混合动力的横置变速器驱动系统及其车辆的制作方法

本实用新型涉及混合动力汽车变速器，具体而言，尤其涉及一种混合动力的横置变速器驱动系统及其车辆。

背景技术：

随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，具有良好的燃油经济性、低排放、节油率和动力性的混合动力的横置变速器驱动系统日益受到关注。

现有的混合动力的横置变速器驱动系统大都是永磁同步电机提供动力直接输出至差速器的主减速齿轮上或者输入到发送机输入外轴上，当整车在单发动机工况下行驶时，也就是当整车不需要永磁同步电机介入的时候，永磁同步电机也跟着转动，也就是说永磁同步电机被“拖曳”，永磁同步电机转子在转动的过程中会带来转动惯量，转动惯量过大会对换挡有影响，会产生冲击感、使整车产生抖动，驾乘舒适性较差。且现有混合动力整车在纯电行驶时，无法换挡，挡位比较单一，进而，在能量回收的过程中，又由于永磁同步电机端的速比比较单一，不能根据路况以及整车能量需要进行速比变换，不能实时进行速比变换，也就是说不能根据路况能量需求分段定量的进行能量回收，从而不节能，造成浪费。此时，如果控制系统控制不精准，整车需求能量供给不平衡，导致整车也会发生抖动。这就是平时说说的整车发生“耸动”。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种混合动力的横置变速器驱动系统及其车辆。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种混合动力的横置变速器驱动系统，包括差速器，所述差速器的相连齿轮可由设置在其两侧的混动驱动组件或/和纯电驱动组件驱动，所述纯电驱动组件至少包括设置在变速器壳体内相互平行且可自转的第一输入轴和第一输出轴，所述第一输入轴和第一输出轴之间通过二级变速件传动连接；还包括设置在变速器壳体内的主驱动电机，所述主驱动电机的电机轴上有且仅固设有一第二连接齿轮，所述第二连接齿轮与固设在所述第一输入轴一端上的第一连接齿轮啮合；所述第一输出轴的一端固设有第一传动齿轮，所述第一输出轴与所述差速器的相连齿轮啮合。

优选的，所述二级变速件至少包括固设在第一输入轴上的E1主动齿轮和E2主动齿轮，所述第一输出轴上空套有与所述E1主动齿轮啮合的E1从动齿轮和与所述E2主动齿轮啮合的E2从动齿轮，所述E1从动齿轮和E2从动齿轮之间还设有设置在所述第一输出轴上的E同步器，所述E同步器可选择地与所述E1从动齿轮或E2从动齿轮传动连接。

优选的，所述二级变速件至少包括空套在所述第一输入轴上的E1主动齿轮和E2主动齿轮，以及固设在所述第一输出轴上与所述E1主动齿轮相啮合的E1从动齿轮和与所述E2主动齿轮相啮合的E2从动齿轮；还包括设置在所述第一输入轴上位于所述E1主动齿轮和E2主动齿轮之间的E同步器，所述E同步器可选择地与所述E1主动齿轮或E2主动齿轮传动连接。

优选的，所述第一输入轴上固设有驻车棘轮或所述第一输出轴上固设有驻车棘轮。

优选的，所述混动驱动组件至少包括设置在变速箱壳体内与所述第一输入轴平行且可自转地第二输入轴和第二输出轴，所述第二输入轴和第二输出轴之间通过齿轮机构进行动力传输，所述第二输入轴的一端通过连接驱动组件与发动机传动连接；所述第二输出轴的一端固设有与所述差速器的相连齿轮相啮合的第二连接齿轮。

优选的，所述连接驱动组件至少包括辅助电机和分离离合器，所述分离离合器集成在所述辅助电机的转子中。

优选的，所述分离离合器与第二输入轴连接，所述辅助电机的电机轴依次通过减震器和飞轮与所述发动机连接。

优选的，所述辅助电机的电机轴与第二输入轴连接，所述分离离合器依次通过减震器和飞轮与所述发动机连接。

优选的，所述齿轮机构至少包括依次固设在所述第二输入轴上的D2主动齿轮、D4主动齿轮、D3主动齿轮和D1主动齿轮，所述第二输出轴上依次空套有与所述D2主动齿轮相啮合的D2从动齿轮、与所述D4主动齿轮相啮合的D4从动齿轮、与所述D3主动齿轮相啮合的D3从动齿轮以及与所述D1主动齿轮相啮合的D1从动齿轮；所述齿轮机构还包括设置在所述第二输出轴上的D1同步器和D2同步器，所述D1同步器位于所述D1从动齿轮和D3从动齿轮之间，可选择地与所述D1从动齿轮或D3从动齿轮传动连接；所述D2同步器位于所述D4从动齿轮和D2从动齿轮之间，可选择地与所述D4从动齿轮或D2从动齿轮传动连接。

