一种混合动力系统及混合动力汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车传动技术领域，尤其涉及一种混合动力系统及混合动力汽车。

背景技术：

随着汽车工业的快速发展，“节能”“减排”已成为汽车工业发展的主旋律，混合动力系统作为传统动力向新能源动力过渡的一种中间产物，其具有结构类型多样，结构配置灵活、节能效果突出、动力性出色等优点，成为当前汽车发展的重要方向。目前，混合动力系统逐步应用到特种作业车辆上。

特种作业车辆作为一类特殊的车辆，指的是外廓尺寸、重量等方面超过设计车辆限界或者特殊用途的车辆，经特制或专门改装，配有固定的装置设备，实现特定的工程作业，常见的环卫扫地车、清障车、消防车等均属于特种车辆。特种车辆的作业环境往往对车辆动力性、燃油经济性、噪音控制、取力便利性、行驶平顺性等有特殊要求。

传统的特种作业车辆的底盘使用单发动机或双发动机。其中具有单发动机的特种作业车辆使用发动机取力器接口或者变速箱取力器接口进行上装设备取力，当取力功率较大时，需要匹配大马力发动机，增加整车基础油耗，当上装设备有工作需求时，发动机必须处于工作状态，上装设备的作业状态受发动机运行状态影响，无法静音或零排放作业，此外还需要相关机械取力装置连接取力器接口及上装设备，空间布置受限。具有双发动机的特种作业车辆使用主发动机实现车辆行驶，副发动机进行取力，体积加大，作业噪声大，无法获得良好的燃油经济性及舒适性控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混合动力系统及混合动力汽车，兼顾整车动力性及燃油经济性，具有取力方便、噪音低、驾乘舒适性高等优点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种混合动力系统，包括：

发动机；

动力电机总成，所述动力电机总成的输入端与所述发动机的输出端之间连接有离合器总成，所述离合器总成选择性地连接所述动力电机总成和所述发动机，所述动力电机总成的输出端通过变速箱与驱动桥连接；

电能供应组件，所述电能供应组件电连接有上装电取力接口，所述动力电机总成能为所述电能供应组件供电。

优选地，所述动力电机总成包括电机定子和安装于所述电机定子内部的电机转子，所述电机转子穿设有转轴，所述转轴的一端与所述离合器总成连接，另一端与所述变速箱内的齿轮组连接。

优选地，所述动力电机总成还包括电驱传动壳体，所述电机定子与所述电驱传动壳体连接，所述电机定子的两端分别设有第一端盖和第二端盖，所述转轴分别与所述第一端盖和所述第二端盖转动连接。

优选地，所述离合器总成包括：

离合器主动盘，所述离合器主动盘与所述发动机的输出端连接；

离合器从动盘，所述离合器从动盘与所述转轴连接；

离合器驱动组件，用于驱动所述离合器从动盘与所述离合器主动盘分离或结合。

优选地，所述离合器驱动组件包括：

离合器分离轴承，所述离合器分离轴承套设于所述转轴上，且所述离合器分离轴承与所述离合器从动盘弹性连接；

离合器分离拨叉，所述离合器分离拨叉的一端与所述离合器分离轴承连接，另一端连接有离合器电控气动分泵；

变速箱控制单元，用于控制所述离合器电控气动分泵。

优选地，所述变速箱控制单元电连接有两位三通型离合器电磁阀，所述离合器电磁阀与所述离合器电控气动分泵电连接。

优选地，所述电能供应组件包括动力电池、高压配电单元和电机控制器，所述高压配电单元分别与所述动力电池和所述电机控制器电连接，所述电机控制器与所述动力电机总成电连接，所述上装电取力接口与所述高压配电单元电连接。

优选地，还包括通信总线，所述动力电池、所述高压配电单元和所述电机控制器分别与所述通信总线通信连接。

优选地，所述发动机连接有发动机取力器，所述发动机取力器通过取力传动轴与上装设备连接。

一种混合动力汽车，包括上述的混合动力系统。

本实用新型的有益效果：发动机和动力电机总成通过离合器总成连接，离合器总成分离，整车具备纯电动行驶模式，动力电机总成经变速箱驱动车辆行驶，噪音低；电能供应组件能为上装电取力接口供电，当电能供应组件的电能较低时，离合器总成结合，动力电机总成处于发电模式，将发动机产生的机械能转化为电能，同时为电能供应组件和上装电取力接口供电，在车辆行驶过程中，通过动力电机总成和发动机协同工作，动力电机总成制动能量回收，兼顾了整车燃油经济性及动力性，且取力方便，同时匹配变速箱可大大降低车辆驾驶难度，提高了驾乘舒适性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的混合动力系统的结构示意图。

