一种混合动力系统及变速总成的制作方法

1.本发明属于动力驱动技术领域，尤其涉及一种混合动力系统及变速总成。


背景技术：

2.混合动力车辆是在传统的内燃机车车辆的基础上引入电动机，在汽车行驶时通过内燃机、电动机或者内燃机和电动机同时工作的方式提供汽车前进的动力。
3.混合动力车辆处于不同工作模式下使用不同动力源。例如，电动-机械混合动力系统通常具有例如汽油发动机或柴油发动机的内燃发动机和至少一个电动机、变速齿轮组等，通过制动器和离合器的不同组合，并控制发动机和电动机，使得混合动力系统具有不同的工作模式，例如纯发动机工作模式、纯电动工作模式以及混合动力工作模式，从而有利于提高燃料经济性。
4.目前的混合动力汽车在纯电动力模式下，即仅由电动机提供动力时，汽车的动力较弱，低于内燃机提供动力的模式，因此，本技术提出了一种混合动力系统及变速总成。


技术实现要素：

5.本发明提供一种混合动力系统及变速总成，旨在解决目前混合动力汽车在纯电模式下动力不足的问题。
6.本发明是这样实现的，一种混合动力系统，包括：
7.输入轴，与发动机连接以接收动力；
8.行星轮机构，包括动力输入部、动力输出部及动力控制部，其中，所述动力输入部与所述输入轴连接，所述动力输出部与所述输出轴连接；
9.输出轴，与所述动力输出部连接以输出动力；
10.与所述动力输入部连接的第一电机，用于输入动力；
11.与所述输出轴连接的输出电机组，所述输出电机组包括至少一个电动机，用于输出动力；
12.设于所述输入轴上的第一离合机构，用于选择性接合，以导通所述输入轴与所述动力输入部之间的动力传输路径；
13.第二离合机构，用于选择性接合，以导通所述动力输入部和所述动力输出部之间的动力传输路径；
14.第一制动机构，用于选择性接合以制动所述动力输入部；
15.第二制动机构，用于选择性接合以制动所述动力控制部；
16.与所述动力控制部连接的第二电机，用于向所述动力控制部输入动力。
17.优选的，所述行星轮机构包括：
18.齿圈，为所述行星轮机构中的动力输入部；
19.行星轮及行星轮所在的行星架，为所述行星轮机构中的动力输出部，所述输出轴连接于行星架上；
20.太阳轮，为所述行星轮机构中的动力控制部，所述行星轮设于所述太阳轮的外侧并与所述太阳轮啮合，所述齿圈设于所述行星轮的外侧并与所述行星轮啮合。
21.优选的，所述混合动力系统还包括：
22.设于所述第一电机与所述动力输入部之间的第三离合机构，用以选择性接合，以连通所述第一电机与所述动力输入部之间的动力输入路径。
23.优选的，所述混合动力系统还包括：
24.设于所述输出电机组中的每个电机与所述输出轴之间的第四离合机构，用于选择性接合，以连通所述输出电机组与所述输出轴之间的动力传输路径。
25.优选的，所述混合动力系统还包括：
26.设于所述输出轴与所述动力输出部之间的第五离合机构，用于选择性接合，以连通所述动力输出部与所述输出轴之间的动力传输路径。
27.优选的，所述设于所述的内侧和所述行星架上。
28.优选的，所述设于所述的内侧和所述上。
29.优选的，所述设于所述行星架和所述上。
30.优选的，所述为单向离合机构。
31.一种变速总成，包括上述任意一项所述的混合动力系统，还包括：
32.变速箱，所述变速箱的输入轴与所述输出轴连接，以使得所述动力系统的动力传输至变速箱内。
33.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
34.本发明所提供的混合动力系统及变速总成通过在所述输入轴和所述输出轴上设置电动机以输入动力，用于在动力不足时补充动力，同时车辆制动或滑动时能够通过电动机回收动力。
附图说明
35.图1是本发明提供的一种混合动力系统第一实施例的结构示意图；
36.图2是本发明提供的一种混合动力系统第二实施例的结构示意图；
37.图3是本发明提供的一种混合动力系统第三实施例的结构示意图；
38.图4是本发明提供的一种混合动力系统第四实施例的结构示意图；
