CN111746261A - 一种汽车混合动力机电耦合机构及混合动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车混合动力机电耦合机构，P3混动模式传动件和P2混动模式传动件设置在切换接合齿套(4)两侧且套设在驱动电机(31)的空心轴(8)上，切换齿毂(5)套装在空心轴(8)上，切换接合齿套(4)套装在切换齿毂(5)上，所述输出轴延伸段(7)穿设在驱动电机(31)的空心轴(8)中且与P3混动模式传动件连接，P2混动模式从动齿(9)套装在P2混动模式从动轴(11)上且与P2混动模式传动件连接。具有结构简单、成本低廉、制造容易又节能高效的特点，可以减少排放同时还可以提高整车的动力性和燃油经济性,具有较大的市场应用空间，能够产生较大的经济效益和社会效益。

Description

一种汽车混合动力机电耦合机构及混合动力装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车混合动力机电耦合机构及混合动力装置。

背景技术

当前，国内汽车的保有量正在不断增加，随着汽车国六排放标准和国家三阶段汽车燃油消耗要求的全面实施，对汽车节能减排的要求越来越严，而传统内燃机技术已高度成熟，进一步节能的空间不大难度却大。因此，若要满足节能减排的要求，需要对汽车的动力系统进行改进。混合动力技术已被国内外汽车厂商证实相比于传统内燃机具有显著的节能减排效果。

混合动力汽车一般是指油电混合动力汽车Hybrid Electric Vehicle,HEV，即采用传统的内燃机柴油机或汽油机和电动机作为动力源。混合动力汽车的混动系统有多种，例如，在变速器和发动机之间设置电机(称为P2混动模式)，其优点是可以利用变速器的不同档位放大调节电机的扭矩输出，但是，其换挡过程中会产生动力中断。为了克服上述缺点，有的混动系统将电机设置在变速箱后面(称为P3混动模式)，其优点是电机能够始终驱动输出，但是其无法利用变速箱放大或调节扭矩。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种结构简单，成本低廉、制造容易同时高效节能的混合动力机电耦合结构，能够在保持现有变速器基本结构不变的前提下，将它们和带空心轴的驱动电机集成在一起，实现多种混动模式的切换。

具体技术方案如下：一种汽车混合动力机电耦合机构，包括驱动电机31和切换机构，切换机构与驱动电机31连接，切换机构包括P3混动模式传动件，切换接合齿套4、切换齿毂5、P2混动模式传动件，输出轴延伸段7、P2混动模式从动齿9和P2混动模式从动轴11，所述P3混动模式传动件和P2混动模式传动件设置在切换接合齿套4两侧且套设在驱动电机31的空心轴8上，切换齿毂5套装在空心轴8上，切换接合齿套4套装在切换齿毂5上，所述输出轴延伸段7穿设在驱动电机31的空心轴8中且与P3混动模式传动件连接，P2混动模式从动齿9套装在P2混动模式从动轴11上且与P2混动模式传动件连接。

作为优选方案，P2混动模式传动件包括P2混动模式接合齿6和P2混动模式主动齿10，P2混动模式接合齿6和P2混动模式主动齿10连接且套装在空心轴8上，P2混动模式主动齿10与P2混动模式从动齿9啮合。

作为优选方案，P3混动模式传动件包括P3混动模式接合齿3和连接齿套2，连接齿套2设置在P3混动模式接合齿3上。

作为优选方案，切换接合齿套4位于中间位置时，驱动电机解耦；切换接合齿套4与P2混动模式接合齿6接合时，驱动电机31的动力传递给P2混动模式从动轴11；切换接合齿套4与P3混动模式接合齿3接合时，驱动电机31的动力传递给输出轴延伸段7。

一种混合动力装置，包括变速器21，变速器与汽车混合动力机电耦合机构连接。

作为优选方案，变速器21包括输出轴前段1，输出轴前段1与输出轴延伸段7通过P3混动模式传动件连接。

作为优选方案，输出轴前段1和输出轴延伸段7同轴设置。

作为优选方案，变速器21包括中间轴41，中间轴41与P2混动模式从动轴11连接。

作为优选方案，所述变速器21为三轴式机械变速器。

作为优选方案，汽车为后驱汽车。

发明的技术效果：本发明公开了一种由三轴式机械变速器和驱动电机集成的、后驱汽车混合动力机电耦合结构，充分利用现在普遍应用的汽车成熟技术。具有结构简单、成本低廉、制造容易又节能高效的特点，特别适用于国内数量巨大的微面微卡以及轻卡中卡等后驱汽车。可以减少排放同时还可以提高整车的动力性和燃油经济性,具有较大的市场应用空间，能够产生较大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的实施例的一种汽车混合动力机电耦合机构的示意图。

