本發(fā)明涉及一種多模式變速箱、混合動(dòng)力系統(tǒng)及車輛，屬于新能源車輛混合動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在商用車領(lǐng)域，混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，商用車的運(yùn)行工況復(fù)雜，根據(jù)載人/載貨情況整車重量差異較大，整車既要滿足高速行車的需要、又要滿足大坡度爬坡的需要。同時(shí)現(xiàn)有的混動(dòng)系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的兩擋或三擋amt（automated?mechanical?transmission，機(jī)械式自動(dòng)變速箱），在齒比的設(shè)計(jì)上，為了滿足日常高速行駛工況，往往難以兼顧大扭矩工況，導(dǎo)致難以滿足重載爬坡或者大坡度持續(xù)爬坡場(chǎng)景，在持續(xù)爬坡場(chǎng)景，電機(jī)容易過溫，因此現(xiàn)有混動(dòng)系統(tǒng)難以兼顧高車速、大爬坡度的工況，同時(shí)還存在amt換擋動(dòng)力中斷，amt的離合器坡起控制難、易燒蝕的問題。

2、申請(qǐng)公布號(hào)為cn117803693a的中國(guó)專利申請(qǐng)公布文本公開了一種工程機(jī)械用變速箱及控制方法。該方案中發(fā)動(dòng)機(jī)和m1電機(jī)輸入的動(dòng)力通過一個(gè)行星排耦合，行星排的輸出經(jīng)過多擋變速器傳遞到驅(qū)動(dòng)橋，m2電機(jī)從行星排輸出端和多擋變速器的輸入端之間輸入動(dòng)力，該方案使用行星排和多擋變速器搭配，實(shí)現(xiàn)了較多種速比，可以一定程度兼顧高速和大扭矩工況；同時(shí)應(yīng)用行星排省去了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端的離合器，解決了坡道起步時(shí)自動(dòng)離合器控制難、易燒毀的問題。

3、但是，上述方案的多種速比主要依靠多擋變速器擋位多、變速齒輪組多來實(shí)現(xiàn)，存在系統(tǒng)效率低、驅(qū)動(dòng)能量損耗大的問題；在制動(dòng)回收動(dòng)能時(shí)，輪端的動(dòng)能同樣要經(jīng)過變速器的齒輪組才能到達(dá)電機(jī)，導(dǎo)致動(dòng)能回收損耗也很大。

4、申請(qǐng)公布號(hào)為cn117584724a的中國(guó)專利申請(qǐng)公布文本公開了一種礦用自卸車混合動(dòng)力總成系統(tǒng)及其控制方法。該方案中發(fā)動(dòng)機(jī)和em1電機(jī)輸入的動(dòng)力同樣通過一個(gè)行星排耦合，行星排的輸出也經(jīng)過多擋變速器傳遞到驅(qū)動(dòng)橋，但該變速器中增加了行星排到驅(qū)動(dòng)橋速比為1的直接驅(qū)動(dòng)擋位，em2電機(jī)通過一個(gè)中間軸和一組變速齒輪直接輸入變速器，變速器中具有行星排的輸出到該中間軸的擋位以實(shí)現(xiàn)行星排的輸出經(jīng)多擋變速器傳遞到驅(qū)動(dòng)橋。該方案可以實(shí)現(xiàn)行星排直接到驅(qū)動(dòng)橋的速比為1的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)通過變速器耦合了em2電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)更多組合的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，面對(duì)當(dāng)前工況使發(fā)動(dòng)機(jī)和em2電機(jī)在各自高效區(qū)間實(shí)現(xiàn)更為高效的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

5、但是，該方案對(duì)行星排的控制，僅有鎖止與em1電機(jī)輸出軸相連的太陽輪，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致混合動(dòng)力模式有限，依然難以滿足對(duì)工況的細(xì)分，使更多工況都有對(duì)應(yīng)的、適合的驅(qū)動(dòng)模式；而且該方案在行星排下游動(dòng)力鏈到輪端不承受扭矩的狀態(tài)下難以實(shí)現(xiàn)停車發(fā)電模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多模式變速箱，用以解決現(xiàn)有變速箱提供的速比驅(qū)動(dòng)模式數(shù)量有限，不能滿足更多工況下高效驅(qū)動(dòng)需求的問題；還提供了一種混合動(dòng)力系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有混合動(dòng)力系統(tǒng)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式數(shù)量有限，不能滿足更多工況下高效驅(qū)動(dòng)需求的問題；還提供了一種車輛，用以解決現(xiàn)有混合動(dòng)力車輛不能滿足更多工況下高效驅(qū)動(dòng)需求的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

