混合动力变速装置、混合动力车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种混合动力变速装置、混合动力车辆。


背景技术：

2.随着汽车行业的快速发展,国家对汽车的经济性及排放要求越来越高，由于混合动力汽车出色的动力性、经济性以及对于排放的有效降低，各大主机厂及零部件厂家对于混合动力架构的研发投入也越来越大。
3.当前市场上混动变速器种类很多，已应用到各种乘用车型上。常见混动变速器布置均为前驱，需要同时布置一个驱动电机、一个发电电机，并通过齿轮组连接实现ev、串联、混联驱动模式，且电机、发动机、输入轴和输出轴之间结构复杂，可靠性差。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种混合动力变速装置，可以实现单个电机驱动和发电，减少前桥驱动系统的电机数量，整体结构简单，可靠性比较好。
5.本实用新型还旨在提出一种混合动力车辆，以应用上述的混合动力变速装置。
6.根据本实用新型实施例的混合动力变速装置，包括：输入轴；第一电机，所述第一电机动力耦合连接所述输入轴；发动机；可切断或传递动力的切断机构，所述切断机构的一端连接所述发动机的输出端，另一端动力耦合连接所述输入轴；至少两个传动比不同的换挡齿轮组，所述换挡齿轮组的输入齿轮连接所述输入轴；输出轴；换挡机构，所述换挡机构的一端设在所述输出轴上，另一端可选择地与所述换挡齿轮组的输出齿轮相结合或脱离。
7.根据本实用新型实施例的混合动力变速装置，第一电机和发动机通过同一根输入轴将动力传递到输出轴上，第一电机既能实现电驱动同时也能发电，可以减少前桥驱动系统的电机数量，整体结构简单，可靠性比较好，并可以实现多种模式行驶，有利于提高整车的动力性和经济性。
8.一些实施例中，所述第一电机的电机轴动力直连所述输入轴。
9.一些实施例中，所述第一电机的电机轴与所述输入轴可拆卸相连；或者，所述第一电机的电机轴和所述输入轴为一体件。
10.一些实施例中，所述混合动力变速装置还包括：第一传动齿轮组，所述第一传动齿轮组的一端连接所述第一电机的电机轴，另一端连接所述输入轴。
11.一些实施例中，所述输入轴为中空轴，所述混合动力变速装置还包括支撑轴，所述支撑轴穿设在所述中空轴上，所述支撑轴上外套有轴承，所述轴承内套在所述中空轴上。
12.一些实施例中，所述支撑轴与所述发动机的输出端相连。
13.一些实施例中，所述切断机构包括可结合或脱离的第一传动部和第二传动部，所述第一传动部连接所述发动机的输出端，所述第二传动部连接所述输入轴或者所述换挡齿
轮组的输入齿轮。
14.一些实施例中，所述混合动力变速装置还包括：差速器和第二传动齿轮组，所述第二传动齿轮组的一端连接所述差速器，另一端连接所述输出轴，所述差速器用于动力耦合连接车轮。
15.一些实施例中，所述输出齿轮可转动地设在所述输出轴上，所述换挡机构包括固定部和结合部，所述固定部设在所述输出轴上，所述结合部可移动地设在所述固定部上，且可与所述输出齿轮相结合或脱离。
16.根据本实用新型实施例的混合动力车辆，包括前文所述的混合动力变速装置。
17.根据本实用新型实施例的混合动力车辆，通过设置混合动力变速装置可以使前桥车轮以多种模式行驶，从而使整车实现多种模式行驶，提高整车的动力性和经济性。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是本实用新型实施例中混合动力变速装置的结构示意图一；
21.图2是本实用新型实施例中混合动力变速装置的结构示意图二。
22.附图标记：
23.100、混合动力变速装置；10、输入轴；20、第一电机；30、发动机；40、切断机构；401、第一传动部；402、第二传动部；50、换挡齿轮组；501、第一换挡齿轮组；502、第二换挡齿轮组；60、输出轴；70、换挡机构；81、第一传动齿轮组；811、第一主传动齿轮；812、第一从传动齿轮；82、支撑轴；83、轴承；84、差速器；85、第二传动齿轮组；851、第二主传动齿轮；852、第二从传动齿轮。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
25.此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
