用于車輛的動力傳動系統(tǒng)及具有其的車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于車輛的動力傳動系統(tǒng)及具有其的車輛。該動力傳動系統(tǒng)包括：單排單級行星齒輪機構，單排單級行星齒輪機構包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架和第一內齒圈；單排雙級行星齒輪機構，單排雙級行星齒輪機構包括第二太陽輪、第二內行星輪、第二外行星輪、第二行星架和第二內齒圈，第二內齒圈與第一內齒圈固定，第二太陽輪與第一太陽輪固定；發(fā)動機，發(fā)動機可接合第二行星架；第一電機，第一電機與第一太陽輪相連；第二電機，第二電機可接合第一行星架；制動裝置，制動裝置可制動第一和第二內齒圈。本發(fā)明的動力傳動系統(tǒng)設置有兩個電機，豐富了動力傳動系統(tǒng)的運行模式，使得動力傳動系統(tǒng)可適應不同駕駛要求，改善燃油經濟性。
【專利說明】用于車輛的動力傳動系統(tǒng)及具有其的車輛
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的動力傳動系統(tǒng)及具有該動力傳動系統(tǒng)的車輛。
【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)動力系統(tǒng)上加裝一個小功率電機可以構成混合動力傳動系統(tǒng),該電機可用于啟動發(fā)動機和充當發(fā)電機或者作為輔助驅動源。但是，由于只是在傳統(tǒng)動力系統(tǒng)上的改型，受到已有動力系統(tǒng)結構和整車機艙空間的限制，電機功率所占驅動功率的比例較低，只能小幅度的改善車輛的燃油經濟性，而且傳動模式少，實用性較差。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，該動力傳動系統(tǒng)設置有兩個電機，豐富了動力傳動系統(tǒng)的運行模式，使得動力傳動系統(tǒng)可適應不同駕駛要求,改善燃油經濟性。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種車輛，該車輛包括上述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，包括:單排單級行星齒輪機構，所述單排單級行星齒輪機構包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架和第一內齒圈；單排雙級行星齒輪機構，所述單排雙級行星齒輪機構包括第二太陽輪、第二內行星輪、第二外行星輪、第二行星架和第二內齒圈，其中所述第二內齒圈與所述第一內齒圈固定，所述第二太陽輪與所述第一太陽輪固定；發(fā)動機，所述發(fā)動機的輸出端設置成可選擇性地接合所述第二行星架；第一電機，所述第一電機的輸出端與所述第一太陽輪相連；第二電機，所述第二電機的輸出端設置成可選擇性地接合所述第一行星架；制動裝置，所述制動裝置設置成可選擇性地制動所述第一內齒圈和所述第二內齒圈；以及輸出部，所述輸出部設置成適于將所述發(fā)動機、所述第一電機和所述第二電機中的至少一個輸出的動力輸出給所述車輛的車輪。
[0007]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，通過設置第一電機和第二電機，從而彌補了發(fā)動機在低轉速下燃油經濟性不足的缺點，同時又具備普通燃油汽車動力性及續(xù)航里程要求。而且，特別是在并聯(lián)工作模式下，可以通過改變第一電機的轉速，使得輸出轉速連續(xù)變化，進而大大提高了駕駛舒適性。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的動力傳動系統(tǒng)具有多種運行模式，可以更好地滿足駕駛要求,大大改善車輛的燃油經濟性。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，還可以具有如下附加技術特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，動力傳動系統(tǒng)還包括:第一離合器，所述第一離合器設在所述發(fā)動機與所述第二行星架之間；以及第二離合器，所述第二離合器設在所述第二電機與所述第一行星架之間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一電機、所述第二電機、所述單排單級行星齒輪機構、所述單排雙級行星齒輪機構以及所述發(fā)動機同軸布置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一電機、所述第二電機、所述單排單級行星齒輪機構、所述單排雙級行星齒輪機構以及所述發(fā)動機在軸向上順次布置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一內齒圈與所述第二內齒圈成一體結構。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述制動裝置為制動器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述輸出部包括輸出齒輪，所述輸出齒輪與所述第二電機的轉子固定。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述輸出齒輪固定在所述第二電機的轉子的朝向所述
