專利名稱：一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及包含該驅(qū)動系統(tǒng)的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及包含該驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。
背景技術(shù)：
目前，汽車在環(huán)境保護方面的要求日趨嚴格。純電動汽車(EV)在技術(shù)上還不能滿足不同工況下對汽車動力性的需求，混合動力車(HEV)則以其動力性和環(huán)保性兩方面的優(yōu)點獲得了較快的發(fā)展?，F(xiàn)有技術(shù)公開了一種汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，如圖4所示，該驅(qū)動系統(tǒng)包括內(nèi)燃機100、電動機200以及作為動力耦合機構(gòu)的行星齒輪機構(gòu)，該行星齒輪機構(gòu)包括齒圈400、 安裝有行星齒輪的行星架500和太陽輪600，其中，電動機200通過齒輪300將動力傳遞給齒圈400，內(nèi)燃機100將動力傳遞給太陽輪600，然后將二者的動力通過行星架而耦合在一起并傳輸給汽車的行駛系。公知地，汽車的內(nèi)燃機或電動機的轉(zhuǎn)速較高，由內(nèi)燃機或電動機輸出的轉(zhuǎn)動傳遞到汽車的驅(qū)動輪之前，必須經(jīng)過減速機構(gòu)減速增扭以驅(qū)動汽車，這在混合動力汽車上同樣如此。減速機構(gòu)主要由減速齒輪系構(gòu)成，其減速比在減速齒輪箱制造完成之后是固定不變的。為適應不同工況下汽車減速增扭的需要，傳統(tǒng)汽車驅(qū)動系統(tǒng)(即僅由內(nèi)燃機驅(qū)動)安裝有變速箱以進行汽車的檔位操作，但是，對于混合動力汽車而言，由于其動力機構(gòu)(即內(nèi)燃機和電機)的布置形式以及動力耦合機構(gòu)的限制，安裝變速箱不但使得驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于復雜，而且在安裝結(jié)構(gòu)上也難以實現(xiàn)。因此，混合動力汽車的倒擋主要通過控制電動機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，而變速則主要通過調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，這相當于一種無級變速，這種變速方式實際是通過改變電動機的輸出功率來改變電動機的輸出轉(zhuǎn)速。但是，混合動力汽車的這種變速方式并不能適應汽車不同工況下的需要，例如，對于上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)而言，當汽車處于爬坡(假設(shè)坡度是該汽車滿載下所能行駛的極限坡度)情形下時，需要使得內(nèi)燃機100和電動機200耦合后的輸出功率達到最大，此時電動機200的輸出轉(zhuǎn)速應當在該情形下達到最大，但是該輸出轉(zhuǎn)速必須經(jīng)過減速機構(gòu)減速以增加扭矩才能帶動汽車爬坡(尤其是汽車滿載而質(zhì)量較大時)，為適應此種工況減速機構(gòu)的減速比必須設(shè)計得較大。但是，如果以該較大的減速比來作為該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)減速機構(gòu)的減速比卻不能適應該汽車其它工況的需要，例如，當該汽車空載并行駛在平坦路面上時，此時要求汽車能夠以比較高的速度行使，然而由于減速機構(gòu)的減速比已經(jīng)設(shè)計得較大，此時即使電動機200和內(nèi)燃機100耦合后的轉(zhuǎn)速達到最大，但經(jīng)過減速機構(gòu)較大的減速比的減速，汽車的行駛速度仍然不夠理想。由上分析可知，傳統(tǒng)的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速方式并不能滿足汽車不同工況下的行駛需要，這在汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計上一直是一個比較難以解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決現(xiàn)有混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的變速方式不能滿足汽車不同工況下的行駛需要的技術(shù)問題，提供一種可以滿足汽車不同工況下的行駛需要的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及包含該驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。