一种汽车混合动力系统的制作方法

本发明属于混合动力，具体涉及一种汽车混合动力系统。

背景技术：

1、当前混合动力系统，主要包括串联式混合动力、并联式混合动力、混联式混合动力三种系统。

2、现有的混联式动力系统中的发动机需要通过离合器的耦合来完成变速箱的动力传递，现有的混联式混合动力系统中，两种动力传动之间需要通过行星齿轮组等结构进行动力分配，其中行星齿结构中的齿轮会给当前传动造成额外的动力损耗，降低了动力输出的传动效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了实现油电混合动力汽车在行驶过程中，既能满足混合动力的同时共用，又能满足混合力的分离使用，提出一种汽车混合动力系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种汽车混合动力系统，由变速箱机箱、电机机箱、倒车机箱三个机箱组成的一体结构，变速箱机箱位于发动机的动力输出端，其末端的第四单向轴承c4与电机机箱中的第五传动轴形成一组轴向套合结构来衔接电机机箱，电机机箱中的第五传动轴贯穿电机机箱，延伸至倒车机箱，并与倒车机箱中中的倒车换向齿轮为固定位一体结构，倒车机箱中的倒车换向齿轮和与之垂直啮合的倒车换向齿轮和倒车换向齿轮形成齿轮啮合关系，来完成电机机箱和倒车机箱的衔接；

4、其中，变速箱机箱是将通过第一传动轴的发动机动力进行变速，变速后的动力通过锁止的第四单向轴承c4,再传递至与第四单向轴承c4衔接的电机机箱中的第五传动轴，由于电机机箱中的第五传动轴贯穿电机机箱，并延伸至倒车机箱，所以发动机动力直接通过电机机箱，传递至内部结构处于一体的“正转”状态的倒车机箱，并将动力传递至车轮。由于第四单向轴承c4的棘轮作用，电机机箱除了传递来自变速箱机箱的发动机动力以外，还可以作为动力源直接将动力传递至倒车机箱；电机机箱传递而来的发动机动力或电机动力，通过电机机箱中的第五传动轴传递至倒车机箱，倒车机箱通过改变倒车同步器te的同步位置，可提供“正转”、“反转”、“空转”三种转动模式来完成行车要求；

5、变速箱机箱包括a齿轮柱本体a、b齿轮柱本体b，所述a齿轮柱本体a与所述b齿轮柱本体b通过变速箱箱体进行固定；

6、所述a齿轮柱本体a中设有第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第一驱动齿轮a1、第二驱动齿轮a2、第三驱动齿轮a3、第四驱动齿轮a4，其中第一传动轴与第一驱动齿轮a1为固定连接，第二传动轴与第二驱动齿轮a2为固定连接，第三传动轴与第三驱动齿轮a3为固定连接，第四传动轴4与第四驱动齿轮a4为固定连接，每相连两个驱动齿轮之间由一个只能相对逆时针旋转的单向轴承进行连接，结构位置的具体分布为第一驱动齿轮a1和第二驱动齿轮a2之间设有第一单向轴承c1，并通过第一驱动齿轮a1端的第一传动轴1和第二驱动齿轮a2端的第二传动轴2连接；第二驱动齿轮a2和第三驱动齿轮a3之间设有第二单向轴承c2，并通过第二驱动齿轮a2端的第二传动轴和第三驱动齿轮a3端的第三传动轴连接；第三驱动齿轮a3和第四驱动齿轮a4之间设有第三单向轴承c3，并通过第三驱动齿轮a3端的第三传动轴和第四驱动齿轮a4端的第四传动轴连接；第四驱动齿轮a4和电机m1的刹车盘之间设有第四单向轴承c4，并通过第四驱动齿轮a4端的第四传动轴和电机m1的刹车盘端的第五传动轴连接，其中，第一单向轴承c1和第三单向轴承c3为轴承外圈只能单向逆时针转动，第二单向轴承c2和第四单向轴承c4为轴承内圈只能单向逆时针转动，第四单向轴承c4不参与变速箱的挡位变速，其作用是用来衔接和分隔发动机和电机的动力；

