專利名稱：一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛傳動技術領域，尤其涉及一種并聯式混合動力車輛動力率禹合裝置。
背景技術：
現有的混合動力車輛按照發(fā)動機及電動機能量傳遞路線，可分為串聯混合動力系統(tǒng)、并聯混合動力系統(tǒng)和混聯混合動力系統(tǒng)。串聯混合動力系統(tǒng)原理簡單，但布置空間大、重量大，同時系統(tǒng)對電池系統(tǒng)、電機系統(tǒng)效率等性能要求較高，且整個系統(tǒng)能量在傳遞路徑上能量損失大，現已較少采用；混聯混合動力系統(tǒng)，原理、結構復雜，系統(tǒng)性能主要取決于控制系統(tǒng)的控制策略和精度，控制復雜、技術要求較高；并聯混合動力系統(tǒng)不論結構原理還是性能都介于串聯混合動力系統(tǒng)和混聯混合動力系統(tǒng)之間，開發(fā)技術難度適中，易于產業(yè)化推廣。但是，目前并聯混合動力系統(tǒng)常用的布置結構，存在系統(tǒng)軸向尺寸大，橫向布置困難的問題。另外，在純電動行駛中啟動發(fā)動機時，為減小車輛行駛的沖擊度，需要精確控制啟動發(fā)動機的扭矩，對結合過程的控制要求較高。因此，如何減小并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)的軸向尺寸，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，用于減小并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)的軸向尺寸。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，包括:耦合裝置輸入軸；耦合裝置輸出軸；動力耦合與分離機構，包括限力矩離合器、單向離合器與轉子花鍵轂，所述限力矩離合器設置于電機轉子的內圈，所述限力矩離合器的內圈連接所述耦合裝置輸入軸的一端，所述耦合裝置輸入軸的這一端設有凹槽，所述單向離合器設置于所述凹槽內，所述單向離合器的內圈連接所述耦合裝置輸出軸，所述轉子花鍵轂設置于所述電機轉子的內圈，所述電機轉子通過所述轉子花鍵轂與所述耦合裝置輸出軸連接。優(yōu)選地，所述限力矩離合器包括壓盤，所述壓盤軸向可移動的間隙配合安裝于所述轉子花鍵轂。優(yōu)選地，還包括用于控制所述壓盤軸向移動的執(zhí)行機構，所述執(zhí)行機構設置于所述耦合裝置輸出軸的外周，且與所述耦合裝置輸出軸軸向重合。優(yōu)選地，所述執(zhí)行機構為液壓執(zhí)行機構，所述液壓執(zhí)行機構設置有用于控制所述壓盤軸向運動的活塞。
優(yōu)選地，所述單向離合器的外圈與所述耦合裝置輸入軸為一體，所述單向離合器的內圈與所述耦合裝置輸出軸為一體。優(yōu)選地，所述限力矩離合器設置有轉子支撐盤，所述動力耦合裝置還包括安裝在所述動力耦合裝置箱體上的旋轉變壓器定子以及固定在所述轉子支撐盤上的旋轉變壓器轉子。本發(fā)明提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置包括耦合裝置輸入軸、耦合裝置輸出軸與動力耦合與分離機構，動力耦合與分離機構又包括限力矩離合器、單向離合器與轉子花鍵轂，所述限力矩離合器設置于電機轉子的內圈，所述限力矩離合器的內圈連接所述耦合裝置輸入軸的一端，所述耦合裝置輸入軸的這一端設有凹槽，所述單向離合器設置于所述凹槽內，所述單向離合器的內圈連接所述耦合裝置輸出軸，所述轉子花鍵轂設置于所述電機轉子的內圈，所述電機轉子通過所述轉子花鍵轂與所述耦合裝置輸出軸連接。本發(fā)明中充分的利用了電機轉子的內圈空間，使各主要部件都設置于電機轉子的內圈空間內，實現了軸向重合、徑向嵌套的結構，與現有技術相比，大大的減小了耦合系統(tǒng)的軸向尺寸，克服了并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)總成體積大、軸向尺寸大的缺點，能在有限的空間內，完成多個元件的布置。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置工作原理圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置的結構示意圖。圖1至圖2中:耦合動力輸出軸1、單向離合器2、轉子花鍵轂3、旋轉變壓器轉子4、耦合動力輸入軸5、旋轉變壓器定子6、限力矩離合器7、轉自支撐盤8、電機轉子9、電機定子10、壓盤11、分離螺旋彈簧12、活塞13、活塞腔14。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，用于減小并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)的軸向尺寸。