39.图5是本发明提供的一种混合动力系统第五实施例的结构示意图；
40.图6是本发明提供的一种混合动力系统第六实施例的结构示意图；
41.图7是本发明提供的一种混合动力系统第七实施例的结构示意图。
具体实施方式
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
43.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
44.本发明实施例提供了一种混合动力系统，如图1所示，包括：
45.输入轴1，与发动机连接以接收动力；
46.行星轮机构，包括动力输入部、动力输出部及动力控制部，其中，所述动力输入部与所述输入轴1连接，所述动力输出部与所述输出轴2连接；
47.输出轴2，与所述动力输出部连接以输出动力；
48.与所述动力输入部连接的第一电机8，用于输入动力；
49.与所述输出轴2连接的输出电机组13，所述输出电机组13包括至少一个电动机，用于输出动力；
50.设于所述输入轴1上的第一离合机构3，用于选择性接合，以导通所述输入轴1与所述动力输入部之间的动力传输路径；
51.第二离合机构4，用于选择性接合，以导通所述动力输入部和所述动力输出部之间的动力传输路径；
52.第一制动机构9，用于选择性接合以制动所述动力输入部；
53.第二制动机构11，用于选择性接合以制动所述动力控制部；
54.与所述动力控制部连接的第二电机12，用于向所述动力控制部输入动力；
55.所述第一离合机构3、所述第二离合机构4、所述第一制动机构9和所述第二制动机构11以不同的方式组合时，使得所述动力系统具有不同的工作模式；
56.在本实施例中，将所述输入轴1接入发动机，例如，汽车的内燃机的动力输出轴上，在所述输入轴1和所述行星轮机构的动力输入部之间接入所述第一离合机构3，用以隔绝所述输入轴1和所述动力输入部，在所述第一电机8工作时，通过所述第一离合机构3断开所述输入轴1和所述动力输入部之间的动力传输路径，将所述第一电机8与所述输入轴1之间隔绝，以防止所述第一电机8的动力通过所述输入轴1传输至发动机而造成动力浪费；
57.在本实施例中，所述动力输入部为所述行星轮机构中的所述齿圈5，所述第二离合机构4连接于所述齿圈5上，当所述第二离合机构4制动时，所述齿圈5无法转动；所述动力输出部为所述行星轮机构中的行星轮6，所述输出轴2连接到所述行星轮6的行星架上，使得所述输出轴2与所述行星轮6所在的行星架同轴连接，所述行星轮6的行星架作为所述行星轮机构的动力输出部，用于将动力输出至变速齿轮组；在所述第二离合机构4接合时，所述齿圈5与所述行星轮6的行星架同步转动，以使得所述齿圈5将动力直接传输至所述输出轴2上；所述动力控制部为所述行星轮机构中的太阳轮7，所述第二制动机构11在制动时能够防止所述太阳轮7转动；
58.所述第二电机12与所述太阳轮7连接，在所述第二制动机构11解除制动时，所述第二电机12启动时能够带动所述太阳轮7转动，从而向所述混合动力系统输入动力；
59.在所述行星轮机构中，所述行星轮6至少设置有一组，且所述行星轮6设置在所述太阳轮7的外侧并与所述太阳轮7啮合，所述齿圈5设置在所述行星轮6和所述太阳轮7的外侧并与所述行星轮6啮合；
60.所述第二离合机构4、所述第一制动机构9和所述第二制动机构11为所述行星轮机构的控制结构，该控制结构以不同的组件进行接合以对所述行星轮机构进行控制，使得从所述输入轴1、所述第一电机8和所述输出电机组13中至少一个动力输入至所述输出轴2上；
61.所述输出电机组13连接于所述输出轴2上，在一些示例中，所述输出电机组13通过齿轮或者链条连接的方式连接于所述输出轴2上，用于对所述输出轴2提供动力，从而增加车辆的动力；所述输出电机组13内可以设置一个电动机或多个电动机，且每个电动机均与所述输出轴2连接，当多个电动机同时工作时，可以增加所述输出轴2的输出动力；
