一種橫置雙動力源車輛驅動總成的制作方法

本發明涉及一種橫置雙動力源車輛驅動總成，與車輛前橋或后橋連接，用于驅動車輛。

背景技術：

目前的純電動或混合動力新能源汽車，所采用的電動機的動力特性與整車要求有差異，無法滿足速比和力矩的要求。由于新能源汽車需要面對越來越復雜的工況路況，用戶對新能源汽車的舒適度和續航里程要求越來越高，單純的電動機直驅模式、電動機連接減速器模式或油電混合動力模式的新能源汽車已不能滿足新能源汽車行業的發展要求。

目前的車輛動力總成中，動力源、離合器、變速箱或減速器、驅動軸通常都是縱向排列，長度較大，占用車輛空間較大，對于一些要求結構緊湊的小型車輛不適用。

此外，目前純電動或混合動力新能源汽車中，減速器因電動機轉子軸沖擊較大(轉子軸與輸入軸不是一體的)，無法使用傳統的摩擦式離合器，所使用的離合器只能是通過硬連接的方式，不具備緩沖功能，無法滿足新能源汽車的要求。

現有的電動機直驅模式汽車中，動力系統沒有離合功能，傳統的慣性摩擦式同步器無法使用，變速器無法換檔，只能使用單一速比；整車的啟動和停車只能靠電動機的啟動和停止，影響了電動機的性能發揮。

技術實現要素：

針對現有技術中的上述問題，本發明提供了一種橫置雙動力源車輛驅動總成，以解決現有的動力總成單一速比傳動，無法適應復雜路況工況的問題。

同時解決現有的動力總成縱向尺寸較大，無法在結構緊湊型車輛上使用，以及變速器中齒輪個數較多，傳動結構復雜的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種橫置雙動力源車輛驅動總成，與車橋半軸連接，所述車輛驅動總成包括第一動力源、第二動力源和自動變速器，所述自動變速器設置有第一輸入軸和第二輸入軸，所述動力源分別與兩根輸入軸連接，所述自動變速器與所述車橋半軸連接處設置有差速器；

所述自動變速器中，與第一輸入軸平行設置有第一中間軸，與第一輸入軸同軸心方向設置有第二中間軸，與第一中間軸同軸心方向設置有第三中間軸，所述第一中間軸和第三中間軸之間設置有第一離合器，所述第一輸入軸和第二中間軸之間設置有第二離合器；

所述第一輸入軸上設置有第一齒輪，所述第一中間軸上設置有第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合傳動；所述第二輸入軸上設置有第三齒輪，所述第二中間軸上設置有第四齒輪，第三齒輪與第四齒輪嚙合傳動；

所述第二中間軸上還設置有第五齒輪，所述第三中間軸上設置有第六齒輪，所述差速器上設置有第七齒輪，第五齒輪與第六齒輪嚙合傳動，第六齒輪同時與第七齒輪嚙合傳動。

進一步，所述第二動力源為電動機，當第一離合器和第二離合器斷開時，所述第二動力源依次通過所述第二輸入軸、第三齒輪、第四齒輪、第二中間軸、第五齒輪、第六齒輪、第七齒輪和差速器將動力傳遞至所述車橋半軸。

進一步，所述第一離合器嚙合、第二離合器斷開時，所述第一動力源依次通過所述第一輸入軸、第一齒輪、第二齒輪、第一中間軸、第一離合器、第三中間軸、第六齒輪、第七齒輪和差速器將動力傳遞至所述車橋半軸。

進一步，所述第一齒輪與第二齒輪嚙合傳動比為i1，第六齒輪與第七齒輪嚙合傳動比為i3，所述第一離合器嚙合、第二離合器斷開時，所述自動變速器中嚙合傳動比為i1×i3。

進一步，所述第二離合器嚙合、第一離合器斷開時，所述第一動力源依次通過所述第一輸入軸、第二離合器、第二中間軸、第五齒輪、第六齒輪、第七齒輪和差速器將動力傳遞至所述車橋半軸。

