混合动力系统及车辆的制作方法

本技术涉及车辆，具体而言，涉及一种混合动力系统及车辆。

背景技术：

1、混合动力系统是在传统的发动机驱动的基础上，加上电能驱动后的动力系统，其兼具发动机驱动和电机驱动的优势，其能够有效地降低油耗。但是，在一些载重相对较大的车辆例如轻卡车辆中，其使用工况相对复杂，具体而言，存在低中高车速和各种负载情况下的高效率动力输出需求。而车辆上的布置空间有限，例如，采用前驱方案时，发动机所连接的输入轴往往是沿左右方向布置，而车辆的前舱沿左右方向的空间受限，难以满足相应的布置需求，导致混合动力系统的挡位数量较少，且发动机及电机等功率相对较小，难以满足低中高车速和各种负载情况下的高效率动力输出需求，使用性能有待提升。

技术实现思路

1、本实用新型旨在一定程度上解决如何提高在载重相对较大的车辆中混合动力系统的使用性能的问题。

2、为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本实用新型提供一种混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、输入轴、输出轴、离合器、多个挡位齿轮组、换挡机构和驱动桥；每个所述挡位齿轮组包括设置于所述输入轴上的主动齿轮和设置于所述输出轴上的从动齿轮，所述换挡机构用于使所述输入轴通过多个所述挡位齿轮组可选择性地与所述输出轴传动连接；所述离合器设置于所述发动机和所述输入轴之间，所述第一电机与所述发动机的输出端或所述输入轴驱动连接；所述第二电机与所述输入轴或所述输出轴驱动连接；所述输出轴与所述驱动桥传动连接，且所述输出轴与所述驱动桥的差速器的输出半轴的轴向垂直。

3、可选地，所述驱动桥还包括驱动轴，所述驱动轴具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端相对于所述第二端沿所述输出轴的轴向靠近所述输出轴设置，所述驱动轴的所述第一端设置有第一齿轮，所述驱动轴的所述第二端与所述差速器的动力输入轴连接，所述输出轴上设置有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径。

4、可选地，于水平投影面内，所述输入轴及所述第一齿轮均位于所述输出轴的同一侧。

5、可选地，所述差速器的动力输入轴与所述输出轴同轴设置，且一体连接或可拆卸连接。

6、可选地，所述换挡机构包括同步器，多个所述挡位齿轮组沿所述输入轴的轴向依次分布，以两个所述挡位齿轮组为一个设定挡位组，所述设定挡位组的数量为一个或多个，任意所述设定挡位组均对应设置有所述同步器；

7、同一所述设定挡位组的两个所述主动齿轮均固定设置于所述输入轴上，且对应的两个所述从动齿轮均套设于所述输出轴上，所述同步器设置于所述输出轴上，用于使对应的两个所述从动齿轮可选择性地与所述输出轴结合；或者，同一所述设定挡位组的两个所述主动齿轮均套设于所述输入轴上，且对应的两个所述从动齿轮均固定设置于所述输出轴上，所述同步器设置于所述输入轴上，用于使对应的两个所述主动齿轮可选择性地与所述输入轴结合。

8、可选地，所述第二电机的第二电机输出轴上设置有第二电机输出齿轮，所述第二电机输出轴与所述输出轴平行设置，所述输出轴上固定设置有第三齿轮，所述第二电机输出齿轮与所述第三齿轮相啮合；所述第三齿轮的直径大于所述第二电机输出齿轮的直径。

9、可选地，于水平投影面内，所述第二电机和所述输入轴位于所述输出轴的同一侧，和/或，所述第二电机位于所述输入轴沿轴向远离所述发动机的一端，和/或，所述第一电机和所述输出轴分别位于所述输入轴的两侧。

10、可选地，多个所述挡位齿轮组中至少一个所述主动齿轮与所述输入轴固定连接，所述第一电机的第一电机输出轴上设置有第一电机输出齿轮，所述第一电机输出齿轮与一个固定设置于所述输入轴的所述主动齿轮相啮合。

11、可选地，多个所述挡位齿轮组的所述主动齿轮中，所述第一电机输出齿轮所啮合的所述主动齿轮的直径最大，且所述第一电机输出齿轮的直径小于对应的所述主动齿轮的直径；

12、和/或，多个所述挡位齿轮组的所述主动齿轮中，所述第一电机输出齿轮所啮合的所述主动齿轮沿轴向最靠近所述发动机。

13、第二方面，本实用新型提供一种车辆，其包括如上第一方面所述的混合动力系统。

14、相对于相关的现有技术，在本实用新型的混合动力系统及车辆中，输入轴和输出轴可平行设置，多个挡位齿轮组中每个挡位齿轮组包括设置于所述输入轴上的主动齿轮和设置于所述输出轴上的从动齿轮，通过换挡机构使输入轴通过多个挡位齿轮组可选择性地与输出轴传动连接，从而使从输入轴至输出轴之间的动力传递可根据实际需要选择不同的挡位或者说传动比。与此同时，将离合器设置于发动机和输入轴之间，可以实现发动机与输入轴之间的动力传递路径的断开或结合；将第一电机设置为与发动机的输出端或输入轴驱动连接，第一电机可以用于启动发动机或者由发动机带动而发电或者用于带动输出轴转动；将第二电机设置为与输入轴或输出轴驱动连接，第二电机可以直接带动输出轴转动，也可以通过输入轴带动输出轴转动；从而可以根据需要选择混合动力系统的动力输出模式，具体而言，其至少具备发动机直驱模式、第二电机单驱动模式、发动机驱动第一电机发电的发电模式，以及发动机、第二电机双驱动的双驱动模式，至少在发动机直驱模式以及发动机、第二电机双驱动的双驱动模式时，可以根据动力需要选用合适的挡位齿轮组在输入轴和输出轴之间进行动力传递，从而可以获得合适的传动比并满足相应的传动需求。并且，将输出轴设置为与驱动桥的差速器的输出半轴的轴向垂直，具体而言，输出轴和输入轴可沿车辆的前后方向延伸，发动机位于输入轴的轴向一端，在进行整车布局时，利用车辆沿前后方向的空间来布局发动机、输入轴、输出轴及挡位齿轮组等，一方面，输入轴和输出轴在轴向可获得更多的空间用于布置挡位齿轮组，挡位齿轮组的数量可以设置得更多，进而混合动力系统能够根据需要选择不同的动力输出模式及相应的传动比，可以兼顾低中高车速和各种负载情况下的高效率动力输出需求，提升驾驶体验，另一方面，发动机的尺寸也不再受限于车辆沿左右方向的空间，必要时可以配备更大功率的发动机等。本实用新型的混合动力系统，可用在载重相对较大的车辆中，使用性能较强。

