混合动力驱动系统及车辆的制作方法

本发明属于混合动力技术领域，特别是涉及一种混合动力驱动系统及车辆。

背景技术：

混合动力系统可以通过多种方式改进车辆燃料经济性。例如，发动机可以在怠速、减速或制动期间关闭，采用纯电驱动模式行驶，以消除由于发动机阻力导致的效率损失。另外，通过再生制动产生或由电机在发动机运行期间发电存储在动力电池中的能量，可在纯电驱动模式下被利用，或在混合驱动模式下补充发动机的转矩或功率。

混合动力车辆能够结合至少两种不同的动力来进行驱动，目前大部分混合动力车辆都是采用油电混合动力系统，该混合动力系统包括从燃油得到动力的发动机和由电力驱动的电动机。为了最大程度上改善发动机的燃烧效率，很多汽车厂商开发的混合动力系统都采用了双电机结构，即除驱动电机外，还增加了一个发电机。由于同时存在发动机、发电机和驱动电机，三者之间的连接和控制将直接影响混合动力车辆的性能。

目前，利用行星齿轮和双电机实现纯电驱动模式、串联模式和混合驱动模式的车辆有通用公司的沃兰达(volt)，但是，其三模式驱动的功能实现需要3个多片离合器。可见，现有的混合动力驱动系统，零部件较多，导致混合动力驱动系统的结构复杂及系统效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种混合动力驱动系统及车辆，确保现有混合动力车辆动力性的同时又提高现有混合动力车辆经济性。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种混合动力驱动系统，包括发动机、第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第一轴、第一电机1挡主动齿轮、第一同步器、第一电机2挡主动齿轮、第一齿轮、第二轴、1挡从动齿轮、2挡从动齿轮、第二齿轮、主减主动齿轮、第三轴、第二电机1挡主动齿轮、第二同步器、第二电机2挡主动齿轮、主减从动齿轮及第四轴；

所述第一轴的一端通过所述第二离合器与所述发动机连接，所述第一轴的另一端与所述第一电机连接，所述第三轴的一端与所述第二电机连接，所述第四轴为空套在所述第一轴上的空心轴，所述第一离合器连接在所述第四轴与所述发动机之间；

所述第一电机1挡主动齿轮及第一电机2挡主动齿轮空套在所述第一轴上，所述第一齿轮固定在所述第四轴上，所述第一同步器设置在所述第一轴上且位于所述第一电机1挡主动齿轮及第一电机2挡主动齿轮之间，所述第一同步器能够选择性地与所述第一电机1挡主动齿轮及第一电机2挡主动齿轮接合或断开；

所述第二电机1挡主动齿轮及第二电机2挡主动齿轮空套在所述第三轴上，所述第二同步器设置在所述第三轴上且位于所述第二电机1挡主动齿轮及第二电机2挡主动齿轮之间，所述第二同步器能够选择性地与所述第二电机1挡主动齿轮及第二电机2挡主动齿轮接合或断开；

所述1挡从动齿轮、2挡从动齿轮、第二齿轮及主减主动齿轮固定连接在所述第二轴上，所述1挡从动齿轮同时与所述第一电机1挡主动齿轮及第二电机1挡主动齿轮啮合，所述2挡从动齿轮同时与所述第一电机2挡主动齿轮及第二电机2挡主动齿轮啮合，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述主减主动齿轮与所述主减从动齿轮啮合。

