一種插電式混合動力驅動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種混合動力驅動裝置，包括內燃機、扭矩傳遞裝置、電動/發(fā)電機，變速裝置沿同一傳動軸線依次布置，還包括一級減速機構，設置于所述扭矩傳遞裝置與所述電動/發(fā)電機之間或所述電動/發(fā)電機與所述變速裝置之間。通過在混合動力系統(tǒng)中加入一級減速裝置，作用于電動機，配合變速箱的使用，使系統(tǒng)在盡量簡單的結構下，就能達到較好的節(jié)油效果，減少系統(tǒng)設計和制造成本，提高系統(tǒng)的經濟性。
【專利說明】一種插電式混合動力驅動裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種插電式混合動力驅動裝置，特別適用于城市公交車用插電式混合動力驅動。

【背景技術】
[0002]混合動力車輛已經逐步被證明適應社會經濟的發(fā)展，環(huán)境改善的需求。對于混合動力驅動裝置，針對并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)等結構衍生出多種多樣的驅動結構。由于節(jié)油和減少廢棄物排放是混合動力車輛的重要使命，幾乎所有的結構設計都集中于如何降低油耗，提高發(fā)動機的使用空間。目前插電式混合動力車最接近到純電動零排放車輛設計，受到眾多好評。大多數(shù)插電式車輛結構設計復雜，傾向于在傳統(tǒng)車型上做較小的改動，且同時兼容常規(guī)混合動力驅動系統(tǒng)。對于城市公交客車，其車型結構與設計特點完全不同于普通乘用車，其特點是布置空間較大，但所需電機驅動輸出轉矩較大。眾所周知，電動機的輸出轉矩與電動機體積和質量存在直接關系，電動機的體積和質量增大，不但增加制造成本，而且增加車體質量，進而進一步需要增加電動機輸出轉矩，給電動機的設計人員帶來極大的困擾。故而在大型車輛的系統(tǒng)設計中，電動機的體積和質量設計是一直以來著重解決的難題?，F(xiàn)有某些設計中，設計人員通過使用變速箱，為電動機提供固定變比來部分解決上述技術問題。但是現(xiàn)實情況是，由于發(fā)動機的參與，變速箱多數(shù)是針對發(fā)動機進行變比設計，也就是說變速箱的變比更適用于發(fā)動機的高效調節(jié)。但是發(fā)動機和電動機往往具有不同的高效轉速區(qū)，普通的具有固定變比的變速箱并不能給電動機帶來多大的改善。無極變速箱在設計制造以及控制上還是具有較大的難度。
實用新型內容
[0003]本實用新型提供一種混合動力驅動裝置，通過在混合動力系統(tǒng)中加入一級減速裝置，作用于電動機，配合變速箱的使用，使系統(tǒng)在盡量簡單的結構下，就能達到較好的節(jié)油效果，減少系統(tǒng)設計和制造成本，提高系統(tǒng)的經濟性。
[0004]一種插電式混合動力驅動裝置，包括內燃機、扭矩傳遞裝置、電動/發(fā)電機，變速裝置沿同一傳動軸線依次布置，還包括一級減速機構，設置于所述扭矩傳遞裝置與所述電動/發(fā)電機之間或所述電動/發(fā)電機與所述變速裝置之間。
[0005]所述一級減速機構為行星齒輪組結構，所述行星齒輪組結構的太陽輪連接所述電動/發(fā)電機輸出軸，所述行星架連接所述扭矩傳遞裝置，同時，所述行星架連接所述變速裝置，所述齒圈固定鎖止。
[0006]所述電動/發(fā)電機設置為空心軸結構，連接所述行星架和所述扭矩傳遞裝置的軸結構空過所述電動/發(fā)電機的空心軸。
[0007]所述一級減速機構為行星排結構，所述行星齒輪組結構的太陽輪連接所述電動/發(fā)電機輸出軸，所述行星架連接所述車輛后橋，所述齒圈固定鎖止。
[0008]所述扭矩傳遞裝置設置為摩擦片式離合器。
[0009]所述扭矩傳遞裝置設置為爪形離合器。
[0010]所述發(fā)動機與所述爪形離合器之間設置減震裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型提供的混合動力驅動裝置第一實施例。
[0012]圖2是本實用新型提供的混合動力驅動裝置第二實施例。
[0013]圖3是本實用新型提供的混合動力驅動裝置第三實施例。
[0014]圖4是本實用新型提供的混合動力驅動裝置第四實施例。
[0015]圖5是本實用新型提供的混合動力驅動裝置第五實施例。

