一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機混合動力系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車領域，尤其涉及一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機混合動力系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中，汽車混合動力系統中通常包含離合器、變速器與電機，目前市場上常見的雙電機、單離合器混聯混合動力系統，即由ISG電機(即發電啟動一體機)和驅動電機聯動而成。ISG電機和驅動電機之間設置有離合器，通過該離合器的離合狀態來實現雙電機混聯系統在純電動、串聯或者并聯的驅動模式之間切換。該方案的離合器往往采用傳統汽車中的干式離合器，而干式離合器受限于其結構，具有占用空間大、重量大、傳遞的轉矩容量有限等缺點，上述缺點限制了雙電機混聯系統的發展，導致該方案不僅成本較高，且電機的有效利用率低。
【發明內容】
[0003]鑒于上述問題，本發明提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機混合動力系統，以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。
[0004]依據本發明的一個方面，提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器，該離合器包括:環形電磁鐵、環形銜鐵、彈性復位件、動端面齒輪和定端面齒輪；
[0005]所述環形銜鐵套置固定在所述動端面齒輪上，二者同軸心設置；
[0006]當所述環形電磁鐵未通電時，所述環形銜鐵與所述環形電磁鐵相距一定距離，所述動端面齒輪和所述定端面齒輪相嚙合；
[0007]當所述環形電磁鐵通電時，所述環形銜鐵被磁吸至所述環形電磁鐵上，驅使所述動端面齒輪脫離所述定端面齒輪；
[0008]所述彈性復位件安裝在所述動端面齒輪上，用于在所述環形電磁鐵斷電后，驅使所述動端面齒輪復位與所述定端面齒輪相嚙合。
[0009]可選地，所述動端面齒輪和所述定端面齒輪的齒尖和齒槽均設置為矩形。
[0010]可選地，所述彈性復位件包括:定位板和多個彈簧；
[0011]所述動端面齒輪的軸向端面具有多個沉孔；
[0012]所述多個彈簧與所述多個沉孔一一對應，對于每個彈簧，其一端嵌裝于沉孔內，另一端固接在所述定位板上；
[0013]所述定位板位置固定。
[0014]可選地，所述環形電磁鐵的軸向端面上具有環形凹止口 ；
[0015]所述環形銜鐵的軸向端面上具有與所述環形凹止口相適配的環形凸止口 ；
[0016]當所述環形銜鐵被磁吸至所述環形電磁鐵上時，所述環形凸止口嵌裝在所述環形凹止口內。
[0017]可選地，所述環形凸止口的端面上具有環形凹槽，所述環形凹槽與所述環形凸止口同軸心設置；
[0018]所述環形凹槽的兩個槽邊能夠嵌裝在所述環形凹止口內。
[0019]可選地，所述環形電磁鐵包括:勵磁線圈和鐵芯；
[0020]沿圓周繞線的所述勵磁線圈通過樹脂密封固定于所述鐵芯的內部。
[0021]依據本發明的另一個方面，提供了一種單電機混合動力系統，該系統包括發動機和電機，
[0022]所述發動機和所述電機之間安裝有第一離合器；
[0023]所述電機與汽車的驅動軸之間安裝有第二離合器；
[0024]其中，所述第二離合器為如上任一項所述的常閉式電磁齒嵌離合器。
[0025]可選地，所述環形電磁鐵固定于所述電機的端蓋上，且與所述電機的主軸同軸心;
[0026]所述動端面齒輪套置在所述電機的主軸上，且能夠隨所述電機的主軸同步轉動，以及能夠沿所述電機的主軸軸向移動；
[0027]所述定端面齒輪固定在所述汽車的驅動軸上，二者同軸心設置；
[0028]所述彈性復位件固定在所述電機的主軸上，用于在所述環形電磁鐵斷電后，驅使所述動端面齒輪沿所述電機的主軸軸向移動，復位至與所述定端面齒輪相嚙合。
[0029]可選地，所述電機的端蓋上設有環形卡槽，所述環形卡槽與所述電機的主軸同軸心，所述環形電磁鐵嵌裝在所述環形卡槽內，且所述環形電磁鐵的高度小于所述環形卡槽的槽深，用于形成所述環形凹止口。
[0030]可選地，該系統進一步包括:電機驅動器和儲能裝置；
[0031]所述電機驅動器安裝在所述電機和所述儲能裝置之間。
[0032]由上述可知，綜上所述，本發明提供的技術方案通過控制兩個離合器的脫開或閉合，實現了單電機混合動力系統在不同工作模式之間的轉換，其中，用于對電機和汽車的驅動軸進行機械連接的第二離合器是一種常閉式電磁齒嵌離合器，該離合器采用電磁線圈控制，并采用端面齒輪傳遞轉矩，與傳統的干式離合器相比，該離合器具有軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大、動作迅速等特點；與傳統的齒嵌離合器相比，該離合器的動端面齒輪、定端面齒輪分別直接與電機主軸和汽車的驅動軸耦合，離合器整體分別與兩端的電機主軸和汽車的驅動軸精密配合，高度集成；并且特殊設計的環形銜鐵和環形電磁鐵的局部形狀能夠似的吸合過程中電磁力近似與電流成正比，使得吸合過程柔和可控，進一步導致單電機混合動力系統的模式轉換過程柔和可控，符合需求。