7、所述a齿轮柱本体a中的单向轴承与轴向套合的轴承和支架形成轴向套合结构，该结构具体由支架向内固定套合轴承的外圈，轴承的内圈再向内固定套合第二传动轴的始端套管结构，第二传动轴的始端套管结构再向内套合第一单向轴承c1的外圈j1，具体由套管结构的内侧面与第一单向轴承的外圈表面j2套合，并通过键槽j7进行契合固定，再由第一单向轴承c1的内圈j3的内侧面j9与第一传动轴的动力输入端套合，并通过键槽j8进行契合固定，a齿轮柱本体a中该轴向套合结构共四组；

8、所述b齿轮柱主体b中，b是与变速箱机箱固定的固定轴，b齿轮柱本体b中设有第一变速齿轮b1、第二变速齿轮b2、第三变速齿轮b3、第四变速齿轮b4、第一同步器t1、第二同步器t2、第三同步器t3，以上结构全部通过轴承与固定轴b连接，且只能围绕固定轴b做轴向转动，所述b齿轮柱本体b中的第一同步器t1位于第一变速齿轮b1和第二变速齿轮b2之间、第二同步器t2位于第二变速齿轮b2和第三变速齿轮b3之间、第三同步器t3位于第三变速齿轮b3和第四变速齿轮b4之间；第一同步器t1包括与变速齿轮b1为一体的上花键毂bt1、与变速齿轮b2为一体的下花键毂tb1、结合套筒tt1,第二同步器t2包括与变速齿轮b2为一体的上花键毂bt2、与变速齿轮b3为一体的下花键毂tb2、结合套筒tt2，第三同步器t3包括与变速齿轮b3为一体的上花键毂bt3、与变速齿轮b4为一体的下花键毂tb3、结合套筒tt3；

9、所述b齿轮柱本体b中，变速齿轮之间的同步过程为，结合套筒tt1通过滑动，连接上花键毂bt1和下花键毂tb1来完成变速齿轮b1和变速齿轮b2的同步要求，结合套筒tt2通过滑动，连接上花键毂bt2和下花键毂tb2来完成变速齿轮b2和变速齿轮b3的同步要求，结合套筒tt3通过滑动，连接上花键毂bt3和下花键毂tb3来完成变速齿轮b3和变速齿轮b4的同步要求，结合套筒tt1和结合套筒tt2通过滑动，连接上花键毂bt1和下花键毂tb1以及连接上花键毂bt2和下花键毂tb2，来完成变速齿轮b1、变速齿轮b2和变速齿轮b3的同步要求，结合套筒tt2和结合套筒tt3通过滑动，连接上花键毂bt2和下花键毂tb2以及连接上花键毂bt3和下花键毂tb3，来完成变速齿轮b2、变速齿轮b3和变速齿轮b4的同步要求，结合套筒tt1和结合套筒tt3通过滑动，连接上花键毂bt1和下花键毂tb1以及连接上花键毂bt3和下花键毂tb3，来完成变速齿轮b1和变速齿轮b2的同步要求，以及变速齿轮b3和变速齿轮b4的同步要求，结合套筒tt1、结合套筒tt2和结合套筒tt3通过滑动，连接上花键毂bt1和下花键毂tb1、连接上花键毂bt2和下花键毂tb2以及连接上花键毂bt3和下花键毂tb3，来完成变速齿轮b1、变速齿轮b2、变速齿轮b3和变速齿轮b4的同步要求；

