混合动力装置的制作方法

本发明涉及商用车混合电驱动领域，尤其涉及车辆传动及驱动，具体是指一种混合动力装置。

背景技术：

1、现有的商用车混合电驱动装置，多在离合器和变速箱之间配置一电机模块构成并联混合电驱动装置，在车辆起步时电机推动车辆起步到一定车速时离合器接合发动机开始驱动车辆，电机可助推或转入发电模式，发电给蓄电装置充电；在运行过程中根据能量管理策略，电机可助推或发电，调整发动机的工作点使其接近bsfc曲线，以提高能效；车辆制动时，电机转入再生制动模式，回收能量给蓄电装置充电。在商用车上还有一种串联式的混合电驱动装置，即发动机不直接驱动车辆，其只工作在高效率区驱动发电机发电，驱动电机则直接或通过变速箱驱动车辆。

2、上述的混合电驱动装置，不可避免地存在以下问题：当高压电气系统出现故障，例如蓄电装置或者电机出现故障时，不具有跛足回家的功能，而这对于运输货物的车辆是非常严重的问题，货物不仅不能按时运达目的地，而且有时限保存要求的货物还可能损坏，因此不能完全满足商用车的需求。即使是并联混合电驱动装置，也存在着发动机运行时，电机被拖动会造成能量的损失且也有可能造成高压电气系统的损坏或者不安全。因此，市场还期待提供一种具有较完整的跛足回家功能且能提升能效的混合电驱动装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足能效高、功能完整、适用范围较为广泛的混合动力装置。

2、为了实现上述目的，本发明的混合动力装置如下：

3、该混合动力装置，其主要特点是，所述的装置包括发动机、第一电机、第二电机、变速机构，所述的变速机构包括第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、中间轴、输出轴和后传动齿轮组，所述的第一输入轴与第一电机连接，所述的第二输入轴与第二电机连接，所述的第三输入轴与发动机连接，所述的中间轴通过所述的后传动齿轮组与所述的输出轴连接。

4、较佳地，所述的变速机构还包括第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组和第三挡位齿轮组，所述的第一挡位齿轮组设置在第一输入轴与中间轴之间，所述的第二挡位齿轮组设置在第二输入轴与中间轴之间，所述的第三挡位齿轮组设置在第三输入轴与中间轴之间。

5、较佳地，所述的装置还包括第一换挡元件和第二换挡元件，所述的第一换挡元件和第二换挡元件均为双侧换挡元件，所述的第一换挡元件可选择地将第二输入轴与第一输入轴接通，第二换挡元件可选择地将第三输入轴与第二输入轴接通。

6、较佳地，所述的第三挡位齿轮组包括一挡齿轮组、倒挡齿轮组和第三换挡元件，所述的一挡齿轮组包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，所述的倒挡齿轮组包括倒挡主动齿轮、倒挡惰轮和倒挡从动齿轮，所述的一挡主动齿轮和倒挡主动齿轮固接在第三输入轴上，所述的一挡从动齿轮和倒挡从动齿轮空套在中间轴上且通过第三换挡元件可选择地与中间轴接通，所述的倒挡惰轮与倒挡主动齿轮啮合，且倒挡惰轮与倒挡从动齿轮啮合。

7、较佳地，所述的第一挡位齿轮组包括二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组、五挡齿轮组、次高挡齿轮组、第四换挡元件和第五换挡元件，

8、所述的二挡齿轮组包括二挡主动齿轮和二挡从动齿轮，所述的三挡齿轮组包括三挡主动齿轮和三挡从动齿轮，所述的四挡齿轮组包括四挡主动齿轮和四挡从动齿轮，所述的五挡齿轮组包括五挡主动齿轮和五挡从动齿轮，所述的次高挡齿轮组包括次高挡主动齿轮和次高挡从动齿轮，

9、所述的二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮和五挡主动齿轮固接在第一输入轴上，所述的二挡从动齿轮和四挡从动齿轮空套在中间轴上且通过所述的第四换挡元件可选择地与中间轴接通，所述的三挡从动齿轮和五挡从动齿轮空套在中间轴上且通过所述的第五换挡元件可选择地与中间轴接通，所述的次高挡主动齿轮空套在第二输入轴上且通过第一换挡元件可选择地与第二输入轴接通，所述的次高挡从动齿轮固接在中间轴上。

10、较佳地，所述的第二挡位齿轮组包括最高挡齿轮组，所述的最高挡齿轮组包括最高挡主动齿轮和最高挡从动齿轮，所述的最高挡主动齿轮空套在第三输入轴上且通过第二换挡元件可选择地与第三输入轴接通，所述的最高挡从动齿轮固接在中间轴上。

11、较佳地，所述的装置还包括主离合器，所述的发动机通过主离合器与第三输入轴连接。

12、较佳地，所述的第一电机、第二电机与发动机为同轴配置且位于发动机与变速机构之间，所述的第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴和输出轴均互为同轴配置。

13、较佳地，所述的装置还包括换挡毂，用于操纵第一换挡元件和第二换挡元件，所述的换挡毂包括第一滑道、第二滑道和第一限位块，所述的第一滑道和第二滑道分别用于移动相应的换挡拨叉来带动第一换挡元件和第二换挡元件轴向移动，所述的第一限位块设置在第二滑道上。

