的做到这一点。

b,当同步器q6接合时,需要将动力源100和第一电动发电机302的合成(耦合后的)驱动力经过变速单元200的扭矩放大后传递至模式转换装置402,或将车轮的驱动力依次经过系统动力输出部401、模式转换装置402传递至第一电动发电机302(发电),这就要求此处的动力耦合装置可以传递很大的扭矩,并具有很高的稳定性。同步器q6可以很好的做到这一点。

并且,第一电动发电机302可以通过调节变速单元200的速度,例如第一电动发电机302可以变速单元输出部201的转速为目标,通过转速的改变,调节变速单元200的速度,使得变速单元200与变速单元输出部201的速度以时间有效的方式迅速匹配,从而减少同步器q6同步所需的时间,减少中间能量损失,同时还能够实现同步器q6的无扭矩接合,极大地提高了车辆的传动效率、同步可控性和同步的实时性。此外,同步器q6的寿命得以进一步延长,从而降低整车维护的成本。此外,根据本发明实施例的动力传动系统100结构紧凑且控制方便。

根据本发明的一些实施例,参照图27所示,变速单元输出部201可以包括主减速器主动齿轮z和接合齿圈q52,主减速器主动齿轮z与动力输出轴ⅲ’可相对转动即差速转动,接合齿圈q52与主减速器主动齿轮z固定,即接合齿圈q52与主减速器主动齿轮z同步转动。

由此,同步器q6需要将变速单元输出部201与动力输出轴ⅲ’接合时,同步器q6的接合套q62可以沿着轴向向接合齿圈q52的方向运动,在变速单元输出部201与动力输出轴ⅲ’的转速同步后,接合套q62可以与接合齿圈q52接合,从而动力输出轴ⅲ’、同步器q6和变速单元输出部201三者之间形成刚性连接,进而三者同步旋转。

在如图27-图32所示的实施例中,变速单元200包括变速动力输入部和变速动力输出部,变速动力输入部与动力源100可选择性地接合,以传输动力源100所产生的动力。变速动力输出部构造成适于将来自变速动力输入部上的动力通过动力切换装置800而将动力输出至变速单元输出部201。

以动力切换装置800为同步器q6为例,变速动力输出部构造成适于将来自变速动力输入部上的动力通过同步器q6的同步而将动力输出至变速单元输出部201。

进一步,变速动力输入部包括:输入轴(例如第一输入轴ⅰ、第二输入轴ⅱ)和设置在输入轴上的主动齿轮q25,输入轴与动力源100可选择性地接合,以传输动力源100所产生的动力。换言之,在动力源100需要将动力输出给输入轴时,动力源100可与输入轴进行接合,从而动力源100输出的动力可传递至输入轴。动力源100与输入轴的接合方式可以通过离合器(例如,双离合器202,三离合器q32)来实现,关于这部分内容将在下面给出详细说明,这里不再赘述。

如图27-图33所示,变速动力输出部包括:动力输出轴ⅲ’和从动齿轮q26,从动齿轮q26设置在动力输出轴ⅲ’上且与输入轴上的主动齿轮q25对应地啮合。

动力输出轴ⅲ’构造成输出输入轴上传输的动力的至少一部分。具体而言,动力输出轴ⅲ’与输入轴配合传动,例如优选地,动力输出轴ⅲ’与输入轴之间可以通过上述的主动齿轮q25和从动齿轮q26进行传动。

动力输出轴ⅲ’用于传输输入轴上的至少一部分动力,例如在动力传动系统100处于某些传动模式时,如第一电动发电机302进行电动发电,此时输入轴上的动力可以部分用于第一电动发电机302的发电,另一部分也可以用于驱动车辆行驶,当然输入轴上的全部动力也可均用于发电。

根据本发明的一些实施例,第一电动发电机302与输入轴和动力输出轴ⅲ’中的一个直接传动或间接传动。这里,“直接传动”指的是第一电动发电机302与相应轴直接相连进行传动,不经任何诸如变速装置、离合装置、传动装置等中间传动部件,比如第一电动发电机302的输出端直接与输入轴和动力输出轴ⅲ’中的一个刚性相连。直接传动的优点在于减少了中间传动部件,降低了能量在传动过程中的损失。

“间接传动”即排除直接传动之外的任何其它传动方式,例如通过变速装置、离合装置、传动装置等中间部件进行传动。间接传动方式的优点在于布置更加方便,并且可以通过设置诸如变速装置来获得所需的传动比。

