一种混合动力汽车驱动系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车驱动系统领域，尤其涉及一种混合动力汽车驱动系统。


背景技术：

2.混合动力是一种区别于传统车辆的新能源车辆技术，通常意义上是指油、电混合动力，即车辆在保留传统内燃机的基础上，配合使用电动机提供辅助动力，系统可按照整车实际运行工况要求而进行灵活调控，使得发动机始终保持在综合性能最佳的工作区域，可有效降低其油耗与排放；现有技术中，混合动力系统就是在离合器与变速箱之间增加电机，变速箱采用常规动力结构；但现有的混合动力系统在频繁换挡时存在动力中断以及动力较低的问题，换挡存在顿挫感，降低了驾驶的舒适性和运营效率，同时现有的混合动力还具有轴向布置困难和节油率偏低的缺点。
3.因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种混合动力汽车驱动系统是急需解决的问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种混合动力汽车驱动系统，能够极大减少频繁换挡时的动力中断和动力降低的问题，提高驾驶的舒适性和运营效率，提高节油率。
5.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种混合动力汽车驱动系统，包括前行星排，所述前行星排包括前齿圈、前行星架、前行星轮和前太阳轮，所述前行星架与发动机通过输入轴连接，所述输入轴上设置有模式切换装置，所述模式切换装置与空心轴的输入端连接，所述模式切换装置能够分别将所述输入轴和所述空心轴锁定，所述空心轴内套接有所述输入轴，所述空心轴通过第二齿轮组与第二驱动电机连接，所述空心轴的输出端与所述前太阳轮连接，所述前齿圈与车桥通过主轴连接，所述主轴通过第一齿轮组与第一驱动电机连接，还包括壳体，所述模式切换装置、所述第一齿轮组、所述第二齿轮组和所述前行星排均设置在所述壳体内部。通过模式切换装置和前行星排的配合调整空心轴和输入轴进行动力传输的状态，能够使换挡时保持动力传递、增大动力，并且通过第一驱动电机和第二驱动电机实现无极调速，提高驾驶的舒适性和运营效率，同时，通过发动机转速和车速解耦，发动机持续运行在经济区间提升整车节油率。
6.进一步的，所述模式切换装置包括输入轴齿毂、空心轴齿毂和齿套，所述齿套能够分别与所述输入轴齿毂和所述空心轴齿毂啮合，所述输入轴齿毂与所述输入轴连接，所述空心轴齿毂与所述空心轴连接，所述齿套可移动地设置在所述壳体上，所述齿套外圆周面上设置有拨叉，所述拨叉能够带动所述齿套移动，所述齿套具有三挡位，分别为与所述输入轴齿毂啮合、与所述空心轴齿毂啮合和空挡。通过齿套能够顺畅地改变输入轴、空心轴的接入状态，使本装置具有三种动力模式，满足驾驶员对动力和速度的调整需要。
7.进一步的，所述发动机通过扭转减振器与所述输入轴连接。能够降低发动机运转
产生的扭矩波动对轴、齿轮的影响，提高系统的使用寿命。
8.进一步的，所述第一齿轮组包括相互啮合的第四传动齿轮和第七传动齿轮，所述第七传动齿轮通过中间轴依次连接有第五传动齿轮和第六传动齿轮，所述第五传动齿轮与第八传动齿轮啮合，所述第六传动齿轮和第九传动齿轮啮合，所述第八传动齿轮和所述第九传动齿轮均可转动地设置在所述主轴上，所述第八传动齿轮和所述第九传动齿轮之间设置有主箱换挡装置，所述主箱换挡装置设置在所述主轴上，所述主箱换挡装置能够将所述第八传动齿轮与所述主轴连接，所述主箱换挡装置还能够将所述第九传动齿轮与所述主轴连接。能够通过主箱换挡装置改变第一驱动电机接入动力的传动比，扩大本系统的调速范围。
