1.本公开涉及车辆动力总成技术领域，具体地，涉及一种混合动力变速器、混合动力变速系统和车辆。
背景技术：2.当前的混合动力驱动系统可以分为两类，一种是附加式混合动力系统，即基于现有的传统发动机动力总成，将电机安装到动力传输路径的合适位置；另一种是专用混合动力变速器，将一个或多个电机集成到变速器中，形成带电机的自动变速系统，与现有的发动机动力输入相配合实现混合动力驱动的功能。目前，针对以串并联为主要驱动模式的混合动力变速器，存在挡位数量有限、换挡跨度大、换挡速度慢等问题。
技术实现要素：3.本公开的第一个目的是提供一种混合动力变速器，该混合动力变速器能够解决现有的专用混合动力变速器挡位数量有限、换挡跨度大、换挡速度慢等问题。
4.本公开的第二个目的是提供一种混合动力变速系统，该混合动力变速系统使用本公开提供的混合动力变速器。
5.本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆包括本公开提供的混合动力变速系统。
6.为了实现上述目的，本公开提供一种混合动力变速器，包括：主输入轴，设置有第一断开装置以通过所述第一断开装置与发动机连接；输出轴，用于与车桥连接；第一齿轮组，设置在所述主输入轴和所述输出轴之间；以及第一电机，可选择性地连接到所述车桥上或连接到所述主输入轴上。
7.可选地，还包括连接在所述第一电机和所述车桥之间的副输入轴，所述副输入轴上空套设置有连接至所述车桥的第一齿轮和连接至所述主输入轴的第二齿轮，所述副输入轴上还连接有能够选择性接合所述第一齿轮或所述第二齿轮的第一同步器。
8.可选地，所述第一电机的电机轴和所述副输入轴之间设置第二齿轮组。
9.可选地，所述第一齿轮组包括多个抗扭连接在所述主输入轴上的第一主动齿轮和多个空套设置在所述输出轴上的第一从动齿轮，所述输出轴上还连接有能够选择性地接合其中一个所述第一从动齿轮的同步装置。
10.可选地，所述第一齿轮组为三组，所述第二齿轮与任意一组中的第一主动齿轮相啮合，所述同步装置包括一个第二同步器和一个第三同步器，三个所述第一从动齿轮中的两个共用所述第二同步器，单独的第一从动齿轮通过所述第三同步器可通断地与所述输出轴连接；或者所述同步装置包括一个第二同步器和一个超越离合器，三个所述第一从动齿轮中的两个共用所述第二同步器，单独的第一从动齿轮通过所述超越离合器可通断地与所述输出轴连接。
11.可选地，所述第一断开装置为设置在所述主输入轴上的第一离合器。
12.可选地，所述混合动力变速器还包括设置在所述主输入轴上的减震装置。
13.根据本公开的第二个方面，还提供一种混合动力变速系统，包括前驱单元和后驱单元，所述前驱单元和所述后驱单元中的一者包括发动机和上述的混合动力变速器。
14.可选地，所述前驱动单元包括用于与前车桥相连接的前驱变速器，所述前驱变速器为上述的混合动力变速器，所述后驱动单元包括用于与后车桥相连接的后驱变速器，所述后驱变速器包括第二电机、设置在所述第二电机和所述后车桥之间的传动机构、以及用于控制所述第二电机通断的第二断开装置。
15.可选地，所述第二断开装置为设置在所述第二电机的电机轴上的第二离合器。
16.可选地，所述后驱变速器还包括连接在所述第二电机和后车桥之间的主轴，所述传动机构包括抗扭连接在所述第二电机的电机轴上的第二主动齿轮和空套设置在所述主轴上的第二从动齿轮，所述主轴上连接有能够选择性接合所述第二从动齿轮的第四同步器。
17.根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，包括上述的混合动力变速系统，所述车辆的车桥上设置有差速器，所述第一电机、所述输出轴连接到所述差速器上。
18.通过上述技术方案，第一电机连接到车桥上时，可实现纯电模式驱动，在该基础上，第一电机还可以连接到主输入轴上，通过主输入轴和输出轴之间的第一齿轮组实现纯电模式下的多挡驱动，相应地，该布置方式直接增加了纯电模式下挡位的数量，避免纯电模式下换挡跨度较大，提高整体的传动效率；另外，第一电机连接到主输入轴上，可将发动机和第一电机连接，能够充分利用发动机的动能，对第一电机充电，同时第一电机能够调节发动机的输出扭矩，实现扭矩分流。
19.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
21.图1是本公开一示例性实施方式提供的混合动力变速器的结构示意图；
22.图2至图4是本公开其他示例性实施方式提供的混合动力变速器的结构示意图；
23.图5是本公开一示例性实施方式提供的后驱变速器的结构示意图；
24.图6是本公开另一示例性实施方式提供的后驱变速器的结构示意图；
25.图7a至图10是本公开一示例性实施方式提供的车辆不同驱动模式下动力传递路径的示意图。
26.附图标记说明
27.11-主输入轴，111-第一断开装置，112-减震装置，12-输出轴，13-第一电机，14-副输入轴，141-第一齿轮，142-第二齿轮，143-第一同步器，151、152、153-第一主动齿轮，161、162、163-第一从动齿轮，171-第二同步器，172-第三同步器，173-超越离合器，18-传动齿轮，19-第二齿轮组，2-发动机，30-主轴，31-第二电机，321-第二离合器，322-第四同步器，331-第二主动齿轮，332-第二从动齿轮，4-差速器。
