汽車混合動力系統的製作方法

2023-06-03 11:02:16

專利名稱：汽車混合動力系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車變速器技術領域，尤其涉及一種汽車混合動力系統。
背景技術：
隨著世界能源緊張及人們環保意識的增強，安全、節能、環保成為汽車發展的主題，同時由於純電動汽車、燃料電池汽車關鍵技術的瓶頸制約，混合動力汽車成為合乎時宜的選擇，事實也證明這種選擇能夠取得較滿意的結果。電動汽車的研發涉及的關鍵技術甚多，有電池、高性能電機、動力合成與控制技術、發動機綜合控制等等。但所有這些研究對象都以一個良好的傳動系統為研究對象去實現，因此動力合成方法和結構方式的選擇直接關係到目標汽車的定位。目前國內很多並、混連式混合動力汽車傳動系統都只是在原型車上的改進設計，結構複雜，布置不緊湊，成本高，工作模式少，開發產品有一定的局限性。而且對於採用機械自動變速器的混合動力汽車，存在換擋動力中斷的問題，一定程度上影響了整車的性能。中國發明專利申請CN101434191A公開了一種混合動力系，其包括可操作的連接輸入構件的發動機。動力系包括具有第一、第二電動機/發電機的變速器、具有多個構件的差動齒輪組及可選擇性的結合的轉矩傳遞機構。輸入構件、輸出構件、發動機和電動機/發動機通過轉矩傳遞機構的不同組合方式的結合經差動齒輪組選擇性的互連。電子控制器控制電動機/發電機、發動機和轉矩傳遞機構在輸入構件間提供多種操作模式，包括純電力操作模式，在該模式中，發動機是關閉的，且一個電動機/發電機用作電動機在輸出構件處提供轉矩，另一個電動機/發電機在輸出構件處提供轉矩，另一個電動機/發電機保持基本不動，還包括另一種純電力操作模式，在這另一種模式中，兩個電動機/發電機都用作電動機在輸出構件處提供轉矩。採用如上結構，實現了混合動力的多種組合形式，減少了排放， 但其變速器擋位設置存在繁瑣性，如果在現有的六擋齒輪結構基礎上增設該結構，勢必增加變速器的尺寸，增大了車輛負載，影響了汽車行駛過程中的續航性能。

實用新型內容為解決現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種結構緊湊、重量較輕的汽車混合動力系統，在簡化變速箱體結構尺寸的同時，縮短了軸向尺寸。為實現上述目的，本實用新型的汽車混合動力系統，包括輸入軸、輸出軸、對應布設在輸入軸與輸出軸上的擋位齒輪、差速器、可操作的連接輸入軸的發動機、經控制器控制下可操作的連接輸入軸的第一和第二電動/發電機，所述的起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪。作為對本實用新型的限定，所述的輸入軸由輸入主軸及套裝在輸入主軸上的輸入空心軸組成，輸入主軸與輸入空心軸可相對轉動配合相連。作為本實用新型的其中一種形式，所述的三擋齒輪中的三擋主動齒輪設置在輸入主軸上。[0008]上述形式中，所述的輸入主軸上由左至右順次設有三擋主動齒輪，五擋主動齒輪； 輸入空心軸上由左至右依次設有四擋主動齒輪，六擋主動齒輪；所述的輸出軸上由左至右依次設有三擋從動齒輪，三、五擋同步器，五擋從動齒輪，四擋從動齒輪，四、六擋同步器，六擋從動齒輪及與差速器實現動力傳遞的常嚙合齒輪。作為本實用新型的另一種形式，所述的三擋齒輪中的三擋主動齒輪設置在輸入空心軸上。上述形式中，所述的輸入主軸上由左至右順次設有四擋主動齒輪，六擋主動齒輪； 輸入空心軸上由左至右順次設有三擋主動齒輪，五擋主動齒輪；所述的輸出軸上由左至右順次設有四擋從動齒輪，四、六擋同步器，六擋從動齒輪，三擋從動齒輪，三、五擋同步器，五擋從動齒輪及與差速器實現動力傳遞的常嚙合齒輪。採用上述技術方案，由於起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪，省略了一擋、二擋及倒擋齒輪組結構，通過電動/發電機驅動三擋齒輪實現車輛起步及倒擋，簡化了變速器整體結構，減輕了變速器整體質量，提高了整車的性能及續航能力。同時，基於兩個電動/發電機輔助控制，通過二者串聯、並聯或混聯的交替作用，達到了減少了排放的目的。