【具體實施方式】
[0016]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0017]本實用新型的混合動力車輛驅動裝置，包括內燃機10、扭矩傳遞裝置20，電動/發(fā)電機30以及變速箱40，所述內燃機10、扭矩傳遞裝置20、電動/發(fā)電機30、變速箱40同軸布置，都沿發(fā)動機的旋轉中心線。這樣便構成了最基本的混合動力驅動系統(tǒng)。這種布置方式由于驅動鏈較長，適用于大型車輛，如城市客車等。需要說明的是，本說明書中的內燃機10可以是燃油發(fā)動機、燃氣動力機或者任何能夠通過能源轉化而驅動車輛的裝置，為了描述和理解方便，部分實施例中使用“發(fā)動機”代替“內燃機”，本領普通技術人員應當理解二者屬于同一機構的不同描述方式。扭矩傳遞裝置20可以是離合器、轉矩傳遞機構或者任何能夠選擇性地將來自內燃機10的動力沿驅動鏈傳遞至車輪一側的機構，優(yōu)選地，可以是電動片式離合器，為了描述和理解方便，部分實施例中使用“離合器”描述該扭矩傳遞裝置20，本領普通技術人員應當理解二者屬于同一機構的不同描述方式。當車輛由電動機30驅動時，離合裝置20打開，發(fā)動機10不啟動參與車輛驅動，電動機30通過變速箱40提供的固定變比將動力輸出到車輪，以驅動車輛行駛；當車輛需要由發(fā)動機10參與驅動時，發(fā)動機10啟動后離合裝置20接合，發(fā)動機10動力傳遞至變速箱40，通過變速箱40提供固定變比后輸出到車輪，以驅動車輛行駛；此外，電動機30與發(fā)動機10轉矩耦合。本結構還包括一級減速機構50，設置于所述電動/發(fā)電機30和所述變速箱40之間。
[0018]圖1顯示了本實用新型的混合動力系統(tǒng)的一種實施結構示意圖。在第一實施例中，一級減速機構設置為行星齒輪組50，以下一級減速機構50可以被稱為“行星齒輪組50”利用通常被指定為環(huán)形齒輪的外齒輪部件，在本實用新型中稱為齒圈51。齒圈51與指定為太陽齒輪53的內齒輪部件外接。托架52可旋轉地支撐多個行星齒輪，被稱為行星架52，使得各個行星齒輪嚙合式地與齒圈51和太陽輪53相互旋轉作用。其中，發(fā)動機10連接離合裝置20，所述離合裝置20可以是片式摩擦離合器，也可以是齒輪離合器或者任何能夠實現(xiàn)連接于離合器兩側機構動力接合或者分開的機構。發(fā)動機10輸出軸連接離合裝置20的一偵牝離合裝置20另一側連接行星齒輪組50的行星架52，行星齒輪組50的太陽輪53連接電動/發(fā)電機30。該電動/發(fā)電機30可以作為車輛的驅動電機或者發(fā)電機，在發(fā)動機低速或車輛起步時起到驅動車輛的作用，而當車輛減速起到發(fā)電機的作用回收車輛制動能量。另外設置有動力傳遞軸31，連接離合裝置20和行星架52，用于傳遞來自于發(fā)動機。本實施例中，動力傳遞軸31 —端連接離合裝置20靠近車輪的一側，穿過電動/發(fā)電機30設置的空心軸，另一端連接到行星齒輪組50的行星架52。當然，在不改變動力傳遞路徑的前提下，行星齒輪組50也可能設置于離合裝置20和電動/發(fā)電機30之間，電動/發(fā)電機30設置空心軸，連接行星架52和變速箱40的傳動軸穿過電動/發(fā)電機30空心軸。行星齒輪組50的齒圈51固定于車體，目的是使齒圈不能自由轉動。固定方式可以是多樣的，例如，設置有減速機構的殼體，將齒圈固定于該殼體上。這種設置方式使發(fā)動機、電動機的轉動設計符合現(xiàn)有設計習慣，無需進行轉動方向的特殊設計。該系統(tǒng)工作時，車輛低速或啟動時，發(fā)動機不啟動，離合器20打開，中斷發(fā)動機10與電動機30之間的動力聯(lián)系，由電動機30啟動車輛。結合變速箱40的作用，可以使電動機尺寸設計具有更多的優(yōu)化空間。發(fā)動機啟動后，發(fā)動機10動力由離合裝置20沿傳動軸31傳遞至變速箱，通過變速箱變比后傳遞至車輪，以驅動車輛行駛。其間，電動機30還可以通過減速機構50對發(fā)動機通輸出至車輪的轉矩進行耦合調節(jié)。以達到發(fā)動機與電動機動力耦合的效果。根據本實施例設置的一級減速機構50，合理降速比可在2.5-5之間，能夠使電動機提供更高的能量密度，結合變速箱40，使系統(tǒng)具有更多擋位效果，節(jié)電效果明顯，適用于插電式，且純電驅動時間可以持續(xù)更長。