26.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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用新型中的具体含义。
28.下面参考图1-图2，描述根据本实用新型实施例的混合动力变速装置100。
29.如图1所示，根据本实用新型实施例的混合动力变速装置100，包括：输入轴10、第一电机20、发动机30、切断机构40、换挡齿轮组50、输出轴60、换挡机构70。
30.第一电机20动力耦合连接输入轴10。切断机构40可切断或传递动力，切断机构40的一端连接发动机30的输出端，另一端动力耦合连接输入轴10。换挡齿轮组50为至少两个且传动比不同，换挡齿轮组50的输入齿轮连接输入轴10。换挡机构70的一端设在输出轴60上，另一端可选择地与换挡齿轮组50的输出齿轮相结合或脱离。可以理解为，混合动力变速装置100为整车的前桥驱动系统，用于提供前桥车轮的行驶动力。
31.当切断机构40处于打开状态时，发动机30和输入轴10之间的动力被切断，换挡机构70与换挡齿轮组50的输出齿轮相结合，使第一电机20的动力经输入轴10和换挡齿轮组50传递到输出轴60上，进而驱动前桥车轮。
32.当切断机构40处于闭合状态时，发动机30的动力通过切断机构40可传递至输入轴10，若换挡机构70与换挡齿轮组50的输出齿轮脱离，发动机30的动力经输入轴10传递至第一电机20，可以使第一电机20发电；若换挡机构70与换挡齿轮组50的输出齿轮结合，同时第一电机20工作，发动机30和第一电机20的动力一同传递至输入轴10，再经换挡齿轮组50将动力传递至输出轴60，进而驱动前桥车轮；若换挡机构70与换挡齿轮组50的输出齿轮结合，而第一电机20不工作，则发动机30的动力传递至输入轴10，再经换挡齿轮组50将动力传递至输出轴60，驱动前桥车轮。也就是说，混合动力变速装置100可以使前桥车轮处于多种工作模式。
33.换挡齿轮组50可以是指至少两个相互啮合的齿轮，且每个换挡齿轮组50的传动比不同，从而使换挡机构70与不同换挡齿轮组50的输出齿轮啮合时，可以驱动前桥车轮以不同的转速行驶。
34.例如，如图1所示，换挡齿轮组50可以为两个，并分别记作第一换挡齿轮组501(右侧)和第二换挡齿轮组502(左侧)，第一换挡齿轮组501的传动比大于第二换挡齿轮组502的传动比，其中，第一换挡齿轮组501能使前桥车轮以一挡行驶(低速挡)，第二换挡齿轮组502则使前桥车轮以二挡行驶(高速挡)。
35.需要说明的是，上述换挡齿轮组50为两个的示例只是方便理解本实用新型，根据实际情况，本实用新型中换挡齿轮组50的数量可以设置为多组，例如，三组、四组、五组等，这里不再一一赘述。后续的示例中，为方便理解，同样以换挡齿轮组50为两个进行说明。也就是说，混合动力变速装置100中第一电机20和发动机30通过同一根输入轴10将动力传递到输出轴60上，结构简单，可靠性高，第一电机20既能实现电驱动同时也能发电，可以减少前桥驱动系统的电机数量。
36.根据本实用新型实施例的混合动力变速装置100，第一电机20和发动机30通过同一根输入轴10将动力传递到输出轴60上，结构简单，可靠性高，第一电机20既能实现电驱动同时也能发电，可以减少前桥驱动系统的电机数量，并可以实现多种模式行驶，有利于提高整车的动力性和经济性。
37.一些实施例中，如图1所示，第一电机20的电机轴可以动力直连输入轴10。可以理
解为，第一电机20的电机轴直接连接在输入轴10上，这样就无需在电机轴和输入轴10之间设置单独的传动组件，可以减少零件数量，降低装置复杂度。
38.一些实施例中，第一电机20的电机轴与输入轴10可拆卸相连，例如，电机轴和输入轴10通过花键相连等，方便后续的拆卸。
39.一些实施例中，第一电机20的电机轴和输入轴10可以为一体件。即电机轴和输入轴10为同一根轴，这样做可以减少零件数量。
40.一些实施例中，如图2所示，混合动力变速装置100还可以包括第一传动齿轮组81，第一传动齿轮组81的一端连接第一电机20的电机轴，另一端连接输入轴10。第一传动齿轮组81可以使第一电机20的转速传递到输入轴10的过程中实现增速或减速。