10、在变速箱机箱中，所述a齿轮柱本体a中第一驱动齿轮a1、第二驱动齿轮a2、第三驱动齿轮a3、第四驱动齿轮a4与第一变速齿轮b1、第二变速齿轮b2、第三变速齿轮b3、第四变速齿轮b4横向对应啮合在一起形成四组横向齿轮组单元的齿轮传动副，第一驱动齿轮a1与第一变速齿轮b1相啮合，并形成第一个齿轮组单元，第二驱动齿轮a2与第二变速齿轮b2相啮合，并形成第二个齿轮组单元，第三驱动齿轮a3与第三变速齿轮b3相啮合，并形成第三个齿轮组单元，第四驱动齿轮a4与第四变速齿轮b4相啮合，并形成第四个齿轮组单元；四组横向齿轮组单元介入的动力传送共有八种组合方式，即，第一种组合方式为三个同步器全部处于分离状态，四组横向齿轮组单元都不介入动力传送，仅从a齿轮柱a通过三个单向轴承进行动力直传的模式；第二种组合方式为第一同步器t1同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1传递至第二个横向齿轮组单元，再延顺至第二单向轴承c2和第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；第三种组合方式为第一同步器t1和第二同步器t2同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1和第二同步器t2传递至第三个横向齿轮组单元，再延顺至第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；第四种组合方式为第一同步器t1、第二同步器t2和第三同步器t3同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1、第二同步器t2和第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；第五种组合方式为第二同步器t2同步，动力经过第一单向轴承c1，再经过第二个横向齿轮组单元，并通过第二同步器t2传递至第三个横向齿轮组单元，再延顺至第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；第六种组合方式为第二同步器t2和第三同步器t3同步，动力经过第一单向轴承c1，再经过第二个横向齿轮组单元，并通过第二同步器t2和第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；第七种组合方式为第三同步器t3同步，动力经过第一单向轴承c1和第二单向轴承c2，再经过第三个横向齿轮组单元，并通过第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；第八种组合方式为第一同步器t1和第三同步器t3同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1传递至第二个横向齿轮组单元，再延顺至第二单向轴承c2，再经过第三个横向齿轮组单元，并通过第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合。

11、所述的电机机箱包括电机m1、电机m2、第五传动轴、电机导电滑环、电机m1刹车卡钳、与电机m1机壳为一体的刹车盘、电机m2刹车卡钳、与电机m2机壳为一体的刹车盘、外接动力电池f、开关k1、开关k2、开关k3、开关k4，其中开关k3和开关k4分别设有供电端的开关“1”位和充电端的开关“2”位，用于切换供电电路和充电电路；

12、所述电机机箱中的电机m1与电机m2为均以第五传动轴为转轴的同轴结构，双电机的设计可提供更为丰富的动力模式，电机m1后端和电机m2前端各自设有独立的导电滑环，动力电池f的正负极均通过导电滑环进行传导，其作用是在电机转子转动或电机整体转动时为电机提供稳定的电流；

13、当动力电池f只驱动电机m1时，设有的刹车盘与电机m1的机壳为一体，且不与第五传动轴产生任何接触，设有的刹车卡钳固定于电机机箱，所以刹车卡钳在制动刹车盘时，可对电机m1的电机壳制动，此时电机m1的电机壳与电机机箱固定为一体，闭合开关k1，开关k3打在供电端“1”位，开关k4打在供电端“1”位，形成电流闭路，完成动力电池f对电机m1的供电，此时电机m1可作为动力源驱动第五传动轴提供电动力；

14、当动力电池f只驱动电机m2时，刹车盘与电机m2的机壳为一体，且不与第五传动轴产生任何接触，设有的刹车卡钳固定于电机机箱，所以刹车卡钳在制动刹车盘时，可对电机m2的电机壳制动，此时电机m2的电机壳与电机机箱固定为一体，闭合开关k2，开关k3打在供电端“1”位，开关k4打在供电端“1”位，形成电流闭路，完成动力电池f对电机m2的供电，此时电机m2可作为动力源驱动第五传动轴提供电动力。

15、当动力电池f同时驱动电机m1和电机m2时，设有的刹车盘与电机m1的机壳为一体，且不与第五传动轴产生任何接触，设有的刹车卡钳固定于电机机箱，所以刹车卡钳在制动刹车盘时，可对电机m1的电机壳制动，此时电机m1的电机壳与电机机箱固定为一体；刹车盘与电机m2的机壳为一体，且与第五传动轴不产生任何接触，设有的刹车卡钳固定于电机机箱，所以刹车卡钳在制动刹车盘时，可对电机m2的电机壳制动，此时电机m2的电机壳与电机机箱固定为一体.闭合开关k1和开关k2，开关k3打在供电端“1”位，开关k4打在供电端“1”位，形成电流闭路，同时完成动力电池f对电机m1和电机m2的供电，此时电机m1和电机m2作为动力源同时驱动第五传动轴提供电动力。