根据本发明的一些实施例,第一电动发电机302设置成与主动齿轮q25和从动齿轮q26中的一个配合传动。如图27-图28所示,第一电动发电机302与主动齿轮q25配合传动,如图32-图33所示,第一电动发电机302与从动齿轮q26配合传动。

考虑到便于空间上布置的问题,根据本发明的一个实施例,第一电动发电机302可以通过一个中间齿轮q411进行传动。

但是,本发明并不限于此。在本发明的其它实施例中,第一电动发电机302设置成与第一输入轴ⅰ和动力输出轴ⅲ’中的一个相连。例如,在图31的示例中,第一电动发电机302与第一输入轴ⅰ直接相连。第一电动发电机302采用与相应轴直接相连的方式,可以使得动力传动系统100的结构更加紧凑,同时还能减少动力传动系统100的周向尺寸,便于布置在车辆的机舱内。

变速单元输出部201可以作为动力输出轴ⅲ’的动力输出终端,用于输出动力输出轴ⅲ’上的动力,变速单元输出部201相对于动力输出轴ⅲ’是可以差速转动的,即变速单元输出部201相对动力输出轴ⅲ’可以存在不同步转动的情况,也就是说二者之间存在转速差,没有刚性连接在一起。

动力切换装置800与变速单元输出部201可选择性动力耦合连接,当动力切换装置800与变速单元输出部201动力耦合连接时,变速单元200输出的动力通过变速单元输出部201输出给模式转换装置402。

动力切换装置800,例如同步器q6可以设置在动力输出轴ⅲ’上。具体地,参照图27所示,同步器q6可以包括花键毂q61和接合套q62,花键毂q61可以固定在动力输出轴ⅲ’上,花键毂q61随动力输出轴ⅲ’同步转动,接合套q62相对花键毂q61可沿动力输出轴ⅲ’的轴向动作,以可选择性地接合变速单元输出部201,从而使得变速单元输出部201随动力输出轴ⅲ’同步转动。但是,应当理解的是,同步器q6的结构不限于此。

根据本发明实施例的动力传动系统100,动力源100和/或第一电动发电机302输出的动力可以通过动力切换装置800的接合而从变速单元输出部201输出,结构紧凑、控制方便。

在车辆切换工况过程中,可能出现同步器q6从分离状态转换为接合状态的情况,此时第一电动发电机302可以变速单元输出部201的转速为目标,通过转速控制,调节动力输出轴ⅲ’的转速,使动力输出轴ⅲ’与变速单元输出部201的转速在短时间内匹配,方便同步器q6的接合,从而大大提高了传动效率,同时减少了中间能量的传递损失,且可实现同步器q6的无扭矩接合(即同步器q6接合时基本无径向摩擦力或径向摩擦力远低于行业内一般水平)。

输入轴可以为多个,即两个或两个以上。该多个输入轴依次同轴嵌套设置。如图27-图31,输入轴为两个,即第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,则第二输入轴ⅱ套设在第一输入轴ⅰ上且二者的中心轴线重合。在动力源100给输入轴传送动力或者与输入轴进行动力耦合连接时,动力源100可选择性地与多个输入轴中的一个接合。

进一步,如图27-图31所示,每个输入轴上固定有一个主动齿轮q25。动力输出轴ⅲ’上固定有多个从动齿轮q26。

如图27-图31所示,多个从动齿轮q26与多个输入轴上的主动齿轮q25分别对应地啮合,根据本发明的一个实施例,从动齿轮q26的数量与输入轴的数量可以是相同的,例如从动齿轮q26为两个,则输入轴为两个,这样两个从动齿轮q26可以分别对应地与两个输入轴上的主动齿轮q25啮合传动,使得该两对齿轮副可以构成两个挡位进行传动。

进一步,参照图27-图28所示,动力源100与第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ之间设置有双离合器202。

双离合器202具有输入端q313、第一输出端q311和第二输出端q312,动力源100与双离合器202的输入端q313相连,具体而言,动力源100可以通过飞轮、减震器或扭转盘等多种形式与双离合器202的输入端q313相连。

双离合器202的第一输出端q311与第一输入轴ⅰ相连,从而该第一输出端q311与第一输入轴ⅰ同步旋转。双离合器202的第二输出端312与第二输入轴ⅱ相连,从而该第二输出端q312与第二输入轴ⅱ同步旋转。

