專利名稱：混合動力驅(qū)動系統(tǒng)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)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界人類面臨著能源匱乏和環(huán)境惡化兩大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)汽車日益受到石油危機 的嚴重困擾，節(jié)能環(huán)保逐漸成為汽車行業(yè)的發(fā)展主題。鑒于此，推出純電動汽車的呼吁日益 高漲，但是受到技術(shù)、政策等諸多因素的制約，當(dāng)前純電動汽車還無法實現(xiàn)量產(chǎn)、全面推向 市場化。混合動力汽車由于其在節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)異表現(xiàn)，無疑是在純電動汽車實現(xiàn)產(chǎn) 業(yè)化之前，最為現(xiàn)實的技術(shù)之一?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、離合器、具 有第一定子和第一轉(zhuǎn)子的第一電機、第二電機以及傳動機構(gòu)，其中，發(fā)動機與第一電機的第 一轉(zhuǎn)子固定連接，第一轉(zhuǎn)子通過離合器與傳動機構(gòu)連接，第二電機與傳動機構(gòu)連接。發(fā)動機 的輸出軸上固定設(shè)置有飛輪，該飛輪通過筒狀的蓋體與所述第一電機的第一轉(zhuǎn)子連接。離 合器包括控制機構(gòu)、移動機構(gòu)、彈簧膜片和摩擦盤，其中，蓋體的一端具有向該蓋體內(nèi)沿軸 向延伸的凸緣，彈簧膜片位于蓋體內(nèi)并與該凸緣可轉(zhuǎn)動地連接，摩擦盤在蓋體內(nèi)位于彈簧 膜片和飛輪之間并與傳動機構(gòu)連接，移動機構(gòu)在控制機構(gòu)的控制下使彈簧膜片圍繞凸緣擺 動，以使摩擦盤與飛輪接合或分離。該離合器中的摩擦盤與傳動機構(gòu)之間還設(shè)置有第一扭 轉(zhuǎn)減震器，在蓋體與第一轉(zhuǎn)子之間的連接處還設(shè)置有第二扭轉(zhuǎn)減震器。這些扭轉(zhuǎn)減震器的 設(shè)置可以對發(fā)動機的振動起到減震作用，但同時也增大了噪音，降低了駕駛的舒適性；同時 第一電機提供動力時，其動力需要經(jīng)過兩個扭轉(zhuǎn)減震器從而增大了能量損失，這種損失是 不必要的。

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)中噪音較大的技術(shù)問題，提供一種噪音 較低的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、扭轉(zhuǎn)減震器、第一電機、第二電機 和傳動機構(gòu)，其中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括由液壓分離軸承控制的第一離合器，所述 發(fā)動機通過扭轉(zhuǎn)減震器與第一電機的轉(zhuǎn)子相連，所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述第一離合器 與所述傳動機構(gòu)相連，所述第二電機與所述傳動機構(gòu)相連。所述第一電機的轉(zhuǎn)子具有中空結(jié)構(gòu)，所述第一離合器至少有一部分位于所述中空 結(jié)構(gòu)中。所述第一離合器包括可配合傳動的第一摩擦件和第二摩擦件，所述第一摩擦件與 所述第一電機的轉(zhuǎn)子固定連接，所述第二摩擦件與所述傳動機構(gòu)固定連接。所述液壓分離軸承包括液壓缸以及用于在所述液壓缸的驅(qū)動下使所 第一摩擦 件和第二摩擦件接觸或分離的分離軸承。[0010]所述液壓缸包括缸體、插設(shè)在所述缸體內(nèi)并與所述缸體形成一端封閉的環(huán)狀空間 的缸芯以及設(shè)置在該環(huán)狀空間內(nèi)并可軸向移動的所述活塞，所述活塞與所述缸體的內(nèi)壁和 所述缸芯的外壁密封接觸，所述分離軸承的內(nèi)圈與所述液壓缸的活塞固定連接，所述缸體 上設(shè)置有與所述環(huán)狀空間連通的通道，該通道與液壓油管相連接。所述缸芯具有中空結(jié)構(gòu)，所述第一電機的輸出軸穿過所述缸芯與所述傳動機構(gòu)相 連。所述傳動機構(gòu)包括配合傳動的換擋單元和減速單元，所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所 述第一離合器與所述換擋單元相連，所述第二電機與所述換擋單元相連。