混合动力模块和车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种混合动力模块和车辆，混合动力模块包括混合动力变速器、第一电机和第二电机，其中，混合动力变速器包括与内燃机连接的输入轴、第一行星齿轮机构、离合装置和输出轴，其中，输入轴与行星架抗扭连接，第一电机的第一电机轴与太阳轮抗扭连接，齿圈能够将动力传递到输出轴上，并且第二电机能够通过第二电机轴将动力输出到输出轴上，其中，离合装置的第一端和第二端分别与行星架和齿圈抗扭连接，其中，第一行星齿轮机构、第一电机和第二电机被同轴线地布置，第一电机和第二电机均位于第一行星齿轮机构的、远离内燃机的一侧，其中，第二电机轴是空心轴，第一电机轴同轴线地穿过第二电机轴。本发明专利技术涉及的车辆具有上述混合动力模块。

【技术实现步骤摘要】
混合动力模块和车辆
本专利技术涉及一种混合动力模块。本专利技术还涉及一种包括上述混合动力模块的车辆。
技术介绍
在一种当前的插电式混合动力模块中，设置两个电机与混合动力变速器连接，并且内燃机通过液压式离合器与混合动力变速器连接，由此，该混合动力模块能够实现多种工作模式。但是，牵引电机和内燃机均只能提供单一的挡位，不足以优化电机或内燃机的工作点。液压式离合器根据内燃机的情况接合或断开。例如在公路行驶中，内燃机效率较高、车速较高，此时液压式离合器接合，内燃机输出扭矩，而牵引电机仅作为发电机运行，不能输出扭矩；而在城市行驶中，内燃机效率非常低，车速也较低，液压式离合器断开，仅靠牵引电机输出扭矩。因此，混合驱动系统的低速性能，尤其是爬坡性能并不理想。此外，由于牵引电机的牵引扭矩有限，所以通常需要额外的后轮驱动装置，因此混合动力驱动系统成本非常高。另外，现有的布置有两个电机的混合动力模块具有较大的尺寸，这对于在混合动力车辆中的灵活布置非常不利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于车辆的混合动力模块，使得车辆，特别是混合动力车辆在各种行驶状况中均能够兼顾动力性能和燃油经济性，同时，混合动力模块还具有减小的尺寸。上述技术问题通过一种用于车辆的混合动力模块解决，该混合动力模块包括混合动力变速器、第一电机和第二电机，其中，所述混合动力变速器包括与车辆的内燃机连接的输入轴、第一行星齿轮机构、离合装置和输出轴，其中，第一行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，其中，输入轴与行星架抗扭连接，第一电机的第一电机轴与太阳轮抗扭连接，齿圈能够将动力传递到输出轴上，并且第二电机能够通过第二电机轴将动力输出到输出轴上，其中，离合装置具有能够相互接合和断开的第一端和第二端，第一端和第二端分别与所述行星架和所述齿圈抗扭连接。若接合离合装置，则实现行星架和齿圈之间的连接，使得行星架和齿圈以相同的转速转动，根据行星齿轮机构的特性，还进一步使得太阳轮、行星架和齿圈以相同的转速转动；若断开离合装置，混合动力变速器的行星齿轮机构则根据其自身的工作原理运行。因此，能够实现更多的挡位，满足各行驶状况的需求。根据本专利技术，第一行星齿轮机构、第一电机和第二电机被同轴线地布置，其中，第一电机和第二电机均位于第一行星齿轮机构的、远离内燃机的一侧，其中，第二电机轴是空心轴，第一电机轴同轴地穿过第二电机轴。在一个优选实施方式中，混合动力变速器还包括一对啮合的直齿轮，即第一齿轮和第二齿轮，其中，第一齿轮与第一行星齿轮机构的齿圈一体式设计，第二齿轮与输出轴抗扭连接从而能够在减小混合动力模块的径向尺寸的同时简化装配过程。在另外的优选实施方式中，第一电机是集成式起动发电机，第二电机是牵引电机。在本专利技术中，集成式起动发电机主要用于发电、调速以及起动内燃机，而牵引电机主要用于牵引驱动车辆。