進一步，所述第五齒輪、第六齒輪和第七齒輪嚙合傳動比為i2，所述第二離合器嚙合、第一離合器斷開時，所述自動變速器中嚙合傳動比為i2。

進一步，所述第三齒輪與第四齒輪嚙合傳動比為i4，所述第五齒輪、第六齒輪和第七齒輪嚙合傳動比為i2，所述第一離合器和第二離合器斷開時，所述第二動力源通過自動變速器，以i4×i2的嚙合傳動比輸出動力。

進一步，所述第三中間軸上還設置有第八齒輪；

所述第八齒輪與所述第二中間軸上的第五齒輪嚙合傳動，所述第六齒輪僅與所述第七齒輪嚙合傳動。

進一步，所述第一齒輪與第二齒輪嚙合傳動比為i1，第六齒輪與第七齒輪嚙合傳動比為i3，第三齒輪與第四齒輪嚙合傳動比為i4，所述第五齒輪和第八齒輪嚙合傳動比為i5；

所述第一離合器嚙合、第二離合器斷開時，所述自動變速器中嚙合傳動比為i1×i3；

所述第一離合器斷開、第二離合器嚙合時，所述自動變速器中嚙合傳動比為i5×i3；

所述第一離合器和第二離合器斷開時，所述第二動力源通過自動變速器，以i4×i5×i3的嚙合傳動比輸出動力。

進一步，所述第一動力源為電動機、或發動機與ISG電機組合。

采用上述結構設置的本發明具有以下優點：

本發明的車輛動力總成，與車輛的后橋半軸或前橋半軸連接，車輛動力總成可實現雙動力源輸入、三種速比傳動，傳動形式和動力輸入方式靈活，滿足整車對不同路況的行駛需求，當車輛在負重爬坡時，可選擇雙動力輸入、較大速比傳動，提高整車驅動力，彌補整車驅動力不足的缺陷；當整車在巡航狀態，可選擇單動力輸入、較小速比傳動，以滿足整車高速行駛要求，節約能源，提高車輛續航里程。此外，在車輛起步時，第一動力源和第二動力源同時啟動，可增加驅動總成的總驅動力，使車輛縮短加速過程，更快實現高速行駛。

扭轉減振器結合端面齒離合器的設計模式可使動能損失最小，彌補了傳統摩擦式離合器因無法承受電動機的動力沖擊而壽命過短的缺陷。

本發明提供的橫置雙動力源車輛驅動總成，一方面縮短了驅動總成的縱向尺寸，適合結構緊湊型車輛；另一方面由于使用的齒輪個數較少，簡化了傳動結構。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的橫置雙動力源車輛驅動總成的結構示意圖；

圖2是本發明實施例2的橫置雙動力源車輛驅動總成的結構示意圖；

圖3是本發明實施例3的橫置雙動力源車輛驅動總成的結構示意圖。

圖中：10.自動變速器；11.第一齒輪；12.第二齒輪；13.第三齒輪；14.第四齒輪；15.第五齒輪；16.第六齒輪；17.第七齒輪；18.第八齒輪；

21.第一輸入軸；22.第二輸入軸；

31.第一中間軸；32.第二中間軸；33.第三中間軸；

41.第一離合器；42.第二離合器；

50.差速器；

60.電動機；

70.發動機；71.ISG電機；72.扭轉減振器；

80.車橋。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖1所示，本發明實施例1提供一種橫置雙動力源車輛驅動總成，與車橋半軸連接，車輛驅動總成包括第一動力源、第二動力源和自動變速器10，自動變速器10設置有第一輸入軸21和第二輸入軸22，第一動力源和第二動力源分別與第一輸入軸21和第二輸入軸22連接，自動變速器10與車橋半軸連接處設置有差速器50。

自動變速器10中，與第一輸入軸21平行設置有第一中間軸31，與第一輸入軸21同軸心方向設置有第二中間軸32；與第一中間軸31同軸心方向設置有第三中間軸33。

第一中間軸31和第三中間軸33之間設置有第一離合器41，第一輸入軸21和第二中間軸32之間設置有第二離合器42。

第一輸入軸21上設置有第一齒輪11，第一中間軸31上設置有第二齒輪12，第一齒輪11與第二齒輪12嚙合傳動；第二輸入軸22上設置有第三齒輪13，第二中間軸32上設置有第四齒輪14，第三齒輪13與第四齒輪14嚙合傳動；第二中間軸32上還設置有第五齒輪15，第三中間軸33上設置有第六齒輪16，差速器50上設置有第七齒輪17，第五齒輪15與第六齒輪16嚙合傳動，第六齒輪16同時與第七齒輪17嚙合傳動。