3、本發(fā)明的一種多模式變速箱的技術(shù)方案，包括用于與不同動(dòng)力源相連的第一輸入軸和第二輸入軸，所述第一輸入軸和第二輸入軸分別傳動(dòng)連接行星排的第一輸入端和第二輸入端，所述行星排的輸出端通過第一換擋機(jī)構(gòu)連接用于動(dòng)力輸入的輸出軸；所述第一換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排的輸出端連接第一中間軸、連接輸出軸或均不連接之間切換；第一中間軸還傳動(dòng)連接第二中間軸，第二中間軸與輸出軸之間還設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)變速比傳動(dòng)和/或斷開傳動(dòng)的第二換擋機(jī)構(gòu)；其特征在于，還包括第三換擋機(jī)構(gòu)，所述第三換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排第二輸入端鎖止、連接輸出端或不鎖止也不連接輸出端之間切換。

4、進(jìn)一步地，還包括用于連接不同動(dòng)力源的第三輸入軸，所述第三輸入軸傳動(dòng)連接第一中間軸。

5、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與輸出軸同軸設(shè)置，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間和/或第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置。

6、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間異軸布置，所述第二輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接行星排的第二輸入端。

7、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置，所述第三輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接第一中間軸。

8、進(jìn)一步地，行星排的第一輸入端為行星排的行星架，行星排的第二輸入端為行星排的太陽輪，行星排的輸出端為行星排的齒圈。

9、進(jìn)一步地，所述第二換擋機(jī)構(gòu)包括如下三個(gè)擋位：1）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的二擋變速齒輪組與輸出軸接合；2）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的一擋變速齒輪組與輸出軸接合；3）斷開第二中間軸和輸出軸之間的傳動(dòng)連接。

10、進(jìn)一步地，所述一擋變速齒輪組的齒比、二擋變速齒輪組的齒比和第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比均不相同。

11、進(jìn)一步地，所述二擋變速齒輪組的齒比小于一擋變速齒輪組的齒比，大于第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比。

12、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通過變速箱中的行星排進(jìn)行動(dòng)力耦合并在下游通過多擋變速器輸出的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在行星排輸入端增加一個(gè)第三換擋機(jī)構(gòu)，該換擋機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)行星排分別連接例如發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸直接相連，實(shí)現(xiàn)例如連接發(fā)動(dòng)機(jī)的第一輸入端到輸出軸速比為1的直接輸出驅(qū)動(dòng)后橋，實(shí)現(xiàn)一種高效率、低傳動(dòng)損耗的高速擋模式；同時(shí)第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排與第二輸入軸相連的輸入端鎖止的模式下，行星排具有一個(gè)新的非1的速比將第一輸入軸輸入的動(dòng)力輸出（速比的大小由行星排的3個(gè)輸入/輸出端的接法決定），在行星排具有速比為1的直接輸出和非1的速比兩種輸出方式下，配合下游多擋變速器中第二換擋機(jī)構(gòu)兩個(gè)或多個(gè)擋位，在多擋變速器擋位數(shù)量的基礎(chǔ)上將驅(qū)動(dòng)模式的數(shù)量增加了一倍，能夠更好的適配和滿足更多細(xì)分工況下高效驅(qū)動(dòng)的需求。

13、同時(shí)，在第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸斷開，即可在第一輸入軸連接發(fā)動(dòng)機(jī)、第二輸入軸連接電機(jī)的條件下，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以速比1通過行星排反拖與第二輸入軸相連的電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)在下游動(dòng)力鏈不承受扭矩的條件下的停車發(fā)電。

14、進(jìn)一步地，多擋變速器上設(shè)置有輸入動(dòng)力的第三輸入軸時(shí)，第三換擋機(jī)構(gòu)在空擋模式，即既不鎖止第二輸入軸、也不連接行星排的兩個(gè)輸入端的模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)不同輸入軸輸入動(dòng)力的混合驅(qū)動(dòng)。