所述換擋單元包括行星輪系、第二離合器和制動器，所述第二電機的輸出軸在其 軸向方向的一個位置上與行星輪系的太陽輪相連，并且所述第二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行星輪系的行星架相連，所述行星架上還設(shè)置有所 述制動器，所述行星輪系的齒圈與所述減速單元的輸入齒輪嚙合，所述第一電機的輸出軸 與所述第二電機的輸出軸相連。所述行星輪系為單排雙級行星輪系。所述第二離合器為由液壓分離軸承控制的離合器。本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在發(fā)動機和第一電機之間設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器，該扭 轉(zhuǎn)減震器的設(shè)置不但可以起到減震作用，而且還可以有效降低噪音，有利于提高駕駛的舒 適性。同時，本實用新型的第一離合器為由液壓分離軸承控制的離合器，因此可以降低離合 器液壓油路的設(shè)計難度，有利于提高第一離合器的控制精度。

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是圖1中的液壓分離軸承的一種實施方式的結(jié)構(gòu)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(yīng)當(dāng)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。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，如圖1所示，混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機 1、扭轉(zhuǎn)減震器5、第一電機2、第二電機3和傳動機構(gòu)7，其中，該混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括由 液壓分離軸承6控制的第一離合器4，發(fā)動機1通過扭轉(zhuǎn)減震器5與第一電機2的轉(zhuǎn)子21 相連，第一電機的轉(zhuǎn)子21通過第一離合器4與傳動機構(gòu)7相連，第二電機3與傳動機構(gòu)7 相連。發(fā)動機1可以為汽油機、柴油機或者甲醇、乙醇等其它燃料發(fā)動機等等。發(fā)動機1 通過扭轉(zhuǎn)減震器5與第一電機2的轉(zhuǎn)子21連接，因而，發(fā)動機1的動力和第一電機2的動 力可以一起通過第一離合器4而傳遞給傳動機構(gòu)7，或者發(fā)動機1的動力傳遞給第一電機 2，以產(chǎn)生電能。具體來說，在第一離合器4處于接合狀態(tài)的情況下，當(dāng)發(fā)動機1工作時，發(fā)動機1 的動力可以通過第一離合器4傳遞到傳動機構(gòu)7。由于發(fā)動機1與第一電機2的轉(zhuǎn)子21相
4連，因此當(dāng)發(fā)動機1工作時，不論第一離合器4是否接合，第一電機2的轉(zhuǎn)子21都將在發(fā)動 機1的帶動下而運轉(zhuǎn)，而當(dāng)?shù)谝浑姍C2工作時，同樣也將帶動發(fā)動機1運轉(zhuǎn)。第一電機2可以為AC交流電機、開關(guān)磁阻電機、直流永磁電機等等。第一電機2 既可以發(fā)電機模式工作，也可以電動機模式工作。在以發(fā)電機模式工作時，第一電機2用于 將機械能轉(zhuǎn)化為電能。以電動機模式工作時，第一電機2用于將電能轉(zhuǎn)化為機械能。具體 地說，當(dāng)發(fā)動機1工作，發(fā)動機1帶動第一電機2以發(fā)電機模式工作時，第一電機2將發(fā)動 機1的機械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)?shù)谝浑姍C2以電動機模式工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，并輸 出至發(fā)動機1，從而帶動發(fā)動機1的輸出軸旋轉(zhuǎn)(無論第一離合器4接合與否)，或者輸出 至傳動機構(gòu)7 (當(dāng)?shù)谝浑x合器4接合時)。由于具有上述結(jié)構(gòu)，因而第一電機2可以用作發(fā)動機1的啟動電機，因而無需為發(fā) 動機1設(shè)置額外的啟動電機，同時第一電機2還能夠向傳動機構(gòu)7輸出動力，因而，在滿足 動力需求的情況下，節(jié)省了部分安裝空間。此外，當(dāng)需要車輛倒檔時，僅使第二電機3反轉(zhuǎn) 即可實現(xiàn)，因而無需設(shè)置額外的倒檔裝置，從而進一步節(jié)省了安裝倒檔裝置的安裝空間，使 本實用新型所提供的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)具有較為緊湊的整體結(jié)構(gòu)。