具体实施方式
28.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
29.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前”、“后”是指相对于车辆的行驶方向而言的，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
30.参考图1，本公开提供一种混合动力变速器，该混合动力变速器包括主输入轴11、输出轴12、第一齿轮组、以及第一电机13，其中，主输入轴11设置有第一断开装置111，以通过第一断开装置111与发动机2连接，输出轴12用于与车桥连接，第一齿轮组设置在主输入轴11和输出轴12之间，第一电机13可选择性地连接到车桥上或连接到主输入轴11上。
31.这里，需要说明的是，在该混合动力变速器进行设计时，充分考虑到电机的作用，将第一电机13集成在变速器壳体内，形成专用混合动力变速器，使变速器结构一体化，实现集成式设计。这里的混合动力变速器可以为前驱变速器，也可以为后驱变速器，以分别实现前驱或后驱功能。另外，图中虚线代表第一电机13和主输入轴11相连接，在图面上两者存在一定的距离，在实际连接时，可调整变速器壳体内的第一电机13的布置位置，使其靠近主输入轴11布置。
32.通过上述技术方案，第一电机13连接到车桥上时，可实现纯电模式驱动，在该基础上，第一电机13还可以连接到主输入轴11上，通过主输入轴11和输出轴12之间的第一齿轮组实现纯电模式下的多挡驱动，相应地，该布置方式直接增加了纯电模式下挡位的数量，避免纯电模式下换挡跨度较大，提高整体的传动效率；另外，第一电机13连接到主输入轴11上，可将发动机2和第一电机13连接，能够充分利用发动机2的动能，对第一电机13充电，同时第一电机13能够调节发动机2的输出扭矩，实现扭矩分流。
33.实现第一电机13可选择性连接到车桥和主输入轴11上的方式可以有多种。在本公开中，参考图1，该混合动力变速器还包括连接在第一电机13和车桥之间的副输入轴14，副输入轴14上空套设置有连接至车桥的第一齿轮141和连接至主输入轴11的第二齿轮142，副输入轴14上还连接有能够选择性接合第一齿轮141或第二齿轮142的第一同步器143。具体地，当第一同步器143与第一齿轮141接合时，实现第一电机13和车桥的连接；当第一同步器143与第二齿轮142接合时，实现第一电机13和主输入轴11的连接。在其他实施方式中，可以将第一电机13的电机轴设计为套轴的方式，内轴与车桥连接，外轴与主输入轴11连接，内轴和外轴通过离合器进行可通断地连接，同样能够实现上述功能，均属于本公开的保护范围。
34.第一电机13可以直接连接到副输入轴14，即第一电机13的电机轴和副输入轴14同轴布置，更加节省空间，减小该混合动力变速器的整体体积。在本公开的另一示例性实施方式中，参考图2，第一电机13的电机轴和副输入轴14之间设置第二齿轮组19，这样，第一电机13的电机轴和副输入轴14并列布置，可消除与副输入轴14相配合的配合面的制约，即，第一电机13的电机轴不用与副输入轴14进行等轴径设计，可适当增大第一电机13电机轴的轴径，另外，通过对第二齿轮组19的齿数进行设计，可调整第一电机13输出至副输入轴14上的扭矩。
35.具体地，在本公开中，第一齿轮组包括多个抗扭连接在主输入轴11上的第一主动
齿轮和多个空套设置在输出轴12上的第一从动齿轮，输出轴12上还连接有能够选择性地接合其中一个第一从动齿轮的同步装置。这里，同步装置的作用体现在与多个第一从动齿轮中的一个进行接合，以实现该第一从动齿轮与输出轴12的连接。以发动机直驱模式为例，发动机2带动主输入轴11上的多个第一主动齿轮转动，多个第一主动齿轮带动多个第一从动齿轮转动，与同步装置接合的第一从动齿轮便可带动输出轴12转动，将对应的扭矩传递至车桥，实现动力输出。通过同步装置与不同的第一从动齿轮接合，实现不同挡位的切换功能。
36.第一齿轮组的组数决定了该混合动力变速器的挡位数，具体地，第一齿轮组可以为三组，第一主动齿轮151和第一从动齿轮161为第一挡位齿轮组，第一主动齿轮152和第一从动齿轮162为第二挡位齿轮组，第一主动齿轮153和第一从动齿轮163为第三挡位齿轮组，其中，第一挡位齿轮组的传动比大于第二挡位齿轮组的传动比、第二挡位齿轮组的传动比大于第三挡位齿轮组的传动比。根据传动比和输出扭矩的关系可知，传动比越大，输出扭矩越大。因此，第一挡位齿轮组对应的挡位为低速挡位，第二挡位齿轮组对应的挡位为中速挡位，第三挡位齿轮组对应的挡位为高速挡位，驾驶人员可根据不同的路况切换不同挡位，满足驾驶需求。当然，本公开并不局限于三个挡位，基于相同的原理可以设置相应的第一齿轮组，实现任意数量的挡位切换。