本實用新型一方面提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機、第一電機、第一行星耦合機構(gòu)以及第一減速機構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)燃機的輸出軸通過第一離合器與所述第一電機的輸出軸連接，所述第一電機的輸出軸在其軸向方向的一個位置上與所述第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪和齒圈中的一者連接，并且所述第一電機的輸出軸在其軸向方向的另一個位置上還通過第二離合器與所述太陽輪和齒圈中的另一者連接，該太陽輪和齒圈中的另一者上設(shè)置有第一制動器，所述第一行星耦合機構(gòu)的行星架與所述第一減速機構(gòu)的輸入齒輪連接。進一步地，所述第一離合器、第二離合器和第一制動器為由各自的液壓操縱機構(gòu)操縱的離合器和制動器。所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述第一行星耦合機構(gòu)的中心線以及所述第一電機的輸出軸處于同一軸線上。所述內(nèi)燃機位于所述第一行星耦合機構(gòu)的一側(cè)，所述第一電機位于所述第一行星耦合機構(gòu)的另一側(cè)。所述行星架通過中空的連接軸連接到所述第一減速機構(gòu)的輸入齒輪上，所述第一電機的輸出軸從該中空的連接軸內(nèi)穿過。所述第一行星耦合機構(gòu)和所述第一減速機構(gòu)封裝在一個殼體內(nèi)。本實用新型另一方面還提供了一種車輛，其中，所述車輛的前驅(qū)和后驅(qū)中的一者為上述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。進一步地，所述前驅(qū)和后驅(qū)中的另一者包括第二電機、第二行星耦合機構(gòu)以及第二減速機構(gòu)，所述第二電機的輸出軸與所述第二行星耦合機構(gòu)的太陽輪連接，并且所述第二電機的輸出軸還通過第三離合器與所述第二行星耦合機構(gòu)的齒圈連接，所述齒圈上設(shè)置有第二制動器，所述第二行星耦合機構(gòu)的行星架與所述第二減速機構(gòu)的輸入齒輪連接。所述第三離合器和第二制動器為由各自的液壓操縱機構(gòu)操縱的離合器和制動器。所述第二行星耦合機構(gòu)和所述第二減速機構(gòu)封裝在一個殼體內(nèi)。通過本實用新型的上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和包含該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的車輛，由于能夠通過調(diào)整第一行星耦合機構(gòu)而使得該第一行星耦合機構(gòu)參與減速，并由此形成車輛前進檔的兩個檔級，因此能夠減小第一減速機構(gòu)的減速比，以協(xié)調(diào)車輛不同工況下的行駛需要。同時，由于減小了第一減速機構(gòu)的減速比，因此能夠減小第一減速機構(gòu)的齒輪數(shù)量和尺寸，從而節(jié)減了成本。因此，本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛的不同行駛工況，靈活選擇各種工作模式和各個對應檔位。此外，本實用新型的具有可調(diào)整的兩個前進檔級的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)能夠使得整車低速扭矩增大、起步更快，而在高速下能夠更大地發(fā)揮出第一電機與內(nèi)燃機的最高效率點，提高了電能轉(zhuǎn)換效率，減少了尾氣排放與能量損耗， 最終達到整車的低排放、低油耗和高動能等效果。