一种混合动力的横置变速器驱动车辆，包括如上所述的横置变速器驱动系统。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本系统能够在纯电动工况下行驶，挡位有两挡选择，可根据需要进行挡位切换，以降低对主驱动电机的要求。另外，本系统在单发动机工况下行驶时，E同步器不挂挡，主驱动电机不会被“拖曳”，主驱动电机转子就不会转动、不会产生转动惯量，并不会对换挡产生影响，消除冲击感，整车不会抖动，驾乘舒适性较好。同时，主驱动电机的电机轴上有且仅套设有一齿轮，其轴向距离相对较窄，也就是说在相同的空间内可选用更大体积的主驱动电机，其惯性矩也更佳，故运行时会更平稳。

2.车辆启动时，分离离合器处于分离状态，以主驱动电机进行驱动，驱动车辆至发动机可在高效经济区工作的车速时，辅助电机预先启动发动机并使其在高效经济区车速中介入驱动，实现并联混动，并可逐渐代替电机驱动，可极大地降低油耗，大大地节省成本；

3、在发动机换挡过程中主驱动电机补充动力差值保证系统换挡时动力不中断，提升驾驶的舒适性；

4、将传统意义上的倒挡去掉，通过主驱动电机倒转即可实现倒挡；

5、在主驱动电机单独工作的情况下，如电池包电量低于一定的设定值，辅助电机启动发动机，发动机启动至高效经济区通过辅助电机发电直接驱动主动电机或为电池包充电，当停车状态下发动为电池包补充电量；

6、车辆制动时，通过主驱动电机进行回收能量，避免能量的浪费；

7、发动机可在任一挡位上均可工作，实现较大范围的介入，适用于更多复杂的工况；

8、第二实施例中，在特殊工况，如急加速、大坡度启动等需求大扭矩输入时，主驱动电机输出不足的情况下，辅助电机可通过轴系与主驱动电机协同工作；

9、辅助电机在发动机并联介入系统工作时，可产生负载使发动机尽量逼近高校区工作，且产生的负载可用于发电，更节能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2：本实用新型第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1所示，本实用新型第一实施例揭示了一种混合动力的横置变速器驱动系统，包括差速器100，所述差速器100的相连齿轮101可由设置在其两侧的混动驱动组件200或/和纯电驱动组件300驱动，所述差速器100的相连齿轮101与汽车的轮毂连接。

本实用新型中，所述纯电驱动组件300至少包括设置在变速器壳体内相互平行且可自转的第一输入轴1和第一输出轴2，所述第一输出轴2的一端固设有第一传动齿轮21，所述第一输出轴2与所述差速器100的相连齿轮101啮合。所述纯电驱动组件300还包括设置在所述变速器壳体内的主驱动电机3，所述主驱动电机3的电机轴上有且仅固设有一第二连接齿轮31，上所述主驱动电机的电机轴上仅套设有一第二连接齿轮31，可使其轴向距离相对较窄，也就是说，在相同的空间内，可选用更大体积的主驱动电机，其惯性矩也更加，运行时会更平稳。所述第一输入轴1的一端上固设有与所述第二连接齿轮31相啮合的第一连接齿轮11。进一步的，所述第一输入轴1和第一输出轴2之间通过二级变速件传动连接，所述二级变速件至少包括固设在第一输入轴1上的E1主动齿轮12和E2主动齿轮13，所述第一输出轴2上空套有与所述E1主动齿轮12啮合的E1从动齿轮22和与所述E2主动齿轮13啮合的E2从动齿轮23，所述E1从动齿轮22和E2从动齿轮23之间还设有设置在所述第一输出轴2上的E同步器24，所述E同步器24可选择地与所述E1从动齿轮22或E2从动齿轮23传动连接。该设计可使所述二级变速件有两挡选择，可根据需要进行挡位切换，以降低对主驱动电机的要求。另外，本实用新型不对所述二级变速件的结构做具体限定，均属于本实用新型的保护范畴。其也可以为如下结构：所述二级变速件至少包括空套在所述第一输入轴1上的E1主动齿轮和E2主动齿轮，以及固设在所述第一输出轴2上与所述E1主动齿轮相啮合的E1从动齿轮和与所述E2主动齿轮相啮合的E2从动齿轮；还包括设置在所述第一输入轴1上位于所述E1主动齿轮和E2主动齿轮之间的E同步器，所述E同步器可选择地与所述E1主动齿轮或E2主动齿轮传动连接。