在該實施例1中，第一動力源為發動機70與ISG電機71組合，一方面可以減少發動機70的怠速損耗和污染，另一方面ISG電機71起到發電機的作用，可再生發電，回收能量，實現節能效果。第二動力源為電動機60。由上述結構可知，本發明實施例1的車輛驅動總成的自動變速器不同于傳統變速器的輸入軸、中間軸和輸出軸的布局方式，一方面縮短了驅動總成的縱向尺寸，適合結構緊湊型車輛；另一方面由于使用的齒輪個數較少，簡化了傳動過程。

上述驅動總成的動力傳動方式如下：

當第一離合器41嚙合、第二離合器斷42斷開時，第一動力源依次通過第一輸入軸21、第一齒輪11、第二齒輪12、第一中間軸31、第一離合器41、第三中間軸33、第六齒輪16、第七齒輪17和差速器50將動力傳遞至車橋半軸。

設定第一齒輪11與第二齒輪12嚙合傳動比為i1，第六齒輪16與第七齒輪17嚙合傳動比為i3，第一離合器41嚙合、第二離合器42斷開時，自動變速器中嚙合傳動比為i1×i3。此為第一工況。

當第二離合器42嚙合、第一離合器41斷開時，第一動力源依次通過第一輸入軸21、第二離合器42、第二中間軸32、第五齒輪15、第六齒輪16、第七齒輪17和差速器50將動力傳遞至車橋半軸。

設定第五齒輪15、第六齒輪16和第七齒輪17嚙合傳動比為i2，第二離合器42嚙合、第一離合器41斷開時，第一動力源通過自動變速器，以i2的嚙合傳動比輸出動力，第六齒輪16為惰輪。此為第二工況。

第二動力源即電動機60作為輔助動力源，由于電動機是可以任意調速的，在第一工況或者第二工況下，如果第二動力源的電動機60同時啟動，可以提高整車驅動力，自動變速器10中嚙合傳動比仍然保持上述結果。

當第一離合器41和第二離合器42斷開時，第二動力源依次通過第二輸入軸22、第三齒輪13、第四齒輪14、第二中間軸32、第五齒輪15、第六齒輪16、第七齒輪17和差速器50將動力傳遞至車橋半軸。

設定第三齒輪13與第四齒輪14嚙合傳動比為i4，當第一離合器41和第二離合器42斷開時，第二動力源通過自動變速器，以i4×i2的嚙合傳動比輸出動力。此為第三工況。

當處于第三工況時，發動機70可以作為輔助動力源，此時將第一離合器41或第二離合器42嚙合，可在第三工況下提供更大的驅動力；

當第一離合器41和第二離合器42斷開時，啟動第一動力源，第一動力源的動力無法傳遞至車橋半軸，僅ISG電機71起到發電機的作用，可再生發電，電力存儲至電池中或者供第二動力源運轉使用。

其中，傳動比i1、i2、i3和i4的大小可通過改變齒輪的尺寸或齒數來改變，從而改變自動變速器10的傳動比。在本實施例中，第四齒輪14的直徑小于第五齒輪15。

由上述可知，本發明實施例的驅動總成可實現三種傳動比：

第一動力源的發動機70啟動，第一離合器41嚙合，第二離合器42斷開時，自動變速器10中嚙合傳動比為i1×i3。此時，第二動力源可以啟動或關閉。第二動力源啟動時，可增加驅動總成的總驅動力，在車輛起步時，可使車輛縮短加速過程，更快實現高速行駛。

第一動力源的發動機70啟動，第二離合器42嚙合，第一離合器41斷開時，自動變速器10中嚙合傳動比為i2。此時，第二動力源可以啟動或關閉。同樣，第二動力源啟動時，可增加驅動總成的總驅動力。

