用于混合動(dòng)力傳動(dòng)系的電動(dòng)力傳遞單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力傳遞單元，并且特別地，一種電動(dòng)力傳遞單元，其不僅能夠作為傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力傳遞單元將來(lái)自變速器的輸出軸并且通過(guò)差速器殼體的動(dòng)力傳遞到車輛的后軸，而且能夠?qū)?lái)自在電動(dòng)力傳遞單兀中集成的電動(dòng)機(jī)的額外的動(dòng)力提供到驅(qū)動(dòng)軸(前和/或后)以對(duì)所有類型(例如汽車領(lǐng)域中的前置前驅(qū)(FF)/前置后驅(qū)(FR) /全輪驅(qū)動(dòng)(AWD))的傳動(dòng)系實(shí)施動(dòng)力混合。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力傳遞單元在車輛領(lǐng)域中是公知的。傳統(tǒng)的動(dòng)力傳遞單元也可以理解為取力器，通常配置在四驅(qū)車輛的變速器后端，它只能從變速器后端取得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力然后傳遞到車輛的后軸，從而實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)的功能。傳統(tǒng)的動(dòng)力傳遞單元是一種純機(jī)械系統(tǒng)并且不能夠向驅(qū)動(dòng)軸提供額外的動(dòng)力，而是僅僅傳遞變速器的輸出動(dòng)力。
[0003]傳統(tǒng)的動(dòng)力傳遞單元僅僅能夠?qū)?dòng)力傳遞到車輛的后軸，由此傳動(dòng)效率是低的。它不能夠?qū)崿F(xiàn)任何的額外的動(dòng)力功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]傳統(tǒng)的車輛橫置(內(nèi)燃機(jī)+變速器)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常使用機(jī)械動(dòng)力傳遞單元以將動(dòng)力傳遞到后軸，從而實(shí)現(xiàn)后輪驅(qū)動(dòng)或者全輪驅(qū)動(dòng)。
[0005]本發(fā)明的目的在于通過(guò)將電動(dòng)機(jī)集成到動(dòng)力傳遞單元中以提供一種電動(dòng)力傳遞單元，以向車輛的驅(qū)動(dòng)軸(前和/或后)提供額外的動(dòng)力。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有更好的燃油消耗和更具吸引力的動(dòng)力性能的并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功能。
[0006]通過(guò)提供一種電動(dòng)力傳遞單元實(shí)現(xiàn)了上述目的，所述電動(dòng)力傳遞單元用于向混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，所述電動(dòng)力傳遞單元包括:殼體；斜齒輪，所述斜齒輪布置在所述殼體中，用于向所述混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)軸提供動(dòng)力；和內(nèi)部軸，所述內(nèi)部軸布置在所述殼體中，用于向所述混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)軸提供動(dòng)力；其特征在于，所述電動(dòng)力傳遞單元包括電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)與所述混合動(dòng)力車輛的主動(dòng)力源并聯(lián)布置且布置在所述殼體中，以經(jīng)由所述斜齒輪或所述內(nèi)部軸向所述驅(qū)動(dòng)軸提供額外的動(dòng)力。
[0007]所述電動(dòng)力傳遞單元具有作為減速器的齒輪組，所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接到所述齒輪組。由此，所述電動(dòng)機(jī)的輸出能夠得到減速。
[0008]所述齒輪組是行星齒輪組，所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接到所述行星齒輪組的太陽(yáng)輪。由此，行星齒輪組能夠?qū)?dòng)力通過(guò)聯(lián)接元件和斜齒輪傳遞到車輛的驅(qū)動(dòng)軸。
[0009]所述電動(dòng)力傳遞單元具有機(jī)械控制元件,所述機(jī)械控制元件位于所述電動(dòng)力傳遞單元的殼體和所述行星齒輪組的齒圈之間，用于鎖定或釋放所述齒圈。由此，當(dāng)釋放齒圈時(shí)，避免了與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接的太陽(yáng)輪的旋轉(zhuǎn)。這將避免由于電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件導(dǎo)致的拖拽轉(zhuǎn)矩?fù)p失。