圖1是本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖；圖2是本實用新型提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的另一種實施方式的示意圖；[0021]圖3是本實用新型提供的車輛的前驅(qū)或后驅(qū)的一種實施方式的示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)提供的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。需要說明的是，本實用新型的主要技術(shù)構(gòu)思在于提供一種混合動力系統(tǒng)的連接布置形式，而相關(guān)部件的具體結(jié)構(gòu)在汽車領(lǐng)域內(nèi)是公知的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以選擇通過多種具體結(jié)構(gòu)的零部件來實現(xiàn)本實用新型混合動力系統(tǒng)的連接布置形式。因此，在下述詳細說明中將重點描述本實用新型混合動力系統(tǒng)的連接形式，當然為使得本實用新型的技術(shù)方案更容易理解，也會附帶說明一些零部件的典型結(jié)構(gòu)，但這種具體結(jié)構(gòu)的說明不應認為是對本實用新型保護范圍的限制。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機1、第一電機2、第一行星耦合機構(gòu)以及第一減速機構(gòu)，其中，內(nèi)燃機1的輸出軸通過第一離合器3與第一電機2的輸出軸連接，第一電機2的輸出軸在其軸向方向的一個位置上與第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪8和齒圈6中的一者連接，并且第一電機2的輸出軸在其軸向方向的另一個位置上還通過第二離合器4與太陽輪8和齒圈6中的另一者連接，該太陽輪8和齒圈6中的另一者上設(shè)置有第一制動器5，第一行星耦合機構(gòu)的行星架7與第一減速機構(gòu)的輸入齒輪9連接。進一步地，上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括第一差速器13，該第一減速機構(gòu)的輸出齒輪10與第一差速器13的殼體連接。公知地，第一行星耦合機構(gòu)包括齒圈6、安裝有多個行星輪的行星架7以及太陽輪 8，其配合關(guān)系公知為行星輪嚙合在太陽輪8和齒圈6之間。如圖1所示，內(nèi)燃機1的輸出軸通過第一離合器3連接到第一電機2的輸出軸上， 其中，第一離合器3可以采用常用的離合器，例如摩擦盤式離合器，其操縱機構(gòu)(圖中未顯示)可以是液壓操縱機構(gòu)、氣壓操縱機構(gòu)、機械操縱機構(gòu)等，例如在第一離合器3采用膜片彈簧離合器時，其操縱機構(gòu)可以采用包括撥桿以及分離軸承的機械操縱機構(gòu)，這些具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)整車類型進行選擇。如圖1所示，在第一電機2的輸出軸的不同軸向位置上，該第一電機2的輸出軸還分別連接到第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪8和齒圈6上，其中，與太陽輪8的連接可以采用鍵齒鍵槽連接、花鍵連接等，與齒圈6的連接通過第二離合器4間接連接，從而能夠通過第二離合器4的接合或分離而選擇性地與齒圈6連接或斷開。第二離合器4可以采用多種具體結(jié)構(gòu)的離合器，例如，第二離合器4采用摩擦盤式離合器，該摩擦盤式離合器包括離合器蓋、主動摩擦盤以及從動摩擦盤等構(gòu)件，其中，第一電機2的輸出軸穿過中空的離合器蓋并固定連接到該離合器蓋的端部，并且該主動摩擦盤設(shè)置在離合器蓋上，而從動摩擦盤則與主動摩擦盤相對地設(shè)置在齒圈6上，在離合器操作機構(gòu)(未顯示)的操縱下，主動摩擦盤能夠在離合器蓋上沿軸向移動，從而選擇性地與從動摩擦盤接合或分離。這種離合器的具體結(jié)構(gòu)本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠想到多種變型，但其接合分離的原理基本均是類似的。第一行星耦合機構(gòu)主要用于耦合內(nèi)燃機1以及第一電機2的動力，但本實用新型的第一行星耦合機構(gòu)比較獨特，其不僅作為動力耦合機構(gòu)，還能夠通過上述第二離合器4 以及下述的第一制動器5來作為調(diào)整車輛前進檔減速比的調(diào)整機構(gòu)。