9.进一步的，还包括后行星排，所述后行星排设置在所述壳体内部，所述后行星排包括后齿圈、后行星架、后行星轮和后太阳轮，所述后太阳轮与所述主轴的输出端连接，所述后行星架与输出轴的输入端连接，所述输出轴的输出端与所述车桥连接，所述后齿圈连接有副箱换挡装置，所述副箱换挡装置设置在所述输出轴上，所述副箱换挡装置能够将所述后齿圈与所述壳体连接，所述副箱换挡装置还能够将所述后齿圈与所述输出轴连接。能够通过副箱换挡装置改变后齿圈的接入状态进一步扩大本系统的调速范围。
10.进一步的，所述中间轴的输出端与取力轴连接，所述取力轴的输出端与取力器连接。能够支持整车行车取力和驻车取力，满足整车复杂工况取力的需求。
11.进一步的，所述第二齿轮组包括相互啮合的第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二驱动电机连接，所述第二传动齿轮与第三传动齿轮啮合，所述第三传动齿轮设置在所述空心轴上。
12.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
13.本方案提供了一种混合动力汽车驱动系统，通过模式切换装置和前行星排的配合调整空心轴和输入轴进行动力传输的状态，能够使换挡时保持动力传递、增大动力以及利用发动机功率进行反向充电，并且通过第一驱动电机和第二驱动电机实现无极调速，提高驾驶的舒适性和运营效率，通过发动机转速和车速解耦，发动机持续运行在经济区间提升整车节油率；通过主箱换挡装置改变第一驱动电机接入动力的传动比，扩大本系统的调速范围；通过副箱换挡装置改变后齿圈的接入状态进一步扩大本系统的调速范围；输入轴和空心轴呈从内至外依次同轴布置，节省系统安装空间，提升系统的集成度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
16.图2为本实用新型具体实施方式中模式切换装置的结构示意图。
17.图中，1、发动机，2、扭转减振器，3、模式切换装置，4、第三传动齿轮，5、前太阳轮，6、前行星轮，7、第七传动齿轮，8、第一驱动电机，9、第四传动齿轮，10、第五传动齿轮，11、中间轴，12、第六传动齿轮，13、取力轴，14、后齿圈，15、取力器，16、副箱换挡装置，17、车桥，18、输出轴，19、后太阳轮，20、后行星架，21、后行星排，22、后行星轮，23、主轴，24、第九传动
齿轮，25、主箱换挡装置，26、第八传动齿轮，27、前齿圈，28、前行星架，29、前行星排，30、第一传动齿轮，31、第二传动齿轮，32、第二驱动电机，33、输入轴，34、壳体，35、齿套，36、空心轴，37、输入轴齿毂，38、空心轴齿毂，39、拨叉。
具体实施方式
18.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
19.如图1所示，本具体实施方式提供了一种混合动力汽车驱动系统，包括壳体34、发动机1、模式切换装置3、前行星排29、第一驱动电机8、第二驱动电机32、后行星排21和车桥17；第二驱动电机32能够进行驱动和反向充电，前行星排29包括前齿圈27、前行星架28、前行星轮6和前太阳轮5，前齿圈27与主轴23的输入端连接，主轴23通过第一齿轮组与第一驱动电机8连接，主轴23的输出端与车桥17连接，前行星架28与输入轴33的输出端连接，输入轴33的输入端与发动机1通过扭转减振器2连接，可降低发动机1运转产生的扭矩波动对轴和齿轮的影响，提高系统的使用寿命，前太阳轮5与空心轴36的输出端连接，空心轴36上设置有模式切换装置3，空心轴36内套接有输入轴33，输入轴33和空心轴36呈从内至外依次同轴布置，节省系统安装空间，提升系统的集成度，输入轴33从模式切换装置3内穿出，模式切换装置3能够将输入轴33和空心轴36分别与壳体34锁定，空心轴36的输入端通过第二齿轮组与第二驱动电机32连接，第二齿轮组包括相互啮合的第一传动齿轮30和第二传动齿轮31，第一传动齿轮30与第二驱动电机32连接，第二传动齿轮31与第三传动齿轮4啮合，第三传动齿轮4设置在空心轴36上；后行星排21包括后齿圈14、后行星架20、后行星轮22和后太阳轮19，后太阳轮19与主轴23的输出端连接，后行星架20与输出轴18的输入端连接，输出轴18的输出端与车桥17连接；中间轴11的输出端与取力轴13连接，取力轴13的输出端与取力器15连接，能够支持整车行车取力和驻车取力，满足整车复杂工况取力的需求；模式切换装置3、第一齿轮组、第二齿轮组、前行星排29和后行星排21均设置在壳体34内部。