本实用新型中，所述混动驱动组件200至少包括设置在变速箱壳体内与所述第一输入轴1平行且可自转地第二输入轴4和第二输出轴5，所述第二输出轴5的一端固设有与所述差速器100的相连齿轮101相啮合的第二连接齿轮59。所述第二输入轴4的一端通过连接驱动组件6与发动机7传动连接。具体的，所述连接驱动组件6包括辅助电机61和分离离合器69，所述分离离合器69集成在所述辅助电机61的转子中，所述分离离合器69与第二输入轴4连接，所述辅助电机61的电机轴依次通过减震器62和飞轮63与所述发动机7连接。所述减震器62和飞轮63的设置可为发动机提供惯性及稳定输出。

进一步的，所述第二输入轴4和第二输出轴5之间通过齿轮机构进行动力传输，所述齿轮机构至少包括依次固设在所述第二输入轴4上的D2主动齿轮42、D4主动齿轮44、D3主动齿轮43和D1主动齿轮41，所述第二输出轴5上依次空套有与所述D2主动齿轮42相啮合的D2从动齿轮52、与所述D4主动齿轮44相啮合的D4从动齿轮54、与所述D3主动齿轮43相啮合的D3从动齿轮53以及与所述D1主动齿轮41相啮合的D1从动齿轮51；所述齿轮机构还包括设置在所述第二输出轴5上的D1同步器55和D2同步器56，所述D1同步器55位于所述D1从动齿轮51和D3从动齿轮53之间，可选择地与所述D1从动齿轮51或D3从动齿轮53传动连接；所述D2同步器56位于所述D4从动齿轮54和D2从动齿轮52之间，可选择地与所述D4从动齿轮54或D2从动齿轮52传动连接。

本实用新型还包括驻车棘轮25，所述驻车棘轮25可固设在所述第一输入轴1或第一输出轴2的一端上，当然，亦可设置在其它位置，本实用新型不做具体限定。

下面简单阐述一下本实用新型第一实施例的工作过程：

当汽车处于倒挡状态时，所述分离离合器69处于分离状态，所述发动机7不进行动力输送。所述主驱动电机3启动并反转，其动力传递路线如下：所述主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于一挡纯电动驱动模式时，所述分离离合器69处于分离状态，所述发动机7不进行动力输送。所述主驱动电机3启动，其动力传递路线如下：所述主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于二挡纯电动驱动模式时，其动力传递路线与当汽车处于一挡纯电动驱动模式时动力传递路线雷同，就不做过多赘述。该设计能够在纯电动工况下行驶，挡位有两挡选择，可根据需要进行挡位切换，以降低对主驱动电机的要求。

当汽车处于一挡混合动力驱动模式时，所述分离离合器69处于结合状态，所述发动机7启动，其动力传递路线如下：发动机7—飞轮63—减震器62—辅助电机61—分离离合器69—D1主动齿轮41—D1从动齿轮51—D1从动齿轮51—第二输出轴5—第二连接齿轮59—差速器100的相连齿轮101。同时，所述主驱动电机3启动，其动力传递路线如下：主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于二挡、三挡及四挡混合动力驱动模式时，其动力传递路线与当汽车处于一挡混合动力驱动模式时动力传递路线雷同，就不做过多赘述。

本实用新型通过该设计，在混动过程中实现所述第一输出轴2和第二输出轴5上的两个功率相加。又因为功率是衡量汽车最高速度的物理量，功率越大的汽车的最高速度也越大，其爬坡性能以及加速性能也愈好。同时，所述第一输出轴2和第二输出轴5均有单独的驱动装置驱动，可以彼此独立的输出贡献扭矩。

本实用新型的设计要点在于：车辆在由所述主驱动电机单独驱动时，可将车辆驱动至高效经济器，待车辆进入高效经济区工作的车速时，所述辅助电机预先启动所述发动机并使其在高效经济区车速中介入驱动，实现并联混动，并可逐渐代替电机驱动，可极大地降低油耗，大大地节省成本。同时，所述发动机在换挡过程中，所述主驱动电机可补充动力差值保证系统换挡时动力不中断，提升驾驶的舒适性。

本实用新型另一设计要点在于：当整车在单所述混动驱动组件200驱动下行驶时，所述E同步器24不与所述E1从动齿轮22或E2从动齿轮23传动连接，也就是说，所述E同步器24将切断所述发动机转动时通过所述第二输出轴5反馈给所述主驱动电机3的动力。因此，所述主驱动电机3将不会被“拖曳”，所述主驱动电机3转子就不会转动、不会产生转动惯量，并不会对换挡产生影响，消除现有技术存在的冲击感，整车不会抖动，驾乘舒适性较好。