图中：

1、动力电池；2、高压配电单元；3、上装电取力接口；4、电机控制器；5、通信总线；6、变速箱控制单元；7、发动机控制单元；8、变速箱选换挡执行机构；9、发动机；10、离合器电磁阀；11、离合器电控气动分泵；12、电驱传动壳体；13、离合器主动盘；14、离合器从动盘；15、膜片弹簧；16、离合器分离轴承；17、离合器分离拨叉；18、电机转子；19、电机定子；20、转轴；21、变速箱；22、输出轴；23、传动轴；24、驱动桥；25、第一端盖；26、第二端盖；27、发动机取力器；28、取力传动轴；29、上装设备。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

针对特种作业车辆的作业环境往往对车辆动力性、燃油经济性、噪音控制、取力便利性、行驶平顺性等的特殊要求，本实施例提供了一种混合动力系统，使特种作业车辆满足上述要求。

如图1所示，本实施例提供的混合动力系统包括发动机9、动力电机总成和电能供应组件，动力电机总成的输入端与发动机9的输出端之间连接有离合器总成，离合器总成选择性地连接动力电机总成和发动机9，动力电机总成的输出端通过变速箱21与驱动桥24连接，电能供应组件电连接有上装电取力接口3，动力电机总成能为电能供应组件供电。

发动机9和动力电机总成通过离合器总成连接，离合器总成分离，整车具备纯电动行驶模式，动力电机总成经变速箱21驱动车辆行驶，噪音低；电能供应组件能为上装电取力接口3供电，当电能供应组件的电能较低时，离合器总成结合，动力电机总成处于发电模式，将发动机产生的机械能转化为电能，同时为电能供应组件和上装电取力接口3供电，在车辆行驶过程中，通过动力电机总成和发动机协同工作，动力电机总成制动能量回收，兼顾了整车燃油经济性及动力性，且取力方便，同时匹配变速箱21可大大降低车辆驾驶难度，提高了驾乘舒适性。

在本实施例中，变速箱21的输出轴22通过传动轴23与驱动桥24连接。变速箱21与常规车变速箱相同，优选使用机械式变速箱。

在本实施例中，动力电机总成包括电机定子19和安装于电机定子19内部的电机转子18，电机转子18穿设有转轴20，转轴20的一端与离合器总成连接，另一端与变速箱21内的齿轮组连接。动力电机总成的转轴20直接与变速箱21内的齿轮组连接，省略了变速箱21本身与齿轮组连接的输入轴，最大程度上保证了传动系统的同轴度，提高了驾乘的舒适性。在本实施例中，转轴20的相关尺寸遵循行业标准，使得系统具有通用性，便于产品的系列化拓展。

进一步地，动力电机总成还包括电驱传动壳体12，电机定子19与电驱传动壳体12连接，电机定子19的两端分别设有第一端盖25和第二端盖26，转轴20分别与第一端盖25和第二端盖26转动连接。优选地，转轴20分别通过轴承结构与第一端盖25和第二端盖26转动连接，结构简单，易于实施。

在本实施例中，离合器总成包括离合器主动盘13、离合器从动盘14和离合器驱动组件，离合器主动盘13与发动机9的输出端连接，离合器从动盘14与转轴20连接，离合器驱动组件用于驱动离合器从动盘14与离合器主动盘13分离或结合。设置离合器总成选择性地使发动机9和动力电机总成结合。具体地，离合器主动盘13与发动机9的曲轴输出端连接。离合器从动盘14的圆心位置设有内花键结构，转轴20的端部设有外花键结构，内花键结构与外花键结构相配合实现了转轴20与离合器从动盘14的连接。