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參照圖1和圖2，圖1為本發(fā)明提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置工作原理圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置的結構示意圖。本實施例提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置工作原理如下:動力通過耦合裝置輸入軸5、單向離合器2或限力矩離合器7傳遞到耦合裝置輸出軸1，電機轉子9的扭矩通過轉子花鍵轂3輸出到耦合裝置輸出軸1，再通過變速器輸入接口傳遞動力到變速器，驅動車輛前進。在一種具體實施例中，本方案提供的并聯式混合動力車輛動力耦合裝置包括:耦合裝置輸入軸5 ；耦合裝置輸出軸I ;動力耦合與分離機構，包括限力矩離合器7、單向離合器2與轉子花鍵轂3，限力矩離合器7設置于電機轉子9的內圈，限力矩離合器7的內圈連接耦合裝置輸入軸5的一端，耦合裝置輸入軸5的這一端設有凹槽，單向離合器2設置于凹槽內，單向離合器2的內圈連接耦合裝置輸出軸I，轉子花鍵轂3設置于電機轉子9的內圈，電機轉子9通過轉子花鍵轂3與耦合裝置輸出軸I連接。具體的，該動力耦合裝置還包括箱體與電機定子10等。限力矩離合器7包括摩擦片、對偶鋼片、壓盤11及轉子支撐盤8等。壓盤11間隙配合安裝于轉子花鍵轂3上，壓盤11穿過轉子花鍵轂3可軸向移動，實現限力矩離合器7的壓緊和放松。該動力耦合裝置還包括用于控制壓盤11軸向移動的執(zhí)行機構，如液壓執(zhí)行機構、電動執(zhí)行機構、氣動執(zhí)行機構等，該執(zhí)行機構設置于耦合裝置輸出軸I的外周。由于液壓執(zhí)行機構具有換向容易、空間布置方便、使用壽命長與操作簡單等優(yōu)點，故本實施例中的執(zhí)行機構采用液壓執(zhí)行機構。液壓執(zhí)行機構借助安裝在活塞腔14中的活塞13的軸向移動，并通過軸承實現限力矩離合器7的壓緊。壓盤11和轉子花鍵轂3之間還設置有可自動分離開壓盤11的分離螺旋彈簧12。液壓執(zhí)行機構與分離螺旋彈簧12組合使用，實現壓盤11的壓緊與放松。上述執(zhí)行機構與耦合裝置輸出軸I在軸向上重合、徑向上相互嵌套，以提高空間的利用率。通常，轉子支撐盤8和電機轉子9通過花鍵和卡環(huán)固定。轉子支撐盤8和壓盤11之間，即耦合裝置輸入軸5和電機轉子9之間安裝有限力矩離合器7的摩擦片和對偶鋼片，摩擦片和對偶鋼片之間形成限力矩離合器7的摩擦副以傳遞動力。耦合裝置輸入軸5 —端通過花鍵與飛輪連接，飛輪與發(fā)動機相連，另一端通過花鍵與摩擦片連接，對偶鋼片與電機轉子9也通過花鍵連接，這樣就實現了電機轉子9與耦合裝置輸入軸5之間的扭矩傳遞。單向離合器2安裝于耦合裝置輸入軸5的凹槽內，并且位于耦合裝置輸入軸5和耦合裝置輸出軸I之間，實現耦合裝置輸入軸5和耦合裝置輸出軸I的耦合、超越。具體為，單向離合器2的外圈與耦合裝置輸入軸5集成為一體，單向離合器2的內圈與耦合裝置輸出軸I集成為一體，這種設置方式可以減少零件的數量。依據耦合裝置輸入軸5和電機轉子9的工作狀況，單向離合器2可自動結合或分離，當耦合裝置輸入軸5的轉速低于電機轉子9的轉速時，單向離合器2處于超越狀態(tài)；當耦合裝置輸入軸5的轉速與電機轉子9轉速相等并且有超過趨勢時，單向離合器2結合，從而實現輸入轉矩的耦合和分離。轉子花鍵轂3設置于電機轉子9的內圈，且與電機轉子9通過花鍵連接，電機轉子9通過轉子花鍵轂3與耦合裝置輸出軸I相連，耦合裝置輸出軸I再與變速器輸入軸連接。轉子花鍵轂3充分利用了電機轉子9內圈的空間，與電機轉子9以及耦合裝置輸出軸I軸向重合、徑向嵌套，結構緊湊，空間利用率高。
該動力耦合裝置還包括安裝在箱體內的旋轉變壓器定子6，鉚接在轉子支撐盤8上的旋轉變壓器轉子4。旋轉變壓器定子6與旋轉變壓器轉子4組合成為旋轉變壓器，其主要作用是產生電機轉子9的位置信號，然后將該位置信號輸入給電機控制器。當然，也可以選用其他形式的裝置來產生并傳遞電機轉子9的位置信號。旋轉變壓器與耦合裝置輸入軸5軸向重合、徑向嵌套，節(jié)省空間，結構緊湊。本實施例提供的動力耦合裝置充分利用了電機轉子9的內圈空間，耦合裝置輸出軸1、耦合裝置輸入軸5、限力矩離合器7、單向離合器2等主要部件都實現了軸向重合、徑向嵌套的結構。克服了混合動力耦合與分離機構總成體積大、軸向尺寸大的缺點，能在有限的空間內，完成多個元件的布置。由于軸向尺寸大幅度的縮短，因此，本方案還可以滿足前置前驅橫置安裝的要求。本實施例提供的動力耦合裝置的工作方式如下:在停車充電的情況下，發(fā)動機通過單向離合器2帶動電機轉子9轉動，電機發(fā)電，向蓄電池充電。發(fā)動機單獨驅動的情況下，發(fā)動機動力通過單向離合器2傳遞到電機轉子9，電機轉子9空轉，經過轉子花鍵轂3、耦合裝置輸出軸I輸出。在發(fā)動機和電機共同驅動的情況下，發(fā)動機動力通過單向離合器2和限力矩離合器7傳遞到電動機轉子9上，電機扭矩和發(fā)動機扭矩在I禹合裝置輸出軸I上I禹合輸出。