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型作更進一步詳細說明


圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例二的結構示意圖。圖中1、第一電動/發電機；2、曲軸；3、飛輪；4、第一離合器；5、第二電動/發電機；6、第二離合器；7、輸入空心軸；8、五擋主動齒輪；9、三擋主動齒輪；10、六擋主動齒輪； 11、四擋主動齒輪；12、輸入主軸；13、四、六擋同步器；14、四擋從動齒輪；15、輸出軸；16、 六擋從動齒輪；17、三擋從動齒輪；18、三、五擋同步器；19、五擋從動齒輪；20、常嚙合齒輪； 21、差速器。
具體實施方式
本實用新型的汽車混合動力系統，包括輸入軸、輸出軸15、對應布設在輸入軸與輸出軸15上的擋位齒輪、差速器21、可操作的連接輸入軸的發動機、經控制器控制下可操作的連接輸入軸的第一和第二電動/發電機1、5，其設計思想在於起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪，進而省略一擋、二擋及倒擋齒輪，簡化變速器結構。下面僅對該混合動力系統的擋位設置做具體的描述，涉及第一電動/發電機 1和第二電動/發電機5的連接關係上，在控制器的控制下，可採用的串聯、並聯、混聯或制動能量回收等模式，通過車輛起步等過程的敘述加以說明。實施例一由
圖1所示可知，本實施例的汽車混合動力系統，輸入軸由輸入主軸12及套裝在輸入主軸12上的輸入空心軸7組成，輸入主軸12與輸入空心軸7可相對轉動配合相連。三擋齒輪中的三擋主動齒輪9設置在輸入空心軸7上。輸入主軸12、輸出軸15通過軸承設置在變速器箱體內，第一電動/發電機1固定在發動機箱體內，其輸出端通過曲軸2、飛輪3及第一離合器4實現對擋位齒輪的控制輸入，第二電動/發電機5固定在發動機箱體內，其通過第二離合器6實現對擋位齒輪的控制輸入。輸入主軸12上由左至右順次設有四擋主動齒輪11，六擋主動齒輪10 ；輸入空心軸 7上由左至右順次設有三擋主動齒輪9，五擋主動齒輪8 ；輸出軸15上由左至右順次設有四擋從動齒輪14，四、六擋同步器13，六擋從動齒輪16，三擋從動齒輪17，三、五擋同步器18， 五擋從動齒輪19及與差速器21實現動力傳遞的常嚙合齒輪20。下面對各擋位操作情況簡單描述如下一、車輛起步和倒擋操作三、五擋同步器18與三擋從動齒輪17結合，第二離合器6結合，第二電動/發電機5驅動輸入空心軸7轉動，帶動三擋主動齒輪9及三擋從動齒輪17轉動，動力傳到輸出軸15，並通過常嚙合齒輪20傳到差速器21。通過第二電動/發電機5的反轉實現倒擋操作。二、無動力中斷換擋(以三擋升四擋為例)車輛在三擋行駛時，動力傳遞同車起步和倒擋，當車要升擋時，第一電動/發電機 1帶動發動機曲軸2轉動，當發動機曲軸2到一定轉速後發動機(圖中未標出)點火，此時四、 六擋同步器13與四擋從動齒輪14結合，第二離合器6緩慢打開，第一離合器4緩慢結合， 實現無動力中斷換擋，此時動力傳遞路線從發動機曲軸2到第一離合器4，通過四擋主動齒輪11傳到輸出軸15，最後到差速器21。其他升擋、降擋過程與此雷同，在此不在贅述。三、串聯模式(以三擋為例)第一離合器4打開，第二離合器6結合，發動機驅動第一電動/發電機1，第一電動/發電機1發電傳遞給第二電動/發電機5，第二電動/發電機5帶動第二離合器6轉動，動力流在通輸入空心軸7、三擋主動齒輪，最後傳遞到差速器21。四、並聯模式(以三、四擋為例)第一離合器4結合，第二離合器6結合，發動機驅動第一離合器4，動力通過輸入主軸12、四擋主動齒輪11，到達輸出軸15，同時第二電動/發電機5驅動離合器二 6，動力通過輸入空心軸7、三擋主動齒輪9，到達輸出軸15，最後動力傳遞到差速器21。