如圖1所示，齒圈6 上設(shè)置有第一制動器5，該第一制動器5與常用的汽車制動器的結(jié)構(gòu)與原理是相似的，可以是在齒圈6的外周面的部分長度上設(shè)置制動蹄或制動塊，并通過液壓式制動操作機構(gòu)(未顯示)來操縱該制動蹄或制動塊，以選擇地與齒圈6的外周面接合或分離，從而使得齒圈6 固定或能夠自由轉(zhuǎn)動。第一減速機構(gòu)中的減速齒輪副可以根據(jù)實際需要安裝為多對，其主要是通過多級大小齒輪副的嚙合來實現(xiàn)減速。如圖1所示，第一減速機構(gòu)包括輸入齒輪9和輸出齒輪10， 輸入齒輪9和輸出齒輪10之間可以直接嚙合，也可以通過多組齒輪副連接，從而實現(xiàn)減速。如圖1所示，行星架7作為第一行星耦合機構(gòu)的輸出軸與第一減速機構(gòu)的輸入齒輪9連接。行星架7與輸入齒輪9可以形成為一體，當然在實際情形中，行星架7多連接到該輸入齒輪9的齒輪軸(即為第一減速機構(gòu)的輸入軸或行星架7與輸入齒輪9的連接軸) 上，通過該齒輪軸帶動第一減速機構(gòu)內(nèi)部的齒輪副進行減速增扭，在圖1中所示的結(jié)構(gòu)中， 行星架7與輸入齒輪9之間的連接軸為中空的，以使得第一電機2的輸出軸能夠從中穿過， 當然這只是一種具體結(jié)構(gòu)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)可以具有多種其它變型布置結(jié)構(gòu)。第一減速機構(gòu)的輸出齒輪10固定連接到第一差速器13的殼體上，該第一差速器 13進而通過半軸連接到第一驅(qū)動車輪12上。內(nèi)燃機1的輸出軸、第一行星耦合機構(gòu)的中心線以及第一電機2的輸出軸處于同一軸線上。這樣可以有效節(jié)約驅(qū)動系統(tǒng)的徑向安裝空間，簡化系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)。一般地，行星耦合機構(gòu)與其它部件連接使用時都是行星耦合機構(gòu)中的部件的中心與其它部件連接，例如第一電機2的輸出軸分別與第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪8和齒圈6 連接，即指第一電機2的輸出軸的中心線均與第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪8的中心線和齒圈6的中心線共線。內(nèi)燃機1位于第一行星耦合機構(gòu)的一側(cè)，第一電機2位于第一行星耦合機構(gòu)的另一側(cè)，并且行星架7通過中空的連接軸連接到第一減速機構(gòu)的輸入齒輪9上，第一電機2的輸出軸從該中空的連接軸內(nèi)穿過。這樣可以有效布置驅(qū)動系統(tǒng)，避免驅(qū)動系統(tǒng)的重量過于集中，從而有利于車輛的驅(qū)動。第一行星耦合機構(gòu)和第一減速機構(gòu)可以為兩個獨立的機構(gòu)而分別安裝；也可以封裝在一個殼體內(nèi)，從而可以提高整合度，有利于降低生產(chǎn)成本。在此需要說明的是，由于圖1(以及圖2)僅是示意圖，為使得圖形簡潔清楚而省略了其中的支撐軸承等構(gòu)件，但這些均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的，在實際安裝過程中會根據(jù)具體情況進行支撐。以下將說明通過圖1中的布置結(jié)構(gòu)實現(xiàn)汽車前進檔的兩個檔級的原理。公知地，第一行星耦合機構(gòu)的傳動關(guān)系存在如下等式(1)nl+n3 · Kl = (1+K1) · n2其中nl為太陽輪8的轉(zhuǎn)速，π2為行星架7的轉(zhuǎn)速，η3為齒圈6的轉(zhuǎn)速，Kl為齒圈齒數(shù)/太陽輪齒數(shù)。在圖1中，當操縱第一制動器5接合以使得齒圈6固定并保持第二離合器4處于CN 202186277 U
說明書
5/12 頁
分離狀態(tài)時，上述等式(1)中齒圈6的轉(zhuǎn)速n3為零，從而存在如下等式O)nl = (1+K1) · n2從而，此時第一行星耦合機構(gòu)的減速比I1 = nl/n2 = 1+K1，由于第一減速機構(gòu)的減速比為定值i2(圖1中為二級減速機構(gòu)，當然該第一減速機構(gòu)還可以為一級減速機構(gòu)或多級減速機構(gòu))，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = I1 · i2 = (1+K1) · i2，這是圖1中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第一前進檔的減速比，該整體減速比較大，這特別適用于低速爬坡等需要大幅降低轉(zhuǎn)速以增加扭矩的工況。