一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统的制作方法

1.本实用新型属于混合动力汽车技术领域，具体是一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统。


背景技术：

2.混合动力系统包括发动机、电机和传动系统(变速器，电机有单电机方案和双电机方案，传动系统有普通齿轮变速器或减速器，也有带行星排的功率分流变速器，行星排有单排、双排、三排等方案。
3.现有方案，双电机双行星排混合动力系统。其工作原理：发动机与第一电机连接第一行星排，输出混合动力；第二电机通过两挡齿轮机构连接第二行星排，与发动机、第一电机的动力通过共用的齿圈进行合流，增加动力输出。其第一行星排后端无减速增扭机构，第二行星排减速增扭作用受到尺寸限制无法增大，动力无法提升，因此只适合中轻型车量应用。并且纯发动机驱动没有连接减速增扭齿轮机构，因此只能应用于高速工况。
4.因此现有技术中已经有单行星排结构解决上述问题，如中国专利cn113602070a公开的公开一种三档平行轴式可跛行带取力模块双电机单行星排混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、调速机构、壳体，第一中心轴、第二中心轴、输出轴，第一中心轴的前端穿出壳体外与发动机连接，第一中心轴外空套有空心轴，第一中心轴的后端通过行星排与空心轴传动连接，行星排的后端连接第二中心轴，第二中心轴后端可传动连接有输出轴，输出轴后端穿出壳体外将动力传动到车轮系统中，调速机构分别与第二中心轴、输出轴传动连接，第一电机与空心轴传动连接，第二电机与输出轴传动连接。该结构能有效提高空间利用率、档位丰富、对车型适配性广等特点。但该结构仍存在一些不足，第一电机采用单独的电机轴，轴系复杂，成本高；取力系统轴和倒挡轴单独设置，结构复杂，成本高。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统，倒挡和跛行、取力共用一根传动轴，结构简化，占用空间小。
6.一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统，包括从前到后依次连接的发动机、离合器、发动机输入轴、变速机构、行星排、第二输入后轴、输入后轴一挡齿轮、第四换挡机构、倒挡从动齿轮、输出轴、主减速器和车轮；所述行星排包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈；
7.本实用新型还包括第一电机、空心轴和第二电机；
8.所述变速机构包括第一换挡执行机构、第一输入后轴、第二换挡执行机构、第一固定齿座、取力主动齿轮、取力从动齿轮、跛行系统轴、跛行倒挡齿轮、第一电机二挡从动齿轮、第一电机二挡中间齿轮、第一电机输入齿轮、第一电机输入轴、第三换挡执行机构、第一电机中间轴、第一电机一挡主动齿轮和第一电机一挡从动齿轮；
9.所述第一电机二挡从动齿轮和所述第一电机一挡从动齿轮均空套设置在所述空
心轴上，所述空心轴空套设置在所述第一输入后轴上，
10.所述取力主动齿轮空套设置在所述发动机输入轴末端，取力从动齿轮和跛行倒挡齿轮固定设置在所述跛行系统轴上，所述跛行倒挡齿轮和所述第一电机二挡从动齿轮啮合；本实用新型中倒挡、跛行和取力共用跛行系统轴，比传统结构少一根倒档轴和一个倒档齿轮。
11.所述第一电机通过第一电机输入轴和第一电机输入齿轮动力连接；第一电机中间轴和换挡机构轴共用，减少了中间的数量，轴向长度更短，结构更紧凑，减轻重量，成本降低。
12.还包括第二电机输入轴、第二电机输入齿轮、第二电机一挡从动齿轮、第二电机中间轴、第二电机中间齿轮，所述输入后轴一挡齿轮空套设置在所述第二输入后轴上，倒挡从动齿轮固定设置在所述第二输入后轴上，第二电机一挡从动齿轮和输入后轴一挡齿轮啮合，第二电机中间齿轮和倒挡从动齿轮啮合。
13.本实用新型的挡位实现方式：主副箱式，平行轴2挡
×
平行轴2挡，无换挡动力中断。
14.本实用新型各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡，挡位数很多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高。
15.优选的，所述第二电机输入轴、所述第一电机输入轴、所述跛行系统轴均和所述第一输入后轴轴线平行。多个轴平行设置，结构简单，结构紧凑。
