混合动力汽车及其混合动力驱动装置的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，特别涉及一种混合动力驱动装置以及一种具有该驱动装置的混合动力汽车。


背景技术：

2.随着能源的不断消耗，新能源车型的开发和利用已逐渐成为一种趋势。混合动力汽车作为新能源车型中的一种，通过发动机和/或电机进行驱动。
3.但是，在相关技术中，混合动力汽车的发电机和驱动电机同轴布置，对电机的体积要求非常高，限制了电机的选型。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的第一个目的在于提出一种混合动力驱动装置，可实现混合动力多种驱动模式，达到低油耗、低成本、高续航的技术效果。
5.本技术的第二个目的在于提出一种混合动力汽车。
6.为达到上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种混合动力驱动装置，包括发动机；第一主轴，所述第一主轴与所述发动机连接；第一副轴，所述第一副轴与所述第一主轴平行布置，并所述第一副轴与所述第一主轴通过第一传动机构连接；第一电机，所述第一电机与所述第一副轴连接；第二电机；第二主轴，所述第二主轴与所述第二电机连接；第二副轴，所述第二副轴与所述第二主轴平行布置，并所述第二副轴与所述第二主轴通过第二传动机构连接；所述第二副轴与所述第一主轴平行布置，并所述第二副轴与所述第一主轴通过第三传动机构连接；离合器，所述离合器设置在第一主轴，所述离合器使所述第一主轴与所述第三传动机构动力耦合或者断开；差速器，所述第二副轴与所述差速器通过第四传动机构连接；所述第一电机和所述第二电机平行布置；双电机控制器，所述双电机控制器包括第一电机控制模块和第二电机控制模块。
7.根据本技术实施例提出的混合动力驱动装置，能够实现多种驱动模式，使发动机一直工作在高效区间，实现电机驱动为主，发动机驱动为辅的设计理念：
8.(1)ev模式，第二电机工作，发动机和第一电机不工作，离合器断开，第二电机输出的动力通过第二主轴、第二传动机构、第二副轴、第四传动机构和差速器，并通过差速器传递至车轮；
9.(2)hev串联模式：第二电机工作，发动机和第一电机工作，离合器断开，发动机驱动第一电机发电，所述第一电机通过双电机控制器将能量输出至第二电机，所述第二电机驱动车轮行驶。发动机一直工作在高效区间，当发动机的输出功率小于轮端需求功率时，一方面发动机驱动第一电机发电，所述第一电机通过双电机控制器将能量输出至第二电机，第二电机驱动车轮行驶，另一方面动力电池进行功率补偿，通过双电机控制器将能量输出至第二电机，第二电机驱动车轮行驶以满足轮端需求功率；当发动机的输出功率大于轮端
需求功率时，一方面发动机驱动第一电机发电，第一电机通过双电机控制器将能量输出至第二电机，第二电机驱动车轮行驶，另一方面第一电机通过双电机控制器将剩余能量输出至动力电池，实现能量储存；
10.(3)hev并联模式：第二电机和发动机工作，第一电机不工作，离合器接合，发动机一直工作在高效区，当发动机的输出功率大于轮端需求功率时，一方面发动机直接驱动车轮行驶，另一方面发动机驱动第二电机发电，第二电机双电机控制器将剩余能量输出至动力电池，实现能量储存；当发动机的输出功率小于轮端需求功率时，一方面发动机直接驱动车轮行驶，另一方面动力电池进行功率补偿，通过双电机控制器将能量输出至第二电机，第二电机驱动车轮行驶以满足轮端需求功率；
11.第一电机和第二电机平行布置，对电机尺寸要求较小，增加了电机选型范围，并且第一电机控制模块和第二电机控制模块集成于双电机控制器内，减小了电控单元的体积，降低了成本。
12.为达到上述目的，本技术第二方面实施例提出了一种混合动力汽车，包括所述的混合动力驱动装置。