41.如图2所示，例如，第一传动齿轮组81可以包括相互啮合的第一主传动齿轮811和第一从传动齿轮812，第一主传动齿轮811的直径大于第一从传动齿轮812的直径，第一主传动齿轮811设在第一电机20的电机轴上，第一从传动齿轮812设在输入轴10上，这样就能使第一电机20动力传递到驱动输入轴10上时，输入轴10具有更高的转速。
42.一些实施例中，如图1、图2所示，输入轴10可以为中空轴，混合动力变速装置100还包括支撑轴82，支撑轴82穿设在中空轴上，支撑轴82上外套有轴承83，轴承83内套在中空轴上。换挡齿轮组50的数量越多，输入轴10的轴向长度也就越大，通过支撑轴82穿设在输入轴10上并通过轴承83连接输入轴10，可提高输入轴10的稳定性。
43.一些实施例中，支撑轴82可以与发动机30的输出端相连。
44.一些实施例中，如图1、图2所示，切断机构40可以包括可结合或脱离的第一传动部401和第二传动部402，第一传动部401连接发动机30的输出端，第二传动部402连接输入轴10或者换挡齿轮组50的输入齿轮。也就是说，当第一传动部401和第二传动部402相互结合时，切断机构40处于闭合状态，可以实现动力传递；当第一传动部401和第二传动部402相互脱离时，此时切断机构40处于开启状态，可以实现动力切断。
45.其中，第二传动部402可以是连接输入轴10，也可以是连接换挡齿轮组50的输入齿轮，两种方式都能将发动机30的动力传递到输入轴10上。
46.切断机构40的结构可以参考离合器，其构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。当然，上述只是举例说明，切断机构40还可以是其他能够实现动力传递或切断的结构，这里不再赘述。
47.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100还包括差速器84和第二传动齿轮组85，第二传动齿轮组85的一端连接差速器84，另一端连接输出轴60，差速器84用于动力耦合连接前桥车轮。也就是说，输出轴60通过第二传动齿轮组85和差速器84将动力传递到前桥车轮上。
48.例如，第二传动齿轮组85可以包括相互啮合的第二主传动齿轮851和第二从传动齿轮852，第二主传动齿轮851设在输出轴60上，第二从传动齿轮852设在差速器84上。
49.一些实施例中，输出齿轮可转动地设在输出轴60上，即，输出齿轮在自然状态下不随输出轴60转动。换挡机构70包括固定部(图未示出)和结合部(图未示出)，固定部设在输出轴60上，结合部可移动地设在固定部上，且可与输出齿轮相结合或脱离，例如，当结合部向右移动时，结合部可与第一换挡齿轮组501的输出齿轮结合，从而将输入轴10的动力经换挡机构70传递到输出轴60上；当结合部向左移动时，结合部可与第二换挡齿轮组502的输出
齿轮结合，此时输入轴10的动力就不会传递到输出轴60上。需要说明的是，换挡机构70的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
50.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100具有发动机直驱模式：切断机构40传递动力，换挡机构70与换挡齿轮组50结合，发动机30驱动前桥车轮，第一电机20不工作。当整车需要进行高速行驶时，此时整车由发动机30驱动行驶，可以提高燃油经济性。
51.例如，发动机直驱模式下，第一种动力传递路径为：切断机构40处于闭合状态，换挡机构70中结合部可以向右移动移动并与第一换挡齿轮组501结合，此时，发动机30的动力经切断机构40、输入轴10、第一换挡齿轮组501传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。在此期间，第一电机20不工作。
52.发动机直驱模式下，第二种动力传递路径为：切断机构40处于闭合状态，换挡机构70中结合部也可以向左移动并与第二换挡齿轮组502结合，此时，发动机30的动力经切断机构40、输入轴10、第二换挡齿轮组502传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。在此期间，第一电机20不工作。