进一步地，离合器驱动组件包括离合器分离轴承16、离合器分离拨叉17和变速箱控制单元6，离合器分离轴承16套设于转轴20上，且离合器分离轴承16与离合器从动盘14弹性连接，离合器分离拨叉17的一端与离合器分离轴承16连接，另一端连接有离合器电控气动分泵11，变速箱控制单元6用于控制离合器电控气动分泵11。在整车压缩气体与离合器电控气动分离气管接通时，离合器电控气动分泵11向右运动时，推动离合器分离拨叉17向右运动，实现了离合器从动盘14与离合器主动盘13的分离；在整车压缩气体与离合器电控气动分离气管不接通时，离合器分离轴承16推动离合器分离拨叉17向左运动，离合器电控气动分泵11中的气体排出至大气中，实现了离合器从动盘14与离合器主动盘13的结合。本实施例中使用传统的离合器分离轴承16和离合器分离拨叉17的结构实现离合器总成的分离与结合操作，部件通用性好，结构成熟稳定。

优选地，离合器分离轴承16与离合器从动盘14通过膜片弹簧15连接，起到了辅助离合器分离轴承16左右移动的作用。变速箱控制单元6电连接有两位三通型离合器电磁阀10，离合器电磁阀10与离合器电控气动分泵11电连接。在离合器电磁阀10位于a位置时，整车压缩气体与离合器电控气动分离气管接通，离合器电控气动分泵11向右运动时，推动离合器分离拨叉17向右运动，实现了离合器从动盘14与离合器主动盘13的分离；在离合器电磁阀10位于b位置时，整车压缩气体与离合器电控气动分离气管不接通，离合器分离轴承16在膜片弹簧15压缩力的作用下向左运动，进而带动离合器分离拨叉17向左运动，离合器电控气动分泵11中的气体排出至大气中，实现了离合器从动盘14与离合器主动盘13的结合。本实施例中使用布置在变速箱21及动力电机总成外部的离合器电控气动分泵11和离合器电磁阀10等部件，使用气动方案稳定可靠，离合器电控气动分泵11和离合器电磁阀10等部件外置设置便于维修及保养。

在本实施例中，电能供应组件包括动力电池1、高压配电单元2和电机控制器4，高压配电单元2分别与动力电池1和电机控制器4电连接，电机控制器4与动力电机总成电连接，上装电取力接口3与高压配电单元2电连接。在整车具备长时间电取力能力时，整车所匹配的动力电池为上装电取力接口3提供电能；当动力电池的电能较低时，离合器总成结合，动力电机总成处于发电模式，将发动机9产生的机械能转化为电能，同时为上装电取力接口3和动力电池1提供电能。

在本实施例中，混合动力系统还包括通信总线5，动力电池1、高压配电单元2和电机控制器4分别与通信总线5通信连接，以便于与整车控制器进行信号之间进行信号传输。

在本实施例中，变速箱控制单元6也与通信总线5通信连接。此外，变速箱壳体外还设有变速箱换挡执行机构8，变速箱换挡执行机构8与变速箱控制单元6电连接，变速箱控制单元6控制变速箱选换挡执行机构8实现变速箱摘挡、选档、换挡等操作，变速箱选换挡执行机构8优选使用电动或气动执行器执行。

混合动力系统还包括发动机控制单元7，发动机控制单元7与通信总线5连接，用于控制发动机9。

发动机9上连接有发动机取力器27，发动机取力器27通过取力传动轴28与上装设备29连接，发动机取力器27的速比根据上装设备29的工作需求进行匹配。在本实施例中，取力传动轴28为带万向节、伸缩花键的结构，以抵消因发动机9抖动及上装设备29抖动引起的传动振动。设置上装电取力接口3和发动机取力器27，使整车具备多种取力作业模式，其包括：1)整车为发动机9驱动，整车处于发动机取力模式；2)整车为动力电机总成驱动，整车处于上装电取力模式；3)整车为发动机9及动力电机总成联合驱动，整车处于发动机取力模式；4)整车处于发动机9及动力电机联合驱动，整车处于上装电取力模式；根据上装设备29的工作需求，灵活选择并切换工作模式，节省整车运营成本。

本实施例还提供了一种混合动力汽车，包括上述的混合动力系统，兼顾了整车动力性及燃油经济性，具有取力方便、噪音低、驾乘舒适性高等优点。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。