[0019]本實用新型還可以通過另一實施例實現(xiàn)，如圖2。一級減速機構設置為行星齒輪組50，以下一級減速機構50可以被稱為“行星齒輪組50”其中，發(fā)動機10連接離合裝置20，所述離合裝置20可以是片式摩擦離合器，也可以是齒輪離合器或者任何能夠實現(xiàn)連接于離合器兩側機構動力接合或者分開的機構。發(fā)動機10輸出軸連接離合裝置20的一側，離合裝置20另一側連接電動/發(fā)電機30轉軸。該電動/發(fā)電機30可以作為車輛的驅動電機或者發(fā)電機，在發(fā)動機低速或車輛起步時起到驅動車輛的作用，而當車輛減速起到發(fā)電機的作用回收車輛制動能量。電動/發(fā)電機30的轉軸與行星齒輪組50的太陽輪相連，行星架52與變速箱40相連，齒圈51鎖止。與第一實施例不同的是，電動/發(fā)電機30不必設置空心軸，離合裝置20與行星齒輪組50的太陽輪通過電動/發(fā)電機30轉軸直接連接。本實施例中發(fā)動機10啟動后可以利用減速機構50和變速箱40的結合實現(xiàn)更多的擋位，同樣的，電動機也可以利用減速機構50和變速箱40的結合實現(xiàn)更多的擋位，進一步拓寬了發(fā)動機的工作高效區(qū)域。變速箱40可以采用傳統(tǒng)的低成本變速箱，同時電動/發(fā)電機可以使用傳統(tǒng)轉軸，工藝更簡單，可靠性更高，系統(tǒng)成本更低。
[0020]本實用新型還可以用過第三實施方式實現(xiàn)，如圖3。一級減速機構設置為行星齒輪組，以下一級減速機構50可以被稱為“行星齒輪組50”，利用通常被指定為環(huán)形齒輪的外齒輪部件，在本實用新型中稱為齒圈51。齒圈51與指定為太陽齒輪53的內齒輪部件外接。托架52可旋轉地支撐多個行星齒輪，被稱為行星架52，使得各個行星齒輪嚙合式地與齒圈51和太陽輪53相互旋轉作用。其中，發(fā)動機10連接離合裝置20，所述離合裝置20可以是片式摩擦離合器，也可以是齒輪離合器或者任何能夠實現(xiàn)連接于離合器兩側機構動力接合或者分開的機構。發(fā)動機10輸出軸連接離合裝置20的一側，離合裝置20另一側連接行星齒輪組50的齒圈51，行星齒輪組50的太陽輪53連接電動/發(fā)電機30。該電動/發(fā)電機30可以作為車輛的驅動電機或者發(fā)電機，在發(fā)動機低速或車輛起步時起到驅動車輛的作用，而當車輛減速起到發(fā)電機的作用回收車輛制動能量。另外設置有動力傳遞軸31，連接離合裝置20和行星架52，用于傳遞來自于發(fā)動機。本實施例中，動力傳遞軸31—端連接離合裝置20靠近車輪的一側，穿過電動/發(fā)電機30設置的空心軸，另一端連接到行星齒輪組50的齒圈51。當然，在不改變動力傳遞路徑的前提下，行星齒輪組50也可能設置于離合裝置20和電動/發(fā)電機30之間，電動/發(fā)電機30設置空心軸，連接齒圈51和變速箱40的傳動軸穿過電動/發(fā)電機30空心軸。行星齒輪組50的行星架52固定于車體，目的是使行星架52不能自由轉動。固定方式可以是多樣的，例如，設置有減速機構50的殼體，將行星架固定于該殼體上。該系統(tǒng)工作時，車輛低速或啟動時，發(fā)動機不啟動，離合器20打開，中斷發(fā)動機10與電動機30之間的動力聯(lián)系，由電動機30啟動車輛。結合變速箱40的作用，可以使電動機尺寸設計具有更多的優(yōu)化空間。發(fā)動機啟動后，發(fā)動機10動力由離合裝置20沿傳動軸31傳遞至變速箱，通過變速箱變比后傳遞至車輪，以驅動車輛行駛。其間，電動機30還可以通過減速機構50對發(fā)動機通輸出至車輪的轉矩進行耦合調節(jié)。以達到發(fā)動機與電動機動力耦合的效果。根據本實施例設置的一級減速機構50，合理降速比可在1.5-1.2之間，雖然效果較第一和第二實施例稍差，但也能夠使電動機提供更高的能量密度，結合變速箱40，使系統(tǒng)具有更多擋位效果，節(jié)電效果明顯，適用于插電式，且純電驅動時間可以持續(xù)更長。