電機單獨驅動的情況下，單向離合器2處于超越狀態(tài)，限力矩離合器7分離，發(fā)動機不工作，電機動力單獨驅動。車輛行駛中啟動發(fā)動機時，單向離合器2處于超越狀態(tài)，開始時為電機單獨驅動車輛行駛，限力矩離合器7結合后，電機部分動力繼續(xù)驅動車輛前進，同時電機的另一部分動力通過限力矩離合器7啟動發(fā)動機。由于啟動力矩受到限力矩離合器7的限制，因此驅動車輛前進的力矩無明顯的下降，車輛也無明顯的沖擊感。通過上述工作方式可知，限力矩離合器7和單向離合器2的組合使用，降低了整個動力耦合裝置的控制難度。首先，限力矩離合器7在啟動發(fā)動機的過程中，由于輸出力矩能力的限制，不需要精確控制離合器的結合過程就可以完成啟動發(fā)動機并且減少沖擊度的目標；且發(fā)動機啟動后通過單向離合器2可自動的將動力耦合輸出而不需要額外的控制操作，因此簡化了控制。實現了在純電動行駛中啟動發(fā)動機時，保證駕駛舒適性、車輛行駛的平穩(wěn)性。綜上，本發(fā)明提供的一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，克服了并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)軸向尺寸大的缺點，節(jié)省了軸向空間，結構緊湊；同時實現了純電動行駛中平穩(wěn)啟動發(fā)動機的功能，保證了行駛平穩(wěn)性。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，其特征在于，包括: 率禹合裝置輸入軸(5)； 耦合裝置輸出軸(I); 動力耦合與分離機構，包括限力矩離合器(7)、單向離合器(2)與轉子花鍵轂(3)，所述限力矩離合器(7)設置于電機轉子(9)的內圈，所述限力矩離合器(7)的內圈連接所述耦合裝置輸入軸(5)的一端，所述耦合裝置輸入軸(5)的這一端設有凹槽，所述單向離合器(2)設置于所述凹槽內，所述單向離合器(2)的內圈連接所述耦合裝置輸出軸(1)，所述轉子花鍵轂(3 )設置于所述電機轉子(9 )的內圈，所述電機轉子(9 )通過所述轉子花鍵轂(3 )與所述耦合裝置輸出軸(I)連接。
2.根據權利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于，所述限力矩離合器(7)包括壓盤(11 )，所述壓盤(11)軸向可移動的間隙配合安裝于所述轉子花鍵轂(3 )。
3.根據權利要求2所述的動力耦合裝置，其特征在于，還包括用于控制所述壓盤(11)軸向移動的執(zhí)行機構，所述執(zhí)行機構設置于所述耦合裝置輸出軸(I)的外周，且與所述耦合裝置輸出軸(I)軸向重合。
4.根據權利要求3所述的動力耦合裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機構為液壓執(zhí)行機構，所述液壓執(zhí)行機構設置有用于控制所述壓盤(11)軸向運動的活塞(13 )。
5.根據權利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于，所述單向離合器(2)的外圈與所述耦合裝置輸入軸(5 )為一體，所述單向離合器(2 )的內圈與所述耦合裝置輸出軸(I)為一體。
6.根據權利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于，所述限力矩離合器(7)設置有轉子支撐盤(8)，所述動力耦合裝置還包括安裝在所述動力耦合裝置的箱體上的旋轉變壓器定子(6)以及固定在所述轉子支撐盤(8)上的旋轉變壓器轉子(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種并聯式混合動力車輛動力耦合裝置，包括耦合裝置輸入軸、耦合裝置輸出軸與動力耦合與分離機構，動力耦合與分離機構又包括限力矩離合器、單向離合器與轉子花鍵轂，限力矩離合器設置于電機轉子的內圈，限力矩離合器的內圈連接耦合裝置輸入軸的一端，且此端設有凹槽，單向離合器設置于凹槽內，單向離合器的內圈連接耦合裝置輸出軸，電機轉子通過電機轉子的內圈的轉子花鍵轂與耦合裝置輸出軸連接。本發(fā)明使動力耦合裝置的各主要部件都設置于電機轉子的內圈空間中，實現了軸向重合、徑向嵌套的結構，減小了耦合系統(tǒng)的軸向尺寸，克服了并聯式混合動力車輛并聯耦合系統(tǒng)總成體積大、軸向尺寸大的缺點。
文檔編號B60K6/36GK103085645SQ20131005193
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月17日 優(yōu)先權日2013年2月17日
發(fā)明者黃東, 陳振坡, 袁婕, 鄭妍, 李浚葉, 李宗華, 寧大偉 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司