可选地，所述第一电机1挡主动齿轮、第一同步器、第一电机2挡主动齿轮及第一齿轮位于所述发动机与所述第一电机之间。

可选地，所述第一电机1挡主动齿轮、第一同步器、第一电机2挡主动齿轮及第一齿轮沿所述第一轴的轴线向靠近所述发动机的方向依次排布，所述发动机与所述第一电机同轴布置。

可选地，所述1挡从动齿轮、2挡从动齿轮、第二齿轮及主减主动齿轮沿所述第二轴的轴线向靠近所述发动机的方向依次排布。

可选地，所述第二电机1挡主动齿轮、第二同步器及第二电机2挡主动齿轮沿所述第三轴的轴线向靠近所述发动机的方向依次排布。

可选地，所述第一轴、第二轴及第三轴相互平行间隔。

可选地，所述第一电机及第二电机在轴向上位于所述发动机的同一侧。

可选地，所述第一离合器与第二离合器相互嵌套以构成双离合器。

可选地，所述双离合器整体位于所述发动机与所述第一齿轮之间。

另一方面，本发明实施例还提供一种车辆，其包括上述的混合动力驱动系统。

本发明实施例的混合动力驱动系统及车辆，通过控制两个离合器及两个同步器的接合状态，可以实现发动机的三挡速比、第一电机的两挡速比及第二电机的两挡速比，实现第一电机纯电驱动、第二电机纯电驱动、双电机纯电驱动、串联驱动、并联驱动及发动机直接驱动等工作模式。使得发动机能够工作在具有较高燃油经济性的区间，以此提高车辆燃油经济性。以此，确保现有混合动力车辆动力性的同时又提高现有混合动力车辆经济性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的混合动力驱动系统的结构简图；

图2是本发明一实施例提供的车辆的结构简图。

说明书中的附图标记如下：

1000、车辆；

100、混合动力驱动系统；1、发动机；2、第一电机；3、第二电机；4、第一离合器；5、第一轴；6、第一电机1挡主动齿轮；7、第一同步器；8、第一电机2挡主动齿轮；9、第二轴；10、1挡从动齿轮；11、2挡从动齿轮；12、主减主动齿轮；13、第三轴；14、第二电机1挡主动齿轮；15、第二同步器；16、第二电机2挡主动齿轮；17、主减从动齿轮；18、差速器；19、第四轴；20、第二离合器；21、第一齿轮；22、第二齿轮。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一实施例提供的混合动力驱动系统100，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、第一离合器4、第二离合器20、第一轴5、第一电机21挡主动齿轮、第一同步器7、第一电机2挡主动齿轮8、第一齿轮21、第二轴9、1挡从动齿轮10、2挡从动齿轮11、第二齿轮22、主减主动齿轮12、第三轴13、第二电机1挡主动齿轮14、第二同步器15、第二电机2挡主动齿轮16、主减从动齿轮17及第四轴19。

所述主减从动齿轮17设置在差速器18的壳体上。所述主减从动齿轮17与差速器18的壳体一起旋转。

所述第一轴5的一端通过所述第二离合器20与所述发动机1连接，即，所述第二离合器20连接在所述发动机1与所述第一轴5之间。所述第一轴5的另一端与所述第一电机2连接，所述第三轴13的一端与所述第二电机3连接，所述第一离合器4连接在所述第四轴19与所述发动机1之间。

优选地，所述第一离合器4与第二离合器20相互嵌套以构成双离合器，所述双离合器整体位于所述发动机1与所述第一齿轮21之间。

所述第一电机1挡主动齿轮6及第一电机2挡主动齿轮8通过滚针轴承空套在所述第一轴5上，所述第一齿轮21固定在所述第四轴19上，所述第一同步器7设置在所述第一轴5上且位于所述第一电机1挡主动齿轮6及第一电机2挡主动齿轮8之间，所述第一同步器7的滑动轴套可在第一轴5上滑动，所述第一同步器7能够选择性地与所述第一电机1挡主动齿轮6及第一电机2挡主动齿轮8接合或断开。具体地，当所述第一同步器7与所述第一电机1挡主动齿轮6接合时，所述第一电机1挡主动齿轮6与第一轴5结合并一体地旋转。当所述第一同步器7与所述第一电机2挡主动齿轮8接合时，所述第一电机2挡主动齿轮8与第一轴5结合并一体地旋转。

所述第二电机1挡主动齿轮14及第二电机2挡主动齿轮16空套在所述第三轴13上，所述第二同步器15设置在所述第三轴13上且位于所述第二电机1挡主动齿轮14及第二电机2挡主动齿轮16之间，所述第二同步器15的滑动轴套可在第三轴13上滑动，所述第二同步器15能够选择性地与所述第二电机1挡主动齿轮14及第二电机2挡主动齿轮16接合或断开。具体地，当所述第二同步器15与所述第二电机1挡主动齿轮14接合时，所述第二电机1挡主动齿轮14与第三轴13结合并一体地旋转。当所述第二同步器15与所述第二电机2挡主动齿轮16接合时，所述第二电机2挡主动齿轮16与第三轴13结合并一体地旋转。