第一電機2的轉(zhuǎn)子21為中空結(jié)構(gòu)，第一離合器4的至少一部分位于該中空結(jié)構(gòu) 中，優(yōu)選地，第一離合器4全部位于該中空結(jié)構(gòu)中，第一電機2的轉(zhuǎn)子21的內(nèi)壁與第一離合 器4相連，第一離合器4還與傳動機構(gòu)7相連，即第一電機2的轉(zhuǎn)子21輸出的動力直接通 過第一離合器4輸送到傳動機構(gòu)7，最終傳遞到車輪。在該中空結(jié)構(gòu)中安裝第一離合器4可 以有效節(jié)約軸向的安裝空間，而且第一電機2的動力不經(jīng)過扭轉(zhuǎn)減震器5，因此不會存在能 量損失。第二電機3可以為AC交流電機、開關(guān)磁阻電機、直流永磁電機等等。第二電機3 既可以發(fā)電機模式工作，也可以電動機模式工作。當(dāng)以發(fā)電機模式工作時，第二電機3用于 將機械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)以電動機模式工作時，第二電機3用于將電能轉(zhuǎn)化為機械能。具 體地說，當(dāng)由傳動機構(gòu)7傳遞來的機械能傳遞至第二電機3時(如當(dāng)下坡或剎車過程時)， 第二電機3以發(fā)電機模式工作，從而將傳動機構(gòu)7的機械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)?shù)诙姍C3以 電動機模式工作時，從而將電能轉(zhuǎn)化為機械能，并輸出至傳動機構(gòu)7。通常情況下，車輛通過 第二電機3來進行驅(qū)動。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，發(fā)動機1的輸出軸、第一電機2的輸出軸(轉(zhuǎn)子 軸)和第二電機3的輸出軸(轉(zhuǎn)子軸)處于同一軸線上，從而可以簡化驅(qū)動系統(tǒng)的安裝結(jié) 構(gòu)，有利于節(jié)約空間。本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括儲能裝置(未顯示)，該儲能裝置分別與 第一電機2和第二電機3電連接。該儲能裝置用于將第一電機2和第二電機3在用作發(fā)電 機時產(chǎn)生的電能儲存起來，以便在需要的時候，再向第一電機2和/或第二電機3供電。該 儲能裝置為可多次充放電的電能單元，如鋰離子二次電池等。扭轉(zhuǎn)減震器5可以選用各種合適的方式來實現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)減震器5主要由彈性元件 (減振彈簧或橡膠)和阻尼元件(阻尼片)等組成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要設(shè)計減 振彈簧和阻尼片的各種參數(shù)從而構(gòu)成所需的扭轉(zhuǎn)減震器。第一離合器4包括可配合傳動的第一摩擦件和第二摩擦件，第一摩擦件與第一電 機2的轉(zhuǎn)子21固定連接，第二摩擦件與傳動機構(gòu)7固定連接。第一摩擦件和第二摩擦件可以為摩擦片或摩擦盤，只要可以相互配合實現(xiàn)動力的傳遞或中斷即可。第一摩擦件和第二摩擦件均可以為多片摩擦片或摩擦盤，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需 要可以做出合理選擇，如第一摩擦件和第二摩擦件采用與濕式離合器中的摩擦元件類似的 連接布置形式。第一離合器4由液壓分離軸承6控制，如圖2所示，液壓分離軸承6包括液壓缸 和分離軸承61，分離軸承61的內(nèi)圈與液壓缸的活塞62固定連接，液壓缸包括缸體64、插設(shè) 在缸體64內(nèi)并與缸體64形成一端封閉的環(huán)狀空間63的缸芯67以及設(shè)置在該一端封閉的 環(huán)狀空間63內(nèi)并可軸向移動的活塞62，活塞62與缸體64的內(nèi)壁和缸芯67的外壁密封接 觸，缸體64上設(shè)置有與環(huán)狀空間63連通的通道65，該通道65與液壓油管66相連接。第一摩擦件或第二摩擦件可與分離軸承61相接觸或分離，即第一摩擦件在分離 軸承61的作用下與第二摩擦件接觸傳遞動力或者斷開切斷動力，或者第二摩擦件在分離 軸承61的作用下與第一摩擦件接觸傳遞動力或者斷開切斷動力。進一步地，缸芯67具有中空結(jié)構(gòu)，第一電機2的輸出軸穿過缸芯67與傳動機構(gòu)7 相連，第一電機2的輸出軸和缸芯之間具有間隙，即第一電機的運轉(zhuǎn)不會受到缸芯67的影 響。如果第一離合器4采用傳統(tǒng)的離合器如濕式離合器，則需要在變速箱的箱體壁、 扭轉(zhuǎn)減震器5與第一電機2的轉(zhuǎn)子之間的連接軸上開設(shè)油道，所以采用傳統(tǒng)的離合器會使 得油道設(shè)計、制造比較復(fù)雜。而采用本實用新型提供的由液壓分離軸承6控制的第一離合 器4，則可以降低離合器油道的設(shè)計制造難度，有利于降低成本。