其中,双离合器202的输入端q313可以是双离合器202的壳体,其第一输出端q311和第二输出端q312可以是两个从动盘。输入端q313与第一输出端q311和第二输出端q312之一接合,从而输入端q313传来的动力可以通过第一输出端q311和第二输出端q312中的一个输出。

如图29和图30所示,在根据本发明的一个实施例中,可以根据传动需要而设置三个或更多个输入轴,并且在每个输入轴上均可固定一个主动齿轮q25,由此输入轴的数量越多,可以进行传动的挡位就越多,该动力传动系统100的传动比的范围就越大,从而适应多种车型对于传动的要求。

如图29和图30所示,多个输入轴包括三个轴,即第一输入轴ⅰ、第二输入轴ⅱ和第三输入轴q23,第二输入轴ⅱ套设在第一输入轴ⅰ上,第三输入轴q23套设在第二输入轴ⅱ上。

在该变型实施例中,动力传动系统100进一步包括三离合器q32,三离合器q32具有输入端q324、第一输出端q321、第二输出端q322和第三输出端q323,动力源100与三离合器q32的输入端q324相连,三离合器q32的第一输出端q321与第一输入轴ⅰ相连、三离合器q32的第二输出端q322与第二输入轴ⅱ相连且第三离合器q32的第三输出端q323与第三输入轴q23相连。

类似地,三离合器q32的输入端可以是其壳体,其三个输出端可以是三个从动盘,输入端可与三个输出端之一接合,或者输入端与三个输出端全部断开。可以理解的是,三离合器q32的工作原理与双离合器202近似,这里不再赘述。

作为上述实施例中描述的动力传动系统100的另一种变型实施例,如图32-图33所示,在该动力传动系统100中,从动齿轮q26为联齿齿轮结构,该联齿齿轮结构q26空套设置在动力输出轴ⅲ’上,即二者可差速转动。其中,同步器q6设置在动力输出轴ⅲ’上且可选择地与该联齿齿轮结构q26接合。

在该实施例中,具体地,输入轴为两个,即第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,每个输入轴上固定有一个主动齿轮q25,联齿齿轮结构q26为双联齿轮,该双联齿轮26具有第一齿轮部q261和第二齿轮部q262,第一齿轮部q261和第二齿轮部q262分别与两个主动齿轮q25对应地啮合。

该实施例中的动力传动系统100在进行动力传动时,同步器q6可以接合双联齿轮26,从而动力源100和/或第一电动发电机302输出的动力可以通过变速单元输出部201(例如,主减速器主动齿轮z)输出。

该实施例中,第一电动发电机302与输出轴或输出轴中的一个可以直接传动或间接传动,具体可采用上述实施例中描述的相关传动方式,这里不再详细说明。而对于其它部件,例如动力源100与输入轴之间的离合器(例如,双离合器202或三离合器q32)等均可采用与上述实施例中相同的设置方式,这里不再赘述。

在本发明的一些实施例中,如图30-图31所示,动力传动系统100还包括第三电动发电机900,第三电动发电机900的输出端设置成与变速单元输出部201进行配合传动,第三电动发电机900的输出端可以是第三电动发电机900的电机轴。

根据本发明的一些实施例,在同步器q6从与变速单元输出部201分离的断开状态转换为与变速单元输出部201接合的接合状态期间,第一电动发电机302可以用于调节动力输出轴ⅲ’的转速。根据本发明的另一些实施例,在同步器q6从与变速单元输出部201断开的断开状态转换为与变速单元输出部201接合的接合状态期间,第一电动发电机302可以用于调节动力输出轴ⅲ’的转速和/或第三电动发电机900可以用于调节变速单元输出部201的转速。

具体而言,第三电动发电机900可以调节变速单元输出部201的转速,例如在出现同步器q6从分离状态转换为接合状态时,此时第三电动发电机900可以按照需要调节变速单元输出部201的转速,使动力输出轴ⅲ’与变速单元输出部201的转速在短时间内匹配,从而方便同步器q6的接合。而且,第三电动发电机900可以配合第一电动发电机302同时进行调速,使动力输出轴ⅲ’和变速单元输出部201的转速在更短的时间内进行同步,从而在最快的时间内满足接合条件,使同步器q6接合,大大提高了传动效率。

