纵置混合动力变速系统及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及动力传递技术领域，特别涉及一种纵置混合动力变速系统及汽车。


背景技术：

2.随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，新能源汽车的开发和利用已逐渐成为一种趋势。其中，混合动力汽车可通过发动机或电机进行驱动，或者是由发动机、电机同时驱动，具有多种驱动模式，使发动机和电机尽可能在高效率区间运行，具有良好的燃油经济性、低排放。
3.目前，市场上的纵置混动变速器以单电机加传动自动变速器的结构居多，单电机作为辅助驱动，受传统自动变速器结构限制较多，其中，amt变速器(电控机械式自动变速器)是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，容易出现动力中断，at变速器(自动变速器)成本较高，且效率较低，且单电机作为独立驱动单元，自身的功率需求较高，相关附件的成本较高，并且现有技术中的混动变速器的节油效率不理想，在实际驾驶时的驾驶模式较少，无法实现无动力中断换挡，驾驶舒适性较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中的混动变速器的节油效率不理想，在实际驾驶时的驾驶模式较少，无法实现无动力中断换挡，驾驶舒适性较差。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种纵置混合动力变速系统，包括发动机，发动机的动力输出端固定连接有传动轴，还包括设置在发动机一侧并与传动轴传动连接的变速传动系统；其中变速传动系统包括相互之间传动连接的传动轴变速机构、输出轴传动机构以及中间轴传动机构。
6.传动轴变速机构包括传动轴以及沿传动轴的长度方向依次间隔设置的减振器、离合器和发电电机、驱动电机、驱动电机主动齿轮、发动机主动齿轮以及双边同步器。
7.输出轴传动机构包括输出轴以及输出轴齿轮，输出轴的一侧端部与双边同步器连接，输出轴齿轮设置于输出轴上、靠近双边同步器的一侧。
8.中间轴传动机构包括中间轴、以及间隔设置在中间轴上的中间轴从动齿轮、发动机从动齿轮以及中间轴输出齿轮。
9.中间轴平行地设置在传动轴的一侧，并且中间轴从动齿轮与驱动电机主动齿轮啮合连接、发动机从动齿轮与发动机主动齿轮啮合连接、并且中间轴输出齿轮与输出轴齿轮啮合连接。
10.采用上述技术方案，纵置混合动力变速系统对轴向空间要求不高，其布置更加紧凑、空间利用率更高，通过设置两个电机作为辅助驱动，能够切换多种驱动模式，提高发动机的燃油效率以及动力传递效率，且能够实现无动力中断换挡，提高驾驶舒适性。
11.进一步地，本实用新型提供的纵置混合动力变速系统其结构简单，但是具有多种
动力传动工况：纯电行驶工况、增程行驶工况、发动机一档直驱工况、发动机二档直驱工况、发动机和驱动电机共同驱动工况、行进中发动机快速启动发动机工况、滑行能量回收工况等，能够适应的驾驶场景更多，覆盖车速域更广，确保发动机和电机能在大多数的工况下处于最高效的运行区间，动力输出更强劲。
12.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，驱动电机的输出端与驱动电机主动齿轮固定连接。并且驱动电机与驱动电机主动齿轮可转动地套设在传动轴上。
13.采用上述技术方案，驱动电机的动力输出不经过传动轴传动，而是通过驱动电机主动齿轮啮合传动到发动机从动齿轮传递到中间轴再传递到输出轴，发动机的动力输出和驱动电机的动力输出通过两条不同的轴传递给输出轴，使得发动机以及驱动电机的动力传递都运行在高效传动区间，覆盖车速与更广，并且发动机的动力输出和驱动电机的动力输出也不会相互干涉。
14.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，离合器设置在传动轴上，并且离合器套设在发电电机内。
15.采用上述技术方案，离合器套设在发电电机内，通过控制离合器的打开和闭合，即可实现对发电电机的发电控制。并且离合器设置在发电电机的电机转子内部，减小布置空间，提高集成度。