15、本發(fā)明的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)方案，包括動(dòng)力源和多模式變速箱，所述多模式變速箱包括用于與不同動(dòng)力源相連的第一輸入軸和第二輸入軸，所述第一輸入軸和第二輸入軸分別傳動(dòng)連接行星排的第一輸入端和第二輸入端，所述行星排的輸出端通過第一換擋機(jī)構(gòu)連接用于動(dòng)力輸入的輸出軸；所述第一換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排的輸出端連接第一中間軸、連接輸出軸或均不連接之間切換；第一中間軸還傳動(dòng)連接第二中間軸，第二中間軸與輸出軸之間還設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)變速比傳動(dòng)和/或斷開傳動(dòng)的第二換擋機(jī)構(gòu)；其特征在于，還包括第三換擋機(jī)構(gòu)，所述第三換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排第二輸入端鎖止、連接輸出端或不鎖止也不連接輸出端之間切換。

16、進(jìn)一步地，還包括用于連接不同動(dòng)力源的第三輸入軸，所述第三輸入軸傳動(dòng)連接第一中間軸。

17、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與輸出軸同軸設(shè)置，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間和/或第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置。

18、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間異軸布置，所述第二輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接行星排的第二輸入端。

19、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置，所述第三輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接第一中間軸。

20、進(jìn)一步地，行星排的第一輸入端為行星排的行星架，行星排的第二輸入端為行星排的太陽輪，行星排的輸出端為行星排的齒圈。

21、進(jìn)一步地，所述第二換擋機(jī)構(gòu)包括如下三個(gè)擋位：1）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的二擋變速齒輪組與輸出軸接合；2）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的一擋變速齒輪組與輸出軸接合；3）斷開第二中間軸和輸出軸之間的傳動(dòng)連接。

22、進(jìn)一步地，所述一擋變速齒輪組的齒比、二擋變速齒輪組的齒比和第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比均不相同。

23、進(jìn)一步地，所述二擋變速齒輪組的齒比小于一擋變速齒輪組的齒比，大于第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比。

24、進(jìn)一步地，所述動(dòng)力源包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)和第二電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接所述第一輸入軸，第一電機(jī)傳動(dòng)連接所述第二輸入軸，第二電機(jī)傳動(dòng)連接所述第三輸入軸。

25、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的混合動(dòng)力系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通過變速箱中的行星排進(jìn)行動(dòng)力耦合并在下游通過多擋變速器輸出的混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在行星排輸入端增加一個(gè)第三換擋機(jī)構(gòu)，該換擋機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)行星排分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸直接相連，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)通過第一輸入端到輸出軸速比為1的直接輸出驅(qū)動(dòng)后橋，實(shí)現(xiàn)一種發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的高效率、低傳動(dòng)損耗的高速擋模式；同時(shí)第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排與電機(jī)相連的輸入端鎖止的模式下，行星排具有一個(gè)新的非1的速比將發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的動(dòng)力輸出，在行星排具有速比為1的直接輸出和非1的速比兩種輸出方式下（速比的大小由行星排的3個(gè)輸入/輸出端的接法決定），配合下游多擋變速器中第二換擋機(jī)構(gòu)兩個(gè)或多個(gè)擋位，在多擋變速器擋位數(shù)量的基礎(chǔ)上將驅(qū)動(dòng)模式的數(shù)量增加了一倍，能夠更好的適配和滿足更多細(xì)分工況下高效驅(qū)動(dòng)的需求。

26、同時(shí)，在第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸斷開，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以速比1通過行星排反拖與第二輸入軸相連的電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)在下游動(dòng)力鏈不承受扭矩的條件下的停車發(fā)電。

27、進(jìn)一步地，多擋變速器耦合有第二電機(jī)時(shí)，第三換擋機(jī)構(gòu)在空擋模式，即既不鎖止第二輸入軸、也不連接行星排的兩個(gè)輸入端的模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與耦合進(jìn)多擋變速器的電機(jī)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，其中，與行星排相連的電機(jī)可以接受反拖發(fā)電或輸出轉(zhuǎn)速將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整在高效區(qū)間。