13.根据本技术实施例提出的混合动力汽车，能够实现多种驱动模式，使发动机一直工作在高效区间，实现电机驱动为主，发动机驱动为辅的设计理念，达到低油耗、低成本、高续航的技术效果。
附图说明
14.图1是根据本技术实施例的混合动力驱动装置的原理示意图；
15.图2是根据本技术实施例的混合动力驱动装置的齿轮示意图；
16.图3是根据本技术实施例的混合动力驱动装置的爆炸图；
17.图4是根据本技术实施例的离合器的结构示意图。
18.图5是根据本技术实施例的离合器的轴承挡板结构示意图。
具体实施方式
19.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
20.下面参考图1
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5来描述本技术一方面实施例提出的混合动力驱动装置，该驱动装置为混合动力汽车正常行驶提供充足的动力和电能。
21.图1是根据本技术实施例的混合动力驱动装置的原理示意图。如图1所示，该混合动力驱动装置包括：发动机10、第一电机20和第二电机30。在本技术的实施例中，发动机 10为阿特金森循环发动机，发动机热效率高达43％。拥有15.5的超高压缩比，增大了冲程
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缸径比，配备egr废气再循环系统和缸体缸盖分体式冷却系统，采取一系列降摩擦措施，并针对高热效率目标优化了发动机控制系统。第一电机20和第二电机30为扁线电机，并且为大功率电机，通过对定子绕组的矩形截面设计，使电机槽满率得到显著提升，增加了电机的功率密度。
22.如图1和图2所示，发动机10与第一主轴40连接，并向第一主轴40输出动力，第一主
轴40和第一副轴50平行布置，第一主轴40和第一副轴50通过第一传动机构60连接，第一电机20与第一副轴50连接。在本技术的实施例中，第一传动机构60为一组增速齿轮组，包括相互啮合的第一齿轮61和第二齿轮62，第一齿轮61与第一主轴40固定连接，第二齿轮62与第一副轴50固定连接，通过齿轮增速，使第一电机20具有较高的发电效率。
23.第二电机30与第二主轴70连接，并向第二主轴70输出动力，或者接受第二主轴70 传递的动力，第二副轴80与第二主轴70平行布置，并第二副轴80与第二主轴70通过第二传动机构90连接，第二传动机构90包括相互啮合的第三齿轮91和第四齿轮92，第三齿轮91与第二主轴70固定连接，第四齿轮92与第二副轴80固定连接。
24.第二副轴80与第一主轴40平行布置，并第二副轴80与第一主轴40通过第三传动机构100连接，第三传动机构100包括相互啮合的第五齿轮101和第六齿轮102，离合器110 使第一主轴40与第三传动机构100动力耦合或者断开，具体为第五齿轮101与离合器110 连接，离合器110使第一主轴40与第五齿轮101动力耦合或者断开，第六齿轮102与第二副轴80固定连接。
25.在本技术的一个实施例中，第四齿轮92与第六齿轮102为同一个齿轮，即用同一个齿轮分别与第三齿轮91和第五齿轮101啮合，降低了驱动装置的成本和体积。
26.该混合动力驱动装置包括差速器120，第二副轴80与差速器120通过第四传动机构130 连接，第四传动机构130包括第七齿轮131和第八齿轮132，第七齿轮131与第二副轴80 固定连接，第八齿轮132与差速器120固定连接，该第七齿轮131为主减主动齿轮，该第八齿轮132为主减从动齿轮，差速器120通过半轴将动力传递至轮端。
27.在本技术的实施例中，第一电机20和第二电机30平行布置，相比现有技术中发电机和驱动电机同轴设置，对电机尺寸要求较小，增加了电机选型范围，另外，该混合动力驱动装置包括双电机控制器140，如图3所示，包括第一电机控制模块141和第二电机控制模块142，并且第一电机控制模块141和第二电机控制模块142集成于双电机控制器140 内，减小了电控单元的体积，降低了成本。
