一種平臺(tái)化的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于前驅(qū)車(chē)輛的一種平臺(tái)化的混 合動(dòng)力傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境污染和能源消耗問(wèn)題，使得各大汽車(chē)公司都在積極研發(fā)節(jié)能環(huán)保汽車(chē)，主要 集中在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)、新能源動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。在技術(shù)上比較成熟的混合動(dòng)力系統(tǒng)成為 現(xiàn)階段解決汽車(chē)能耗和環(huán)境污染的可行技術(shù)方案，并且隨著電池技術(shù)的發(fā)展汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng) 比以往更看重純電動(dòng)行駛的能力。目前混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般有3種:一是串聯(lián)式混合動(dòng)力 系統(tǒng)，一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過(guò)控制單元傳到電池或直接傳輸 給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后通過(guò)變速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)；電池對(duì)在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī) 需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車(chē)輛正常工作;這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比 較多。二是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，一般具有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng);兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。三是混聯(lián)式混合動(dòng)力系 統(tǒng)，其特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過(guò)齒輪 系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系;與并 聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸 出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。
[0003] 目前混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)一般都是基于上述3中結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，往往都是針對(duì)單 一的平臺(tái)應(yīng)用，很難同時(shí)應(yīng)用于多種動(dòng)力系統(tǒng)。因此，在動(dòng)力傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，開(kāi)發(fā)平臺(tái)化 的技術(shù)方案不僅能滿(mǎn)足不同動(dòng)力系統(tǒng)的搭載需求，還能縮短后續(xù)系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種集成多種工作 模式的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，不僅可以滿(mǎn)足純電動(dòng)模式下的車(chē)速要求，而且還可以實(shí)現(xiàn)混合 動(dòng)力模式下的高效傳動(dòng)和大扭矩輸出，可以同時(shí)滿(mǎn)足深度混合動(dòng)力系統(tǒng)和插電混合動(dòng)力系 統(tǒng)的使用要求。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案：
[0006] -種平臺(tái)化的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)以及兩級(jí)減速 齒輪系，所述傳動(dòng)裝置采用由兩個(gè)行星排組成的四軸行星齒輪機(jī)構(gòu)，其中第一行星排為單 行星齒輪排，包括第一太陽(yáng)輪、第一行星輪、第一行星架及第一外齒圈；第二行星排為雙行 星齒輪排，包括第二太陽(yáng)輪、兩個(gè)第二行星輪、第二行星架及第二外齒圈；所述第一行星架 與所述第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，所述第一外齒圈與所述第二行星架連接構(gòu)成第二連 軸且與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，在所述第二連軸上設(shè)置第三制動(dòng)器;所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)飛輪減振 器與變速器輸入軸連接，在變速器輸入軸與中心軸之間設(shè)有第一離合器，同時(shí)在中心軸上 設(shè)置第一制動(dòng)器;在變速器輸入軸與中間套軸之間設(shè)置第二離合器，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與第一電 機(jī)同軸傳動(dòng);第一電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)中間套軸與所述第一太陽(yáng)輪連接，在中間套軸上設(shè)有第二 制動(dòng)器;所述第二太陽(yáng)輪與中心軸連接，裝配后所述中心軸穿過(guò)所述中間套軸和所述第二 連軸，其中所述中間套軸和所述第二連軸為空心軸設(shè)計(jì)；與所述第一連軸連接有二級(jí)齒輪 減速組，變速器動(dòng)力經(jīng)差速器輸出至所述整車(chē)半軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007] 本發(fā)明中所述發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、第二電機(jī)依次同軸排列，動(dòng)力輸 出部位設(shè)置在第一電機(jī)與行星齒輪機(jī)構(gòu)之間。
[0008] 本發(fā)明中所述二級(jí)齒輪減速組包括在所述第一連軸上安裝小減速齒輪與齒輪聯(lián) 軸上的大減速齒輪嚙合，形成第一級(jí)減速;所述齒輪聯(lián)軸上的小減速齒輪與差速器主減速 齒輪嚙合，形成第二級(jí)減速。