简言之,可选地,第一电动发电机302可以进行单独调速。或者,可选地,第三电动发电机900可以进行单独调速。再者,进一步可选地,第一电动发电机302和第三电动发电机900可以同时进行调速。

这样,同步器q6的接合/断开控制了变速单元200动力的输出,同时第一电动发电机302和第三电动发电机900在同步器q6从断开状态转换为接合状态期间可分别对动力输出轴ⅲ’和变速单元输出部201进行调速补偿,使得动力输出轴ⅲ’和变速单元输出部201的转速快速匹配,从而快速实现同步器q6的无扭矩接合。

第三电动发电机900与变速单元输出部201的连接方式可以有多种,具体布置形式可以综合考虑空间、成本、电机转速等多方面因素。例如,如图30-图31所示,第三电动发电机900的输出端可以直接与变速单元输出部201相连,并且第三电动发电机900与动力输出轴ⅲ’同轴布置。这样,使得动力传动系统100的结构更加紧凑。但是,本发明不限于此,第三电动发电机900与变速单元输出部201之间也可以通过齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、链轮传动机构进行间接传动。

车辆的动力传动系统1000具有多种工作模式,下面详细介绍一些工作模式。

变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800断开时,动力源100输出的动力适于依次通过变速单元200驱动第一电动发电机302发电。可以理解的是,车辆的动力传动系统1000处于驻车发电模式,动力源100工作,整车动力输出中断,第一电动发电机302与变速单元200动力耦合连接,动力源100输出的动力驱动第一电动发电机302发电,为系统补充电量。这样驻车发电不需要增加额外的动力传动链,仅通过动力切换装置800即可实现驻车发电模式的切换,切换控制简单,传动效率高。

车辆的动力传动系统1000的驻车发电功能,不仅可以为馈电后的动力电池补充电量,确保电四驱和整车用电的可靠运行,还可以实现移动储能电站功能,该移动储能电站通过增加驻车发电挡和逆放电功能,将车辆转化为充电宝和发电站,随时可以实现车外220v交流放电功能(vtol)、车辆对电网的供电功能(vtog)和车辆对车辆的互充电功能(vtov),极大地丰富了车辆的用途。

车辆的动力传动系统1000具有第一动力源驱动模式,车辆的动力传动系统处于第一动力源驱动模式时,第一电动发电机302不工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,动力源100输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401。也就是说,在第一动力源驱动模式中,车辆依靠动力源100驱动,系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动,即模式转换装置402切换入d挡位,此时为正常驱动。

车辆的动力传动系统1000具有第二动力源驱动模式,车辆的动力传动系统处于第二动力源驱动模式时,第一电动发电机302不工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,动力源100输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401的输入端。也就是说,在第二动力源驱动模式中,车辆依靠动力源100驱动,主减速器从动齿轮z’输出的动力被模式转换装置402减速后输出给系统动力输出部401的输入端,车辆可以进入超低速行驶模式,即模式转换装置402切换入l挡位,此时系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’之间通过大速比的减速传动,整车脱困能力增强,比如在车辆大坡度爬坡时,车辆的通过性更好。

车辆的动力传动系统1000具有第一纯电动驱动模式,车辆的动力传动系统处于第一纯电动驱动模式,动力源100不工作,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,第一电动发电机302输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401。也就是说,在第一纯电动驱动模式中,车辆依靠第一电动发电机302驱动,第一电动发电机302可实现动力直接输出,系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动,即模式转换装置402切换入d挡位,此时为正常驱动,传动效率高,控制策略易实现。

车辆的动力传动系统1000具有第二纯电动驱动模式,车辆的动力传动系统处于第二纯电动驱动模式,动力源100不工作,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,第一电动发电机302输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401的输入端。也就是说,在第二纯电动驱动模式中,车辆依靠第一电动发电机302驱动,第一电动发电机302可实现动力直接输出,传动效率高,控制策略易实现,且主减速器从动齿轮z’输出的动力被模式转换装置402减速后输出给系统动力输出部401的输入端,车辆可以进入超低速行驶模式,即模式转换装置402切换入l挡位,此时系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’之间通过大速比的减速传动,可以提高电动驱动的输出扭矩,整车脱困能力增强,比如在车辆大坡度爬坡时,车辆的通过性更好。