[0021]作為實施例三的另一種方式，本實用新型還提供了第四種實施例，如圖4。一級減速機構設置為行星齒輪組50，以下一級減速機構50可以被稱為“行星齒輪組50”其中，發(fā)動機10連接離合裝置20，所述離合裝置20可以是片式摩擦離合器，也可以是齒輪離合器或者任何能夠實現(xiàn)連接于離合器兩側機構動力接合或者分開的機構。發(fā)動機10輸出軸連接離合裝置20的一側，離合裝置20另一側連接電動/發(fā)電機30轉軸。該電動/發(fā)電機30可以作為車輛的驅動電機或者發(fā)電機，在發(fā)動機低速或車輛起步時起到驅動車輛的作用，而當車輛減速起到發(fā)電機的作用回收車輛制動能量。電動/發(fā)電機30的轉軸與行星齒輪組50的太陽輪相連，齒圈51與變速箱40相連，行星架52鎖止。與第三實施例不同的是，電動/發(fā)電機30不必設置空心軸，離合裝置20與行星齒輪組50的太陽輪通過電動/發(fā)電機30轉軸直接連接。本實施例中發(fā)動機10啟動后可以利用減速機構50和變速箱40的結合實現(xiàn)更多的擋位，同樣的，電動機也可以利用減速機構50和變速箱40的結合實現(xiàn)更多的擋位，進一步拓寬了發(fā)動機的工作高效區(qū)域。變速箱40可以采用傳統(tǒng)的低成本變速箱，同時電動/發(fā)電機可以使用傳統(tǒng)轉軸，工藝更簡單，可靠性更高，系統(tǒng)成本更低。
[0022]作為一種更加簡單的布局方式，本實用新型還提供了第五實施方式，如圖5。包括內燃機10、離合裝置20、電動/發(fā)電機30、變速箱40，其中，內燃機10、離合裝置20、電動/發(fā)電機30、變速箱40在位置上依次布置，一級減速機構50設置于所述離合裝置20與所述變速箱40之間。該一級減速機構50使用不同尺寸的齒輪嚙合，能夠提供一固定的傳動比，實現(xiàn)減速的目的。具體地，包括一級齒輪54，固定設置于離合裝置20與變速箱40的連接軸上，沿內燃機10旋轉中心線；以及固定設置于所述電動/發(fā)電機輸出軸的二級齒輪405，所述一級齒輪404和所述二級齒輪405持續(xù)嚙合連接。在這種布局下，由于齒輪布置的影響，使發(fā)動機和電動機轉動方向相反，但是通過設計電動機的控制，同樣可以實現(xiàn)本實用新型的目的，具本實施例一級減速裝置結構簡單，系統(tǒng)可靠性更高。
[0023]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種插電式混合動力驅動裝置，包括內燃機、扭矩傳遞裝置、電動/發(fā)電機，變速裝置沿同一傳動軸線依次布置，其特征在于，還包括一級減速機構，設置于所述扭矩傳遞裝置與所述電動/發(fā)電機之間或所述電動/發(fā)電機與所述變速裝置之間。
2.根據權利要求1所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征在于，所述一級減速機構為行星齒輪組結構，所述行星齒輪組結構的太陽輪連接所述電動/發(fā)電機輸出軸，所述行星齒輪組結構的行星架連接所述扭矩傳遞裝置，同時，所述行星架連接所述變速裝置，所述行星齒輪組結構的齒圈固定鎖止。
3.根據權利要求2所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征在于，所述電動/發(fā)電機設置為空心軸結構，連接所述行星架和所述扭矩傳遞裝置的軸結構穿過所述電動/發(fā)電機的空心軸。
4.根據權利要求1所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征在于，所述一級減速機構為行星排結構，所述行星齒輪組結構的太陽輪連接所述電動/發(fā)電機輸出軸，所述行星齒輪組結構的行星架連接車輛后橋，所述行星齒輪組結構的齒圈固定鎖止。
5.根據權利要求3或4所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征為，所述扭矩傳遞裝置設置為摩擦片式離合器。
6.根據權利要求2或3所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征為，所述扭矩傳遞裝置設置為爪形離合器。
7.根據權利要求6所述的插電式混合動力驅動裝置，其特征為，所述發(fā)動機與所述爪形離合器之間設置減震裝置。
【文檔編號】B60K6/54GK204263924SQ201420350681
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】朱春浩 申請人:天津市松正電動汽車技術股份有限公司