14、较佳地，所述的换挡毂还包括第二限位块，设置在第一滑道上，且对应于第一输入轴与第二输入轴的接通位置。

15、采用了本发明的混合动力装置，发动机可以利用全部的挡位而第一电机和第二电机只能利用部分的挡位；车辆以串联工况起步时，第一换挡元件分离使得第一电机通过二挡驱动车辆起步，第二换挡元件接合使得发动机驱动第二电机；换挡时，第二电机通过次高挡输出动力驱动车辆进行动力补偿；车辆高速行驶时，第一换挡元件挂空挡，第二换挡元件挂最高档，此时第一电机和第二电机因第一输入轴、第二输入轴与第三输入轴分离而不被发动机拖动，只发动机单独驱动车辆，降低了拖曳损失，提高了混合动力装置的能效；在高压电气系统出现故障时第二换挡元件挂空挡使得第一电机和第二电机不被发动机拖动，发动机单独驱动车辆完成跛足回家，从而得到一种跛足回家功能完整并且可以提升能效的混合电驱动装置。

技术特征：

1.一种混合动力装置，其特征在于，所述的装置包括发动机(1)、第一电机(2)、第二电机(3)、变速机构(4)，所述的变速机构(4)包括第一输入轴(41)、第二输入轴(42)、第三输入轴(43)、中间轴(44)、输出轴(45)和后传动齿轮组(46)，所述的第一输入轴(41)与第一电机(2)连接，所述的第二输入轴(42)与第二电机(3)连接，所述的第三输入轴(43)与发动机(1)连接，所述的中间轴(44)通过所述的后传动齿轮组(46)与所述的输出轴(45)连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述的变速机构(4)还包括第一挡位齿轮组(47)、第二挡位齿轮组(48)和第三挡位齿轮组(49)，所述的第一挡位齿轮组(47)设置在第一输入轴(41)与中间轴(44)之间，所述的第二挡位齿轮组(48)设置在第二输入轴(42)与中间轴(44)之间，所述的第三挡位齿轮组(49)设置在第三输入轴(43)与中间轴(44)之间。

3.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述的装置还包括第一换挡元件(51)和第二换挡元件(52)，所述的第一换挡元件(51)和第二换挡元件(52)均为双侧换挡元件，所述的第一换挡元件(51)可选择地将第二输入轴(42)与第一输入轴(41)接通，第二换挡元件(52)可选择地将第三输入轴(43)与第二输入轴(42)接通。

4.根据权利要求2所述的混合动力装置，其特征在于，所述的第三挡位齿轮组(49)包括一挡齿轮组(491)、倒挡齿轮组(492)和第三换挡元件(493)，所述的一挡齿轮组(491)包括一挡主动齿轮(4911)和一挡从动齿轮(4912)，所述的倒挡齿轮组(492)包括倒挡主动齿轮(4921)、倒挡惰轮(4922)和倒挡从动齿轮(4923)，所述的一挡主动齿轮(4911)和倒挡主动齿轮(4921)固接在第三输入轴(43)上，所述的一挡从动齿轮(4912)和倒挡从动齿轮(4923)空套在中间轴(44)上且通过第三换挡元件(493)可选择地与中间轴(44)接通，所述的倒挡惰轮(4922)与倒挡主动齿轮(4921)啮合，且倒挡惰轮(4922)与倒挡从动齿轮(4923)啮合。

5.根据权利要求3所述的混合动力装置，其特征在于，所述的第一挡位齿轮组(47)包括二挡齿轮组(471)、三挡齿轮组(472)、四挡齿轮组(473)、五挡齿轮组(474)、次高挡齿轮组(475)、第四换挡元件(476)和第五换挡元件(477)，

6.根据权利要求3所述的混合动力装置，其特征在于，所述的第二挡位齿轮组(48)包括最高挡齿轮组(481)，所述的最高挡齿轮组(481)包括最高挡主动齿轮(4811)和最高挡从动齿轮(4812)，所述的最高挡主动齿轮(4811)空套在第三输入轴(43)上且通过第二换挡元件(52)可选择地与第三输入轴(43)接通，所述的最高挡从动齿轮(4812)固接在中间轴(44)上。

7.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述的装置还包括主离合器(6)，所述的发动机(1)通过主离合器(6)与第三输入轴(43)连接。

8.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述的第一电机(2)、第二电机(3)与发动机(1)为同轴配置且位于发动机(1)与变速机构(4)之间，所述的第一输入轴(41)、第二输入轴(42)、第三输入轴(43)和输出轴(45)均互为同轴配置。

9.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述的装置还包括换挡毂(7)，用于操纵第一换挡元件(51)和第二换挡元件(52)，所述的换挡毂(7)包括第一滑道(71)、第二滑道(72)和第一限位块(73)，所述的第一滑道(71)和第二滑道(72)分别用于移动相应的换挡拨叉来带动第一换挡元件(51)和第二换挡元件(52)轴向移动，所述的第一限位块(73)设置在第二滑道(72)上。

10.根据权利要求9所述的混合动力装置，其特征在于，所述的换挡毂(7)还包括第二限位块(74)，设置在第一滑道(71)上，且对应于第一输入轴(41)与第二输入轴(42)的接通位置。

技术总结
本发明涉及一种混合动力装置，包括发动机、第一电机、第二电机、变速机构，所述的变速机构包括第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、中间轴、输出轴和后传动齿轮组，所述的第一输入轴与第一电机连接，所述的第二输入轴与第二电机连接，所述的第三输入轴与发动机连接，所述的中间轴通过所述的后传动齿轮组与所述的输出轴连接。采用了本发明的混合动力装置，发动机可以利用全部的挡位而第一电机和第二电机只能利用部分的挡位；车辆高速行驶时，降低了拖曳损失，提高了混合动力装置的能效；在高压电气系统出现故障时第二换挡元件挂空挡使得第一电机和第二电机不被发动机拖动，发动机单独驱动车辆完成跛足回家，实现跛足回家功能完整并提升能效。

技术研发人员：张于于,夏承钢,穆俊达,赵成,张德,许路,孙江明
受保护的技术使用者：上海中科深江电动车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15