28.第一电机控制模块141包括第一逆变器，第二电机模块142包括第二逆变器，第一逆变器的两个汇流端与第二逆变器的两个汇流端一一对应连接，使第一电机20产生的电能通过第一逆变器、第二逆变器直接输入至第二电机30。
29.以这些要素为主要技术特征要素构成了本技术的混合动力驱动装置，能够实现多种驱动模式，使发动机一直工作在高效区间，实现电机驱动为主，发动机驱动为辅的设计理念。
30.(1)ev模式，第二电机30工作，发动机10和第一电机20不工作，离合器110断开。动力电池通过双电机控制器140向第二电机30输入电能，第二电机30输出的动力通过第二主轴70、第三齿轮91、第四齿轮92、第二副轴80、第七齿轮131、第八齿轮132和差速器120，并通过半轴传递至车轮。
31.(2)hev串联模式：第二电机30工作，发动机10和第一电机20工作，离合器110 断开，发动机10带动第一主轴40转动，再通过第一齿轮61、第二齿轮62和第一副轴50，并驱动第一电机发电，第一电机20通过双电机控制器140将能量输出至第二电机30，第二电机30输出的动力通过第二主轴70、第三齿轮91、第四齿轮92、第二副轴80、第七齿轮131、第八齿轮132和差速器120，并通过半轴传递至车轮。为了达到低油耗的技术效果，发动机10一直工作
在高效区间，当发动机10的输出功率小于轮端需求功率时，一方面发动机10驱动第一电机20发电，第一电机20通过双电机控制器140将能量输出至第二电机30，第二电机30驱动车轮行驶，另一方面动力电池进行功率补偿，通过双电机控制器140 将能量输出至第二电机30，第二电机30驱动车轮行驶以满足轮端需求功率；当发动机10 的输出功率大于轮端需求功率时，一方面发动机10驱动第一电机20发电，第一电机20通过双电机控制器140将能量输出至第二电机30，第二电机30驱动车轮行驶，另一方面第一电机20通过双电机控制器140将剩余能量输出至动力电池，实现能量储存。
32.(3)hev并联模式：第二电机30和发动机10工作，第一电机20不工作，离合器110 接合，为了达到低油耗的技术效果，发动机10一直工作在高效区间，当发动机10的输出功率大于轮端需求功率时，一方面发动机10带动第一主轴40转动，通过离合器110、第五齿轮101、第六齿轮102、第二副轴80、第七齿轮131、第八齿轮132，差速器120，直接驱动车轮行驶，另一方面发动机10通过第一主轴40、离合器110、第五齿轮101、第六齿轮102(第四齿轮92)、第三齿轮91、第二主轴70，驱动第二电机30发电，第二电机 30通过双电机控制器140将剩余能量输出至动力电池，实现能量储存；当发动机10的输出功率小于轮端需求功率时，一方面发动机10直接驱动车轮行驶，另一方面动力电池进行功率补偿，通过双电机控制器140将能量输出至第二电机30，第二电机30驱动车轮行驶以满足轮端需求功率。
33.在hev并联模式中，采用了发动机10带动第二电机30发电的发电路径，第二电机 30相比第一电机20的额定功率大，所以第二电机30的发电功率大于第一电机20的发电功率，在hev并联模式下，动力电池的需要快速补电，所以在本技术的实施例，采用了发动机10带动第二电机30发电能够达到快速补电的效果。
34.根据本技术的实施例，发动机10能够选择性的输出动力至轮端，并且依靠动力电池的缓冲作用，对发动机、第一电机和第二电机进行控制，以通过对动力电池进行充放电控制，使发动机处于工作状态时能够一直工作在高效区。该驱动装置首先实现了以电为主，燃油为辅的动力形式，因为其具有大容量动力电池，ev模式续航持久，电机驱动时间更长，发动机驱动时间更短，使得综合油耗较低；同时，该驱动装置包括了hev并联模式和hev串联模式，且利用动力电池的缓冲作用，使得发动机10在各种模式下均能以最经济的方式工作，有效提高了混合动力汽车的经济性，满足用户使用预期，通过测试该系统的亏电油耗可达3.8l/100km，百公里加速可达7.3秒，实现快、省、静、顺，即具有超强的动力，快人一步；超低的油耗，劲省成本；超级静谧，告别噪音；电动操控，超级平顺。