第二離合器的一側上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，動力傳動系統(tǒng)還包括:電池組件，所述電池組件分別與所述第一電機和所述第二電機相連。
[0018]根據(jù)本發(fā)明另一實施例的車輛，包括上述實施例中的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)的不意圖；
[0020]圖2-圖5是圖1中所示動力傳動系統(tǒng)處于不同模式時的動力傳動路線圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0024]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0025]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表
示第一特征水平高度小于第二特征。
[0026]下面參考圖1-圖5詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)100。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實施例的動力傳動系統(tǒng)100包括單排單級行星齒輪機構、單排雙級行星齒輪機構、發(fā)動機15、第一電機1、第二電機2、制動裝置和輸出部3。
[0028]單排單級行星齒輪機構包括第一太陽輪8、第一行星輪7、第一行星架5和第一內齒圈61。應當理解，單排單級行星齒輪機構已為現(xiàn)有技術，且已為本領域的普通技術人員所熟知。
[0029]具體而言，參照圖1所不，第一太陽輪8與第一內齒圈61同軸布置,第一太陽輪8可以位于第一內齒圈61的內側,第一行星輪7分別與第一太陽輪8和第一內齒圈61哨合，第一行星輪7設在第一行星架5上。
[0030]單排雙級行星齒輪機構包括第二太陽輪13、第二內行星輪12、第二外行星輪10、第二行星架11和第二內齒圈62。應當理解，單排雙級行星齒輪機構已為現(xiàn)有技術，且已為本領域的普通技術人員所熟知。
[0031]具體而言，參照圖1所示，第二太陽輪13與第二內齒圈62同軸布置，第二太陽輪13可以位于第二內齒圈62的內側，第二內行星輪12與第二太陽輪13嚙合，第二外行星輪10分別與第二內行星輪12和第二內齒圈62嚙合，第二內行星輪12和第二外行星輪10均設置在第二行星架11上。
[0032]其中,第二內齒圈62與第一內齒圈61固定,從而第二內齒圈62與第一內齒圈61可同步轉動。第二太陽輪13與第一太陽輪8固定，從而第二太陽輪13與第一太陽輪8可同步轉動。
[0033]參照圖1所示，發(fā)動機15的輸出端(例如，曲軸)設置成可選擇性地接合第二行星架11，以傳輸動力。換言之，發(fā)動機15與第二行星架11之間可接合或斷開。
[0034]發(fā)動機15的特點是液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機器內部燃燒而產生能量，然后再轉變成機械能。對于車輛而言，其發(fā)動機15 —般可采用四沖程的汽油機或柴油機，發(fā)動機15—般可以包括機體組、曲柄連桿機構、供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。
[0035]機體組是發(fā)動機15各機構、系統(tǒng)的裝配機體，曲柄連桿機構可將活塞的直線往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動并可輸出動力。配氣機構用于定時進氣、排氣，保證發(fā)動機15各循環(huán)的順利進行。供給系統(tǒng)可將油氣混合物供給氣缸內用于燃燒。冷卻系統(tǒng)用于冷卻發(fā)動機15，保證發(fā)動機15的工作溫度處在適宜的溫度區(qū)間內。潤滑系統(tǒng)用于潤滑發(fā)動機15內的各運動副，減少磨損和能量損耗。
[0036]應當理解的是，上述關于發(fā)動機15及其各個子系統(tǒng)、子機構的具體構造、工作原理等均已為現(xiàn)有技術，且為本領域普通技術人員所熟知，這里出于簡潔的目的，不再一一詳細贅述。
[0037]參照圖1所示，第一電機I的輸出端(例如，第一電機I的輸出軸或轉子)與第一太陽輪8相連，以傳輸動力。換言之,第一電機I的輸出端與第一太陽輪8進行配合傳動,例如第一電機I可以將動力輸出給第一太陽輪8,驅動第一太陽輪8旋轉,又如第一太陽輪8可以反過來驅動第一電機1，從而第一電機I可進行發(fā)電。
[0038]參照圖1所示，第二電機2的輸出端(例如，第二電機2的輸出軸或轉子)設置成可選擇性地接合第一行星架5,以傳輸動力。換言之,第二電機2的輸出端與第一行星架5之間可接合或斷開。其中，第一電機I和第二電機2均為電動發(fā)電機，即第一電機I和第二電機2均可以作為電動機，或者也可以作為發(fā)電機。
[0039]制動裝置(例如，制動器9)設置成可選擇性地制動第一內齒圈61和第二內齒圈62，換言之，制動裝置可以制動第一內齒圈61和第二內齒圈62，或者制動裝置也可以釋放第一內齒圈61和第二內齒圈62。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,制動裝置為制動器9,可以理解的是，制動器9作為換擋執(zhí)行元件已為現(xiàn)有技術且為本領域的普通技術人員所熟知，因此這里對于制動器9的具體構造和工作原理不作詳細說明。