车辆的动力传动系统1000具有第一混动驱动模式,车辆的动力传动系统处于第一混动驱动模式时,动力源100和第一电动发电机302均工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,动力源100输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401,第一电动发电机302输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100和第一电动发电机302输出的动力耦合后输出给主减速器从动齿轮z’。也就是说,在第一混动驱动模式中,模式转换装置402切换入d挡位,且系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动,车辆依靠动力源100和第一电动发电机302共同驱动,动力源100和第一电动发电机302的输出相对独立,在传统燃油车动力总成基础上改动很小,即便动力源100和第一电动发电机302中的一个出现故障导致动力中断,也不会影响另一个的工作。

车辆的动力传动系统1000具有第二混动驱动模式,车辆的动力传动系统处于第二混动驱动模式时,动力源100和第一电动发电机302均工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,动力源100输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401,第一电动发电机302输出的动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100和第一电动发电机302输出的动力耦合后输出给主减速器从动齿轮z’。也就是说,在第二混动驱动模式中,车辆依靠动力源100和第一电动发电机302共同驱动,主减速器从动齿轮z’输出的动力被模式转换装置402减速后输出给系统动力输出部401的输入端,动力源100的各个挡位速比与第一电动发电机302的输出速比被放大,实现越野工况下的额外的多个挡位的输出,令整车混合动力单元具备双倍的动力源100挡位和电驱挡位,车辆的通过性更好。

车辆的动力传动系统1000具有第一行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第一行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,动力源100输出的一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的另一部分动力依次通过变速单元200输出给第一电动发电机302,驱动第一电动发电机302发电。也就是说,在第一行车发电模式中,车辆依靠动力源100驱动,模式转换装置402切换入d挡位,系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动,动力源100输出动力在主减速器从动齿轮z’处分成两个支路,一部分动力通过第二元件p2输出给系统动力输出部401的输入端,车辆进入正常行驶模式,另一部分动力用于驱动第一电动发电机302发电。

车辆的动力传动系统1000具有第二行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第二行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,动力源100输出的一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的另一部分动力依次通过变速单元200输出给第一电动发电机302,驱动第一电动发电机302发电。也就是说,在第二行车发电模式中,车辆依靠动力源100驱动,模式转换装置402切换入l挡位,动力源100输出动力在主减速器从动齿轮z’处分成两个支路,一部分动力被模式转换装置402再次减速后输出给系统动力输出部401的输入端,车辆可以进入超低速行驶模式,车辆的通过性更好,另一部分动力可以用于驱动第一电动发电机302发电。

车辆的动力传动系统1000具有第一制动能回收模式,车辆的动力传动系统1000处于第一制动能回收模式时,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,来自车辆的车轮的动力依次通过系统动力输出部401、第二元件p2、主减速器从动齿轮z’、变速单元输出部201、动力切换装置800、变速单元200驱动第一电动发电机302发电。也就是说,在第一制动能回收模式中,模式转换装置402切换入d挡位,车轮的动力一部分被制动系统耗散,一部分可以驱动第一电动发电机302发电,动力传动系统1000更环保。

车辆的动力传动系统1000具有第二制动能回收模式,车辆的动力传动系统1000处于第二制动能回收模式时,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,来自车辆的车轮的动力依次通过系统动力输出部401、第二元件p2、第一元件p1、主减速器从动齿轮z’、变速单元输出部201、动力切换装置800、变速单元200驱动第一电动发电机302发电。也就是说,在第二制动能回收模式中,车轮的动力一部分被制动系统耗散,一部分可以驱动第一电动发电机302发电,动力传动系统1000更环保,且通过第二元件p2到第一元件p1的加速,主减速器从动齿轮z’传递给第一电动发电机302的转速高,发电效率高。

在动力传动系统1000具有第二电动发电机600的实施例中,车辆的动力传动系统1000还相应地具有多种工作模式。

车辆的动力传动系统1000具有第三行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第三行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,动力源100输出的第一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的第二部分动力依次通过变速单元200输出给第一电动发电机302,驱动第一电动发电机302发电,动力源100输出的第三部分动力直接驱动第二电动发电机600发电。这样,在第三行车发电模式中,模式转换装置402切换入d挡位,系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动,发电的功率较大。

车辆的动力传动系统1000具有第四行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第四行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,动力源100输出的第一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的第二部分动力直接驱动第二电动发电机600发电,第一电动发电机302不发电。由于第二电动发电机600与动力源100的传动路径短,在第四行车发电模式中,发电的效率较高,且模式转换装置402切换入d挡位,系统动力输出部401的输入端与主减速器从动齿轮z’1:1速比传动。