20.如图2所示，为了更加顺畅可靠地对空心轴36和输入轴33的传动接入状态进行调整，模式切换装置3可以采用以下具体结构：模式切换装置3包括输入轴齿毂37、空心轴齿毂28和齿套35，齿套35能够分别与输入轴齿毂37和空心轴齿毂28啮合，输入轴齿毂37与输入轴33连接，空心轴齿毂28与空心轴36连接，齿套35可移动地设置在壳体34上，齿套35外圆周面上设置有拨叉39，拨叉39能够带动齿套35移动，齿套35具有三挡位，分别为与输入轴齿毂37啮合、与空心轴齿毂28啮合和空挡，当齿套35与输入轴齿毂37啮合时，输入轴33与壳体34固定不能转动，空心轴36可以转动，当齿套35处于空挡均与不输入轴齿毂37、空心轴齿毂28啮合时，输入轴33和空心轴36均可转动，当齿套35与空心轴齿毂28啮合，空心轴36固定，此时第二驱动电机32不工作。
21.如图1所示，为了扩大本系统速度调整范围，第一齿轮组可以采用以下具体结构：第一齿轮组包括相互啮合的第四传动齿轮9和第七传动齿轮7，第七传动齿轮7通过中间轴11依次连接有第五传动齿轮10和第六传动齿轮12，第五传动齿轮10与第八传动齿轮26啮
合，第六传动齿轮12和第九传动齿轮24啮合，第八传动齿轮26和第九传动齿轮24均可转动地设置在主轴23上，第八传动齿轮26和第九传动齿轮24之间设置有主箱换挡装置25，主箱换挡装置25设置在主轴23上，主箱换挡装置25能够将第八传动齿轮26与主轴23连接，主箱换挡装置25还能够将第九传动齿轮24与主轴23连接，第五传动齿轮10与第八传动齿轮26之间的传动比与第六传动齿轮12和第九传动齿轮24之间的传动比不同；为了进一步扩大速度调整范围，后齿圈14连接有副箱换挡装置16，副箱换挡装置16设置在输出轴18上，副箱换挡装置16能够将后齿圈14与壳体34连接，副箱换挡装置16还能够将后齿圈14与输出轴18连接；主箱换挡装置25位于左端位置时，第八传动齿轮26和主轴23连接，此时为主箱高挡，主箱换挡装置25位于右端位置时，第九传动齿轮24与主轴23连接，此时为主箱低挡；副箱换挡装置16位于左端时，后齿圈14与壳体34连接，由于壳体34无法旋转此时后齿圈14转速为0，此时为副箱低挡，副箱换挡装置16位于右端时，后齿圈14和后行星架20连接，此时后太阳轮19与后行星架20转速相等，此时为副箱高挡；主箱换挡装置25和副箱换挡装置16的设置拓宽了系统速比范围，第一驱动电机8端具备四挡位增强系统的动力性，提升整车动力性和运营效率，更好的适用于复杂工况。
22.本混合动力汽车驱动系统的模式包括电动模式、混动模式和发动机直驱模式，其切换过程为：
23.纯电动模式：齿套35位于左端位置，壳体34与输入轴33通过齿套35连接，此时输入轴33无法转动，第二驱动电机32依次通过第一传动齿轮30、第二传动齿轮31、第三传动齿轮4、前太阳轮5、前齿圈27后将动力传递至主轴23；根据整车需求选择主箱换挡装置的挡位，第一驱动电机8将动力通过齿轮传动至主轴23，第二驱动电机32和第一驱动电机8的动力在主轴23处耦合后，经后行星排21传递至输出轴18和车桥17。