如图2所示，为本实用新型的第二实施例，其与第一实施例的区别点为连接驱动组件6与所述第二输入轴4和发动机7的连接方式，具体的，所述辅助电机61的电机轴与第二输入轴4连接，所述分离离合器69依次通过减震器62和飞轮63与所述发动机7连接。所述辅助电机61是汽车启动发电一体机，直接集成在第二输入轴4上，就是直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的电机，在起步阶段短时替代发动机驱动汽车，并同时起到启动发动机的作用，减少发动机的怠速损耗和污染，正常行使时，发动机驱动车辆，启动电机断开或者起到发电机的作用，刹车时，所述辅助电机61还可以起到再生发电，回收制动能量的节能效果。总之这是一种介于混合动力和传统汽车之间的一种成本低廉的节能和环保方案。

下面简单阐述一下本实用新型第二实施例的工作过程

当汽车处于倒挡状态时，所述分离离合器69处于分离状态，所述发动机7不进行动力输送。所述主驱动电机3启动并反转，其动力传递路线如下：所述主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于一挡纯电动驱动模式时，所述分离离合器69处于分离状态，所述发动机7不进行动力输送。所述主驱动电机3启动，其动力传递路线如下：所述主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于二挡纯电动驱动模式时，其动力传递路线与当汽车处于一挡纯电动驱动模式时动力传递路线雷同，就不做过多赘述。该设计能够在纯电动工况下行驶，挡位有两挡选择，可根据需要进行挡位切换，以降低对主驱动电机的要求。

当汽车处于一挡混合动力驱动模式时，所述分离离合器69处于结合状态，所述发动机7启动，其动力传递路线如下：发动机7—飞轮63—减震器62—分离离合器69—辅助电机61—D1主动齿轮41—D1从动齿轮51—D1从动齿轮51—第二输出轴5—第二连接齿轮59—差速器100的相连齿轮101。同时，所述主驱动电机3启动，其动力传递路线如下：主驱动电机3—第二连接齿轮31—第一连接齿轮11—第一输入轴1—E1主动齿轮12—E1从动齿轮22—E同步器24—第一输出轴2—第一传动齿轮21—差速器100的相连齿轮101，完成动力传输。

当汽车处于二挡、三挡及四挡混合动力驱动模式时，其动力传递路线与当汽车处于一挡混合动力驱动模式时动力传递路线雷同，就不做过多赘述。

本实用新型揭示了一种混合动力的横置变速器驱动车辆，包括如上所述的横置变速器驱动系统。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、本系统能够在纯电动工况下行驶，挡位有两挡选择，可根据需要进行挡位切换，以降低对主驱动电机的要求。另外，本系统在单发动机工况下行驶时，E同步器不挂挡，主驱动电机不会被“拖曳”，主驱动电机转子就不会转动、不会产生转动惯量，并不会对换挡产生影响，消除冲击感，整车不会抖动，驾乘舒适性较好。同时，主驱动电机的电机轴上仅套设有一齿轮，其轴向距离相对较窄，也就是说可选用更大体积的主驱动电机，其惯性矩也更佳，故运行时会更平稳。

2.车辆启动时，分离离合器处于分离状态，以主驱动电机进行驱动，驱动车辆至发动机可在高效经济区工作的车速时，辅助电机预先启动发动机并使其在高效经济区车速中介入驱动，实现并联混动，并可逐渐代替电机驱动，可极大地降低油耗，大大地节省成本；

3、在发动机换挡过程中主驱动电机补充动力差值保证系统换挡时动力不中断，提升驾驶的舒适性；

4、将传统意义上的倒挡去掉，通过主驱动电机倒转即可实现倒挡；

5、在主驱动电机单独工作的情况下，如电池包电量低于一定的设定值，辅助电机启动发动机，发动机启动至高效经济区通过辅助电机发电直接驱动主动电机或为电池包充电，当停车状态下发动为电池包补充电量；

6、车辆制动时，通过主驱动电机进行回收能量，避免能量的浪费；

7、发动机可在任一挡位上均可工作，实现较大范围的介入，适用于更多复杂的工况；

8、第二实施例中，在特殊工况，如急加速、大坡度启动等需求大扭矩输入时，主驱动电机输出不足的情况下，辅助电机可通过轴系与主驱动电机协同工作；

9、辅助电机在发动机并联介入系统工作时，可产生负载使发动机尽量逼近高校区工作，且产生的负载可用于发电，更节能。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。