16、当电机m1为动力电池f充电时，刹车卡钳制动，由于刹车盘与电机m1的机壳为一体，且与第五传动轴不产生任何接触，所以此时刹车盘与电机m1同时被固定在电机机箱中静止不动，闭合开关k1，开关k3打在充电端“2”位，开关k4打在充电端“2”位，形成电流闭路，此时发动机驱动的第五传动轴可通过电机m1的转子切割内部磁场发电，实现电机m1对动力电池f的反向充电。

17、当电机m2为动力电池f充电时，刹车卡钳制动，由于刹车盘与电机m2的机壳为一体，且与第五传动轴不产生任何接触，所以此时刹车盘与电机m2同时被固定在电机机箱中静止不动，闭合开关k2，开关k3打在充电端“2”位，开关k4打在充电端“2”位，形成电流闭路，此时发动机驱动的第五传动轴可通过电机m2的转子切割内部磁场发电，实现电机m2对动力电池f的反向充电。

18、当电机m1和电机m2同时为动力电池f充电时，刹车卡钳制动，由于刹车盘与电机m1的机壳为一体，且与第五传动轴不产生任何接触，以此时刹车盘与电机m1同时被固定在电机机箱中静止不动；刹车卡钳制动，由于刹车盘与电机m2的机壳为一体，且与第五传动轴不产生任何接触，此时刹车盘与电机m2同时被固定在电机机箱中静止不动。闭合开关k1和开关k2，开关k3打在供充电端“2”位，开关k4打在充电端“2”位，形成电流闭路，此时发动机驱动的第五传动轴可通过电机m1和电机m2的转子切割内部磁场发电，实现电机m1和电机m2对动力电池f的反向充电。

19、所述的倒车机箱包含倒车同步器te，其中倒车同步器te包括花键毂、花键毂、花键毂和结合套筒、倒车换向轴，以及与电机机箱中的第五传动轴共同组成，其中电机机箱中的第五传动轴与花键毂和倒车换向齿轮为固定连接，倒车换向传动轴与倒车换向齿轮为固定连接，花键毂与倒车机箱是一体固定结构，所述花键毂与倒车机箱是一体固定结构；花键毂包括倒车换向齿轮、倒车换向齿轮、倒车换向齿轮与倒车换向齿轮，它们均为伞齿轮，其中倒车换向齿轮与倒车换向齿轮、倒车换向齿轮相互垂直啮合，倒车换向齿轮与倒车换向齿轮、倒车换向齿轮相互垂直啮合，倒车换向齿轮与倒车换向轴为一体固定结构，倒车换向齿轮依靠自转轴进行自转，倒车换向齿轮依靠自转轴进行自转，自转轴与自转轴固定于花键毂的内部框架结构之中；花键毂与第四传动轴和倒车换向传动轴均为轴动连接，通过倒车换向齿轮和倒车换向齿轮进行间接连接，花键毂与传动轴为一体固定结构，所以花键毂和传动轴与倒车换向齿轮均为一体固定结构。设有的倒车换向轴在切换为倒挡时起到倒车换向的作用，当变速箱处于前进挡过程时，倒车换向轴与电机机箱中的第五传动轴通过倒车系统e固定为一体结构，并作为动力输出端；