同時，液壓缸可以固定在變 速箱上，從而不會受第一電機2輸出軸的影響，有利于提到第一離合器4的控制精度?；钊?2與缸體64的內(nèi)壁和缸芯67的外壁密封接觸，這可以通過本領(lǐng)域公知的各 種方式來實現(xiàn)，例如通過在活塞62上與缸體64的內(nèi)壁和缸芯67的外壁之間安裝密封環(huán)。 優(yōu)選情況下，活塞62的后端面上嵌有Y形密封圈68，以使得活塞62與缸體64的內(nèi)壁和缸 芯67的外壁密封接觸。由于Y形密封圈68密封可靠且耐高壓，因此這樣的密封方式結(jié)構(gòu) 簡單而可靠，簡化了加工、安裝工藝。更具體地說，Y形密封圈68包括一個基端和兩個支端， 基端可以固定在的活塞62的后端面上所形成的燕尾槽內(nèi)，兩個支端分別與缸體64的內(nèi)壁 和缸芯6的外壁密封接觸。通道65用于將液壓油管66中的液壓油引入或排出環(huán)狀空間中，以操縱活塞62的 移動。通道65可以形成在缸體64的任意部位上，優(yōu)選情況下，通道65形成于缸體64的后 端即遠離分離軸承61的一端。這樣可以使整個裝置的結(jié)構(gòu)比較緊湊，減小了其徑向尺寸。 從而更適合于在空間較小的例如長條狀或管狀的空間內(nèi)安裝使用。進一步地，液壓分離軸承6還包括缸座70，該缸座70的一端與缸體64和缸芯67 密封連接。該密封方式可以通過本領(lǐng)域公知的各種方式來實現(xiàn)，如在缸體64和缸座70之 間形成凹凸結(jié)構(gòu)，缸芯67的一端具有凸緣并插入到缸體64和缸座70之間，并通過螺釘69 將缸體64和缸座70固定在一起。公知地，混合動力車上設(shè)置有控制裝置，如車載E⑶，從而可以控制整車以及汽車 上各個機構(gòu)運行在各種工作狀態(tài)下。當(dāng)需要控制第一離合器4時，控制裝置控制液壓動力源如電動油泵工作，從而將 液壓油通過液壓油管66輸入到環(huán)狀空間63中，進而推動活塞62移動，在活塞62的作用下，分離軸承61帶動第一離合器4閉合；當(dāng)需要斷開第一離合器4時，控制裝置控制液壓源如 電動油泵停止工作，液壓分離軸承6的的回油回路上的電磁閥接通，環(huán)狀空間63中的液壓 油通過液壓油管66流回液壓源如變速箱中，此時，分離軸承61和活塞62逐漸回位，第一離 合器4斷開。傳動機構(gòu)7為定速比的減速機構(gòu)，例如可以為減速齒輪、變速器等等。傳動機構(gòu)7 的主軸(動力輸入軸)的一端與第一離合器4相連，另一端從第一電機2的空心的轉(zhuǎn)子中 穿過，以與第二電機3的轉(zhuǎn)子相連。并且，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，輸送至傳動機構(gòu)7 的動力可以通過聯(lián)軸器、車輪驅(qū)動軸等最終傳遞到車輛車輪，以驅(qū)動車輛行駛。根據(jù)本實用新型的一種實施方式，傳動機構(gòu)7可以包括配合傳動的換擋單元14和 減速單元15，第一電機的轉(zhuǎn)子21通過第一離合器4與換擋單元14相連，第二電機3與換擋 單元14相連。動力通過換擋單元14和減速單元15之后可以進一步通過差速器輸送到車 輪。進一步地，換擋單元14包括行星輪系、第二離合器8和制動器16，第二電機3的輸 出軸在其軸向方向的一個位置上與行星輪系的太陽輪10相連，并且第二電機3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8與行星輪系的行星架11相連，行星架11 上還設(shè)置有制動器16，行星輪系的齒圈9與減速單元15的輸入齒輪12嚙合，第一電機2的 輸出軸與第二電機3的輸出軸相連。公知地，行星輪系包括齒圈9、安裝有多個行星輪的行星架11以及太陽輪10，其 配合關(guān)系公知為行星輪嚙合在太陽輪10和齒圈9之間。這種行星輪系一般為單排行星輪 系。根據(jù)太陽輪和齒圈之間行星齒輪的組數(shù)不同，行星輪系分為單級行星輪系和雙級行星 輪系。單級行星輪系在太陽輪和齒圈之間只有一組行星齒輪，每個行星齒輪既與太陽輪嚙 合，也與齒圈嚙合；雙級行星輪系在太陽輪和齒圈之間有兩組互相嚙合的行星齒輪，其中外 面的一組行星齒輪與齒圈嚙合，里面的一組行星齒輪與太陽輪嚙合。根據(jù)單級行星輪系和雙級行星輪系的特點，假設(shè)太陽輪的輸入扭矩為Ts，制動行 星架所述的扭矩為Th，齒圈的輸出扭矩為Ts，太陽輪與齒圈之間的傳動比即齒圈齒數(shù)與太 陽輪的齒數(shù)之比為K，則對于單級行星輪系，Th= (K+DTs ；對于雙級行星輪系，Th= (K-I) Ts。當(dāng)太陽輪的輸入扭矩相等，且太陽輪與齒圈之間的傳動比也相等時，雙級行星輪系所需 的制動扭矩明顯小于單級行星輪系所需的制動扭矩。所以，優(yōu)選地，上述行星輪系選擇為單 排雙級行星輪系。