16.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，传动轴与输出轴同轴、并间隔设置，双边同步器的一侧部与传动轴远离发动机的端部固定连接，另一侧部与输出轴以及输出轴齿轮固定连接。
17.采用上述技术方案，双边同步器能够防止接合套与待啮合的齿圈在同步前啮合而产生接合齿之间的冲击，缩短换挡时间，让汽车更加平稳的行驶。
18.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，发电电机包括isg电机，驱动电机包括tm驱动电机。
19.采用上述技术方案，isg电机采用同轴式，发动机给电机充电不需要经过齿轮组动力传递，充电的效率高。
20.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，中间轴传动机构还包括单边同步器，单边同步器的一侧与中间轴固定连接，另一侧与中间轴可转动连接，并且单边同步器的另一侧与中间轴从动齿轮固定连接。
21.采用上述技术方案，单边同步器在驱动电机工作并进行动力驱动时避免结合齿之间产生冲击，缩短换挡时间，让汽车更加平稳的行驶。
22.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，中间轴从动齿轮与驱动电机主动齿轮外啮合，发动机从动齿轮与发动机主动齿轮外啮合，中间轴输出齿轮与输出轴齿轮外啮合。中间轴从动齿轮的轮径大于驱动电机主动齿轮的轮径，中间轴输出齿轮的轮径小于输出轴齿轮的轮径。
23.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，输出轴齿轮分别与输出轴以及双边同步器靠近输出轴的一侧部固定连接。
24.本实用新型的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，还包括后桥，后桥位于输出轴远离输出轴齿轮的一端部。
25.本实用新型的实施方式还公开了一种汽车，包括上述任意一项的纵置混合动力变速系统。
26.本实用新型的有益效果是：
27.本实用新型公开了一种纵置混合动力变速系统，对轴向空间要求不高，其布置更加紧凑、空间利用率更高，能够切换多种驱动模式，提高发动机的燃油效率以及动力传递效率，且能够实现无动力中断换挡，提高驾驶舒适性。发动机设置两个档位，从而能够把发动机转速控制在经济油耗区，进一步优化发动机的燃油经济性。发动机的动力输出和驱动电机的动力输出采用两个相互平行的传动机构，动力输出时不会相互干涉。且离合器设置在发电电机的电机转子内部，减小布置空间，提高集成度。
28.进一步地，通过提供：纯电行驶工况、增程行驶工况、发动机一档直驱工况、发动机二档直驱工况、发动机和驱动电机共同驱动工况、行进中发动机快速启动发动机工况、滑行能量回收工况等多种不同的形式时的传动工况，能够适应的驾驶场景更多，覆盖车速域更广，确保发动机和电机能在大多数的工况下处于最高效的运行区间，动力输出更强劲。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的纵置混合动力变速系统的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.10、发动机；
32.20、传动轴；21、减振器；22、离合器；23、发电电机；24、驱动电机；25、驱动电机主动齿轮；26、发动机主动齿轮；27、双边同步器；
33.30、输出轴；31、输出轴齿轮；32、后桥；
34.40、中间轴；41、中间轴从动齿轮；42、发动机从动齿轮；43、中间轴输出齿轮；44、单边同步器。
具体实施方式
35.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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
或元件必须具有特定的方位、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。