24.混动模式：齿套35位于中间位置，输入轴33和空心轴36均未固定，发动机1的动力经扭转减振器2和输入轴33传递至前行星架28进行功率分流，部分功率依次经前太阳轮5、空心轴36、第三传动齿轮4、第二传动齿轮31和第一传动齿轮30传递至第二驱动电机32进行发电；另外的功率依次经前齿圈27、主轴23和后行星排21传递至输出轴18和车桥17；当车辆处于超车或爬坡状态时，第一驱动电机8的动力可经齿轮传动至主轴23和后行星排21传递至输出轴18和车桥17，增加混动模式下的整车动力性；混动模式下，发动机1可持续运行在高效转速区间，通过调整第二驱动电机32转速可改变前齿圈27的转速，进而改变整车行驶速度，由于第二驱动电机32采用高速电机保证车速具备较宽的输出范围，整车具备无级调速功能，避免传统动力系统频繁换挡，提升整车的舒适性。
25.发动机直驱模式：齿套35处于最右侧位置，壳体34与空心轴36通过齿套35连接，此时空心轴36固定，此时第二驱动电机32不工作。发动机1的全部动力经前行星架28传递至前齿圈27，然后经主轴23和后行星排21将动力传递至车桥17，此时全部为机械传动无能量转化，传动效率最高；如车辆处于超车或爬坡状态时，第一驱动电机8的动力可经齿轮传动至主轴23和后行星排21传递至输出轴18和车桥17，增加发动机直驱模式下的整车动力性，由于前行星排29的动力由前行星架28输入，前齿圈28输出，所以系统最高挡位为超速挡，提高整车的行驶速度及运行效率。
26.在本系统各模式下第一驱动电机8端的主箱换挡装置进行换挡过程中，发动机1和第二驱动电机32进行动力补偿，换挡过程中动力不中断；纯电模式下第一驱动电机端的主
箱换挡装置换挡时，第二驱动电机32依次通过第一传动齿轮30、第二传动齿轮31、第三传动齿轮4、前行星排29、主轴23、后行星排21将动力传递至输出轴18和车桥17，保证第一驱动电机8端换挡时第二驱动电机32对整车进行动力补偿；在混动模式和发动机直驱模式时，发动机1依次通过扭转减振器2、输入轴33、前行星排29、主轴23、后行星排21至输出轴18和车桥17，保证在混动模式或发动机直驱模式下第一驱动电机8端换挡时发动机1对整车进行动力补偿。
27.本系统具有三个动力源：第二驱动电机32、第一驱动电机8和发动机1，第二驱动电机32可以在混动模式时在前行星排29将发动机1的功率分流反向充电，第二驱动电机31也可在纯电动模式中进行动力输出驱动车辆；车辆正常行驶前进时，第一驱动电机8的动力通过齿轮传动至主轴23、后太阳轮19、后行星架20输出至输出轴18和车桥17；整车减速制动能量回收时第一驱动电机8也可进行反向发电，将制动能量转化为电能进行储存，提高节油率；发动机1的动力通过扭转减振器2和输入轴33传递至前行星架28；第二驱动电机32通过齿轮传动与前太阳轮19传动连接，实现对前太阳轮19的转速调节，或者第二驱动电机32进行反向充电，通过主轴23将发动机1、第二驱动电机32和第一驱动电机8根据整车动力需求进行动力耦合后，经后行星排21输出至车桥17。
28.从以上具体实施方式中可以看出本实用新型具有以下有益效果：
29.1、通过模式切换装置3和前行星排29的配合调整空心轴36和输入轴33进行动力传输的状态，能够使换挡时保持动力传递、增大动力以及利用发动机功率进行反向充电，并且通过第一驱动电机8和第二驱动电机32实现无极调速，提高驾驶的舒适性和运营效率，同时通过发动机1转速和车速解耦，发动机1持续运行在经济区间提升整车节油率；
30.2、通过主箱换挡装置25改变第一驱动电机接入动力的传动比，扩大本系统的调速范围；
31.3、通过副箱换挡装置16改变后齿圈14的接入状态进一步扩大本系统的调速范围；
32.4、输入轴33和空心轴36呈从内至外依次同轴布置，节省系统安装空间，提升系统的集成度，同时降低各种轴的制造成本。
33.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等(如果存在)是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
34.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。