在第二電機3輸出軸的不同軸向位置上，該第二電機3的輸出軸分別連接行星輪 系的太陽輪10和行星架11，其中，與太陽輪10的連接可以采用鍵齒鍵槽連接、花鍵連接等， 與行星架11的連接通過第二離合器8間接連接，從而能夠通過第二離合器8的接合或分離 而選擇性地與行星架11連接或斷開。第二離合器8可以采用多種具體結(jié)構(gòu)的離合器，優(yōu)選 地，第二離合器8采用由液壓分離軸承控制的離合器，即第二離合器8可以采用和第一離合 器4相同的離合器。行星架11上還設(shè)置有制動器16，該制動器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9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9的外周面接合或分離， 從而使得齒圈9固定或能夠自由轉(zhuǎn)動。[0048]減速單元15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，減速單元15的輸入齒輪連接到齒圈9上，形成一級傳動比 2 ；減速單元15的輸出齒輪連接到差速器的殼體上，形成二級傳動比i3，該差速器進而通 過半軸連接到驅(qū)動車輪13上。即整個減速單元的傳動比為i = i2 · i3。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。以下所述 的行星輪系均指圖1中的單排雙級行星輪系。在圖1中，當(dāng)操縱制動器16接合以使得行星架11固定并保持第二離合器8處于 分離狀態(tài)時，行星輪系的傳動比il = K，由于減速單元15的傳動比為定值i (圖1中為二級 減速機構(gòu)，當(dāng)然該減速機構(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)的傳動比為I = il*i = K*i = K*i2· i3，這是圖1中混合動力 驅(qū)動系統(tǒng)的第一前進檔的傳動比，該整體傳動比較大，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(dāng)使得第二離合器8接合而保持制動器16處于分離狀態(tài)時，由于 行星架11通過第二電機3的輸出軸與太陽輪10連接為一個整體，此時實現(xiàn)直接傳動，行星 輪系的傳動比il = 1，因此在該操作狀態(tài)下整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為I = il · i =i = i2 *i3，這是圖1中混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的第二前進檔的傳動比，該傳動比較小(僅取 決于減速單元15的傳動比i)，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)整行星輪系參與減速，并由此形成汽車前進檔的兩個檔級，因此能夠減小減速單 元15的傳動比，以協(xié)調(diào)汽車不同工況下行駛需要。例如，在汽車滿載爬坡時，采用第一前進 檔的傳動比，從而使得第二電機3(或混聯(lián)模式下發(fā)動機1、第一電機2以及第二電機3)的 輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)由行星輪系和減速單元15的共同減速而大幅降低，從而達到減速增扭的目的； 當(dāng)汽車在平坦路面行駛時，可以采用第二前進檔的傳動比，以使得第二電機3(或混聯(lián)模式 下發(fā)動機1、第一電機2以及第二電機3)轉(zhuǎn)速僅由減速單元15減速，從而使得汽車在減速 后仍能夠以理想的速度行駛。同時，由于減小了減速單元15的傳動比，因此能夠減小減速 單元15的齒輪數(shù)量和尺寸，從而節(jié)減了成本。以下結(jié)合圖1說明本實用新型的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在汽車處于不同工況以 及動力模式下的檔位操作方法，具體參見下表1 表1 注〇為分離，眷為接合，——為分離與接合均可如上所述，本實用新型的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)以第二電機3驅(qū)動為主，但通 過控制裝置以及離合器的控制，能夠以兩種工作模式純電動模式(EV)和混合動力模式 (HEV)工作(詳見下述)。第一是停車檔，此時汽車的發(fā)動機1、第一電機2以及第二電機3均停止運轉(zhuǎn)，第一 離合器4、第二離合器8以及制動器16保持在接合或分離狀態(tài)對汽車不會產(chǎn)生影響。第二是倒車檔，此時第一離合器4處于分離狀態(tài)，汽車由第二電機3驅(qū)動，當(dāng)然第 一離合器4處于分離狀態(tài)并不代表發(fā)動機1和第一電機2不工作，此時根據(jù)需要可以啟動 發(fā)動機1驅(qū)動第一電機2以發(fā)電機模式發(fā)電，并通過上述控制裝置的切換而將產(chǎn)生的電力 儲存到汽車儲能裝置內(nèi)(以下第一離合器4處于分離狀態(tài)時，發(fā)動機1和第一電機2均能 夠選擇此種工作狀態(tài)，尤其是儲能裝置電力不足而需要采用混合動力串聯(lián)模式時更需采用 此種工作狀態(tài))。