一種單電機的混合動力傳動裝置

本發(fā)明涉及車輛，尤其涉及一種單電機的混合動力傳動裝置。

背景技術(shù)：

1、混合動力傳動裝置是一種可由電動機驅(qū)動、發(fā)動機驅(qū)動或者兩種動力共同驅(qū)動的混合動力傳遞裝置，其主要作用是將發(fā)動機的動力和電動機的動力傳遞到車輛輪端，給車輛提供牽引力，在傳遞動力的過程中，兼顧好車輛的動力性能、平順性能以及經(jīng)濟性，是車輛領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)技術(shù)的重點。目前，大部分混合動力傳動裝置依靠電機和齒輪組合來驅(qū)動車輛，動力傳遞路徑較為單一，當(dāng)電機發(fā)生故障時，由于齒輪傳動比的關(guān)系，發(fā)動機難以通過齒輪組合單獨驅(qū)動車輛。采用無級變速器和電機的組合可以增加動力傳遞路徑，提高傳動裝置的可靠性。

2、關(guān)于車輛技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)帶有無級變速器的混合動力傳動裝置的研究，已有相關(guān)人員進(jìn)行了研究和探討，申請?zhí)枮?02310825027.3的發(fā)明公開了一種無極變速雙電機多?；靹酉到y(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機與電機在啟動過程中的完全解耦，啟動扭矩冗余度高。但該發(fā)明所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，雙電機造價成本高，傳動過程中能量損耗較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種單電機的混合動力傳動裝置，可降低混合動力裝置的生產(chǎn)成本和技術(shù)實現(xiàn)難度，并兼顧車輛行駛過程中動力切換的平順性以及經(jīng)濟性。本發(fā)明的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的：

2、一種單電機的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機、動力輸入軸、動力輸出軸、無級變速機構(gòu)、電機、齒輪、離合器及動力輸出裝置等機構(gòu)。其特征在于動力輸入軸上安裝有第一離合器、齒輪a、第二離合器、無級變速機構(gòu)輸入端、第三離合器，其中第一離合器安裝在發(fā)動機與動力輸入軸之間，使發(fā)動機與動力輸入軸結(jié)合或斷開，第二離合器安裝在齒輪a與動力輸入軸之間，使齒輪a與動力輸入軸結(jié)合或斷開，第三離合器安裝在無級變速機構(gòu)輸入端與動力輸入軸之間，使無級變速機構(gòu)輸入端與動力輸入軸結(jié)合或斷開；

3、動力輸出軸上安裝有齒輪b、齒輪c、第四離合器、電機、第五離合器以及無級變速機構(gòu)輸出端，其中齒輪b安裝在電機上，第四離合器安裝在齒輪b與動力輸出軸之間，使齒輪b與動力輸出軸結(jié)合或斷開，第五離合器安裝在無級變速機構(gòu)輸出端與動力輸出軸之間，使無級變速機構(gòu)輸出端與動力輸出軸結(jié)合或斷開。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第一、三、四離合器結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機依次與動力輸入軸、無級變速機構(gòu)、動力輸出軸耦合，動力由發(fā)動機經(jīng)無級變速機構(gòu)傳遞至動力輸出裝置以此來驅(qū)動車輛；當(dāng)車輛處于前進(jìn)狀態(tài)，需要啟動發(fā)動機時，車輛動能依次從動力輸出裝置、動力輸出軸、無級變速機構(gòu)、動力輸入軸傳遞至發(fā)動機，從而啟動發(fā)動機。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第一、二、五離合器結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機分別與動力輸入軸、動力輸出軸耦合，當(dāng)車輛處于前進(jìn)狀態(tài)，需要啟動發(fā)動機時，車輛動能依次從動力輸出裝置、動力輸出軸、齒輪a和齒輪b、動力輸入軸傳遞至發(fā)動機，從而啟動發(fā)動機；當(dāng)車輛需要驅(qū)動時，也可由發(fā)動機提供動力，依次由動力輸入軸、齒輪a、齒輪b、動力輸出軸傳遞至動力輸出裝置，從而驅(qū)動車輛。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第一、二離合器結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機與動力輸入軸、電機耦合，電機通過齒輪a、齒輪b啟動發(fā)動機。當(dāng)整車動力電池需要充電時，也可由發(fā)動機通過齒輪a、齒輪b帶動電機發(fā)電。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第五離合器結(jié)合，其余離合器斷開時，電機與動力輸出軸耦合，電機可單獨驅(qū)動車輛，也可由電機進(jìn)行制動回收能量。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第二、三、四離合器結(jié)合，其余離合器斷開，電機與動力輸入軸、無級變速機構(gòu)、動力輸出軸耦合，因此電機可通過無級變速機構(gòu)驅(qū)動車輛。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第一、三、四離合器結(jié)合，其余離合器斷開，發(fā)動機與動力輸入軸、無級變速機構(gòu)、動力輸出軸耦合，發(fā)動機可通過無級變速機構(gòu)單獨驅(qū)動車輛。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述第一、三、四、五離合器結(jié)合，發(fā)動機與動力輸入軸、無級變速機構(gòu)、動力輸出軸耦合，電機與動力輸出軸耦合，發(fā)動機與電機功率匯流至動力輸出軸共同驅(qū)動車輛行駛。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述電機既可以用于驅(qū)動車輛，也可以用作發(fā)電機。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述離合器包括但不限于濕式離合器、電磁離合器等離合器。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述發(fā)動機通過無級變速機構(gòu)驅(qū)動車輛時，此時再結(jié)合第二離合器，斷開第五離合器，電機與動力輸入軸耦合，發(fā)動機在驅(qū)動車輛的同時，富余功率還可以通過齒輪帶動電機發(fā)電。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述發(fā)動機通過無級變速機構(gòu)驅(qū)動車輛時，此時再結(jié)合第五離合器，斷開第二離合器，電機與動力輸出軸耦合，發(fā)動機在驅(qū)動車輛的同時，富余功率還可以通過電動力輸出軸帶動電機發(fā)電。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