所述1挡从动齿轮10、2挡从动齿轮11、第二齿轮22及主减主动齿轮12固定连接(或一体形成)在所述第二轴9上，所述1挡从动齿轮10同时与所述第一电机1挡主动齿轮6及第二电机1挡主动齿轮14啮合，所述2挡从动齿轮11同时与所述第一电机2挡主动齿轮8及第二电机2挡主动齿轮16啮合，所述第一齿轮21与第二齿轮22啮合，所述主减主动齿轮12与所述主减从动齿轮17啮合。

如图1所示，所述第一电机1挡主动齿轮6、第一同步器7、第一电机2挡主动齿轮8及第一齿轮21位于所述发动机1与所述第一电机2之间。更为优选地，所述第一电机1挡主动齿轮6、第一同步器7、第一电机2挡主动齿轮8及第一齿轮21沿所述第一轴5的轴线向靠近所述发动机1的方向依次排布，所述发动机1与所述第一电机2同轴布置。所述第一电机2及第二电机3在轴向上位于所述发动机1的同一侧。

所述1挡从动齿轮10、2挡从动齿轮11、第二齿轮22及主减主动齿轮12沿所述第二轴9的轴线向靠近所述发动机1的方向依次排布。

所述第二电机1挡主动齿轮14、第二同步器15、第二电机2挡主动齿轮16沿所述第三轴13的轴线向靠近所述发动机1的方向依次排布。

所述第一轴5、第二轴9及第三轴13相互平行间隔，且所述第一轴5、第二轴9及第三轴13不在同一平面内。这样，所述第一轴5、第二轴9及第三轴13在空间内构成三角排布，有利于减小混合动力驱动系统的体积，便于在机舱内的布置。

上述实施例的混合动力驱动系统100，通过控制两个离合器及两个同步器的接合状态，可以实现发动机1的三挡速比、第一电机2的两挡速比及第二电机3的两挡速比，实现第一电机纯电驱动、第二电机纯电驱动、双电机纯电驱动、串联驱动、并联驱动及发动机直接驱动等工作模式。使得发动机1能够工作在具有较高燃油经济性的区间，以此提高车辆燃油经济性。以此，确保现有混合动力车辆动力性的同时又提高现有混合动力车辆经济性。

本实施例中，来自发动机1的动力具有如下特点和工作模式：

a.通过控制所述第一离合器4的接合和断开，所述第一同步器7选择性地与所述第一电机1挡主动齿轮6及第一电机2挡主动齿轮8接合或断开，使得来自所述发动机1的动力具有3个不同的挡位；

b.来自发动机1的动力有4种工作模式：串联驱动模式、第一发动机直接驱动模式(第一电机2、第二电机3空载)、第二发动机直接驱动模式(第一电机2、第二电机3发电)及并联驱动模式。

本实施例中，第一电机2有如下工作模式和特点：

a.发动机1到第一电机2的转速无增速，通过所述第一同步器7选择性地与所述第一电机1挡主动齿轮6及第一电机2挡主动齿轮8接合或断开，使得第一电机2的驱动具有2个挡位；

b.第一电机2可以通过第二离合器20断开与发动机1的连接，降低发动机1直接驱动时的负载；

c.第一电机2发电模式：一种是，发动机1单独带动第一电机2发电；另一种是，发动机1驱动的同时带动第一电机2发电；

d.第一电机纯电驱动模式：第一电机2通过第一轴5、第一同步器7及第二轴9将动力传递到差速器18；此外，第一电机2与第二电机3还可以并联驱动。

e.第一电机与发动机并联驱动模式。

本实施例中，第二电机3有如下工作模式和特点：

a.通过所述第二同步器15选择性地与所述第二电机1挡主动齿轮14及第二电机2挡主动齿轮16接合或断开，使得第二电机3的驱动具有2个挡位(2个驱动减速比)；

b.第二电机纯电驱动模式：第二电机3单独驱动车辆模式；此外，第一电机2与第二电机3还可以并联驱动；

c.第二电机空载运行模式：发动机1直接驱动车辆，第二电机3不参与驱动也不发电；

d.第二电机发电模式：发动机1驱动车辆，同时也带动第二电机3发电；

e.第二电机并联混动模式：第二电机3与发动机1共同驱动车辆；

f.第二电机制动减速发电。

另外，如图2所示，本发明一实施例还提供了一种车辆1000，其包括上述实施例的混合动力驱动系统100。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。