[0009] 本發(fā)明采用的雙電機(jī)中第一電機(jī)為小電機(jī)，而第二電機(jī)為大電機(jī)，所述第一電機(jī) 的功率和扭矩都小于第二電機(jī)的功率和扭矩;所采用的動(dòng)力耦合裝置為兩個(gè)行星排組合成 四軸機(jī)構(gòu)（中間套軸、第一連軸、第二連軸、中心軸）。通過(guò)對(duì)第一電機(jī)和第二電機(jī)的精確控 制使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于高效率和低排放的工作狀態(tài)，控制制動(dòng)器和離合器還可以實(shí)現(xiàn)固定傳 動(dòng)比驅(qū)動(dòng)模式，輸出大扭矩滿(mǎn)足動(dòng)力性需求，即該系統(tǒng)方案能夠同時(shí)兼顧整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性 和動(dòng)力性的使用要求。
[0010] 本發(fā)明中的第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、第三制動(dòng)器和第一離合器、第二離合器為多 片濕式換擋元件，在純電動(dòng)行駛時(shí)第一離合器、第二離合器為打開(kāi)狀態(tài)，分別控制第二制動(dòng) 器和第三制動(dòng)器閉合，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)固定擋位的純電動(dòng)行駛，在第二制動(dòng)器和第三制動(dòng)器 都打開(kāi)時(shí)，兩個(gè)電機(jī)同時(shí)輸出正扭矩驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的無(wú)級(jí)變速。 在第一電機(jī)、第二電機(jī)轉(zhuǎn)速相等時(shí)，行星齒輪各元件轉(zhuǎn)速也相等，因此整車(chē)可以獲得高車(chē)速 而不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)自身轉(zhuǎn)速過(guò)高。
[0011] 在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，第一離合器閉合發(fā)動(dòng)機(jī)與行星齒輪機(jī)構(gòu)的中心軸連接， 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大部分功率通過(guò)行星齒輪元件之間的機(jī)械傳動(dòng)傳遞至減速齒輪，另一小 部分功率將通過(guò)第一電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電功率，供給第二電機(jī)使用再轉(zhuǎn)化成機(jī)械功率輸出至 減速齒輪，這種混合動(dòng)力工作模式稱(chēng)之為動(dòng)力分流模式。電功率路徑傳遞時(shí)需要經(jīng)過(guò)兩次 能量轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致該路徑傳動(dòng)效率較低，但是這種動(dòng)力分流工作模式能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車(chē) 速解耦，即發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間不受車(chē)速影響，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間工作在最佳油耗區(qū)間，而且還 能通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)整車(chē)無(wú)級(jí)變速功能，即E-CVT功能，使得動(dòng)力系統(tǒng)整體上受益， 這也是動(dòng)力分流混合動(dòng)力系統(tǒng)明顯的方案優(yōu)勢(shì)。
[0012] 在混合動(dòng)力模式車(chē)輛需要大扭矩輸出時(shí)，控制第二離合器和第三制動(dòng)器閉合，動(dòng) 力系統(tǒng)以固定傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)，根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)整車(chē)可以獲得足夠的扭矩輸 出，滿(mǎn)足動(dòng)力性需求。
[0013] 在混合動(dòng)力模式車(chē)速較高時(shí)，第一電機(jī)將會(huì)工作在零轉(zhuǎn)速附近以保持發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng) 濟(jì)工作區(qū)間，導(dǎo)致第一電機(jī)效率很低;在本發(fā)明中通過(guò)第二制動(dòng)器將第一電機(jī)鎖止，由第二 制動(dòng)器的摩擦扭矩維持行星齒輪機(jī)構(gòu)的扭矩平衡，從而避免第一電機(jī)工作在低效率區(qū)間， 能夠提高動(dòng)力系統(tǒng)效率。
[0014] 該實(shí)用新型的有益效果：
[0015] 在純電動(dòng)行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)三個(gè)擋位的純電動(dòng)模式，不僅可以滿(mǎn)足純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的車(chē)速要 求，也有利于優(yōu)化雙電機(jī)的工作狀態(tài)提高動(dòng)力系統(tǒng)效率。
[0016] 在混合動(dòng)力模式時(shí)主要采用HEV-3動(dòng)力分流工作模式，實(shí)現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。系 統(tǒng)同時(shí)還具有固定傳動(dòng)比的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，能夠提供大扭矩輸出滿(mǎn)足動(dòng)力系統(tǒng)要求， 因此該系統(tǒng)方案可以滿(mǎn)足不同整車(chē)的使用要求。
[0017] 該動(dòng)力系統(tǒng)方案是一個(gè)平臺(tái)化的技術(shù)方案，可以用于深度混合動(dòng)力系統(tǒng)和插電混 合動(dòng)力系統(tǒng)。除此之外還可以根據(jù)整車(chē)的配置要求進(jìn)行工作模式選配，降低動(dòng)力系統(tǒng)成本， 提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種平臺(tái)化的混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置作進(jìn)一步詳盡描 述：
[0020] 如圖1所示，一種混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)ICE、第一電機(jī)EM1、第二電機(jī)EM2 以及兩級(jí)減速齒輪系;所述傳動(dòng)裝置采用由兩個(gè)行星排組成的四軸行星齒輪機(jī)構(gòu):第一行 星排(PG1)為單行星齒輪排，包括第一太陽(yáng)輪8、第一行星輪P3、第一行星架及第一外齒圈9; 第二行星排(PG2)為雙行星齒輪排，包括第二太陽(yáng)輪10、兩個(gè)第二行星輪P1和P2、第二行星 架及第二外齒圈11。第一行星架與第二外齒圈11連接構(gòu)成第一連軸6,第一外齒圈9與第二 行星架連接構(gòu)成第二連軸4并與第二電機(jī)EM2的轉(zhuǎn)子19連接，在第二軸4上設(shè)置第三制動(dòng)器 B3。發(fā)動(dòng)機(jī)ICE通過(guò)飛輪減振器(FW)與變速器輸入軸1連接，在變速器輸入軸1與中心軸5之 間設(shè)有第一離合器C0,同時(shí)在中