16.优选的，所述齿圈后端和所述第二输入后轴连接，所述第一输入后轴连接所述行星架，所述空心轴连接所述太阳轮，采用单行星排，换挡执行机构，可实现纯发动机驱动、纯电驱动、混合驱动的不同驱动模式以及不同的行星排速比，可以覆盖更多场景需求。
17.具体的，本实用新型中，第一电机二挡中间齿轮和第一电机一挡主动齿轮均固定设置在所述第一电机中间轴上，第一电机二挡中间齿轮和所述第一电机二挡从动齿轮啮合，所述第一电机一挡主动齿轮和所述第一电机一挡从动齿轮啮合。
18.本实用新型的有益效果是：
19.采用两挡平行轴结构，且无换挡动力中断，平行轴2挡
×
平行轴2挡，实现2
×
2＝4挡。
20.倒挡、跛行和取力共用跛行系统轴，比传统结构少一根倒档轴和一个倒档齿轮。
21.各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡，挡位数很多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高。
22.第一电机中间轴和换挡机构轴共用，减少了中间的数量，轴向长度更短，结构更紧凑，减轻重量，成本降低。
附图说明
23.图1是本实用新型所述的一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统的结构示意图。
24.图2是本实用新型所述的变速机构的结构放大图。
25.图中：
26.1-发动机、2-离合器、3-发动机输入轴、4-输出轴，
27.5-行星排、501-太阳轮、502-行星轮、503-行星架、504-齿圈，
28.6-第四换挡机构，
29.7-变速机构、701-第一换挡执行机构、702-第一输入后轴、703-第二换挡执行机构、704-第一固定齿座、705-取力主动齿轮、706-取力从动齿轮、707-跛行系统轴、708-跛行倒挡齿轮、709-第一电机二挡从动齿轮、710-第一电机二挡中间齿轮、711-第一电机一挡从动齿轮、712-第一电机输入齿轮、713-第一电机输入轴、714-第三换挡执行机构、715-第一电机中间轴、716-第一电机一挡主动齿轮，
30.8-主减速器、9-车轮、10-空心轴，
31.11-第一电机，
32.12-第二电机，1201-第二电机输入齿轮、1202-第二电机一挡从动齿轮、1203-第二电机中间轴、1204-第二电机中间齿轮、1205-第二电机输入轴，
33.13-输入后轴一挡齿轮、14-第二输入后轴、15-倒挡从动齿轮。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”，“下”，“前”，“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.如图1所示，一种双电机单行星排带跛行功能混合动力系统，包括从前到后依次连接的发动机1、离合器2、发动机输入轴3、变速机构7、行星排5、第二输入后轴14、输入后轴一挡齿轮13、第四换挡机构6、倒挡从动齿轮15、输出轴4、主减速器8和车轮9；所述行星排5包括太阳轮501、行星轮502、行星架503和齿圈504；
37.如图1所示，本实用新型还包括第一电机11、空心轴10和第二电机12；
38.所述变速机构7包括第一换挡执行机构701、第一输入后轴702、第二换挡执行机构703、第一固定齿座704、取力主动齿轮705、取力从动齿轮706、跛行系统轴707、跛行倒挡齿轮708、第一电机二挡从动齿轮709、第一电机二挡中间齿轮710、第一电机输入齿轮712、第一电机输入轴713、第三换挡执行机构714、第一电机中间轴715、第一电机一挡主动齿轮716和第一电机一挡从动齿轮711；
39.所述第一电机二挡从动齿轮709和所述第一电机一挡从动齿轮711均空套设置在所述空心轴10上，所述空心轴10空套设置在所述第一输入后轴702上，
40.如图2所示，所述取力主动齿轮705空套设置在所述发动机输入轴3末端，取力从动齿轮706和跛行倒挡齿轮708固定设置在所述跛行系统轴707上，所述跛行倒挡齿轮708和所述第一电机二挡从动齿轮709啮合；
41.所述第一电机11通过第一电机输入轴713和第一电机输入齿轮712动力连接；
42.如图2所示，还包括第二电机输入轴1205、第二电机输入齿轮1201、第二电机一挡从动齿轮1202、第二电机中间轴1203、第二电机中间齿轮1204；