[0010]所述電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸與所述混合動(dòng)力車輛的差速器的殼體直接連接。由此，減少部件的數(shù)量。
[0011]所述電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸與車輛的傳動(dòng)差速器的殼體通過(guò)花鍵直接連接。由此，減少部件的數(shù)量并易于加工。
[0012]所述內(nèi)部軸具有位于其中的聯(lián)接元件，所述聯(lián)接元件將斜齒輪和所述行星齒輪組的行星齒輪架連接或與其斷開(kāi)。由此，能夠連接來(lái)自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力流或?qū)⑵鋽嚅_(kāi)，以將車輛切換為兩輪驅(qū)動(dòng)模式或者四輪驅(qū)動(dòng)模式。
[0013]所述聯(lián)接元件是干式離合器、濕式離合器、卡爪離合器中的一種離合器。
[0014]所述聯(lián)接元件被外部致動(dòng)器控制，用于將來(lái)自電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)力與所述車輛的前軸連接或與其斷開(kāi)。
[0015]所述內(nèi)部軸能夠定位成與所述電動(dòng)力傳遞單元中的電動(dòng)機(jī)同軸或者與其偏置。
[0016]所述內(nèi)部軸在一端處與所述電動(dòng)力傳遞單元的斜齒輪動(dòng)力連接以將動(dòng)力傳遞至斜齒輪，且在另一端處具有適配器以將動(dòng)力直接傳遞至所述電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸。
[0017]下面是本發(fā)明的一些與以前不同的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式:
[0018]1.電驅(qū)動(dòng):從電動(dòng)力傳遞單元的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)軸。
[0019]2.能量回收:電動(dòng)力傳遞單元內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)能夠在制動(dòng)期間和下坡滑行期間進(jìn)行能量回收。
[0020]3.輔助驅(qū)動(dòng):電動(dòng)力傳遞單元內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)能夠向驅(qū)動(dòng)軸提供額外的動(dòng)力。
[0021]4.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩分配(負(fù)荷點(diǎn)移位):來(lái)自變速器輸出軸的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛，同時(shí)通過(guò)動(dòng)力傳遞單元(而不是通過(guò)路面)提供動(dòng)力到電動(dòng)機(jī)以進(jìn)行發(fā)電。
[0022]總之，本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元能夠?qū)崿F(xiàn)一種具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更具吸引力的動(dòng)力性能的并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功能。
【附圖說(shuō)明】
[0023]在下面，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中所有附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示相同的或相似的部件,并且其中:
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0025]圖2是示出具有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系結(jié)構(gòu)的框圖；
[0026]圖3是示出了機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下前驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率流的圖；
[0027]圖4是示出了機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率流的圖；
[0028]圖5是示出了純電動(dòng)模式下后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率流的圖；
[0029]圖6是示出了純電動(dòng)模式下全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率流的圖；
[0030]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元在能量回收時(shí)的功率流的圖；
[0031]圖8是示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的車輛在輔助起動(dòng)以及混合動(dòng)力行駛時(shí)的功率流的圖；并且