62.所述第一制动机构9包括第一制动部和第二制动部，所述第一制动部为静止部件，在一些示例中，所述第一制动部可以设置变速箱壳体或车辆底盘上，所述第二制动部为活动部件，其与所述齿圈5固定连接，在所述齿圈5转动时，所述第二制动部始终与所述第一制动部之间存在缝隙，当所述第一制动机构9制动时，所述第二制动部贴合于所述第一制动部上，所述第一制动部和所述第二制动部之间由于摩擦力的作用使得所述第一制动部能够阻止所述第二制动部转动；
63.所述第二制动机构11的结构及工作方式同所述第一制动机构9，此处不做赘述；
64.所述第一离合机构3包括第一离合部和第二离合部，所述第一离合部和所述第二离合部分别设置于所述输入轴1和所述齿圈5上，在所述第一离合机构3接合时，所述第一离合部和所述第二离合部接合，使得所述第一离合部能够带动所述第二离合部转动，在一些示例中，所述第一离合机构3为电磁离合器；
65.所述第一离合机构3、所述第二离合机构4、所述第一制动机构9和所述第二制动机构11以不同的方式组合时，使得所述动力系统具有不同的工作模式，示例性的，所述动力系统具有以下工作模式：
66.纯电模式：
67.纯电动起步及低速行驶模式：在发动机关闭，控制第二制动机构11制动，同时控制第二离合机构4和所述第一制动机构9处于分离状态，此时，所述第一电机8带动所述齿圈5转动，并向所述齿圈5提供扭矩，该扭矩通过所述行星轮6提供给所述行星轮6所在的行星架减速驱动车辆行进。在该纯电动起步及低速行驶模式下，动力的传递路径为：所述第一电机8输出的动力依次经由所述齿圈5、所述行星轮6、所述行星轮6所在的行星架传递至所述输出轴2上；所述输出电机组13选择性等速输出动力，当需要较大的动力时，可以通过所述输出电机组13辅助输出动力，用于增加车辆的动力；
68.纯电动高速行驶模式：发动机关闭，控制所述第二离合机构4接合，同时控制所述第二离合机构4和所述第二制动机构11分离，此时，所述第一电机8通过所述齿圈5带动所述行星轮6所在的行星架转动，使得所述齿圈5能够直接带动所述输出轴2转动，所述输出电机组13选择性等速输出动力，当需要较大的动力时，可以通过所述输出电机组13辅助输出动力，用于增加车辆的动力；
69.优选的，在纯电模式下，所述第一离合机构3处于断开状态，防止所述第一电机8提供的动力由所述第一离合机构3输出至发动机。
70.混合动力驱动模式：
71.控制所述第一离合机构3接合，使得发动机能够通过所述第一离合机构3向所述行星轮机构输入动力，此时，所述第一制动机构9处于断开状态，使得所述第一离合机构3能够
带动所述齿圈5转动，在所述第一离合机构3接合，所述第一制动机构9断开时，通过所述第二离合机构4和所述第二制动机构11的状态能够控制所述混合动力系统的工作模式；
72.例如，当所述第二离合机构4处于断开状态，所述第二制动机构11处于制动状态时，所述太阳轮7无法转动，所述齿圈5带动所述行星轮6及所述行星轮6所在的行星架转动，所述行星轮6所在的行星架转动时能够通过所述输出轴2输出动力，此时，所述第一电机8和所述输出电机组13等速转动，用于辅助输出动力；
73.制动能量回收模式：
74.当车辆滑行或驾驶员踩下制动踏板以制动时，车辆动能通过变速齿轮组的在挡反拖，带动所述输出电机组13或所述输出电机组13作为发电机为电池充电；
75.例如，在车辆滑行或制动时，控制所述第一制动机构9接合，同时控制所述第二离合机构4断开，车辆的变速齿轮组带动所述输出轴2转动，所述输出轴2转动时带动所述第二电机12和所述输出电机组13转动，使得所述第二电机12和所述输出电机组13能够作为发动机使用。
76.本发明进一步较佳实施例中，如图2所示，所述输出电机组13中的每个电机与所述输出轴2之间均设置有第四离合机构14，用于选择性接合，以连通所述输出电机组13与所述输出轴2之间的动力传输路径；
77.在本实施例中，当不需要电动机提供动力时，断开所述第四离合机构14，使得所述输出电机组13与所述输出轴2之间的动力传输路径断开，能够防止所述输出轴2带动所述输出电机组13转动，进而防止动力浪费和增加发动机的负载。