38.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
40.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
41.如图1所示，本实施例的实施方式公开了一种纵置混合动力变速系统，包括发动机10，发动机10的动力输出端固定连接有传动轴20，还包括设置在发动机10一侧并与传动轴20传动连接的变速传动系统；其中变速传动系统包括相互之间传动连接的传动轴变速机构、输出轴传动机构以及中间轴传动机构。
42.传动轴变速机构包括传动轴20以及沿传动轴20的长度方向依次间隔设置的减振器21、离合器22和发电电机23、驱动电机24、驱动电机主动齿轮25、发动机主动齿轮26以及双边同步器27。需要说明的是，如图1所示，离合器22设置在发电电机23内。
43.输出轴传动机构包括输出轴30以及输出轴齿轮31，输出轴30的一侧端部与双边同步器27连接，输出轴齿轮31设置于输出轴30上、靠近双边同步器27的一侧。
44.中间轴传动机构包括中间轴40、以及间隔设置在中间轴40上的中间轴从动齿轮41、发动机从动齿轮42以及中间轴输出齿轮43。
45.中间轴40平行地设置在传动轴20的一侧，并且中间轴从动齿轮41与驱动电机主动齿轮25啮合连接、发动机从动齿轮42与发动机主动齿轮26啮合连接、并且中间轴输出齿轮43与输出轴齿轮31啮合连接。需要说明的是，双边同步器27设置在发动机主动齿轮26和输出轴齿轮31之间，中间轴从动齿轮41和发动机从动齿轮42之间还设置有单边同步器44。
46.具体的，在本实施例中，纵置混合动力变速系统对轴向空间要求不高，其布置更加紧凑、空间利用率更高。
47.更为具体的，在本实施例中，参见图1可知，设置传动轴20、中间轴40和输出轴30三条轴系进行传动连接，其中传动轴20和发动机10输出端连接，而中间轴40平行地设置在传动轴20的一侧，既可以在发动机10挡位调节时进行动力传递，同时也对驱动电机24的输出端进行调节。
48.通过设置两个电机作为辅助驱动，具体的，发电电机23主要是用于发动机10驱动发电，两个电机和发动机10配合，能够切换多种驱动模式，提高发动机10的燃油效率以及动力传递效率，且能够实现无动力中断换挡，提高驾驶舒适性。
49.进一步地，本实用新型提供的纵置混合动力变速系统其结构简单，但是具有多种动力传动工况：纯电行驶工况、增程行驶工况、发动机一档直驱工况、发动机二档直驱工况、发动机和驱动电机共同驱动工况、行进中电动机快速启动发动机工况、滑行能量回收工况等，能够适应的驾驶场景更多，覆盖车速域更广，确保发动机10和电机能在大多数的工况下处于最高效的运行区间，动力输出更强劲。
50.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，如图1所示，驱动电机24的输出端与驱动电机主动齿轮25固定连接。并且驱动电机24与驱动电机主动齿轮25可转动地套设在传动轴20上。
51.具体的，在本实施例提供的纵置混合动力变速系统中，驱动电机24的动力输出不经过传动轴20传动，而是通过驱动电机主动齿轮25啮合传动到中间轴从动齿轮41，中间轴从动齿轮41将动力传递到中间轴40再传递到输出轴30，发动机10输出的动力和驱动电机24输出的动力通过两条不同的轴传递给输出轴30，使得发动机10以及驱动电机24的动力传递都运行在高效传动区间，覆盖车速与更广，并且发动机10的动力输出和驱动电机24的动力输出也不会相互干涉。
52.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，离合器22设置在传动轴20上，并且离合器22套设在发电电机23内。
53.具体的，在本实施例中，以其中一种设置方式为例：离合器22可以是常见的湿式离合器，包括摩擦片和钢片，摩擦片和钢片都设置在发电电机23的电机转子内部，并且离合器22的钢片和电机转子连接，离合器22结合时，发动机10的扭矩通过离合器22传递出去，离合器22分离时，发动机10的扭矩无法通过离合器22传递，只能带动发电电机23转动进行发电，这种设置方式能够减小发电电机23和离合器22的布置空间，提高集成度。