[0032]圖9是示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的車輛在進(jìn)行發(fā)電時(shí)的功率流的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的結(jié)構(gòu)的框圖。通過(guò)將電動(dòng)機(jī)集成在傳統(tǒng)的動(dòng)力傳遞單元PTU中來(lái)構(gòu)成該電動(dòng)力傳遞單元ePTU。如圖1所示，電動(dòng)力傳遞單元ePTU包括電動(dòng)機(jī)1、斜齒輪3以及內(nèi)部軸4，這些構(gòu)件都布置在電動(dòng)力傳遞單元的殼體20中。電動(dòng)機(jī)I與車輛的主動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)連接并且為車輛提供額外的動(dòng)力，并且斜齒輪3以及內(nèi)部軸4用于將動(dòng)力傳遞到車輛的驅(qū)動(dòng)軸，例如前軸和/或后軸。電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸通過(guò)聯(lián)接部直接與車輛的驅(qū)動(dòng)軸相連接，從而將動(dòng)力傳遞到車輛的驅(qū)動(dòng)軸。
[0034]電動(dòng)機(jī)I可以是任意類型的電動(dòng)機(jī)。在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)I是內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，且包括轉(zhuǎn)子1.1和位于轉(zhuǎn)子1.1外部的定子1.2。并且，電動(dòng)機(jī)I帶有作為減速器的齒輪組20
[0035]齒輪組2優(yōu)選是行星齒輪組，該行星齒輪組包括太陽(yáng)輪2.1、行星輪2.2、行星架2.3和齒圈2.4。電動(dòng)機(jī)I的輸出軸連接到行星齒輪組2的太陽(yáng)輪2.1，太陽(yáng)輪2.1經(jīng)由行星輪2.2將動(dòng)力傳遞到行星架2.3，行星架2.3與內(nèi)部軸4連接。因此，動(dòng)力能夠從電動(dòng)機(jī)I的輸出軸經(jīng)由行星齒輪組2傳遞到電動(dòng)力傳遞單元的內(nèi)部軸4且由此傳遞到斜齒輪3。
[0036]電動(dòng)力傳遞單元還具有機(jī)械控制元件,例如制動(dòng)元件6,該制動(dòng)元件6能夠鎖定或者釋放行星齒輪組2的齒圈2.4。制動(dòng)元件6位于電動(dòng)力傳遞單元的殼體20和行星齒輪組2的齒圈2.4之間。制動(dòng)元件6釋放齒圈2.4以避免與電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)子1.1相連接的太陽(yáng)輪2.1的旋轉(zhuǎn)。這將避免由于電動(dòng)機(jī)I中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件導(dǎo)致的拖拽轉(zhuǎn)矩?fù)p失。
[0037]內(nèi)部軸4與斜齒輪3動(dòng)力連接，優(yōu)選地通過(guò)設(shè)置在內(nèi)部軸4 一端處的斜齒輪與斜齒輪3連接，從而可以將動(dòng)力在內(nèi)部軸4和斜齒輪3之間傳遞。內(nèi)部軸4 一體地形成。
[0038]替代地，聯(lián)接元件5可以位于內(nèi)部軸4中，從而將內(nèi)部軸4分成多個(gè)部分。在內(nèi)部軸4的一個(gè)部分的一端處設(shè)置有斜齒輪以與斜齒輪3連接，而另一個(gè)部分與行星齒輪組2的行星架2.3抗扭連接。因此，聯(lián)接元件5將斜齒輪3和行星齒輪組2的行星架2.3相連接，由此能夠?qū)?lái)自電動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力流傳遞到斜齒輪3且將其斷開(kāi)，以切換車輛的兩輪驅(qū)動(dòng)模式或者四輪驅(qū)動(dòng)模式。聯(lián)接元件5能夠是但不限于干式離合器、濕式離合器、卡爪離合器坐寸ο
[0039]聯(lián)接元件5能夠被外部致動(dòng)器控制以進(jìn)行連接或者斷開(kāi)連接，用于將電動(dòng)力與車輛的前軸連接和斷開(kāi)。
[0040]內(nèi)部軸4在另一端處具有適配器22，以直接連接到電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸。內(nèi)部軸4能夠定位成與電動(dòng)力傳遞單元中的電動(dòng)機(jī)I同軸或者與其偏置。內(nèi)部軸4不僅能夠通過(guò)接合聯(lián)接元件5以將動(dòng)力提供至電動(dòng)力傳遞單元的斜齒輪3，而且能夠通過(guò)適配器將動(dòng)力直接提供至與車輛的驅(qū)動(dòng)軸相連的電動(dòng)力傳遞單元的輸出軸。
[0041]圖2是示出具有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)力傳遞單元的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，車輛包括電