一种新型混合动力耦合系统的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新型混合动力耦合系统。

背景技术：

随着石油资源的缺乏和人们环保意识的提高，迫切需要可节省能源和低排放甚至是零排放的绿色环保汽车产品。为此，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型的电动汽车。与传统内燃机相比，电动汽车牵引电机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。近年来，用于电动汽车的动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。

由于混合动力系统涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，结构往往比较复杂，占用空间较大，影响车辆其他部件的布置。一方面目前比较主流的电机并联式混合动力系统中，普遍是电机采用盘式结构，安装在发动机与变速器之间，占用一定的轴向尺寸，造成动力总成轴向长度大，在整车上布置困难。由于受尺寸限制，电机的功率一般不大，纯电动下动力性能较差。另一方面，目前混合动力变速箱集成电机的方案中普遍采用一档齿轮结构，一般很少采用多档齿轮结构，要获得动力性和经济都满意往往比较困难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单，节省空间，能有效提高动力性和经济性的新型混合动力耦合系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型混合动力耦合系统，包括：

发动机；

离合器；

发电机，与所述发动机同轴相连，并且位于所述发动机与所述离合器之间；

驱动电机，通过传动装置分别与所述离合器和差速器相连；

传动装置包括均设置于中间轴上的同步器、第一档位齿轮和第二档位齿轮，所述同步器用于控制所述第一档位齿轮或所述第二档位齿轮与所述中间轴同步结合或分离。

其中，所述发动机的输出轴与所述发电机的电机轴为同一轴。

其中，所述离合器包括相互配合的主动部分和从动部分，所述离合器的主动部分与所述发电机的电机轴相固定，所述离合器的从动部分与所述传动装置相连。

其中，所述传动装置还包括：

第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮；

所述第一齿轮与所述第二齿轮均设置在所述发动机的输出轴上，其中，所述第一齿轮与所述离合器的从动部分相连，所述第一齿轮与所述第一档位齿轮相啮合，所述第二齿轮与所述第二档位齿轮相啮合；

所述第三齿轮和所述第四齿轮均设置在所述驱动电机的输出轴上，所述第三齿轮与所述第一档位齿轮相啮合，所述第四齿轮与所述第二档位齿轮相啮合；

所述第五齿轮设置在所述中间轴上，与所述第六齿轮）相啮合；

所述第六齿轮设置在驱动轴上，与所述差速器相连。

其中，所述第一档位齿轮与所述第一齿轮之间，以及所述第二档位齿轮与所述第二齿轮之间分别形成不同的传动比。

其中，所述第一档位齿轮与所述第三齿轮之间，以及所述第二档位齿轮与所述第四齿轮之间分别形成不同的传动比。

其中，所述同步器设置在所述第一档位齿轮和所述第二档位齿轮之间。

本实用新型的有益效果在于：

结构简单，节省空间，方便布置，克服现有并联式混合动力汽车及其动力总成尺寸空间大，结构复杂等缺点；

纯电动模式下有两个档位，可以通过选择不同的减速齿轮传动比驱动，提高了低速下纯电的动力性及高速时纯电经济性；

当发动机参与驱动时，发动机有两个档位可以选择，优化了发动机的工作范围，提高了发动机的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于纯电动模式的示意图。

图3是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于纯电动模式的另一示意图。

图4是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于增程模式的示意图。

图5是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于增程模式的另一示意图。

图6是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于混合模式的示意图。

图7是本实用新型实施例新型混合动力耦合系统工作于混合驱动模式的另一示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。

请参照图1所示，本实用新型实施例提供一种新型混合动力耦合系统，包括：

发动机10；

离合器20；

发电机11，与发动机10同轴相连，并且位于发动机10与离合器20之间；

驱动电机12，通过传动装置分别与离合器20和差速器30相连；

传动装置包括均设置于中间轴210上的同步器70、第一档位齿轮71和第二档位齿轮72，同步器70用于控制第一档位齿轮71或第二档位齿轮72与中间轴210同步结合或分离。

本实施例中，发动机10与发电机11同轴相连，结构更为紧凑，并且因为将省去二者之间额外的传动装置，传动效率更高。由此，图1所示的发动机10的输出轴100与发电机11的电机轴110为同一轴。

离合器20包括相互配合的主动部分和从动部分，离合器20的主动部分与发电机11的电机轴110相固定。

将发电机11设置于发动机10与离合器20之间的作用在于，为本实施例的新型混合动力耦合系统提供增程模式。增程模式下，断开离合器20，发动机10带动发电机11发电，以向电池充电或给驱动电机12供电。

本实施例中，传动装置还包括：

第一齿轮21、第二齿轮22、第三齿轮23、第四齿轮24、第五齿轮25和第六齿轮26；

第一齿轮21与第二齿轮22均设置在发动机10的输出轴100上，其中，第一齿轮21与离合器20的从动部分相连，第一齿轮21与第一档位齿轮71相啮合，第二齿轮22与第二档位齿轮72相啮合；