【附圖說明】
[0033]圖1示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的剖視圖；
[0034]圖2示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的局部剖視圖；
[0035]圖3A不出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的A向剖視圖；
[0036]圖3B示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的B向剖視圖；
[0037]圖3C示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的C向剖視圖；
[0038]圖3D示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的D向剖視圖；
[0039]圖4示出了根據本發明另一個實施例的一種單電機混合動力系統的示意圖；
[0040]圖5A示出了根據本發明一個實施例的單電機混合動力系統處于純電動驅動模式的不意圖；
[0041]圖5B示出了根據本發明一個實施例的單電機混合動力系統處于制動能量回收模式的示意圖；
[0042]圖5C示出了根據本發明一個實施例的單電機混合動力系統處于并聯工作模式的示意圖；
[0043]圖f5D示出了根據本發明一個實施例的單電機混合動力系統處于停車充電模式的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]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。
[0045]圖1示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的剖視圖。如圖1所示，該單電機混合動力系統包括:發動機100、第一離合器200、電機300和第二離合器400。
[0046]發動機100和電機300之間安裝有第一離合器200，第一離合器200的一端齒輪安裝在發動機100的輸出軸上，第一離合器200的另一端齒輪安裝在電機300的主軸的靠近發動機100的一端上，閉合的第一離合器200能夠在發動機100和電機300之間傳遞動力；電機300與汽車的驅動軸(圖中未示出)之間安裝有第二離合器400，第二離合器400的一端齒輪安裝在電機300的主軸的遠離發動機100的一端上，第二離合器400的另一端齒輪安裝在汽車的驅動軸上，閉合的第二離合器400能夠在電機300和汽車的驅動軸之間傳遞動力。在本實施例中，第一離合器200是干式離合器，第二離合器400是常閉式電磁齒嵌離合器，干式離合器是現有技術中常用的離合器種類，對其不再贅述，下文中主要對常閉式電磁齒嵌離合器的機械結構及其在單電機混合動力系統中的機械連接方式進行說明。
[0047]圖2示出了根據本發明一個實施例的一種單電機混合動力系統的局部剖視圖(圖1中的點劃線框內的放大圖)，由圖2可以獲知第二離合器400與電機300的機械連接方式、第二離合器400的機械結構、以及第二離合器400與汽車的驅動軸的機械連接方式。
[0048]如圖2所示，在本實施例的單電機混合動力系統中，第二離合器400包括:環形電磁鐵410、環形銜鐵420、動端面齒輪430、定端面齒輪440和彈性復位件450。環形銜鐵420固定在動端面齒輪430上，且二者同軸心設置，優選地，環形銜鐵420套置固定在動端面齒輪430上，這樣可以進一步縮短第二離合器400的軸向尺寸，進而縮小單電機混合動力系統的體積。當環形電磁鐵410未通電時，環形銜鐵420與環形電磁鐵410相距一定距離，動端面齒輪430和定端面齒輪440相嚙合(如圖2所示)；當環形電磁鐵410通電時，環形銜鐵420被磁吸至環形電磁鐵410上，驅使動端面齒輪430脫離定端面齒輪440 ;彈性復位件450安裝在動端面齒輪430上，具體地彈性復位件450包括定位板451和多個彈簧452，多個彈簧卡在定位板451與動端面齒輪430之間且呈壓縮狀態，用于在環形電磁鐵410斷電后，驅使動端面齒輪430復位與定端面齒輪440相嚙合。在本發明的一個實施例中，第二離合器400的環形電磁鐵410包括:勵磁線圈和鐵芯；沿圓周繞線的所述勵磁線圈通過樹脂密封固定于所述鐵芯的內部。
[0049]如圖2所示，第二離合器400與電機300以及汽車的驅動軸的機械連接方式如下:電機300的端蓋上設有環形卡槽310，該環形卡槽310與電機300的主軸同軸心，第二離合器400的環形電磁鐵410嵌裝在環形卡槽310內，由于環形電磁鐵410的高度小于環形卡槽310的槽深，形成了