本發(fā)明涉及汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和汽車。

背景技術(shù)：

日前，我們汽車產(chǎn)銷量仍以兩位數(shù)增長，對石油總量需要持續(xù)加大，環(huán)境也日益惡劣。國家已實行了相關(guān)措施強制汽車廠商往小排量，輕量化，新能源方向發(fā)展。混合動力是目前比較適合中國國情的過渡新能源方案。混合動力汽車一般都需要動力耦合機構(gòu)來協(xié)調(diào)發(fā)動機與電機的動力輸出，還能選擇動力輸出模式，使發(fā)動機工作在經(jīng)濟區(qū)，并且兼顧了車輛的動力性和舒適性。

隨著人們對生活水平的提高，在國內(nèi)外的一些小區(qū)內(nèi)行車倡導(dǎo)綠色出行，小區(qū)內(nèi)行駛零排放及無噪聲。因此，具有適時純電動模式也應(yīng)是混合動力汽車的不可或缺的功能之一。

混合動力耦合系統(tǒng)目前主要有行星輪系和離合器。行星輪式結(jié)構(gòu)相對簡單，模式較多，但是控制復(fù)雜。離合器式的運行模式簡單明了，控制比較簡單，駕駛模式的變換通過控制不同離合器的接合和斷開來實現(xiàn)。但由于有時需要電機直接驅(qū)動汽車，進行電機設(shè)計匹配時，電機功率體積都會選擇相對較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中插電式混合動力汽車純電行駛里程不足，電機功率和體積較大的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和汽車。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括：

變速箱，包括第一輸入軸和第二輸入軸，第一傳動軸和第二傳動軸；所述第一輸入軸與第一傳動軸連接，所述第二輸入軸與第二傳動軸連接；

輸出軸，與所述第二傳動軸連接；

第一離合器，設(shè)置于所述第一傳動軸上；

第二離合器，設(shè)置于所述第二傳動軸上；

位于所述第一輸入軸和所述輸出軸之間的第一齒輪和第二齒輪，設(shè)置于所述第一傳動軸上；所述第一齒輪和所述第二齒輪分別位于所述第一離合器的兩側(cè)，所述第一齒輪靠近所述第一輸入軸設(shè)置；

位于所述第二輸入軸和所述輸出軸之間的第三齒輪和第四齒輪，設(shè)置于所述第二傳動軸上；所述第三齒輪和所述第四齒輪分別位于所述第二離合器的兩側(cè)，所述第三齒輪靠近所述第二輸入軸設(shè)置；

所述第一齒輪和所述第三齒輪嚙合，所述第二齒輪和所述第四齒輪嚙合，所述第一齒輪和所述第三齒輪的齒數(shù)相同，所述變速箱形成兩個擋位；

驅(qū)動電機，與所述第一輸入軸直接連接；

第三離合器，發(fā)動機通過所述第三離合器與所述第二輸入軸連接。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述變速箱包括：所述第一離合器接合，所述第二離合器分離的低速擋；及

所述第一離合器分離，所述第二離合器接合的高速擋；及

所述第一離合器接合，所述第二離合器接合，所述輸出軸被鎖死的鎖死擋。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括純電動驅(qū)動模式：

所述驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，所述發(fā)動機停止工作，所述第三離合器分離；所述第一輸入軸將所述驅(qū)動電機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括第一混合驅(qū)動模式：

所述第三離合器接合，所述驅(qū)動電機和所述發(fā)動機同時運轉(zhuǎn)，所述第一輸入軸將所述驅(qū)動電機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸，所述第二輸入軸將所述發(fā)動機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括第二混合驅(qū)動模式：

所述第三離合器接合，所述驅(qū)動電機停止工作，所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)；所述第二輸入軸將所述發(fā)動機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括第三混合驅(qū)動模式：

所述第三離合器接合，所述驅(qū)動電機作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)，所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)；所述第二輸入軸將所述發(fā)動機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸；所述發(fā)動機通過所述第二輸入軸、所述第三齒輪、所述第一齒輪和所述第一輸入軸帶動所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括坡道輔助制動模式：

所述第一離合器接合，所述第二離合器接合，所述輸出軸鎖死；起步時，所述驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動電機的扭矩通過所述變速箱傳遞至所述輸出軸；所述驅(qū)動電機的扭矩到達設(shè)定值后，所述第二離合器分離。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述第二齒輪的齒數(shù)小于所述第四齒輪的齒數(shù)。

進一步來說，所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述輸出軸與差速器連接。

本發(fā)明還提供了一種汽車，包括如上任意一項所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速箱，零件數(shù)量少，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單易于集成；由于增加了變速箱的擋位控制，驅(qū)動電機的功率和體積更小，續(xù)航里程更長，動力性也得以提高。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速箱的低擋狀態(tài)示意圖；