53.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100具有电动前驱模式：切断机构40切断动力，换挡机构70与换挡齿轮组50结合，第一电机20驱动前桥车轮。混合动力变速装置100开启电动前驱模式，此时整车可以由第一电机20来驱动行驶。
54.例如，电动前驱模式下，第一种动力传递路径为：切断机构40处于打开状态，发动机30关闭，换挡机构70中结合部可以向右移动并与第一换挡齿轮组501结合，第一电机20的动力经输入轴10、第一换挡齿轮组501传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。
55.电动前驱模式下，第二种动力传递路径为：切断机构40处于打开状态，发动机30关闭，换挡机构70中结合部也可以向左移动并与第二换挡齿轮组502结合，第一电机20的动力经输入轴10、第二换挡齿轮组502传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。
56.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100具有怠速发电模式：切断机构40传递动力，换挡机构70与换挡齿轮组50脱离，发动机30带动第一电机20发电。可以理解为，当整车处于非行驶状态且电池500电量比较弱时，发动机30能带动第一电机20发电，从而向电池包500充电。例如，怠速发电模式下，动力传递路径为：切断机构40处于闭合状态，换挡机构70中结合部不移动，发动机30的动力经输入轴10传递到第一电机20，使第一电机20发电。
57.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100具有前桥混动模式：切断机构40传递动力，换挡机构70与换挡齿轮组50结合，发动机30和第一电机20驱动前桥车轮。
58.例如，前桥混动模式下，第一种传递路径为：切断机构40处于闭合状态，换挡机构70中结合部可以向右移动并与第一换挡齿轮组501结合，发动机30的动力经切断机构40、输入轴10和第一换挡齿轮组501传递到输出轴60，第一电机20的动力经输入轴10和第一换挡齿轮组501传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。
59.前桥混动模式下，第二种传递路径为：切断机构40处于闭合状态，换挡机构70中结合部可以向左移动并与第二换挡齿轮组502结合，发动机30的动力经切断机构40、输入轴10和第二换挡齿轮组502传递到输出轴60，第一电机20的动力经输入轴10和第二换挡齿轮组502传递到输出轴60，输出轴60的动力则通过第二传动齿轮组85传递到差速器84，由差速器84输出动力并驱动前桥车轮。
60.一些实施例中，如图1、图2所示，混合动力变速装置100具有前桥制动能量回收模式为：切断机构40切断动力，换挡机构70与换挡齿轮组50结合，发动机30不工作，第一电机20发电。当车辆处于刹车或下坡时，前桥车轮可以减速，此时混合动力变速装置100可以对前桥的能量进行回收。
61.例如，前桥制动能量回收模式下，第一种动力传递路径为：切断机构40处于打开状态，换挡机构70中结合部可以向右移动并与第一换挡齿轮组501结合，前桥车轮的动力通过第二传动齿轮组85传递到输出轴60，再通过第一换挡齿轮组501和输入轴10传递到第一电机20上，此时第一电机20发电。
62.前桥制动能量回收模式下，第二种动力传递路径为：切断机构40处于打开状态，换挡机构70中结合部可以向左移动并与第二换挡齿轮组502结合，前桥车轮的动力通过第二传动齿轮组85传递到输出轴60，再通过第二换挡齿轮组502和输入轴10传递到第一电机20上，此时第一电机20发电。
63.根据本实用新型实施例的混合动力车辆，包括前文所述的混合动力变速装置100。
64.根据本实用新型实施例的混合动力车辆，通过设置混合动力变速装置100可以使前桥车轮以多种模式行驶，从而使整车实现多种模式行驶，提高整车的动力性和经济性。
65.根据本实用新型实施例混合动力车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
67.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。