35.如图4所示，离合器110作为连接断开单元，在工作过程中，一方面液压系统需要向离合器110内部腔体输入液压油，驱动离合器110接合或者断开；另一方面离合器110产生大量热量，液压系统需要向离合器110输入液压油，对离合器110进行冷却。在本技术的实施例中，该混合动力驱动装置包括第一泵，第一泵与第一主轴40连接，发动机10通过第一主轴40向第一泵200输出动力，第一主轴40内设置有第一管路41和第二管路42，发动机10驱动第一泵进行泵油，将液压油通过第一管路41输出至离合器110，从而驱动离合器110工作，或者将液压油通过第二管路42输出至离合器110，从而冷却离合器110。
36.第一电机20、第二电机30作为动力元件，在工作过程中，产生大量热量，需要向第一电机20、第二电机30输入液压油，实现冷却散热。在本技术的实施例中，该混合动力驱动装置包括第二泵，第二泵与第二主轴70连接，第二电机30通过第二主轴70向第二泵输出动
力并泵油，将液压油输入第一电机20和第二电机30，进行冷却散热。在本技术的另一个实施例中，第二电机30通过第二主轴70向第二泵输出动力并泵油，将液压油输通过第二管路42输出至离合器110，从而冷却离合器110。
37.如图3所示，根据本技术的实施例，混合动力驱动装置包括第一箱体300、第二箱体 310和端盖320，其中第一箱体300、第二箱体310和端盖320均为一体成型件。
38.发动机10连接第一箱体300，第一箱体300和第二箱体310限定出第一容置腔，第二箱体310和端盖320限定出第二容置腔；第一容置腔内设置第一主轴40、第一副轴50、第二主轴70、第二副轴80、第一传动机构60、第二传动机构90、第三传动机构100、第四传动机构130以及差速器120、离合器100；第二容置腔内设置第一电机20和第二电机30，第一电机20和第二电机30在第二容置腔内平行布置并通过隔板进行隔开，第一电机20的电机壳和第二电机30的电机壳与第二箱体集成，换言之，第二箱体310充当第一电机20 的电机壳和第二电机30的电机壳。
39.双电机控制器140设置于第二箱体310上方且与第二箱体310固定连接，第二箱体310 设有供线束通过的过线孔，实现了双电机控制器140和第一电机20、第二电机30的电连接。
40.如图5所示，在本技术的实施例中，混合动力驱动装置包括轴承挡板400，第一副轴 50的两端分别设置第一电机20和第一轴承，第二主轴70的两端分别设置第二电机30和第二轴承，第一轴承和第二轴承在电机工作过程中，容易发生窜动，为解决上述问题，轴承挡板400设置于第一轴承背离箱体的一侧，轴承挡板400与第一轴承背离箱体的一侧紧贴，并通过紧固螺栓将轴承挡板400固定在箱体上，使轴承挡板压紧第一轴承，轴承挡板设置于第二轴承背离箱体的一侧，轴承挡板与第二轴承背离箱体的一侧紧贴，并通过紧固螺栓将轴承挡板固定在箱体上，使轴承挡板400压紧第二轴承，第一轴承和第二轴承在电机工作过程中，不会发生窜动。
41.轴承挡板400中间设置用于第一副轴40或者第二主轴70通过的大通孔401，轴承挡板400周向间隔设置多个用于紧固螺栓通过的小通孔402。
42.根据本技术实施例的混合动力汽车，通过前述的混合动力驱动装置，能够使得混合动力汽车具有多种驱动模式，低成本和高续航，有效提高混合动力汽车的经济性，满足用户使用预期。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。