78.本发明进一步较佳的实施例中，如图3所示，所述第一电机8与所述动力输入部之间还连接有第三离合机构10，用以选择性接合，以连通所述第一电机8与所述动力输入部之间的动力输入路径；
79.在本实施例中，所述第三离合机构10设于所述第一电机8与所述齿圈5之间，当不需要所述第一电机8提供动力时，通过所述第三离合机构10断开所述第一电机8与所述动力输入部之间的连接，防止发动机在带动所述齿圈5转动时，发动机的动力分流至所述第一电机8上；
80.在本实施例中，所述输出电机组13和所述输出轴2之间还可以连接有第四离合机构14。
81.在本发明的其他实施方式中，如图4所示，所述第二离合机构4还可以设置所述齿圈5和所述太阳轮7之间，在所述第二离合机构4接合时，所述齿圈5和所述太阳轮7同步转动，当所述第二制动机构11断开时，所述第一电机8和所述第二电机12能够同时提供动力，用于增加动力。
82.在本发明的其他实施方式中，如图5所示，所述第二离合机构4还可以设置在所述行星轮6的行星架和所述太阳轮7上，在动力回收模式下，所述第二离合机构4接合，所述行星轮6所在的行星架与所述太阳轮7同步转动，使得所述输出轴2能够带动所述第二电机12转动，从而使得所述第二电机12能够充当发电机使用。
83.在本发明的其他实施方式中，如图6所示，所述输出轴2与所述动力输出部之间还连接有第五离合机构15，用于选择性接合，以连通所述动力输出部与所述输出轴2之间的动力传输路径；
84.在本实施例中，当进需要所述输出电机组13输出动力或在动力回收模式中，所述第五离合机构15处于断开模式，能够防止动力传输至所述行星轮机构，用于减小所述行星轮机构内的部件的摩擦，提高所述行星轮机构的寿命。
85.在本发明的其他实施方式中，如图7所示，所述第一离合机构3还可以为单向制动机构。
86.本发明还公开了一种变速总成，所述变速总包括上述任意一个实施例所述的动力系统，还包括：
87.变速箱，所述变速箱的输入轴与所述输出轴2连接，以使得所述动力系统的动力传输至变速箱内。
88.综上所述，本发明提供了一种混合动力系统及变速总成，包括：
89.本发明实施例提供了一种混合动力系统，如图1所示，包括：
90.输入轴1，与发动机连接以接收动力；
91.行星轮机构，包括动力输入部、动力输出部及动力控制部，其中，所述动力输入部与所述输入轴1连接，所述动力输出部与所述输出轴2连接；
92.输出轴2，与所述动力输出部连接以输出动力；
93.与所述动力输入部连接的第一电机8，用于输入动力；
94.与所述输出轴2连接的输出电机组13，所述输出电机组13包括至少一个电动机，用于输出动力；
95.设于所述输入轴1上的第一离合机构3，用于选择性接合，以导通所述输入轴1与所述动力输入部之间的动力传输路径；
96.第二离合机构4，用于选择性接合，以导通所述动力输入部和所述动力输出部之间的动力传输路径；
97.第一制动机构9，用于选择性接合以制动所述动力输入部；
98.第二制动机构11，用于选择性接合以制动所述动力控制部；
99.与所述动力控制部连接的第二电机12，用于向所述动力控制部输入动力；
100.所述第一离合机构3、所述第二离合机构4、所述第一制动机构9和所述第二制动机构11以不同的方式组合时，使得所述动力系统具有不同的工作模式；
101.本发明提供的混合动力系统通过在所述输入轴1和所述输出轴2上设置电动机以输入动力，用于在动力不足时补充动力，同时车辆制动或滑动时能够通过电动机回收动力。
102.需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
103.本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电
信或者其它的形式。
104.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
105.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。