在倒車檔，第二電機3在控制裝置的控制下反轉(zhuǎn)，并使得第二離合器8分 離，制動器16接合，如上所述，此時圖1中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比分別為K · i，該傳 動比較大，并且加上第二電機3本身的變速，從而汽車能夠以緩慢的速度進行倒車，確保了 安全性。第三為空檔，也就是在行駛過程中的暫時駐車狀態(tài)(第二電機3不停止運轉(zhuǎn)，但汽 車并不前進，如客車中途?？?，此時第一離合器4、第二離合器8以及制動器16保持在分 離狀態(tài)，由于行星輪系的太陽輪10、行星架11以及齒圈9均不固定，并且也沒有兩個構(gòu)件連 成一體，公知地，此時行星輪系不傳遞力矩，即行星輪系的輸出轉(zhuǎn)速為零，從而此時即使第 二電機3處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，也不會驅(qū)動汽車前進，從而實現(xiàn)了空檔運轉(zhuǎn)。第四為純電動模式下的前進檔，當(dāng)儲能裝置電量充足時，如果汽車處于高速或低 速行駛工況，本實用新型的混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要采用純電動模式(EV)，通過控制裝 置控制第二電機3正轉(zhuǎn)并以第二電機3作為惟一的動力源。純電動模式下的前進擋共有兩 個檔級，具體如下[0062]純電動模式的第一前進擋此時第一離合器4和第二離合器8均分離，操作制動器 16處于接合制動狀態(tài)，如上所述，此時圖1中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為K *i，該傳動 比較大，因而可以使得汽車保持在相對較低的勻速行駛狀態(tài)。當(dāng)然在純電動模式下，汽車還 可以通過增大第二電機3本身的功率輸出而實現(xiàn)緩慢的加速狀態(tài)。純電動模式的第二前進擋此時第一離合器4分離，第二離合器8接合，制動器16 則處于分離狀態(tài)，如上所述，此時圖1中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的行星輪系處于直接傳動狀 態(tài)，整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為減速單元15的傳動比i，因此汽車可以保持在相對 較高的勻速行駛狀態(tài)。第五為混合動力串聯(lián)模式下的前進檔，混合動力的串聯(lián)模式主要是通過發(fā)動機1 帶動第一電機2發(fā)電，并將第一電機2產(chǎn)生的電力直接供給第二電機3或者儲存到儲能裝 置后再供給到第二電機3，以使得第二電機3作為直接動力源驅(qū)動汽車前進。該混合動力串 聯(lián)模式主要適用于儲能裝置電量不足，并且需要保持汽車均勻的高速或低速行駛的工況。 該混合動力串聯(lián)模式下的前進檔與純電動模式下的前進檔是相似的，所不同的僅是需要使 得發(fā)動機1帶動第一電機2發(fā)電，并將產(chǎn)生的電力供給到第二電機3，因此，如表1中所示， 該混合動力串聯(lián)模式下的第一前進檔和第二前進檔的離合器和制動器的控制可以參見上 述純電動模式下的第一前進檔和第二前進檔。第六為混合動力混聯(lián)模式下的前進檔?；旌蟿恿ο到y(tǒng)的混聯(lián)模式主要適用于汽車 爬坡或急加速的情形，此時汽車需要較大的功率輸出，因此使得第一離合器4接合，通過發(fā) 動機1和/或第一電機2為第二電機3助力。在該混聯(lián)模式下，存在多種動力傳遞路線以 適應(yīng)不同的行駛需要。例如，使得發(fā)動機1運轉(zhuǎn)，而第一電機2通過所述控制裝置的控制而 以發(fā)電機的模式工作，此時發(fā)動機1動力一部分經(jīng)由第一電機2轉(zhuǎn)換成電能儲存到儲能裝 置內(nèi)，另一部分通過第一電機2的輸出軸與第二電機3的輸出軸的動力會合，進而通過行星 輪系的耦合輸出到減速單元15，需要注意的是，在此情形下，存在發(fā)動機1和第二電機3的 轉(zhuǎn)速同步匹配的問題，一般由于電機的轉(zhuǎn)速高于內(nèi)燃機，因此主要通過所述控制裝置控制 第二電機3的轉(zhuǎn)速以使其與發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速大致相當(dāng)，當(dāng)然由于發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速會有輕微 