[0040]參照圖1所不，輸出部3設置成適于將發(fā)動機15、第一電機I和第二電機2中的至少一個輸出的動力輸出給車輛的車輪，從而驅動車輛行駛?？蛇x地，輸出部3包括輸出齒輪，輸出齒輪可與第二電機2的轉子固定以隨第二電機2的轉子旋轉。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，動力傳動系統(tǒng)100還包括第一離合器14和第二離合器4，第一離合器14設在發(fā)動機15與第二行星架11之間，用于接合或斷開發(fā)動機15與第二行星架11。第二離合器4設在第二電機2與第一行星架5之間，用于接合或斷開第二電機2與第一行星架5。
[0042]下面參照圖1且結合圖2-圖5詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的動力傳動系統(tǒng)100的幾種典型工作模式。
[0043]根據(jù)本發(fā)明實施例的動力傳動系統(tǒng)100的典型工作模式可以包括純電動模式、串聯(lián)增程模式、雙電機并聯(lián)純電動模式、發(fā)動機與電機并聯(lián)模式以及制動能量回收模式。
[0044]需要說明的是，在圖2-圖5中，箭頭僅示意性地表示動力的傳動路線。第一離合器14、第二離合器4或制動器9處涂黑表示該換擋執(zhí)行元件處于工作狀態(tài)，例如離合器接合或制動器9制動。反之則表示該換擋執(zhí)行元件未工作，例如離合器斷開或制動器9斷開。
[0045]如圖2所示，動力傳動系統(tǒng)100處于純電動模式:第一離合器14、第二離合器4全部處于斷開狀態(tài)，制動器9不制動第一內齒圈61和第二內齒圈62,第二電機2通過輸出齒輪將動力輸出。在該模式下，第一電機I與發(fā)動機15可均處于停機狀態(tài)。
[0046]如圖3所示，動力傳動系統(tǒng)100處于串聯(lián)增程模式:第一離合器14處于接合狀態(tài)、第二離合器4處于斷開狀態(tài),制動器9制動第一內齒圈61和第二內齒圈62,發(fā)動機15輸出的動力依次通過第一離合器14、第二行星架11、第二太陽輪13、第一太陽輪8后輸出給第一電機1，從而驅動第一電機I轉動發(fā)電。此時第二電機2可直接通過輸出齒輪將動力輸出給車輪以驅動車輛，第二電機2的電能可以來源于第一電機I所發(fā)的電能。
[0047]如圖4所示，動力傳動系統(tǒng)100處于雙電機并聯(lián)純電動模式:第二離合器4處于接合狀態(tài)、制動器9制動第一內齒圈61和第二內齒圈62、第一離合器14處于斷開狀態(tài)，第一電機I輸出的動力依次經過第一太陽輪8、第一行星架5、第二離合器4后輸出至輸出齒輪。與此同時，第二電機2將動力直接輸出給輸出齒輪,兩股動力在輸出齒輪處I禹合后共同驅動車輛。該模式適用于車輛的電池組件電量充足且第二電機2的動力輸出不足以滿足駕駛所需動力要求時。[0048]如圖5所75,動力傳動系統(tǒng)100處于發(fā)動機與電機并聯(lián)模式:第一離合器14和第二離合器4全部處于接合狀態(tài),制動器9不制動第一內齒圈61和第二內齒圈62,第一電機I的部分動力和發(fā)動機15輸出的動力在單排雙級行星齒輪機構的行星輪系(第二內行星輪12以及第二外行星輪10)上耦合后通過第二內齒圈62輸出給單排單級行星齒輪機構。同時，第一電機I的另一部分動力輸出至第一太陽輪8，與上述耦合后的動力在單排單級行星齒輪機構的第一行星輪7處再次耦合，最終通過第二離合器4輸出至輸出齒輪。在該工作模式下，發(fā)動機15的轉速可保持不變，通過調節(jié)第一電機I的轉速就可以使輸出至輸出齒輪的輸出轉速連續(xù)變化，實現(xiàn)無級變速。
[0049]在動力傳動系統(tǒng)100處于制動能量回收模式時:第二電機2可在制動力矩下發(fā)電，回收制動能量，并將之轉化成電能儲存到車輛的電池組件中。該模式下，第二離合器4優(yōu)選為斷開狀態(tài)。
[0050]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)100，通過設置第一電機I和第二電機2，從而彌補了發(fā)動機15在低轉速下燃油經濟性不足的缺點，同時又具備普通燃油汽車動力性及續(xù)航里程要求。而且，特別是在并聯(lián)工作模式下，可以通過改變第一電機I的轉速，使得輸出轉速連續(xù)變化，進而大大提高了駕駛舒適性。
[0051]此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的動力傳動系統(tǒng)100具有多種運行模式，可以更好地滿足駕駛要求，大大改善車輛的燃油經濟性。
[0052]如圖1所示，第一電機1、第二電機2、單排單級行星齒輪機構、單排雙級行星齒輪機構和發(fā)動機15同軸布置。換言之，第一電機I的轉子的轉動軸線、第二電機2的轉子的轉動軸線、第一太陽輪8的轉動軸線、第二太陽輪13的轉動軸線以及發(fā)動機15的曲軸的轉動軸線重合。由此，使得動力傳動系統(tǒng)100的結構更加緊湊、合理，占用體積小，便于布置在車輛的發(fā)動機艙內。