20、所述a齿轮柱本体a中使用轴向套合结构，在变速箱箱体中，轴承为第一单向轴承c1的承载轴承，该轴承通过与变速箱机箱为一体的支架进行固定，形成固定单向轴承和前后传动轴的稳定结构，该结构为轴向套合结构，从动力输出端的视角来看，具体由支架向内固定套合轴承的外圈，轴承的内圈再向内固定套合第二传动轴的始端套管结构，第二传动轴的始端套管结构再向内套合第一单向轴承c1的外圈j1，具体由套管结构的内侧面与第一单向轴承的外圈表面j2套合，并通过键槽j7进行契合固定，再由第一单向轴承c1的内圈j3的内侧面j9与传动轴1的动力输入端套合，并通过键槽j8进行契合固定，a齿轮柱本体a中该轴向套合结构共四组。

21、在变速箱机箱中，向外输出的八种转速是通过四组横向齿轮组单元所排列的八种组合方式；

22、具体为：第一种组合方式为三个同步器全部处于分离状态，四组横向齿轮组单元都不介入动力传送，仅从a齿轮柱a通过三个单向轴承进行动力直传的模式；

23、第二种组合方式为第一同步器t1同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1传递至第二个横向齿轮组单元，再延顺至第二单向轴承c2和第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；

24、第三种组合方式为第一同步器t1和第二同步器t2同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1和第二同步器t2传递至第三个横向齿轮组单元，再延顺至第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；

25、第四种组合方式为第一同步器t1、第二同步器t2和第三同步器t3同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1、第二同步器t2和第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；

26、第五种组合方式为第二同步器t2同步，动力经过第一单向轴承c1，再经过第二个横向齿轮组单元，并通过第二同步器t2传递至第三个横向齿轮组单元，再延顺至第三单向轴承c3，最终完成动力输出的动力传送组合；

27、第六种组合方式为第二同步器t2和第三同步器t3同步，动力经过第一单向轴承c1，再经过第二个横向齿轮组单元，并通过第二同步器t2和第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；

28、第七种组合方式为第三同步器t3同步，动力经过第一单向轴承c1和第二单向轴承c2，再经过第三个横向齿轮组单元，并通过第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合；

29、第八种组合方式为第一同步器t1和第三同步器t3同步，经过第一个横向齿轮组单元的动力，通过第一同步器t1传递至第二个横向齿轮组单元，再延顺至第二单向轴承c2，再经过第三个横向齿轮组单元，并通过第三同步器t3传递至第四个横向齿轮组单元，最终完成动力输出的动力传送组合。

30、所述电机机箱中的电机m1与电机m2的双电机为同轴结构，可呈现电力驱动、动力发电和电机分离三种运转状态。

31、通过倒车系统e呈现的“空转”、“正转”、“反转”三种模式的结构，实现整个混合动力的十一种模式。

32、与现有技术相比，本发明汽车混合动力系统，具有如下优点：

33、1、本汽车混合动力系统中，两套动力系统之间没有使用齿轮以及链条等传统连接方式进行连接，而是采用同轴直传设计，可以做到在其中一套动力系统单独使用时，另一套动力系统不介入的情况下，也不影响整体的传动效率，不会造成多余的能量损耗。

34、2、该混合动力系统中的变速箱没有采用离合器，取消了离合器以及相关配套设施，从而减少了整体重量和成本。

35、3、相对于增程式混合动力系统，拥有更强的续航能力。在增程式混合动力系统中，由于整个转换过程，需要发动机高效做功转换为电能，再由电能转换为动能，才完成对车辆的动力输出，但两次能量的转换都会发生效率的损耗，最终导致整体续航能力减弱。在本混合动力系统，通过电机少量的动力补充，发动机可以在大多数速度区间进行低转速的动力输出，无需进行能量的两次转换，从而减少了能量的损耗。

36、4、在本混合动力系统中，由于电机对发动机的大多数速度区间都能进行动力补充，所以确保了发动机在大多数速度段能够做到低转速的运行，从而消除了发动机只有在一定速度区间才能高效发电的限制条件。

37、5、本发明a齿轮柱本体a中驱动齿轮的转速，通过b齿轮柱本体b中对应变速齿轮大齿比的降速，实现降低b齿轮柱本体b中两个相连变速齿轮之间同步器的结合套筒和即将契合的花键毂的相对转速，从而满足b齿轮柱本体b中同步器的同步难度，完成变速箱的变速要求。