车辆的动力传动系统1000具有第五行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第五行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,动力源100输出的第一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的第二部分动力依次通过变速单元200输出给第一电动发电机302,驱动第一电动发电机302发电,动力源100输出的第三部分动力直接驱动第二电动发电机600发电。也就是说,在第五行车发电模式中,车辆依靠动力源100驱动,模式转换装置402切换入l挡位,车辆可以进入超低速行驶模式,车辆的通过性更好,且发电的功率较大。

车辆的动力传动系统1000具有第六行车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第六行车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,动力源100输出的第一部分动力依次通过变速单元200、动力切换装置800、变速单元输出部201、主减速器从动齿轮z’、第一元件p1和第二元件p2输出给系统动力输出部401,动力源100输出的第二部分动力直接驱动第二电动发电机600发电,第一电动发电机302不发电。也就是说,在第六行车发电模式中,车辆依靠动力源100驱动,模式转换装置402切换入l挡位,车辆可以进入超低速行驶模式,车辆的通过性更好,且由于第二电动发电机600与动力源100的传动路径短,发电的效率较高。

车辆的动力传动系统1000具有第三制动能回收模式,车辆的动力传动系统1000处于第三制动能回收模式时,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3与第一元件p1同步,第二电动发电机600与动力源100断开,来自车辆的车轮的动力依次通过系统动力输出部401、第二元件p2、主减速器从动齿轮z’、变速单元输出部201、变速单元200驱动第二电动发电机600发电。也就是说,在第三制动能回收模式中,模式转换装置402切换入d挡位,车轮的动力一部分被制动系统耗散,一部分可以驱动第二电动发电机600发电,动力传动系统1000更环保。

车辆的动力传动系统1000具有第四制动能回收模式,车辆的动力传动系统1000处于第四制动能回收模式时,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800动力耦合连接,第三元件p3制动,第二电动发电机600与动力源100断开,来自车辆的车轮的动力依次通过系统动力输出部401、第二元件p2、第一元件p1、主减速器从动齿轮z’、变速单元输出部201、变速单元200驱动第二电动发电机600发电。也就是说,在第四制动能回收模式中,车轮的动力一部分被制动系统耗散,一部分可以驱动第二电动发电机600发电,动力传动系统1000更环保,且通过第二元件p2到第一元件p1的加速,主减速器从动齿轮z’传递给第二电动发电机600的转速高,发电效率高。

车辆的动力传动系统1000具有第一驻车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第一驻车发电模式时,动力源100工作,变速单元200与动力源100动力耦合连接,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800断开,第三元件p3解除制动且空转,动力源100输出的第一部分动力依次通过变速单元200输出给第一电动发电机302,驱动第一电动发电机302发电,动力源100输出的第二部分动力直接驱动第二电动发电机600发电。这样,发电的功率较大。

车辆的动力传动系统1000具有第二驻车发电模式,车辆的动力传动系统1000处于第二驻车发电模式时,动力源100工作,第二电动发电机600与动力源100动力耦合连接,变速单元200和变速单元输出部201通过动力切换装置800断开,第三元件p3解除制动且空转,动力源100输出的动力直接驱动第二电动发电机600发电,第一电动发电机302不发电。由于第二电动发电机600与动力源100的传动路径短,发电的效率较高。

在本发明的一些优选的实施例中,动力源100为发动机,车辆的动力传动系统1000具有快速启动模式,车辆的动力传动系统1000处于快速启动模式时,第二电动发电机600与发动机动力耦合连接,第二电动发电机600输出的动力直接驱动发动机启动。由此,可以缩短发动机的启动时间,实现快速启动。