此外，在圖1中，當使得第二離合器4接合而保持第一制動器5處于分離狀態(tài)時， 由于齒圈6通過第一電機2的輸出軸與太陽輪8連接為整體，因此上述等式(1)中的nl = n3，從而存在如下等式(3)nl+nl · Kl = (1+K1) · n2即此時nl=n2，也就是說，第一行星耦合機構(gòu)在該操作狀態(tài)下，太陽輪8、行星架7 和齒圈6的轉(zhuǎn)速均相等，此時實現(xiàn)直接傳動，第一行星耦合機構(gòu)的減速比I1 = 1，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = I1 · i2 = i2，這是圖1中本實用新型混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第二前進檔的減速比，該減速比較小(僅取決于第一減速機構(gòu)的減速比 i2)，這特別適用于高速行駛等工況。由上分析可知，通過本實用新型優(yōu)選實施方式的上述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，由于能夠通過調(diào)整第一行星耦合機構(gòu)而使得該第一行星耦合機構(gòu)參與減速，并由此形成車輛前進檔的兩個檔級，因此能夠減小第一減速機構(gòu)的減速比，以協(xié)調(diào)汽車不同工況下行駛需要。例如，在車輛滿載爬坡時，采用第一前進檔的減速比，從而使得第一電機2(或內(nèi)燃機1以及第一電機幻的輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)由第一行星耦合機構(gòu)和第一減速機構(gòu)的共同減速而大幅降低，從而達到減速增扭的目的；當車輛在平坦路面行駛時，可以采用第二前進檔的減速比，以使得第一電機2(或內(nèi)燃機1以及第一電機幻轉(zhuǎn)速僅由第一減速機構(gòu)減速，從而使得車輛在減速后仍能夠以理想的速度行駛。同時，由于減小了第一減速機構(gòu)的減速比，因此能夠減小第一減速機構(gòu)的齒輪數(shù)量和尺寸，從而節(jié)約了第一減速機構(gòu)所需的安裝空間、降低了成本。圖2所示的是本實用新型混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的一種變型方式，其基本結(jié)構(gòu)與圖1 所示實施方式類似，不同的是第一電機2的輸出軸直接固定到齒圈6上，同時該第一電機2 的輸出軸通過第二離合器4連接太陽輪8上，以通過第二離合器4的操作而與太陽輪8連接或斷開，該第二離合器4與圖1中的第一離合器3的結(jié)構(gòu)基本是相似的，僅是從動摩擦盤連接到太陽輪8的中心通孔的內(nèi)周面上，主動摩擦盤則直接設(shè)置在第一電機2的輸出軸上，該主動摩擦盤通過離合器操作機構(gòu)(未顯示)的操作能夠移動以與從動摩擦盤接合或分離。 此外，第一制動器5設(shè)置在太陽輪8上，在圖2中太陽輪8形成有專門與第一制動器5接合的接合面，當然該太陽輪8的具體結(jié)構(gòu)還有多種變型形式，例如將第一制動器5直接設(shè)置在太陽輪8的端面上。圖2中的布置結(jié)構(gòu)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)汽車前進檔的兩個檔級，具體如下當汽車處于爬坡等工況而需要增加扭矩時，使得第一制動器5接合以將太陽輪8 固定，同時使得第二離合器4保持分離狀態(tài)。此時，上述等式(1)中太陽輪的轉(zhuǎn)速nl為零， 并得到如下等式n3 · Kl = (1+K1) · n2[0053]此時第一行星耦合機構(gòu)的減速比I1 = n3/n2 = (1+K1)/K1，由于第一減速機構(gòu)的減速比為定值i2(圖2中也為二級減速機構(gòu)，當然第一該減速機構(gòu)還可以為一級減速機構(gòu)或多級減速機構(gòu))，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = I1 · i2 = (1+K1) · i2/Kl，這是圖2中本實用新型混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第一前進檔的減速比，該第一前進檔的減速比雖然小于圖1中所示實施方式的第一前進檔的減速比，但仍然能夠滿足汽車的減速增扭需要，并提供了本實用新型技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)的另一種選擇方案。