圖4表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速箱的高擋狀態(tài)示意圖；

圖5表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速箱的鎖死狀態(tài)示意圖；

圖6表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力模式狀態(tài)示意圖之一；

圖7表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力模式狀態(tài)示意圖之二；

圖8表示本發(fā)明實施例中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的坡道輔助制動模式狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

參照圖1所示，本發(fā)明提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括變速箱5、驅(qū)動電機1、第一離合器3、第二離合器8和第三離合器10。包括第一輸入軸和第二輸入軸，第一傳動軸和第二傳動軸；第一輸入軸與第一傳動軸連接，第二輸入軸與第二傳動軸連接；第一傳動軸和第二傳動軸與輸出軸分別連接；輸出軸，與第二傳動軸連接；第一離合器3，設(shè)置于第一傳動軸上；第二離合器8，設(shè)置于第二傳動軸上；位于第一輸入軸和輸出軸之間的第一齒輪2和第二齒輪4，設(shè)置于第一傳動軸上；第一齒輪2和第二齒輪4分別位于第一離合器3的兩側(cè)，第一齒輪2靠近第一輸入軸設(shè)置；位于第二輸入軸和輸出軸之間的第三齒輪9和第四齒輪7，設(shè)置于第二傳動軸上；第三齒輪9和第四齒輪7分別位于第二離合器8的兩側(cè)，第三齒輪9靠近第二輸入軸設(shè)置；第一齒輪2和第三齒輪9嚙合，第二齒輪4和第四齒輪7嚙合，第一齒輪2和第三齒輪9的齒數(shù)相同，變速箱5形成兩個擋位；驅(qū)動電機1，與第一輸入軸直接連接；第三離合器10，發(fā)動機11通過第三離合器10與第二輸入軸連接。

具體來說，本發(fā)明的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中，變速箱5通過兩個傳動軸，及每個傳動軸上的設(shè)置的齒輪，即第一離合器3和第二離合器8的斷開和接合來實現(xiàn)兩個擋位。變速箱5有兩個輸入軸，其中一輸入軸與驅(qū)動電機1直接連接；另一輸入軸通過第三離合器10與發(fā)動機11連接。當?shù)谌x合器10斷開時，為純電動工作模式；當?shù)谌x合器10接合時，為混合動力驅(qū)動模式。無論純電動模式還是混合動力模式動力均傳遞至兩擋的變速箱5的輸出軸，經(jīng)過主減速器和差速器，最終傳遞到車輪。該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)控制簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，且提高了動力性，經(jīng)濟性。通過第三離合器10，選擇將發(fā)動機11的扭矩是否傳遞至變速箱5內(nèi)，從而將發(fā)動機11與驅(qū)動電機1的能量的耦合，或是實現(xiàn)純電動模式。該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)混合動力驅(qū)動和純電動模式，且兩種模式下 變速箱5都能起到作用，可以有效減小了驅(qū)動電機1的功率以及體積。目前在相同動力性下，使用兩擋的純電動模式比使用單級減速純電動功率小15％以上。且由于擋位增加，動力性能得到提高，對于后半程提速具有有利效果，避免整個加速過程電機都處于高能耗工作。當起步或車輛在城市市區(qū)行駛，需要降低噪聲或排放時，駕駛員能夠進行切換為純電動模式，可以實現(xiàn)節(jié)能和減排。

參照圖2和圖3所示，變速箱5包括第一離合器3接合，第二離合器8分離的低速擋。當?shù)谝浑x合器3集合，第二離合器8分離時，為一擋，也為低速擋；此時傳動比可以計算為nin/nout＝z4/z2。其中，nin為輸入的轉(zhuǎn)速大小，nout為輸出軸out輸出的轉(zhuǎn)速大??；第二齒輪4的齒數(shù)為z2，第四齒輪7的齒數(shù)為z4。

參照圖2和圖4所示，變速箱5包括第一離合器3分離，第二離合器8接合的高速擋。當?shù)谝浑x合器分離，第二離合器8接合時，為二擋，也為高速擋，此設(shè)計關(guān)鍵在于定義z1＝z3。將純電動驅(qū)動和有發(fā)動機11驅(qū)動時變速箱5的擋位變化原理歸為一致，此時傳動比可以計算為nin/nout＝1，純電動驅(qū)動和混合動力驅(qū)動模式下變速箱5均工作。其中，nin為輸入的轉(zhuǎn)速大小，nout為輸出軸out輸出的轉(zhuǎn)速大?。坏谝积X輪2的齒數(shù)為z1，第三齒輪9的齒數(shù)為z3。

將變速箱5分為兩擋，將第二齒輪4的齒數(shù)小于第四齒輪7的齒數(shù)，從而產(chǎn)生不同的傳動比，劃分出第一擋和第二擋。避免驅(qū)動電機1在低速高扭矩時的低效率情況，并且在高速狀態(tài)下可以降低驅(qū)動電機1的轉(zhuǎn)速，提高電池的續(xù)航能力。