54.更为具体的，在本实施例中，离合器22套设在发电电机23内，通过控制离合器22的打开和闭合，即可实现发动机10的动力传输以及发电电机23发电的控制切换。
55.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，传动轴20与输出轴30同轴、并间隔设置，双边同步器27的一侧部与传动轴20远离发动机10的端部固定连接，另一侧部与输出轴30以及输出轴齿轮31固定连接。并且发动机主动齿轮26可转动地套设在传动轴20上，双边同步器27右侧结合时传动轴20和发动机主动齿轮26结合传递动力。
56.具体的，在本实施例中，双边同步器27能够防止接合套与待啮合的齿圈在同步前啮合而产生接合齿之间的冲击，缩短换挡时间，让汽车更加平稳的行驶。
57.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，发电电机23包括isg电机，驱动电机24包括tm驱动电机。
58.具体的，在本实施例中，isg电机(集成式智能启动驱动发电机)采用同轴式，发动机10给电机充电不需要经过齿轮组动力传递，充电的效率高。需要说明的是，在实际生产过程中，发电电机23和驱动电机24还可以采用其他型号的电机，本实施例对此不做具体限定。
59.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，如图1所示，中间轴传动机构还包括单边同步器44，单边同步器44的一侧与中间轴40固定连接，另一侧与中间轴40可转动连接，并且单边同步器44的另一侧与中间轴从动齿轮41固定连接。
60.具体的，在本实施例中，单边同步器44在驱动电机24工作并进行动力驱动时避免结合齿之间产生冲击，缩短换挡时间，让汽车更加平稳的行驶。
61.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，如图1所示，中间轴从动齿轮41与驱动电机主动齿轮25外啮合，发动机从动齿轮42与发动机主动齿轮26外啮合，中间轴输出齿轮43与输出轴齿轮31外啮合。中间轴从动齿轮41的轮径大于驱动电机主动齿轮25的轮径，中间轴输出齿轮43的轮径小于输出轴齿轮31的轮径。
62.具体的，在本实施例中，中间轴40上的三个传动齿轮中，中间轴从动齿轮41的轮径
大于发动机从动齿轮42的轮径，发动机从动齿轮42的轮径大于中间轴输出齿轮43的轮径。
63.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，输出轴齿轮31分别与输出轴30以及双边同步器27靠近输出轴30的一侧部固定连接。
64.具体的，在本实施例中，双边同步器27的结合根据实际工况的不同其结合的位置不同，在发动机一档直驱工况下，双边同步器27右侧结合。在发动机二档直驱工况下，双边同步器27左侧结合。
65.本实施例的实施方式还公开了一种纵置混合动力变速系统，还包括后桥32，后桥32位于输出轴30远离输出轴齿轮31的一端部。
66.具体的，本实施例中的后桥32也是指车辆动力传递的后驱动轴组成部分，与现有技术中的后桥32相同，本实施例对此不做具体限定。
67.更为具体的，参见图1，对本实施例提供的纵置混合动力变速系统的各种动力传递工况下的动力传递路径进行简单解释和说明：
68.在纯电行驶工况，发动机10不启动，增程器也未开动，只有驱动电机24工作进行驱动，具体而言，在纯电行驶工况下，驱动电机24转动，并带动驱动电机主动齿轮25转动，驱动电机主动齿轮25转动，带动与之啮合的中间轴从动齿轮41转动，中间轴从动齿轮41带动中间轴40、发动机从动齿轮42以及中间轴输出齿轮43转动，此工况下单边同步器44结合，但是双边同步器27处于分离状态，发动机从动齿轮42空转不传递动力，中间轴输出齿轮43转动带动输出轴齿轮31转动，并通过输出轴30将动力传递至后桥32，也就是说在纯电行驶工况，驱动电机24的动力不经过传动轴20，驱动电机24的动力通过驱动电机主动齿轮25、中间轴从动齿轮41、中间轴40、中间轴输出齿轮43、输出轴齿轮31以及输出轴30传递给后桥32。