此外，在圖2中，當使得第二離合器4接合而保持第一制動器5處于分離狀態(tài)時， 由于齒圈6通過第一電機2的輸出軸與太陽輪8連接為整體，因此上述等式(1)中的nl = n3，從而存在如下等式(5)n3+n3 · Kl = (1+K1) · n2即此時n3 = n2，也就是說，第一行星耦合機構(gòu)在該操作狀態(tài)下，太陽輪8、行星架7 和齒圈6的轉(zhuǎn)速均相等，此時實現(xiàn)直接傳動，第一行星耦合機構(gòu)的減速比I1 = 1，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = I1 · i2 = i2，這是圖2中本實用新型混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第二前進檔的減速比，該減速比較小(僅取決于第一減速機構(gòu)的減速比 i2)，與圖1中所示實施方式一樣，該第二前進檔的減速比特別適用于高速行駛等工況。由上分析可知，本實用新型的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)通過巧妙地設(shè)置第一行星耦合機構(gòu)，不但使得第一行星耦合機構(gòu)作為動力耦合機構(gòu)發(fā)揮作用，而且還使得該第一行星耦合機構(gòu)參與減速功能，從而第一電機2無級變速的基礎(chǔ)上另外實現(xiàn)了汽車前進檔的兩個機械檔級，更好地滿足了汽車在不同工況下的行駛需要。本實用新型另一方面還提供了一種車輛，該車輛包括前驅(qū)和/或后驅(qū)，即該車輛可以為前驅(qū)車輛、后驅(qū)車輛或者四驅(qū)車輛等，其中該車輛的前驅(qū)和后驅(qū)中的一者為上述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，如圖3所示，該車輛的前驅(qū)和后驅(qū)中的另一者包括第二電機14、第二行星耦合機構(gòu)以及第二減速機構(gòu)，第二電機14的輸出軸與第二行星耦合機構(gòu)的太陽輪19連接，并且第二電機14的輸出軸還通過第三離合器15與第二行星耦合機構(gòu)的齒圈17連接，齒圈17上設(shè)置有第二制動器16，第二行星耦合機構(gòu)的行星架18 與第二減速機構(gòu)的輸入齒輪20連接。進一步地，該驅(qū)動系統(tǒng)還包括第二差速器24，該第二減速機構(gòu)的輸出齒輪21與第二差速器M的殼體連接。公知地，第二行星耦合機構(gòu)包括齒圈17、安裝有多個行星輪的行星架18以及太陽輪19，其配合關(guān)系公知為行星輪嚙合在太陽輪19和齒圈17之間。在第二電機14的輸出軸的不同軸向位置上，該第二電機14的輸出軸還分別連接到第二行星耦合機構(gòu)的太陽輪19和齒圈17上，其中，與太陽輪19的連接可以采用鍵齒鍵槽連接、花鍵連接等，與齒圈17的連接通過第三離合器15間接連接，從而能夠通過第三離合器15的接合或分離而選擇性地與齒圈17連接或斷開。第三離合器15可以采用多種具體結(jié)構(gòu)的離合器，例如，第三離合器15采用摩擦盤式離合器，該摩擦盤式離合器包括離合器蓋、主動摩擦盤以及從動摩擦盤等構(gòu)件，其操縱機構(gòu)(圖中未顯示)可以是液壓操縱機構(gòu)、氣壓操縱機構(gòu)、機械操縱機構(gòu)等，其中，第二電機14的輸出軸穿過中空的離合器蓋并固定連接到該離合器蓋的端部，并且該主動摩擦盤設(shè)置在離合器蓋上，而從動摩擦盤則與主動摩擦盤相對地設(shè)置在齒圈17上，在離合器操作機構(gòu)(未顯示)的操縱下，主動摩擦盤能夠在離合器蓋上沿軸向移動，從而選擇性地與從動摩擦盤接合或分離。這種離合器的具體結(jié)構(gòu)本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠想到多種變型，但其接合分離的原理基本均是類似的。第二行星耦合機構(gòu)能夠通過上述第三離合器15以及下述的第二制動器16來作為調(diào)整車輛前進檔減速比的調(diào)整機構(gòu)。如圖3所示，齒圈17上設(shè)置有第二制動器16，該第二制動器16與常用的汽車制動器的結(jié)構(gòu)與原理是相似的，可以是在齒圈17的外周面的部分長度上設(shè)置制動蹄或制動塊，并通過液壓式制動操作機構(gòu)(未顯示)來操縱該制動蹄或制動塊，以選擇地與齒圈17的外周面接合或分離，從而使得齒圈17固定或能夠自由轉(zhuǎn)動。