第三齿轮23和第四齿轮24均设置在驱动电机12的输出轴120上，第三齿轮23与第一档位齿轮71相啮合，第四齿轮24与第二档位齿轮72相啮合；

第五齿轮25设置在中间轴210上，与第六齿轮26相啮合；

第六齿轮26设置在驱动轴50上，与差速器30相连。

同步器70设置在第一档位齿轮71和第二档位齿轮72之间。差速器30则通过驱动轴50与驱动轮60相连。

本实用新型实施例通过在中间轴210上设置两个档位齿轮，并由同步器70控制其与中间轴210同步结合或分离，具体来说，第一档位齿轮71与第三齿轮23之间，以及第二档位齿轮72与第四齿轮24之间，分别形成不同的传动比，使得驱动电机12的动力可以经由两条输出路线输出，提供了两个档位，有效改善了动力性及经济性。此外，由于在发动机输出轴上设置第一齿轮21和第二齿轮22，将在第一档位齿轮71与第一齿轮21之间，以及第二档位齿轮72与第二齿轮22之间，分别形成不同的传动比，当发动机10参与驱动时，发动机10有两个档位可以选择，发动机10的动力同样也可以经由两条输出路线输出，优化了发动机的工作范围，提高了发动机的经济性。

上述结构的电动汽车动力耦合系统，各部件布局合理，结构紧凑，有利于装配且节省空间，提高了车内空间利用率。

本实用新型实施例的动力耦合系统具有纯电动模式、增程模式及混合驱动模式，可根据电池SOC值及车速需求自动实现三种模式的切换，以下分别具体说明。

分别如图2、图3所示的纯电动模式：控制发动机10、发电机11均不工作，断开离合器20，同步器70让第一档位齿轮71或者第二档位齿轮72与中间轴210同步结合（如果第一档位齿轮71与中间轴210同步结合，则第二档位齿轮72与中间轴210为分离状态；如果第二档位齿轮72与中间轴210同步结合，则第一档位齿轮71与中间轴210为分离状态），驱动电机12的动力经第三齿轮23传递到第一档位齿轮71（参见图2）；或者经第四齿轮24传递到第二档位齿轮72（参见图3），再经第五齿轮25和第六齿轮26两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60，此时车辆以纯电动模式行驶在低速区域，动力传递路线分别如图2和图3中箭头所示。

再分别如图4、图5所示的增程模式：断开离合器20，发动机10带动发电机11发电，以向电池充电或给驱动电机12供电，同步器70让第一档位齿轮71或者第二档位齿轮72与中间轴210同步结合（如果第一档位齿轮71与中间轴210同步结合，则第二档位齿轮72与中间轴210为分离状态；如果第二档位齿轮72与中间轴210同步结合，则第一档位齿轮71与中间轴210为分离状态），驱动电机12的动力经第三齿轮23传递到第一档位齿轮71（参见图4）；或者经第四齿轮24传递到第二档位齿轮72（参见图5），再经第五齿轮25和第六齿轮26两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60，此时车辆以增程模式行驶，动力传递路线分别如图4和图5中箭头所示。

再分别如图6、图7所示的混合驱动模式：控制离合器20结合，发动机10的动力一部分经第一齿轮21传递到中间轴210；同步器70让第一档位齿轮71或者第二档位齿轮72与中间轴210同步结合（如果第一档位齿轮71与中间轴210同步结合，则第二档位齿轮72与中间轴210为分离状态；如果第二档位齿轮72与中间轴210同步结合，则第一档位齿轮71与中间轴210为分离状态），驱动电机12的动力经第三齿轮23传递到中间轴210，与前述发动机10的一部分动力耦合，再由第一档位齿轮71传递到第五齿轮25和第六齿轮26（参见图6），经过两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60；或者发动机10的动力一部分经第二齿轮22传递到中间轴210；驱动电机12的动力经第四齿轮24传递到中间轴210，与前述发动机10的一部分动力耦合，再由第二档位齿轮72传递到第五齿轮25和第六齿轮26（参见图7），经过两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60。发动机10的另一部分动力带动发电机11发电，以向电池充电或给驱动电机12供电，此时车辆以混合驱动模式行驶，动力传递路线分别如图6和图7中箭头所示。由此可以看出，第一档位齿轮71与第一齿轮21之间，以及第二档位齿轮72与第二齿轮22之间，可以分别形成不同的传动比，当发动机10参与驱动时，发动机10有两个档位可以选择，发动机10的动力经由这两条输出路线输出，使得发动机的工作范围得到优化，发动机的经济性得以提高。

在上述增程模式中，由于电池SOC值较低，发电机11作为启动电机使用，用于启动发动机10，使发动机10带动发电机11向电池充电或给驱动电机12供电；当汽车需要高速行驶时，发电机11同样将作为启动电机使用，用于启动发动机10，发动机10输出驱动力矩，驱动电机12则辅助驱动，进入混合驱动模式。

上述三种模式以表格体现如下：

通过上述说明可知，本实用新型的有益效果在于：

结构简单，节省空间，方便布置，克服现有并联式混合动力汽车及其动力总成尺寸空间大，结构复杂等缺点；

纯电动模式下有两个档位，可以通过选择不同的减速齿轮传动比驱动，提高了低速下纯电的动力性及高速时纯电经济性；

当发动机参与驱动时，发动机有两个档位可以选择，优化了发动机的工作范围，提高了发动机的经济性。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。