69.在增程行驶工况下，整车驱动时的动力输出和纯电行驶时的动力输出相同，但是此时发动机10也同时启动，发动机10不用于动力驱动，此时离合器22未结合，发动机10转动在最经济区间给发电电机23发电，发电时发动机10直接驱动发电电机23转动发电，不经过齿轮组传递动力，充电效率高。
70.在发动机一档直驱工况下，发动机10工作，驱动电机24不工作，需要说明的是，发动机10一档驱动工况下，车速大于50km/h，并且此时双边同步器27右侧结合，离合器22也处于结合状态，且单边离合器22处于分离状态，发动机10转动带动驱动轴转动，驱动轴带动发动机主动齿轮26转动，发动机主动齿轮26带动发动机从动齿轮42转动，发动机从动齿轮42带动中间轴输出齿轮43和中间轴40转动，中间轴输出齿轮43和输出轴齿轮31传动啮合，并通过输出轴30将动力传递至后桥32，也就是说在发动机一档直驱工况下，发动机10带动传动轴20以及发动机主动齿轮26转动，并将动力传递到发动机从动齿轮42、中间轴40、中间轴输出齿轮43、输出轴齿轮31最后传递给输出轴30。
71.在发动机二档直驱工况下，发动机10工作，驱动电机24不工作，需要说明的是，发动机10二档驱动工况下，车速大于80km/h，并且此时离合器22处于结合状态，双边同步器27左侧结合，发动机主动齿轮26空转，发动机10转动带动驱动轴转动，驱动轴的动力直接传递至输出轴30并传递至后桥32。动力传递不经过中间轴40齿轮组，直接连接的输出轴30，效率更高，进一步提升经济性。
72.发动机和驱动电机共同驱动工况下，具有两条动力传递路径，一条动力传递路径是发动机10动力传递路径，另一条动力传递路径是驱动电机24传递路径，本实施例对此不
在赘述，需要说明的是，发动机和驱动电机共同驱动工况下，发动机10和驱动电机24传递至输出轴30上的转速以及扭矩相互耦合。
73.行进中电动机快速启动发动机工况下，驱动电机24驱动车速至50km/h，然后通过发电电机23转动，离合器22结合将发动机10拖动，拖动到目标转速后，结合双边同步器27，发动机10和驱动电机24的扭矩交互，保证输出轴30的扭矩不变，直到扭矩全面转动到发动机10上。
74.滑行能量回收工况与现有技术中的能量回收的方式相同，本实施例中对此不再赘述。
75.需要说明的是，发动机一档直驱工况升发动机二档直驱工况时，在一档工况下，tm电机与发动机10扭矩交互，直到发动机10上的扭矩为0，然后摘除一档时的同步器，isg电机将发动机10拖到二档目标转速，结合二档时的同步器，让发动机10扭矩与驱动电机24扭矩进行交互，但是轮端扭矩保持不变，直到全部扭矩转移到发动机10上，发动机10进行二档直驱工况直接驱动。
76.综上，本实用新型公开的纵置混合动力变速系统对轴向空间要求不高，其布置更加紧凑、空间利用率更高，能够切换多种驱动模式，提高发动机10的燃油效率以及动力传递效率，且能够实现无动力中断换挡，提高驾驶舒适性。发动机10设置两个档位，从而能够把发动机10转速控制在经济油耗区，进一步优化发动机10的燃油经济性。发动机10的动力输出和驱动电机24的动力输出采用两个相互平行的传动机构，动力输出时不会相互干涉。且离合器22设置在发电电机23的电机转子内部，减小布置空间，提高集成度。
77.进一步地，通过提供纯电行驶工况、增程行驶工况、发动机一档直驱工况、发动机二档直驱工况、发动机和驱动电机共同驱动工况、行进中电动机快速启动发动机工况、滑行能量回收工况等多种不同的形式时的传动工况，能够适应的驾驶场景更多，覆盖车速域更广，确保发动机10和电机能在大多数的工况下处于最高效的运行区间，动力输出更强劲。
78.实施例2
79.本实施例的实施方式还公开了一种汽车，包括实施例1中任意一项的纵置混合动力变速系统，该汽车的纵置混合动力变速系统设置于汽车的变速箱。
80.具体的，本实施例中的车辆具体为混动汽车，且包括但不限于串联式混动汽车(shev)、并联式混动汽车(phev)和混联式混动汽车(pshev)。
81.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。