的波動，但由于第一離合器4多是采用摩擦原理的離合器，且由于扭轉(zhuǎn)減震器5的存在，因 此發(fā)動機1和第二電機3的轉(zhuǎn)速的輕微不匹配并不會影響汽車行駛的平順性(以下的轉(zhuǎn)速 匹配原理相同)；再如，使得發(fā)動機1運轉(zhuǎn)，同時通過所述控制裝置使得第一電機2也以電 動機的模式工作，并通過所述控制裝置從儲能裝置將電力通過供給到第一電機2和第二電 機3，此時發(fā)動機1和第一電機2共同為第二電機3助力，這主要適用于極限爬坡的情形； 又如，在儲能裝置電量耗盡時，可以使得發(fā)動機1運轉(zhuǎn)，并僅由發(fā)動機1驅(qū)動汽車前進，此時 該發(fā)動機1可以帶動第一電機1 (在需要是還可以同時帶動第二電機3)發(fā)電以給儲能裝置 充電等。由此可見，在混合動力混聯(lián)模式下動力傳遞的路線較多，這在本申請人的多種車型 中已經(jīng)得到運用，該混聯(lián)模式的一個較大的優(yōu)點是能夠使得發(fā)動機1始終保持在最大效率 區(qū)，使得發(fā)動機1的輸出動力充分得到利用。此時無論動力傳遞的路線如何，該混合動力混 聯(lián)模式下的前進檔同樣分為兩級，具體如下混合動力混聯(lián)模式的第一前進檔第一離合器4接合，第二離合器8分離，制動器 16處于接合制動狀態(tài)，如上所述，此時圖1中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比為K *i，該傳動 比較大，因而可以使得發(fā)動機1、第二電機3 (和/或第一電機2)的轉(zhuǎn)速有效地降低以達到
10增加扭矩目的，由于混合后的功率輸出較大，因此增加的扭矩能夠保證汽車實現(xiàn)爬坡等行 駛工況。混合動力混聯(lián)模式的第二前進擋第一離合器4接合，第二離合器8接合，制動器 16則處于分離狀態(tài)，如上所述，此時圖1中的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的行星輪系處于直接傳動 狀態(tài)，整個混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的傳動比均為減速單元15的傳動比為i，此時汽車可以通過 強大的功率輸出而實現(xiàn)急加速，并能夠隨后通過上述的純電動模式保持在最高的勻速行駛 狀態(tài)。此外，即使在汽車停車狀態(tài)下(第二電機3停止運轉(zhuǎn))，仍然可以通過使得第一離 合器4分離，并單獨啟動發(fā)動機1來帶動第一電機1發(fā)電，為儲能裝置充電。在該停車發(fā)電 檔位下，由于第一離合器4分離，第二離合器8和制動器16處于分離或接合狀態(tài)均無關(guān)緊 要，發(fā)動機1并不會將動力傳遞給行星輪系。由上分析可以看出，本實用新型汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)汽車的不同行駛工 況，靈活選擇各種工作模式和對應(yīng)檔位，以第二電機3驅(qū)動為主，而發(fā)動機1在混合動力混 聯(lián)模式下幾乎一直工作在其最大效率區(qū)，避免了發(fā)動機1處于怠速和低速運轉(zhuǎn)工況，從而 提高了燃油利用率；其次，第一電機2仍然可以作為傳統(tǒng)發(fā)動機1的啟動電機，因此第一電 機2實際具有三重功能啟動電機、發(fā)電機以及為第二電機3助力的電動機。此外，具有可 調(diào)整的兩個前進檔級的汽車混合動力驅(qū)動系統(tǒng)能夠使得整車有效減速以增大扭矩、起步更 快，而在高速下能夠更大地發(fā)揮出電機與發(fā)動機的最高效率，提高電能轉(zhuǎn)換效率，減少尾氣 排放與減少能量損耗，最終達到整車的低排放、低油耗和高動能等效果。本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在發(fā)動機和第一電機之間設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器5，該 扭轉(zhuǎn)減震器5的設(shè)置不但可以起到減震作用，而且還可以有效降低噪音，有利于提高駕駛 的舒適性。另外本實用新型的第一離合器4和第二離合器8均為由液壓分離軸承控制的離合 器，因此可以降低離合器液壓油路的設(shè)計難度，有利于提高離合器的控制精度。本實用新型的行星輪系采用單排雙級行星輪系，在制動行星架時可以有效降低所 需的制動扭矩，有利于減小制動器16的尺寸，從而可以節(jié)約制動器16的安裝空間，有利于 合理布置制動器16。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、扭轉(zhuǎn)減震器、第一電機、第二電機和傳動機構(gòu)，其特征在于，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括由液壓分離軸承控制的第一離合器，所述發(fā)動機通過扭轉(zhuǎn)減震器與第一電機的轉(zhuǎn)子相連，所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述第一離合器與所述傳動機構(gòu)相連，所述第二電機與所述傳動機構(gòu)相連。