[0053]進一步，如圖1-圖5所示，第一電機1、第二電機2、單排單級行星齒輪機構、單排雙級行星齒輪機構以及發(fā)動機15在軸向上順次布置。由此，第一電機I和第二電機2位于兩個行星齒輪機構的一側，發(fā)動機15位于行星齒輪機構的另一側，使得動力傳動系統(tǒng)100的結構更加緊湊、合理。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,第一內齒圈61與第二內齒圈62成一體結構。換言之，單排單級行星齒輪機構和單排雙級行星齒輪機構共用一個內齒圈。由此，可以簡化行星齒輪機構的構造，降低了成本，同時也在一定程度上降低了動力傳動系統(tǒng)100的軸向尺寸。例如，第一內齒圈61與第二內齒圈62可以一體加工成型，或者通過焊接固定。但是，本發(fā)明并不限于此在，在本發(fā)明的其它實施例中，第一內齒圈61和第二內齒圈62也可以通過中間連接部件如連桿相連。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，輸出齒輪固定在第二電機2的轉子的朝向第二離合器4的一側上，即輸出齒輪位于第二電機2與第二離合器4之間。輸出齒輪可以是主減速器主動齒輪，其與主減速器從動齒輪直接嚙合，但本發(fā)明并不限于此。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，動力傳動系統(tǒng)100還包括電池組件，電池組件分別與第一電機I和第二電機2相連。第一電機I和第二電機2所發(fā)電能可以存儲在電池組件中，電池組件也可反過來向第一電機I和/或第二電機2提供電能。
[0057]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例進一步提供了包括如上所述的動力傳動系統(tǒng)100的車輛。應當理解的是，根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛的其它構成例如行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等均已為現(xiàn)有技術且為本領域的普通技術人員所熟知，因此對習知結構的詳細說明此處進行省略。
[0058]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
[0059]盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，包括: 單排單級行星齒輪機構，所述單排單級行星齒輪機構包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架和第一內齒圈； 單排雙級行星齒輪機構，所述單排雙級行星齒輪機構包括第二太陽輪、第二內行星輪、第二外行星輪、第二行星架和第二內齒圈，其中所述第二內齒圈與所述第一內齒圈固定，所述第二太陽輪與所述第一太陽輪固定； 發(fā)動機，所述發(fā)動機的輸出端設置成可選擇性地接合所述第二行星架； 第一電機，所述第一電機的輸出端與所述第一太陽輪相連； 第二電機，所述第二電機的輸出端設置成可選擇性地接合所述第一行星架； 制動裝置，所述制動裝置設置成可選擇性地制動所述第一內齒圈和所述第二內齒圈；以及 輸出部，所述輸出部設置成適于將所述發(fā)動機、所述第一電機和所述第二電機中的至少一個輸出的動力輸出給所述車輛的車輪。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一離合器，所述第一離合器設在所述發(fā)動機與所述第二行星架之間；以及 第二離合器，所述第二離合器設在所述第二電機與所述第一行星架之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機、所述第二電機、所述單排單級行星齒輪機構、所述單排雙級行星齒輪機構以及所述發(fā)動機同軸布置。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機、所述第二電機、所述單排單級行星齒輪機構、所述單排雙級行星齒輪機構以及所述發(fā)動機在軸向上順次布置。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一內齒圈與所述第二內齒圈成一體結構。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述制動裝置為制動器。
7.根據(jù)權利要求2所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出部包括輸出齒輪，所述輸出齒輪與所述第二電機的轉子固定。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出齒輪固定在所述第二電機的轉子的朝向所述第二離合器的一側上。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 電池組件，所述電池組件分別與所述第一電機和所述第二電機相連。
10.一種車輛，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的用于車輛的動力傳動系統(tǒng)。
【文檔編號】B60K6/38GK103832264SQ201410071517
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權日:2014年2月27日
【發(fā)明者】陳鵬, 王超, 鄭立朋 申請人:長城汽車股份有限公司