图2是本发明的实施例的切换接合齿套位于中间位置时的示意图。

图3是本发明的实施例的P2混动模式时的示意图。

图4是本发明的实施例的P3混动模式时的示意图。

图中：1、输出轴前段；2、连接齿套；3、P3混动模式接合齿；4、切换接合齿套；5、切换齿毂；6、P2混动模式接合齿；7、输出轴延伸段；8、空心轴；9、P2混动模式从动齿；10、P2混动模式主动齿；11、P2混动模式从动轴；21、变速器；31、驱动电机；41、中间轴。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图1至图4所示，本实施例的一种汽车混合动力机电耦合机构包括驱动电机31和切换机构，切换机构与驱动电机31连接。切换机构包括P3混动模式传动件，切换接合齿套4、切换齿毂5、P2混动模式传动件，输出轴延伸段7、P2混动模式从动齿9和P2混动模式从动轴11，所述P3混动模式传动件和P2混动模式传动件设置在切换接合齿套4两侧且套设在驱动电机31的空心轴8上，切换齿毂5套装在空心轴8上，切换接合齿套4套装在切换齿毂5上，所述输出轴延伸段7穿设在驱动电机31的空心轴8中且与P3混动模式传动件连接，P2混动模式从动齿9套装在P2混动模式从动轴11上且与P2混动模式传动件连接。上述技术方案中，驱动电机31的动力通过空心轴8传递给切换齿毂5和切换接合齿套4，切换接合齿套4可移动的套设在切换齿毂5上，切换接合齿套4左右移动可分别与P3混动模式传动件和P2混动模式传动件啮合，从而使驱动电机31的动力能够分别传递给P3混动模式传动件和P2混动模式传动件，从而可选择的将动力传递给输出轴延伸段7和P2混动模式从动轴11，实现混动模式切换。当切换接合齿套4位于中间位置时，驱动电机31的动力不会通过切换接合齿套4输出。

本实施例中，P2混动模式传动件包括P2混动模式接合齿6和P2混动模式主动齿10，P2混动模式接合齿6和P2混动模式主动齿10连接且套装在空心轴8上，P2混动模式主动齿10与P2混动模式从动齿9啮合。上述技术方案中，P2混动模式接合齿6、和P2混动模式主动齿10加工连接在一起，构成一个部件，套装在驱动电机具有驱动电机空心轴8上，可以在其上空转。

本实施例中，P3混动模式传动件包括P3混动模式接合齿3和连接齿套2，连接齿套2设置在P3混动模式接合齿3上。上述技术方案中，P3混动模式接合齿3和连接齿套2加工制造成一体件。

本实施例中，切换接合齿套4位于中间位置时，驱动电机解耦，驱动电机的动力不会通过切换接合齿套4输出；切换接合齿套4与P2混动模式接合齿6接合时，驱动电机31的动力传递给P2混动模式从动轴11；切换接合齿套4与P3混动模式接合齿3接合时，驱动电机31的动力传递给输出轴延伸段7。

一种混合动力装置，包括变速器21，变速器21与汽车混合动力机电耦合机构连接，从而通过变速器21和耦合机构的连接，实现内燃机和电机动力的混合输出。

本实施例中，变速器21包括输出轴前段1，输出轴前段1与输出轴延伸段7通过P3混动模式传动件连接，从而内燃机的动力能够传递给输出轴延伸段7。本实施例中，变速器21为三轴式机械变速器，汽车为后驱汽车，包括微面微卡、MPV以及轻卡中卡等各种不同的后驱传动汽车。

本实施例中，输出轴前段1和输出轴延伸段7同轴设置。

本实施例中，变速器21包括中间轴41，中间轴41与P2混动模式从动轴11连接，从而使P2混动模式从动轴11的动力能够传递给中间轴41。

本实施例中，混合动力装置的不同模式切换是通过套装在切换齿毂5上的切换接合齿套4的不同位置来实现的，切换接合齿套4有如下三个位置：

1、当切换接合齿套4位于中间位置时，驱动电机解耦，这时由变速器输出轴前段1输出的发动机扭矩，通过连接齿套2传递给输出轴延伸段7，纯油模式、内燃机驱动车辆(参见图2)。