第二減速機構(gòu)中的減速齒輪副可以根據(jù)實際需要安裝為多對，其主要是通過多級大小齒輪副的嚙合來實現(xiàn)減速。如圖3所示，第二減速機構(gòu)包括輸入齒輪20和輸出齒輪 21，輸入齒輪20和輸出齒輪21之間可以直接嚙合，也可以通過多組齒輪副連接，從而實現(xiàn)減速。如圖3所示，行星架18作為第二行星耦合機構(gòu)的輸出軸與第二減速機構(gòu)的輸入齒輪20連接。行星架18與輸入齒輪20可以形成為一體，當然在實際情形中，行星架18多連接到該輸入齒輪20的齒輪軸(即為第二減速機構(gòu)的輸入軸或行星架18與輸入齒輪9的連接軸)上，通過該齒輪軸帶動第二減速機構(gòu)內(nèi)部的齒輪副進行減速增扭，在圖3中所示的結(jié)構(gòu)中，行星架18與輸入齒輪20之間的連接軸為中空的，以使得半軸能夠從中穿過，當然這只是一種具體結(jié)構(gòu)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)可以具有多種其它變型布置結(jié)構(gòu)。第二減速機構(gòu)的輸出齒輪21固定連接到第二差速器24的殼體上，該第二差速器 24進而通過半軸連接到第二驅(qū)動車輪23上。第二行星耦合機構(gòu)和第二減速機構(gòu)可以為兩個獨立的機構(gòu)而分別安裝；也可以封裝在一個殼體內(nèi)，從而可以提高整合度，有利于降低生產(chǎn)成本。第一行星耦合機構(gòu)和第二行星耦合機構(gòu)的尺寸大小可以一樣，也可以不一樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要做出選擇。第一減速機構(gòu)和第二減速機構(gòu)的傳動比可以一樣，也可以不一樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要做出選擇。在此需要說明的是，由于圖3僅是示意圖，為使得圖形簡潔清楚而省略了其中的支撐軸承等構(gòu)件，但這些均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的，在實際安裝過程中會根據(jù)具體情況進行支撐。以下將說明通過圖3中的布置結(jié)構(gòu)實現(xiàn)汽車前進檔的兩個檔級的原理。第二行星耦合機構(gòu)的傳動關(guān)系存在如下等式(6)nl+n3 · K2 = (1+K2) · n2其中nl為太陽輪19的轉(zhuǎn)速，n2為行星架18的轉(zhuǎn)速，n3為齒圈17的轉(zhuǎn)速，K2為齒圈齒數(shù)/太陽輪齒數(shù)。在圖3中，當操縱第二制動器16接合以使得齒圈17固定并保持第三離合器15處于分離狀態(tài)時，上述等式(6)中齒圈17的轉(zhuǎn)速n3為零，從而存在如下等式(7)nl = (1+K2) · n2從而，此時第二行星耦合機構(gòu)的減速比i3 = nl/n2 = 1+K2，由于第二減速機構(gòu)的減速比為定值i4(圖1中為二級減速機構(gòu)，當然該第一減速機構(gòu)還可以為一級減速機構(gòu)或多級減速機構(gòu))，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = i3 · i4 = (1+K2) · i4，這是圖3中的驅(qū)動系統(tǒng)的第一前進檔的減速比，該減速比較大，這特別適用于低速爬坡等需要大幅降低轉(zhuǎn)速以增加扭矩的工況。此外，在圖3中，當使得第三離合器15接合而保持第二制動器16處于分離狀態(tài)時，由于齒圈17通過第二電機14的輸出軸與太陽輪19連接為整體，因此上述等式(1)中的nl = n3，從而存在如下等式(7)nl+nl · K2 = (1+K2) · n2即此時nl = n2，也就是說，第二行星耦合機構(gòu)在該操作狀態(tài)下，太陽輪19、行星架 18和齒圈17的轉(zhuǎn)速均相等，此時實現(xiàn)直接傳動，第二行星耦合機構(gòu)的減速比i3 = 1，因此在該操作狀態(tài)下該驅(qū)動系統(tǒng)的減速比為I = i3 · i4 = i4，這是圖3中該驅(qū)動系統(tǒng)的第二前進檔的減速比，該減速比較小(僅取決于第一減速機構(gòu)的減速比i4)，這特別適用于高速行駛等工況。為了便于描述，以圖1所示的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)作為前驅(qū)，以圖3所述的驅(qū)動系統(tǒng)作為后驅(qū)，以下結(jié)合圖1和圖3說明本實用新型的車輛處于不同工況以及動力模式下的檔位操作方法，具體參見下表1 表1