37.另外，第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组、以及第三挡位齿轮组之间的挡位的切换方式有多种。具体地，在本公开中，第一从动齿轮161和第一从动齿轮162可以共用第二同步器171，单独的第一从动齿轮163采用第三同步器172(如图2所示)或超越离合器173(如图3所示)，以实现不同第一从动齿轮与输出轴12的连接或断开，进而实现不同挡位的切换。当然，当主输入轴11上布置四组第一齿轮组时，可以两组之间共用一个同步器，以实现换挡，均属于本公开的保护范围。
38.第一断开装置111可以为设置在主输入轴11上的第一离合器，第一断开装置111接合，接入发动机2，参与动力输入；第一断开装置111断开，可直接取消发动机2的动力输入，实现该混合动力变速器在发动机直驱模式、纯电驱动模式、以及混合动力驱动模式等不同工作模式之间切换。
39.参考图4，本公开提供的混合动力变速器还包括设置在主输入轴11上的减震装置112，例如减振器，能够降低发动机曲轴与主输入轴11接合部分的扭转刚度，起到减振作用，保证动力传递的稳定性。
40.根据本公开的第二个方面，还提供一种混合动力变速系统，包括前驱单元和后驱单元，其中，前驱单元和后驱单元中的一者包括发动机2和上文介绍的混合动力变速器，以实现前驱或后驱功能。
41.在本公开的一示例性实施方式中，前驱动单元包括用于与前车桥相连接的前驱变速器，前驱变速器设计为上文介绍的混合动力变速器，后驱动单元包括用于与后车桥相连接的后驱变速器，且后驱变速器进行了单独设计，参考图5和图6，后驱变速器包括第二电机31、设置在第二电机31和后车桥之间的传动机构、以及用于控制第二电机31通断的第二断开装置。当第二断开装置接合时，第二电机31输入动力，实现四驱功能，提高整车的通过性和操控稳定性；当第二断开装置接合时，取消第二电机31的动力输入，仅实现前驱功能。另外，后驱变速器能够对前驱变速器进行扭矩补偿，实现换挡过程中无动力中断，通过前驱变
速器和后驱变速器的协调控制，可减小某个变速器设计挡位数，使变速器更加紧凑，降低成本。
42.更具体地，在本公开的一示例性实施方式中，参考图5，第二断开装置为设置在第二电机31的电机轴上的第二离合器321，后驱变速器还包括连接在第二电机31和后车桥之间的主轴30，传动机构包括抗扭连接在第二电机31的电机轴上的第二主动齿轮和抗扭连接在主轴30上的第二从动齿轮，通过控制第二离合器321的通断，将第二电机31的动力传递至后车桥，实现后驱。
43.更具体地，在本公开的另一示例性实施方式中，参考图6，后驱变速器还包括连接在第二电机31和后车桥之间的主轴30，传动机构包括抗扭连接在第二电机31的电机轴上的第二主动齿轮331和空套设置在主轴30上的第二从动齿轮332，主轴30上连接有能够选择性接合第二从动齿轮332的第四同步器322。当第四同步器322与第二从动齿轮332接合时，第二电机31的动力可作用至后车桥；当第四同步器322断开时，可断开第二电机31的动力输入。
44.根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，该车辆包括上述的混合动力变速系统，具体地，参考图1，车辆的车桥上设置有差速器4，第一电机13、输出轴12上分别连接有与差速器4相啮合的传动齿轮。通过采用发动机2、第一电机13、第二电机31、多个齿轮组，并通过对离合器、多个同步器的控制，可实现该车辆具有纯电动、直驱、混动等不同工作模式，具有传动效率高、发动机工作点调节灵活、结构简单、控制方便等优点，该车辆具有上述混合动力变速器和混合动力变速系统的所有有益效果，此处不再过多赘述。
45.下面将以前驱变速器采用图4中所示的实施方式、后驱变速器采用图6所示的实施方式为例，本公开提供的车辆具有：
46.纯电驱动模式：
47.如图7a所示，第一电机13输入动力，第一同步器143与第二齿轮142接合，第二同步器171与第一从动齿轮161接合，动力传递路径为：副输入轴14-第二齿轮142-第一主动齿轮151-第一从动齿轮161-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现纯电前驱1挡动力输出；
48.如图7b所示，第一电机13输入动力，第一同步器143与第二齿轮142接合，第二同步器171与第一从动齿轮162接合，动力传递路径为：副输入轴14-第二齿轮142-第一主动齿轮151-主输入轴11-第一主动齿轮152-第一从动齿轮162-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现纯电前驱2挡动力输出；
49.如图7c所示，第一电机13输入动力，第一同步器143与第二齿轮142接合，第三同步器172与第一从动齿轮163接合，动力传递路径为：副输入轴14-第二齿轮142-第一主动齿轮151-主输入轴11-第一主动齿轮153-第一从动齿轮163-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现纯电前驱3挡动力输出；
50.如图7d所示，第一电机13输入动力，第一同步器143与第一齿轮141接合，动力传递路径为：副输入轴14-第一齿轮141-差速器4，实现纯电前驱4挡动力输出；