28、本發(fā)明的一種車輛的技術(shù)方案，包括混合動(dòng)力系統(tǒng)，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力源和多模式變速箱，所述多模式變速箱包括用于與不同動(dòng)力源相連的第一輸入軸和第二輸入軸，所述第一輸入軸和第二輸入軸分別傳動(dòng)連接行星排的第一輸入端和第二輸入端，所述行星排的輸出端通過第一換擋機(jī)構(gòu)連接用于動(dòng)力輸入的輸出軸；所述第一換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排的輸出端連接第一中間軸、連接輸出軸或均不連接之間切換；第一中間軸還傳動(dòng)連接第二中間軸，第二中間軸與輸出軸之間還設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)變速比傳動(dòng)和/或斷開傳動(dòng)的第二換擋機(jī)構(gòu)；其特征在于，還包括第三換擋機(jī)構(gòu)，所述第三換擋機(jī)構(gòu)用于在行星排第二輸入端鎖止、連接輸出端或不鎖止也不連接輸出端之間切換。

29、進(jìn)一步地，還包括用于連接不同動(dòng)力源的第三輸入軸，所述第三輸入軸傳動(dòng)連接第一中間軸。

30、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與輸出軸同軸設(shè)置，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間和/或第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置。

31、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第二輸入軸之間異軸布置，所述第二輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接行星排的第二輸入端。

32、進(jìn)一步地，所述第一輸入軸與第三輸入軸之間異軸布置，所述第三輸入軸通過變速齒輪組傳動(dòng)連接第一中間軸。

33、進(jìn)一步地，行星排的第一輸入端為行星排的行星架，行星排的第二輸入端為行星排的太陽輪，行星排的輸出端為行星排的齒圈。

34、進(jìn)一步地，所述第二換擋機(jī)構(gòu)包括如下三個(gè)擋位：1）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的二擋變速齒輪組與輸出軸接合；2）將與第二中間軸傳動(dòng)連接的一擋變速齒輪組與輸出軸接合；3）斷開第二中間軸和輸出軸之間的傳動(dòng)連接。

35、進(jìn)一步地，所述一擋變速齒輪組的齒比、二擋變速齒輪組的齒比和第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比均不相同。

36、進(jìn)一步地，所述二擋變速齒輪組的齒比小于一擋變速齒輪組的齒比，大于第一中間軸與第二中間軸傳動(dòng)連接的齒比。

37、進(jìn)一步地，所述動(dòng)力源包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)和第二電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接所述第一輸入軸，第一電機(jī)傳動(dòng)連接所述第二輸入軸，第二電機(jī)傳動(dòng)連接所述第三輸入軸。

38、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通過變速箱中的行星排進(jìn)行動(dòng)力耦合并在下游通過多擋變速器輸出的混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在行星排輸入端增加一個(gè)第三換擋機(jī)構(gòu)，該換擋機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)行星排分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸直接相連，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)通過第一輸入端到輸出軸速比為1的直接輸出驅(qū)動(dòng)后橋，實(shí)現(xiàn)一種發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的高效率、低傳動(dòng)損耗的高速擋模式；同時(shí)第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排與電機(jī)相連的輸入端鎖止的模式下，行星排具有一個(gè)新的非1的速比將發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的動(dòng)力輸出，在行星排具有速比為1的直接輸出和非1的速比兩種輸出方式下（速比的大小由行星排的3個(gè)輸入/輸出端的接法決定），配合下游多擋變速器中第二換擋機(jī)構(gòu)兩個(gè)或多個(gè)擋位，在多擋變速器擋位數(shù)量的基礎(chǔ)上將驅(qū)動(dòng)模式的數(shù)量增加了一倍，能夠更好的適配和滿足更多細(xì)分工況下高效驅(qū)動(dòng)的需求。

39、同時(shí)，在第三換擋機(jī)構(gòu)將行星排兩個(gè)輸入端的連接，使行星排三個(gè)自由度變?yōu)橐粋€(gè)整體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，再配合第一換擋機(jī)構(gòu)將行星排的輸出端與輸出軸斷開，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以速比1通過行星排反拖與第二輸入軸相連的電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)在下游動(dòng)力鏈不承受扭矩的條件下的停車發(fā)電。

40、進(jìn)一步地，多擋變速器耦合有第二電機(jī)時(shí)，第三換擋機(jī)構(gòu)在空擋模式，即既不鎖止第二輸入軸、也不連接行星排的兩個(gè)輸入端的模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與耦合進(jìn)多擋變速器的電機(jī)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，其中，與行星排相連的電機(jī)可以接受反拖發(fā)電或輸出轉(zhuǎn)速將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整在高效區(qū)間。