五、混聯模式(以三、四擋為例) 第一離合器4結合，第二離合器6結合，發動機驅動第一離合器4和第一電動/發電機1，動力通過輸入主軸12、四擋主動齒輪11到達輸出軸15，第一電動/發電機1產生的電能傳遞給第二電動/發電機5驅動離合器二 6，動力通過輸入空心軸7、三擋主動齒輪9， 到達輸出軸15，最後動力傳遞到差速器21。六、制動能量回收(以三擋為例)第二離合器6結合，第一離合器4打開，動力從差速器總成21經過3擋主動齒輪 9傳到第二電動/發電機5進行發電。實施例二本實施例與實施例一基本相同，不同之處在於三擋齒輪中的三擋主動齒輪9設置在輸入主軸12上。輸入主軸12上由左至右順次設有三擋主動齒輪9，五擋主動齒輪8 ；輸入空心軸7上由左至右依次設有四擋主動齒輪11，六擋主動齒輪10 ；所述的輸出軸15上由左至右依次設有三擋從動齒輪17，三、五擋同步器18，五擋從動齒輪19，四擋從動齒輪14， 四、六擋同步器13，六擋從動齒輪16及與差速器21實現動力傳遞的常嚙合齒輪20。
權利要求1.一種汽車混合動力系統，包括輸入軸、輸出軸(15)、對應布設在輸入軸與輸出軸 (15)上的擋位齒輪、差速器(21)、可操作的連接輸入軸的發動機、經控制器控制下可操作的連接輸入軸的第一和第二電動/發電機(1、5)，其特徵在於所述的起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪。
2.根據權利要求1所述的汽車混合動力系統，其特徵在於所述的輸入軸由輸入主軸(12)及套裝在輸入主軸(12)上的輸入空心軸(7)組成，輸入主軸(12)與輸入空心軸(7)可相對轉動配合相連。
3.根據權利要求2所述的汽車混合動力系統，其特徵在於所述的三擋齒輪中的三擋主動齒輪(9)設置在輸入主軸(12)上。
4.根據權利要求3所述的汽車混合動力系統，其特徵在於所述的輸入主軸(12)上由左至右順次設有三擋主動齒輪(9)，五擋主動齒輪(8)；輸入空心軸(7)上由左至右依次設有四擋主動齒輪(11)，六擋主動齒輪(10)；所述的輸出軸(15)上由左至右依次設有三擋從動齒輪(17)，三、五擋同步器(18)，五擋從動齒輪(19)，四擋從動齒輪(14)，四、六擋同步器(13)，六擋從動齒輪(16)及與差速器(21)實現動力傳遞的常嚙合齒輪(20)。
5.根據權利要求2所述的汽車混合動力系統，其特徵在於所述的三擋齒輪中的三擋主動齒輪(9)設置在輸入空心軸(7)上。
6.根據權利要求5所述的汽車混合動力系統，其特徵在於所述的輸入主軸(12)上由左至右順次設有四擋主動齒輪(11)，六擋主動齒輪(10)；輸入空心軸(7)上由左至右順次設有三擋主動齒輪(9)，五擋主動齒輪(8)；所述的輸出軸(15)上由左至右順次設有四擋從動齒輪(14)，四、六擋同步器(13)，六擋從動齒輪(16)，三擋從動齒輪(17)，三、五擋同步器 (18)，五擋從動齒輪(19)及與差速器(21)實現動力傳遞的常嚙合齒輪(20)。
專利摘要本實用新型涉及汽車變速器技術領域，尤其涉及一種汽車混合動力系統。其包括輸入軸、輸出軸(15)、對應布設在輸入軸與輸出軸(15)上的擋位齒輪、差速器(21)、可操作的連接輸入軸的發動機、經控制器控制下可操作的連接輸入軸的第一和第二電動/發電機(1、5)，所述的起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪。採用上述技術方案，由於起步擋位齒輪及倒擋齒輪為通過電動/發電機的正反轉動控制下的三擋齒輪，省略了一擋、二擋及倒擋齒輪組結構，通過電動/發電機驅動三擋齒輪實現車輛起步及倒擋，簡化了變速器整體結構，減輕了變速器整體質量，提高了整車的性能及續航能力。
文檔編號B60K6/36GK202180738SQ20112022785
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者唐廣清, 徐海山, 桑永麗, 梁志海 申請人:長城汽車股份有限公司