權(quán)利要求1.一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機、第一電機、第一行星耦合機構(gòu)以及第一減速機構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)燃機的輸出軸通過第一離合器與所述第一電機的輸出軸連接，所述第一電機的輸出軸在其軸向方向的一個位置上與所述第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪和齒圈中的一者連接，并且所述第一電機的輸出軸在其軸向方向的另一個位置上還通過第二離合器與所述太陽輪和齒圈中的另一者連接，該太陽輪和齒圈中的另一者上設(shè)置有第一制動器，所述第一行星耦合機構(gòu)的行星架與所述第一減速機構(gòu)的輸入齒輪連接。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一離合器、第二離合器和第一制動器為由各自的液壓操縱機構(gòu)操縱的離合器和制動器。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述第一行星耦合機構(gòu)的中心線以及所述第一電機的輸出軸處于同一軸線上。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機位于所述第一行星耦合機構(gòu)的一側(cè)，所述第一電機位于所述第一行星耦合機構(gòu)的另一側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述行星架通過中空的連接軸連接到所述第一減速機構(gòu)的輸入齒輪上，所述第一電機的輸出軸從該中空的連接軸內(nèi)穿過。
6.如權(quán)利要求1所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一行星耦合機構(gòu)和所述第一減速機構(gòu)封裝在一個殼體內(nèi)。
7.—種車輛，其特征在于，所述車輛的前驅(qū)和后驅(qū)中的一者為權(quán)利要求1-6中任意一項所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的車輛，其特征在于，所述前驅(qū)和后驅(qū)中的另一者包括第二電機、第二行星耦合機構(gòu)以及第二減速機構(gòu)，所述第二電機的輸出軸與所述第二行星耦合機構(gòu)的太陽輪連接，并且所述第二電機的輸出軸還通過第三離合器與所述第二行星耦合機構(gòu)的齒圈連接，所述齒圈上設(shè)置有第二制動器，所述第二行星耦合機構(gòu)的行星架與所述第二減速機構(gòu)的輸入齒輪連接。
9.如權(quán)利要求8所述的車輛，其特征在于，所述第三離合器和第二制動器為由各自的液壓操縱機構(gòu)操縱的離合器和制動器。
10.如權(quán)利要求8所述的車輛，其特征在于，所述第二行星耦合機構(gòu)和所述第二減速機構(gòu)封裝在一個殼體內(nèi)。
專利摘要一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機、第一電機、第一行星耦合機構(gòu)以及第一減速機構(gòu)，內(nèi)燃機通過第一離合器與第一電機連接，第一電機的輸出軸在其軸向方向的一個位置上與第一行星耦合機構(gòu)的太陽輪和齒圈中的一者連接，并且第一電機的輸出軸在其軸向方向的另一個位置上還通過第二離合器與太陽輪和齒圈中的另一者連接，該太陽輪和齒圈中的另一者上設(shè)置有第一制動器，第一行星耦合機構(gòu)的行星架與第一減速機構(gòu)的輸入齒輪相連。本實用新型還提供了一種車輛。本實用新型能夠通過調(diào)整第一行星耦合機構(gòu)而形成車輛前進檔的兩個檔級，從而根據(jù)車輛的不同行駛工況，靈活選擇工作模式和對應檔位。
文檔編號F16H3/44GK202186277SQ20102012251
公開日2012年4月11日 申請日期2010年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月27日
發(fā)明者任毅, 李軍, 楊勝麟, 王濤 申請人:比亞迪股份有限公司