參照圖2和圖5所示，第一離合器3接合，第二離合器8接合，輸出軸被鎖死的鎖止擋，輸出軸被鎖止，因此差速器6和車輪也被鎖死。該變速箱5具有鎖死功能，使車輛在坡道起步，停車時具有很好的制動作用，可以省去坡道輔助系統(tǒng)，節(jié)省整車成本。

參照圖6所示，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括純電動驅(qū)動模式。該模式下驅(qū)動電機1運轉(zhuǎn)，發(fā)動機11停止工作，第三離合器10分離；第一輸入軸將驅(qū)動電機1的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸。當汽車起步狀態(tài)，或者駕駛員人為切換為純電動模式時，第三離合器10分離，發(fā)動機11不工作。電控系統(tǒng)控制驅(qū)動電機1，驅(qū)動電機1傳遞扭矩給變速箱5的第一輸入軸，變速箱5的第一離合器3和第二離合器8可以根據(jù)車況進行相應(yīng)擋位控制和調(diào)整，再由輸出軸out傳遞到 差速器6，直至車輪。兩擋位設(shè)置的變速箱5有效較小了驅(qū)動電機1的設(shè)計要求。該模式下，可以在城市內(nèi)擁堵以及在小區(qū)或者公園內(nèi)實現(xiàn)綠色行駛。

參照圖7所示，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括混合驅(qū)動模式。采用混合動力模式時，第三離合器10接合，由發(fā)動機11和驅(qū)動電機1組成混合動力系統(tǒng)。此工作模式下，根據(jù)驅(qū)動電機1的用途可以分為工作模式。

其中，第一混合驅(qū)動模式中，第三離合器10接合，驅(qū)動電機1和發(fā)動機11同時運轉(zhuǎn)，第一輸入軸將驅(qū)動電機1的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸，第二輸入軸將發(fā)動機11的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸。驅(qū)動電機1作為電動機與發(fā)動機11共同驅(qū)動車輛，此模式可以滿足大功率工況的需求，可以提高車輛的動力性，同時降低發(fā)動機和電動機的設(shè)計要求。

其中，第二混合驅(qū)動模式中，第三離合器10接合，驅(qū)動電機1停止工作，發(fā)動機11運轉(zhuǎn)；第二輸入軸將發(fā)動機11的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸。該模式下，驅(qū)動電機1不工作，由發(fā)動機11單獨驅(qū)動車輛。此時適合在高速路上勻速巡航的工況，發(fā)動機11工作在經(jīng)濟區(qū)。

其中，第三混合驅(qū)動模式中，第三離合器10接合，驅(qū)動電機1作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)，發(fā)動機11運轉(zhuǎn)；第二輸入軸將發(fā)動機11的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸；發(fā)動機11通過第二輸入軸、第三齒輪9、第一齒輪2和第一輸入軸帶動驅(qū)動電機1轉(zhuǎn)動發(fā)電。驅(qū)動電機1作為發(fā)電機，發(fā)動機11帶動驅(qū)動電機1的同時驅(qū)動車輛。此模式適合于電池電量在控制值以下需要充電，且發(fā)動機11的功率輸出在滿足車輛驅(qū)動還有剩余的工況。

在混合動力驅(qū)動模式下，整車控制系統(tǒng)能夠根據(jù)具體工況和電池系統(tǒng)的狀態(tài)，自動選擇工作模式。該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)可以在純電驅(qū)動模式、混合動力模式(巡航發(fā)電、混合驅(qū)動和怠速充電)，且在每種驅(qū)動模式下都能夠進行兩擋變速。從而解決插電式混合動力汽車純電行駛里程不足，電機設(shè)計功率和體積過大，能耗大等問題，提高電池續(xù)航能力。本系統(tǒng)主要側(cè)重純電行駛，并且發(fā)動機的存在可以免去純電汽車的續(xù)航里程焦慮。

請參照圖8所示，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括坡道輔助制動模式。此模式下，第一離合器3接合，第二離合器8接合，輸出軸鎖死；起步時，驅(qū)動電機1運轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機1的扭矩通過變速箱5傳遞至輸出軸；驅(qū)動電機1的扭矩到達設(shè) 定值后，第二離合器8分離。當汽車在坡道準備起步控制時，當?shù)谝浑x合器3和第二離合器8同時接合時，整個變速箱5抱死堵轉(zhuǎn)，此時主減速器以致鎖死。起步時，驅(qū)動電機1慢慢提供扭矩，當達到一定扭矩時，即車輛不會后溜狀態(tài)，第二離合器8則慢慢松開即自動掛上一擋，讓車輛進行起步行駛。該模式充分利用的該系統(tǒng)機構(gòu)，便于坡道控制，可以省去車輛額外的坡道輔助系統(tǒng)，簡化了車輛傳動系統(tǒng)，降低了整車成本。

本發(fā)明還提供了一種汽車，包括如上任意一項所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。

需要說明的是，該汽車是包括上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的汽車，上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)實施例的實現(xiàn)方式同樣適用于該汽車的實施例中，也能達到相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“徑向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。