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，所述第一電機的轉(zhuǎn)子具有中 空結(jié)構(gòu)，所述第一離合器至少有一部分位于所述中空結(jié)構(gòu)中。
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，所述第一離合器包括可配合 傳動的第一摩擦件和第二摩擦件，所述第一摩擦件與所述第一電機的轉(zhuǎn)子固定連接，所述 第二摩擦件與所述傳動機構(gòu)固定連接。
4.如權(quán)利要求3所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓分離軸承包括液壓 缸以及用于在所述液壓缸的驅(qū)動下使所述第一摩擦件和第二摩擦件接觸或分離的分離軸 承。
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，所述液壓缸包括缸體、插設(shè) 在所述缸體內(nèi)并與所述缸體形成一端封閉的環(huán)狀空間的缸芯以及設(shè)置在該環(huán)狀空間內(nèi)并 可軸向移動的所述活塞，所述活塞與所述缸體的內(nèi)壁和所述缸芯的外壁密封接觸，所述分 離軸承的內(nèi)圈與所述液壓缸的活塞固定連接，所述缸體上設(shè)置有與所述環(huán)狀空間連通的通 道，該通道與液壓油管相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述缸芯具有中空結(jié)構(gòu)，所述 第一電機的輸出軸穿過所述缸芯與所述傳動機構(gòu)相連。
7.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，所述傳動機構(gòu)包括配合傳動 的換擋單元和減速單元，所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述第一離合器與所述換擋單元相連， 所述第二電機與所述換擋單元相連。
8.如權(quán)利要求7所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述換擋單元包括行星輪系、 第二離合器和制動器，所述第二電機的輸出軸在其軸向方向的一個位置上與行星輪系的太 陽輪相連，并且所述第二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 行星輪系的行星架相連，所述行星架上還設(shè)置有所述制動器，所述行星輪系的齒圈與所述 減速單元的輸入齒輪嚙合，所述第一電機的輸出軸與所述第二電機的輸出軸相連。
9.如權(quán)利要求8所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述行星輪系為單排雙級行 星輪系。
10.如權(quán)利要求8所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二離合器為由液壓分 離軸承控制的離合器。專利摘要本實用新型提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、扭轉(zhuǎn)減震器、第一電機、第二電機和傳動機構(gòu)，其中，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括由液壓分離軸承控制的第一離合器，所述發(fā)動機通過扭轉(zhuǎn)減震器與第一電機的轉(zhuǎn)子相連，所述第一電機的轉(zhuǎn)子通過所述第一離合器與所述傳動機構(gòu)相連，所述第二電機與所述傳動機構(gòu)相連。本實用新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)在發(fā)動機和第一電機之間設(shè)置扭轉(zhuǎn)減震器，該扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)置不但可以起到減震作用，而且還可以有效降低噪音，有利于提高駕駛的舒適性。同時，本實用新型的第一離合器為由液壓分離軸承控制的離合器，因此可以降低離合器液壓油路的設(shè)計難度，有利于提高第一離合器的控制精度。
文檔編號B60K6/38GK201633523SQ201020109288
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者任毅, 劉彥, 楊勝麟 申請人:比亞迪股份有限公司