16、1、本發(fā)明可以通過無級變速機構(gòu)或齒輪a、齒輪b利用車輛勢能啟動發(fā)動機，增加了發(fā)動機啟動的動力傳遞路徑，提高了發(fā)動機啟動路徑的冗余度。

17、2、本發(fā)明發(fā)動機可以通過無級變速機構(gòu)或齒輪a、齒輪b驅(qū)動車輛，通過無級變速機構(gòu)驅(qū)動車輛時，可適用多種工況，通過齒輪a、齒輪b驅(qū)動車輛時，只適用于單一工況，但傳動效率較采用無級變速機構(gòu)高，兩者集合在同一混合動力傳動裝置中，可根據(jù)需要進(jìn)行模式切換，既能適應(yīng)多種工況，也可以提高傳動效率。

18、3、本發(fā)明電機可以通過無級變速機構(gòu)來驅(qū)動車輛，擴大了電機的工作效率區(qū)間，提高了電機的能量利用效率。

19、4、本發(fā)明電機可以從動力輸入軸或動力輸出軸兩種不同路徑獲取動力發(fā)電，提高了發(fā)電路徑的冗余度。

20、5、本發(fā)明通過各離合器的結(jié)合和斷開組合，當(dāng)不需要電機轉(zhuǎn)動或無級變速機構(gòu)轉(zhuǎn)動時，可使電機和無級變速機構(gòu)與動力輸入軸、動力輸出軸完全解耦，降低了電機和無級變速機構(gòu)上的軸承等零部件的磨損，延長了電機和無級變速機構(gòu)的軸承等零部件使用壽命。

21、6、本發(fā)明的電機、發(fā)動機、無級變速機構(gòu)之間可完全解耦，工作過程中可隨時切換不同的工況模式，模式切換速度快，車輛平順性好，能夠確保駕駛過程中的舒適性。

技術(shù)特征：

1.一種單電機的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機(10)、動力輸入軸(14)、動力輸出軸(18)、無級變速機構(gòu)(15)、電機(19)、至少一個齒輪、至少一個離合器及動力輸出裝置(23)，其特征在于：所述動力輸入軸(14)上安裝有第一離合器(11)、齒輪a(12)、第二離合器(13)、無級變速機構(gòu)輸入端(15a)、第三離合器(16)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第一離合器(11)、第三離合器(16)、第四離合器(17)結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機(10)直接通過無級變速機構(gòu)(15)驅(qū)動車輛或由車輛動能通過無級變速機構(gòu)(15)啟動發(fā)動機(10)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第一離合器(11)、第二離合器(13)、第五離合器(21)結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機(10)通過齒輪a(12)、齒輪b(20)由車輛動能啟動或發(fā)動機(10)通過齒輪a(12)、齒輪b(20)驅(qū)動車輛。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第一離合器(11)、第二離合器(13)結(jié)合，其余離合器斷開時，發(fā)動機(10)由電機(19)啟動或發(fā)動機(10)帶動電機(19)發(fā)電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第五離合器(21)結(jié)合，其余離合器斷開時，由電機(19)單獨驅(qū)動車輛或進(jìn)行制動回收能量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第二離合器(13)、第三離合器(16)、第四離合器(17)結(jié)合，其余離合器斷開，電機(19)通過無級變速機構(gòu)(15)驅(qū)動車輛。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第一離合器(11)、第三離合器(16)、第四離合器(17)結(jié)合，其余離合器斷開，發(fā)動機(10)通過無級變速機構(gòu)(15)單獨驅(qū)動車輛。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述第一離合器(11)、第三離合器(16)、第四離合器(17)、第五離合器(21)結(jié)合，發(fā)動機(10)和電機(19)輸出功率匯流至動力輸出軸(18)共同驅(qū)動車輛。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述發(fā)動機(10)通過無級變速機構(gòu)(15)驅(qū)動車輛時，此時再結(jié)合第二離合器(13)，斷開第五離合器(21)，發(fā)動機(10)在驅(qū)動車輛的同時，富余功率通過齒輪帶動電機(19)發(fā)電。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種單電機的混合動力傳動裝置，其特征在于：所述發(fā)動機(10)通過無級變速機構(gòu)驅(qū)動車輛時，此時再結(jié)合第五離合器(21)，斷開第二離合器(13)，發(fā)動機(10)在驅(qū)動車輛的同時，富余功率通過動力輸出軸(18)帶動電機(19)發(fā)電。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種單電機的混合動力傳動裝置，屬于混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域，包括發(fā)動機、動力輸入軸、動力輸出軸、無級變速機構(gòu)、電機、齒輪、離合器及動力輸出裝置等機構(gòu)。所述動力輸入軸上安裝有第一離合器、齒輪a、第二離合器、無級變速機構(gòu)輸入端、第三離合器，動力輸出軸上安裝有齒輪b、齒輪c、第四離合器、電機、第五離合器以及無級變速機構(gòu)輸出端。所述各離合器均為斷開狀態(tài)，以便發(fā)動機和電機與各動力軸解耦。在汽車行駛過程中，得益于發(fā)動機與電機可隨時互相耦合和解耦，因此可根據(jù)具體駕駛情況對動力來源和動力模式進(jìn)行切換。其動力傳遞路徑簡單且冗余度高，大大提升了裝置的可靠性、經(jīng)濟性和可維修性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉金剛,柳錄湘,卜磊,孫寧,曹允盛
受保護的技術(shù)使用者：湘潭大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30