51.如图7f所示，第二电机31输入动力，第四同步器322与第二从动齿轮332接合，动力传递路径为：第二主动齿轮331-第二从动齿轮332-主轴30-差速器4，实现纯电后驱动力输出；
52.当然，当图7a至7d分别与图7f进行组合时，第一电机13和第二电机31输入动力，可
实现纯电四驱模式下1挡、2挡、3挡、以及4挡动力输出。
53.发动机直驱模式：
54.如图8a所示，发动机2输入动力，第一断开装置111接合，第二同步器171与第一从动齿轮161接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮151-第一从动齿轮161-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现发动机直驱1挡动力输出；
55.如图8b所示，发动机2输入动力，第一断开装置111接合，第二同步器171与第一从动齿轮162接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮152-第一从动齿轮162-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现发动机直驱2挡动力输出；
56.如图8c所示，发动机2输入动力，第一断开装置111接合，第三同步器172与第一从动齿轮163接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮153-第一从动齿轮163-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，实现发动机直驱3挡动力输出。
57.混合动力驱动模式：
58.如图9a和图7f所示，发动机2和第二电机31输入动力，第一断开装置111接合、第一同步器143与第二齿轮142接合、第二同步器171与第一从动齿轮161接合、第四同步器322与第二从动齿轮332接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮151-第一从动齿轮161-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，主输入轴11-第一主动齿轮151-第二齿轮142-副输入轴14-第一电机13(大负荷工况下，第一电机13可助力发动机2，实现并联驱动；小负荷工况下，发动机2对第一电机13充电，调节发动机2的输出扭矩，实现扭矩分流)，同时，第二主动齿轮331-第二从动齿轮332-主轴30-差速器4，在该驱动模式下，通过调节第二电机31的转速，使其输出至差速器4的扭矩与发动机1挡输出的扭矩相同，最终实现混动1挡动力输出；
59.如图9b和图7f所示，发动机2和第二电机31输入动力，第一断开装置111接合、第一同步器143与第二齿轮142接合、第二同步器171与第一从动齿轮162接合、第四同步器322与第二从动齿轮332接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮152-第一从动齿轮162-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，主输入轴11-第一主动齿轮151-第二齿轮142-副输入轴14-第一电机13，同时，第二主动齿轮331-第二从动齿轮332-主轴30-差速器4，在该驱动模式下，通过调节第二电机31的转速，使其输出的差速器4的扭矩与发动机2挡输出的扭矩相同，最终实现混动2挡动力输出；
60.如图9c和图7f所示，发动机2和第二电机31输入动力，第一断开装置111接合、第一同步器143与第二齿轮142接合、第三同步器172与第一从动齿轮163接合、第四同步器322与第二从动齿轮332接合，动力传递路径为：主输入轴11-第一主动齿轮153-第一从动齿轮163-输出轴12-传动齿轮18-差速器4，主输入轴11-第一主动齿轮151-第二齿轮142-副输入轴14-第一电机13，同时，第二主动齿轮331-第二从动齿轮332-主轴30-差速器4，在该驱动模式下，通过调节第二电机31的转速，使其输出的差速器4的扭矩与发动机3挡输出的扭矩相同，最终实现混动3挡动力输出。
61.怠速发电模式：如图10所示，第一断开装置111接合，第一同步器143与第二齿轮142接合，第二同步器171、第三同步器172均断开，发动机2的动能转换成第一电机13的电能，供应车辆自身用电。
62.串联驱动模式：将图10和图7f进行组合，在该工作模式下，实现第二电机31驱动车辆行驶，同时，发动机2驱动第一电机13发电。
63.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
64.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
65.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。