2、切换接合齿套4可以向驱动电机的方向移动，与P2混动模式接合齿6接合，这时由驱动电机空心轴8输出的扭矩，通过切换齿毂5、切换接合齿套4、传递给P2混动模式接合齿6，然后再通过P2模式主动齿10、P2模式从动齿9、P2混动模式从动轴11，传递给变速器中间轴，实现P2混动模式驱动车辆、还具有起动发动机、停车充电以及制动能量回收等功能(参见图3)。

3、切换接合齿套4可以向变速器的方向移动，与P3混动模式接合齿3接合，这时由驱动电机空心轴8输出的电机扭矩，通过切换齿毂5、切换接合齿套4、传递给P3混动模式接合齿3，然后再通过连接齿套2传递给输出轴延伸段7，实现P3混动模式驱动车辆，还可以制动能量回收，但不能起动发动机和停车充电(参见图4)。

本实施例中，混合动力装置具有P2互动模式，P3混动模式和空挡三个档位，切换接合齿套4在各种不同模式的切换可采用现有机械变速器的档位变换机构，可通过人力、电动、液压力、气压力等外力实现切换接合齿套4的移动。

目前，国内的微面微卡以及中卡轻卡的混合动力的应用一直困扰着业界，由于本发明具有结构简单、成本低廉、制造容易，同时节能潜力较大等特点。考虑到目前国内数以千万计的微面微卡、轻卡中卡，特别是考虑到越来越严的节能减排压力，因此，本发明不仅可以填补混合动力的技术空白，同时也具有较大的市场空间和应用前景，从而具有较大经济效益和社会效益，值得推广应用。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车混合动力机电耦合机构，其特征在于，包括驱动电机(31)和切换机构，切换机构与驱动电机(31)连接，切换机构包括P3混动模式传动件，切换接合齿套(4)、切换齿毂(5)、P2混动模式传动件，输出轴延伸段(7)、P2混动模式从动齿(9)和P2混动模式从动轴(11)，所述P3混动模式传动件和P2混动模式传动件设置在切换接合齿套(4)两侧且套设在驱动电机(31)的空心轴(8)上，切换齿毂(5)套装在空心轴(8)上，切换接合齿套(4)套装在切换齿毂(5)上，所述输出轴延伸段(7)穿设在驱动电机(31)的空心轴(8)中且与P3混动模式传动件连接，P2混动模式从动齿(9)套装在P2混动模式从动轴(11)上且与P2混动模式传动件连接。

2.根据权利要求1所述的汽车混合动力机电耦合机构，其特征在于，P2混动模式传动件包括P2混动模式接合齿(6)和P2混动模式主动齿(10)，P2混动模式接合齿(6)和P2混动模式主动齿(10)连接且套装在空心轴(8)上，P2混动模式主动齿(10)与P2混动模式从动齿(9)啮合。

3.根据权利要求2所述的汽车混合动力机电耦合机构，其特征在于，P3混动模式传动件包括P3混动模式接合齿(3)和连接齿套(2)，连接齿套(2)设置在P3混动模式接合齿(3)上。

4.根据权利要求3所述的汽车混合动力机电耦合机构，其特征在于，切换接合齿套(4)位于中间位置时，驱动电机解耦；切换接合齿套(4)与P2混动模式接合齿(6)接合时，驱动电机(31)的动力传递给P2混动模式从动轴(11)；切换接合齿套(4)与P3混动模式接合齿(3)接合时，驱动电机(31)的动力传递给输出轴延伸段(7)。

5.一种混合动力装置，包括变速器(21)，其特征在于，变速器与汽车混合动力机电耦合机构连接，所述汽车混合动力机电耦合机构为权利要求1至4中任一权利要求所述的汽车混合动力机电耦合机构。

6.根据权利要求5所述的混合动力装置，其特征在于，变速器(21)包括输出轴前段(1)，输出轴前段(1)与输出轴延伸段(7)通过P3混动模式传动件连接。

7.根据权利要求6所述的混合动力装置，其特征在于，输出轴前段(1)和输出轴延伸段(7)同轴设置。

8.根据权利要求6所述的混合动力装置，其特征在于，变速器(21)包括中间轴(41)，中间轴(41)与P2混动模式从动轴(11)连接。

9.根据权利要求6所述的混合动力装置，其特征在于，所述变速器(21)为三轴式机械变速器。

10.根据权利要求6所述的混合动力装置，其特征在于，汽车为后驱汽车。

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