43.如图2中虚线所示，所述输入后轴一挡齿轮13空套设置在所述第二输入后轴14上，
倒挡从动齿轮15固定设置在所述第二输入后轴14上，第二电机一挡从动齿轮1202和输入后轴一挡齿轮13啮合，第二电机中间齿轮1204和倒挡从动齿轮15啮合。
44.本实施例中，各种驱动模式下均可选一/二/三/直接挡，挡位数很多，可以根据场景需求选择相应挡位，使电机和发动机运行在高效区，经济性更高。
45.本实施例中，所述第二电机输入轴1205、所述第一电机输入轴713、所述跛行系统轴707均和所述第一输入后轴702轴线平行。
46.本实施例中，所述齿圈504后端和所述第二输入后轴14连接，所述第一输入后轴702连接所述行星架503，所述空心轴10连接所述太阳轮501。
47.本实施例中，第一电机二挡中间齿轮710和第一电机一挡主动齿轮716均固定设置在所述第一电机中间轴715上，第一电机二挡中间齿轮710和所述第一电机二挡从动齿轮709啮合，所述第一电机一挡主动齿轮716和所述第一电机一挡从动齿轮711啮合。
48.本实施例的工作原理如下，动力传输路径：
49.发动机1动力经离合器2、发动机输入轴3、第一输入后轴702、行星排5向后传输到第二输入后轴14。
50.第一电机11动力经第一电机输入齿轮712、第一电机二挡中间齿轮710、第一电机中间轴715、第一电机二挡从动齿轮709或第一电机一挡从动齿轮711、行星排5向后传输到第二输入后轴14。第一换挡执行机构701可以改变发动机1的动力流向，或是向后输入动力，或是输入取力；第二换挡执行机构703可以改变行星排5的工作速比，或者置于中位，使行星排5耦合第一电机11与发动机1的转速。
51.第二输入后轴14动力根据第四换挡机构6的不同挡位，经第二电机一挡从动齿轮1202、第二电机中间轴1203、第二电机中间齿轮1204等或直接传输到输出轴4。
52.第二电机12动力经第二电机输入轴1205、第二电机输入齿轮1201、第二电机一挡从动齿轮1202、第二电机中间轴1203、第二电机中间齿轮1204、倒挡从动齿轮15传输到输出轴4；在各种工作模式下均可以通过此路径的逆向传输回收制动能量。
53.取力实现方式：跛行系统轴707作为取力轴，有取力需求时，可以通过第一换挡执行机构701向左移动使取力主动齿轮705与发动机输入轴3发动机输入前轴固连，经取力主动齿轮705将发动机1动力传到跛行系统轴707实现机械取力；或者通过第三换挡执行机构714向右移动与第一电机一挡从动齿轮711第一电机一挡从动齿轮连接，使第一电机11动力经第一电机输入齿轮712、第一电机二挡中间齿轮710、第一电机中间轴715、第一电机一挡主动齿轮716、第一电机一挡从动齿轮711、跛行倒挡齿轮708后传输到跛行系统轴707实现电取力。无取力需求时，跛行系统轴707作为倒挡、跛行的动力传输轴。
54.工作模式：
55.1.纯发动机驱动模式：第一换挡执行机构701、第二换挡执行机构703置于右位，发动机1动力经离合器2、发动机输入轴3、第一输入后轴702、行星排5向后传输到第二输入后轴14，根据不同工况需求，控制第四换挡机构6，选择合适挡位2个挡位，直接或经第二电机中间轴1203驱动输出轴4输出动力到主减速器8、车轮9。
56.2.纯电驱动模式：第一换挡执行机构701置于左位或直接脱开离合器2离合器，第一电机11动力经第一电机输入齿轮712、第一电机二挡中间齿轮710，根据不同工况需求控制第三换挡执行机构714选择合适挡位经第一电机二挡中间齿轮710或第一电机一挡主动
齿轮716、行星排5向后传输到第二输入后轴14再根据不同工况需求控制第四换挡机构6选择合适挡位共2
×
2＝4个挡位，直接或经第二电机中间轴1203驱动输出轴4输出动力到主减速器8、车轮9。
57.3.混动模式：第一换挡执行机构701置于右位、第二换挡执行机构703置于中间，发动机1动力经发动机输入轴3、第一输入后轴702从行星排5之行星架503输入，第一电机11动力经第一电机输入齿轮712、第一电机二挡中间齿轮710、第一电机中间轴715，根据不同工况需求控制第三换挡执行机构714选择合适挡位经第一电机二挡中间齿轮710或第一电机一挡主动齿轮716从行星排5之太阳轮501输入，两股功率流经过行星排5耦合输出到第二输入后轴14，再根据不同工况需求控制第四换挡机构6选择合适挡位直接或经第二电机中间轴1203驱动输出轴4输出动力到主减速器8、车轮9。