技术特征：

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括发动机(100)、第一电机(200)、第二电机(300)、输入轴(400)、输出轴(500)、离合器(600)、多个挡位齿轮组(700)、换挡机构(800)和驱动桥(900)；每个所述挡位齿轮组(700)包括设置于所述输入轴(400)上的主动齿轮(710)和设置于所述输出轴(500)上的从动齿轮(720)，所述换挡机构(800)用于使所述输入轴(400)通过多个所述挡位齿轮组(700)可选择性地与所述输出轴(500)传动连接；所述离合器(600)设置于所述发动机(100)和所述输入轴(400)之间，所述第一电机(200)与所述发动机(100)的输出端或所述输入轴(400)驱动连接；所述第二电机(300)与所述输入轴(400)或所述输出轴(500)驱动连接；所述输出轴(500)与所述驱动桥(900)传动连接，且所述输出轴(500)与所述驱动桥(900)的差速器(910)的输出半轴(911)的轴向垂直。

2.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述驱动桥(900)还包括驱动轴(921)，所述驱动轴(921)具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端相对于所述第二端沿所述输出轴(500)的轴向靠近所述输出轴(500)设置，所述驱动轴(921)的所述第一端设置有第一齿轮(922)，所述驱动轴(921)的所述第二端与所述差速器(910)的动力输入轴(912)连接，所述输出轴(500)上设置有第二齿轮(510)，所述第一齿轮(922)与所述第二齿轮(510)相啮合，所述第一齿轮(922)的直径大于所述第二齿轮(510)的直径。

3.如权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，于水平投影面内，所述输入轴(400)及所述第一齿轮(922)均位于所述输出轴(500)的同一侧。

4.如权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述差速器(910)的动力输入轴(912)与所述输出轴(500)同轴设置，且一体连接或可拆卸连接。

5.如权利要求1至4任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述换挡机构(800)包括同步器(810)，多个所述挡位齿轮组(700)沿所述输入轴(400)的轴向依次分布，以两个所述挡位齿轮组(700)为一个设定挡位组，所述设定挡位组的数量为一个或多个，任意所述设定挡位组均对应设置有所述同步器(810)；

6.如权利要求1至4任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二电机(300)的第二电机输出轴(310)上设置有第二电机输出齿轮(320)，所述第二电机输出轴(310)与所述输出轴(500)平行设置，所述输出轴(500)上固定设置有第三齿轮(520)，所述第二电机输出齿轮(320)与所述第三齿轮(520)相啮合；所述第三齿轮(520)的直径大于所述第二电机输出齿轮(320)的直径。

7.如权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，于水平投影面内，所述第二电机(300)和所述输入轴(400)位于所述输出轴(500)的同一侧，和/或，所述第二电机(300)位于所述输入轴(400)沿轴向远离所述发动机(100)的一端，和/或，所述第一电机(200)和所述输出轴(500)分别位于所述输入轴(400)的两侧。

8.如权利要求1至4任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，多个所述挡位齿轮组(700)中至少一个所述主动齿轮(710)与所述输入轴(400)固定连接，所述第一电机(200)的第一电机输出轴(210)上设置有第一电机输出齿轮(220)，所述第一电机输出齿轮(220)与一个固定设置于所述输入轴(400)的所述主动齿轮(710)相啮合。

9.如权利要求8所述的混合动力系统，其特征在于，多个所述挡位齿轮组(700)的所述主动齿轮(710)中，所述第一电机输出齿轮(220)所啮合的所述主动齿轮(710)的直径最大，且所述第一电机输出齿轮(220)的直径小于对应的所述主动齿轮(710)的直径；

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的混合动力系统。

技术总结
本技术的混合动力系统及车辆，涉及车辆技术领域。系统包括发动机、第一电机、第二电机、输入轴、输出轴、离合器、多个挡位齿轮组、换挡机构和驱动桥；每个挡位齿轮组包括设置于输入轴上的主动齿轮和设置于输出轴上的从动齿轮，换挡机构用于使输入轴通过多个挡位齿轮组可选择性地与输出轴传动连接；离合器设置于发动机和输入轴之间，第一电机与发动机的输出端或输入轴驱动连接；第二电机与输入轴或输出轴驱动连接；输出轴与驱动桥传动连接，且输出轴与驱动桥的差速器的输出半轴的轴向垂直。系统可根据需要选择动力输出模式及相应的传动比，可兼顾低中高车速和各种负载情况下的高效率动力输出需求，可用在载重相对较大的车辆中，使用性能较强。

技术研发人员：孟冬冬,付军,吴有兴,王鹏,张振扬,姚文博,谭艳军,林霄喆
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：20230914
技术公布日：2024/4/7