第二動力源的電動機60啟動，第一離合器41和第二離合器42斷開時，自動變速器10中嚙合傳動比為i4×i2。此時，第一動力源的發動機70可以啟動或關閉。第一動力源啟動時，第一動力源的動力無法傳遞至車橋半軸，僅ISG電機71起到發電機的作用，可再生發電，電力存儲至電池中或者供第二動力源運轉使用。

由上述可知，該車輛驅動總成可實現雙動力源輸入、三種速比傳動，傳動形式靈活，滿足整車對不同路況的行駛需求，當車輛在負重爬坡時，可選擇較雙動力輸入、大速比傳動，提高整車驅動力，彌補整車驅動力不足的缺陷；當整車在巡航狀態時，可選擇單動力輸入、較小速比傳動，以滿足整車高速行駛要求，節約能源，提高車輛續航里程。此外，在車輛起步時，第一動力源和第二動力源同時啟動，可增加驅動總成的總驅動力，使車輛縮短加速過程，更快實現高速行駛。

在本發明實施例中，車橋半軸為前橋半軸或后橋半軸；車輛驅動總成與前橋半軸連接時，車輛為前驅模式，車輛驅動總成與后橋半軸連接時，車輛為后驅模式。

第一離合器41、第二離合器42為端面齒離合器，包括進行嚙合傳動的活動齒盤和固定齒盤，活動齒盤上設置有端面傳動齒或齒槽，固定齒盤上相應設置有端面齒槽或傳動齒。端面齒離合器相對于摩擦式離合器可使動能損失最大程度地降低，彌補了傳統摩擦式離合器因無法承受電動機的動力沖擊而壽命過短的缺陷。

端面齒離合器的驅動方式可以為電磁驅動式(利用電磁鐵吸附帶動)、或液力驅動式(利用液壓機構帶動)、或氣動驅動式(利用氣壓機構帶動)、或電動驅動式(利用電動機帶動)，驅動活動齒盤軸向移動與固定齒盤嚙合。

當第一離合器41和第二離合器42為電磁齒嵌式離合器時，車輛驅動總成在動力輸入時，電磁齒嵌式離合器可使動力與整車隨時瞬間脫開和結合，實現了動力的平順切換，提高車輛行駛平穩度。

實施例2

本發明實施例2是在實施例1基礎上做出的改進，本發明實施例2與實施例1的區別點在于，如圖2所示，在第三中間軸33上設置第八齒輪18，此時第五齒輪15和第八齒輪18嚙合傳動；第六齒輪16僅與第七齒輪17嚙合傳動。

設定第五齒輪15和第八齒輪18嚙合傳動比為i5，第六齒輪16與第七齒輪17嚙合傳動比為i3，當第一離合器41斷開、第二離合器42嚙合時，第一動力源通過自動變速器10，以i5×i3的嚙合傳動比輸出動力。

設定第三齒輪13與第四齒輪14嚙合傳動比為i4，當第一離合器41和第二離合器42斷開時，第二動力源通過自動變速器10，以i4×i5×i3的嚙合傳動比輸出動力。

此實施例2的不同傳動比設置更加靈活，約束更小，當選擇大傳動比時，齒輪的直徑更小，能夠有效的縮小自動變速器的徑向尺寸。

在本實施例中，第四齒輪14的直徑大于第五齒輪15。

本發明實施例2的其他內容與實施例1相同，此處不再重復描述。

實施例3

本發明實施例3是在實施例1基礎上做出的改進，本發明實施例3與實施例1的區別點在于，如圖3所示，在本發明實施例3中，第一動力源采用電動機70。

本發明實施例3的其他內容與實施例1相同，此處不再重復描述。

實施例4

在本發明實施例4中，如圖1或圖2所示，發動機70與ISG電機71之間設置扭轉減振器72，扭轉減振器72具有緩沖功能，可以降低發動機70與ISG電機71接合部分的扭轉剛度，從而降低扭振固有頻率，消除扭振。

本發明實施例4的其他內容與實施例1相同，此處不再重復描述。

以上，僅為本發明的具體實施方式，在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行其他的改進或變形。本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發明的目的，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。