在本发明的一个具体的实施例中,如图21-图26所示,动力源100;双离合器202,双离合器具有输入端、第一输出端k1和第二输出端k2,动力源100的输出端与双离合器202的输入端相连;第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,第一输入轴ⅰ与第一输出端k1相连且第二输入轴ⅱ与第二输出端k2相连,第二输入轴ⅱ同轴地套设在第一输入轴ⅰ上,第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ上分别固定设置有至少一个第一主动齿轮,且分别空套有至少一个第二主动齿轮,第二输入轴ⅱ和第一输入轴ⅰ中的一个上还固定设置有倒挡主动齿轮ra,至少一个第二主动齿轮选择性与对应地输入轴接合;动力输出轴ⅲ’,动力输出轴ⅲ’上空套有倒挡从动齿轮rb和至少一个第一从动齿轮,至少一个第一从动齿轮与至少一个第一主动齿轮对应地啮合,动力输出轴ⅲ’上固定设置有至少一个第二从动齿轮,至少一个第二从动齿轮与至少一个第二主动齿轮对应地啮合,倒挡从动齿轮rb和至少一个第一从动齿轮均选择性与动力输出轴ⅲ’接合;倒挡中间轴v,倒挡中间轴v上固定设置有惰轮ig,惰轮ig与倒挡主动齿轮ra啮合且与倒挡从动齿轮rb啮合;第一电动发电机302,第一电动发电机302与动力输出轴ⅲ’动力耦合连接;主减速器主动齿轮z;动力切换装置800,动力输出轴ⅲ’和主减速器主动齿轮z通过动力切换装置800动力耦合连接或断开;主减速器从动齿轮z’,主减速器从动齿轮z’与主减速器主动齿轮z啮合;系统动力输出部(401);行星齿轮机构p,主减速器从动齿轮z’与主减速器主动齿轮z动力耦合连接,行星齿轮机构p包括第一元件p1、第二元件p2和第三元件p3,第一元件p1与主减速器从动齿轮z’固定相连,第二元件p2与系统动力输出部401的输入端相连,第三元件p3可选择性制动,第三元件p3可选择性与第一元件p1同步,系统动力输出部(401)适于来自动力源100和第一电动发电机302中的至少一个输出的动力输出给两个前轮;后轮电动发电机,后轮电动发电机通过减速机构驱动两个后轮。

在本发明的另一个具体的实施例中,如图27-图33所示,车辆的动力传动系统1000包括:动力源100;双离合器202,双离合器202具有输入端、第一输出端和第二输出端,动力源100的输出端与双离合器的输入端相连;第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ,第一输入轴ⅰ与第一输出端相连且第二输入轴ⅱ与第二输出端相连,第二输入轴ⅱ同轴地套设在第一输入轴ⅰ上,第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ上分别固定设置有一个主动齿轮q25;动力输出轴ⅲ’,动力输出轴ⅲ’上固定设置有两个从动齿轮q26,两个从动齿轮q26分别与第一输入轴ⅰ和第二输入轴ⅱ上的主动齿轮q25对应地啮合;第一电动发电机302,第一电动发电机302通过中间齿轮q411与其中一个主动齿轮q25间接传动;主减速器主动齿轮z,主减速器主动齿轮z相对动力输出轴ⅲ’可差速转动;接合齿圈q52,接合齿圈q52与主减速器主动齿轮z固定;主减速器从动齿轮z’,主减速器从动齿轮z’与主减速器主动齿轮z啮合;系统动力输出部401;行星齿轮机构p,行星齿轮机构p包括第一元件p1、第二元件p2和第三元件p3,第一元件p1与主减速器从动齿轮z’固定相连,第二元件p2与系统动力输出部401的输入端相连,第三元件p3可选择性制动,第三元件p3可选择性与第一元件p1同步,系统动力输出部401适于来自动力源100和第一电动发电机302中的至少一个输出的动力输出给两个前轮;同步器q6,同步器设q6置在动力输出轴ⅲ’上且设置成可选择性地接合接合齿圈q52;以及后轮电动发电机,后轮电动发电机通过减速机构驱动两个后轮。

综上所述,根据本发明的车辆的动力传动系统1000,通过该模式转换装置402和动力切换装置800,可以丰富车辆的驱动模式,而且可以提高车辆的经济性和动力性,并且车辆能够适应不同的路况,以及可以显著提高车辆的通过性和脱困能力,可以提升驾驶员的驾驶体验。且动力传动系统1000可以实现驻车发电的功能,既保证了第一电动发电机302驱动和回馈时,动力传输直接,传动效率高,又保证驻车发电模式切换的简单和可靠。同时,由于发动机动力和第一电动发电机302动力在模式转换装置402处耦合,应用于发动机的变速单元完全可以采用原有传统燃油车的变速器,不需要做任何更改,第一电动发电机302的动力输出完全依靠模式转换装置402和动力切换装置800的切换来实现。这样的动力传动系统1000设计使得各个驱动模式控制相对独立,结构紧凑,易于实现。

本发明还公开了一种车辆,本发明实施例的车辆包括上述任一种实施例的动力传动系统1000。

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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

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。

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