在另外的优选实施方式中，所述混合动力变速器还包括第二行星齿轮机构，其中，第二行星齿轮机构与第一行星齿轮机构同轴线地布置，第二电机的第二电机轴与第二行星齿轮机构的太阳轮抗扭连接，第二行星齿轮机构的行星轮被固定在混合动力变速器的壳体上，并且所述第一行星齿轮机构的齿圈与所述第二行星齿轮机构的齿圈抗扭连接。因此，实现第二电机和所述第一行星机构的齿圈之间的一级传动。另外，也能将第二行星齿轮机构的行星架固定在混合动力变速器的壳体上，使得该行星架的转速始终为零，从而实现一级传动。有利地，第一行星齿轮机构的齿圈与第二行星齿轮机构的齿圈被设计为一体式。由此，也能通过齿轮对在第二行星齿轮机构与混合动力变速器的输出轴之间传递动力。同时，一体式的设计还能简化制造，特别是减少装配步骤。备选地，混合动力变速器还包括第三齿轮和第四齿轮，其中，第三齿轮被设计为具有内齿部的齿环并且第四齿轮与第三齿轮的内齿部啮合，其中，第三齿轮与第一行星机构的齿圈抗扭连接，第四齿轮与第二电机轴抗扭连接。从而能将第二电机的扭矩传递到输出轴上。同时，也能够一体式地设计第三齿轮和第一行星机构的齿圈，从而简化装配。另外备选地，混合动力变速器还包括一对啮合的直齿轮，即第五齿轮和第六齿轮，其中，第五齿轮与第二电机的第二电机轴抗扭连接，第六齿轮与输出轴抗扭连接。从而能将简单方便地第二电机的扭矩传递到输出轴上，并且能够通过合理地设置齿轮参数，得到所需的传动比，改善车辆电驱动的性能。在另外的优选实施方式中，离合装置是牙嵌离合器或同步器。由此能够快速、可靠且节省成本地实现行星架和齿圈之间断开和接合。在另外的优选实施方式中，离合装置还具有与混合动力变速器的壳体抗扭连接的第三端，第一端和第三端能够相互接合和断开，其中，第一端能够择一地与第二端或第三端接合。第一端也能够与第二端和第三端断开连接。若接合离合装置的第三端和第一端，即将第一行星机构的行星架和混动动力变速器的壳体连接，则使得行星架无法转动，由此将连接到内燃机的输入轴锁住，在车辆电驱动模式下，有利于电驱动力的输出。根据本专利技术，上述技术问题还通过一种车辆，特别是混合动力车辆解决，该车辆包括具有上述特征的混合动力模块。由此，根据本专利技术，能够根据内燃机、第一电机、第二电机和离合装置的不同状态提供以下功能：·通过牵引电机的纯电动驱动·在车辆停止状态下的内燃机起动·在车辆行驶过程中的内燃机启动·具有ECVT模式的混合驱动·通过内燃机直接驱动的混合驱动·纯内燃机驱动·回收充电·标准充电特别是在具有ECVT模式的混合驱动模式中，能够优化混合动力驱动系统的效率，特别能优化内燃机的工作点，因此混合动力车辆具有良好的燃油经济性，在根据本专利技术的车辆起步和低速行驶中，其动力性能和驱动系统的效率均有提升。在高速行驶时，能够采用内燃机直接驱动的模式，因此无需损失额外的功率来调整内燃机的工作点，因此，混合动力车辆的系统效率和燃油经济性得到优化。附图说明下面通过附图来示意性地阐述本专利技术。附图为：图1是根据本专利技术的第一优选实施方式的混合动力模块的示意图，图2是第一优选实施方式的纯电动驱动模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图3是第一优选实施方式的第一内燃机起动模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图4是第一优选实施方式的第二内燃机起动模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图5是第一优选实施方式的第一混合动力模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图6是第一优选实施方式的第二混合动力模式的动力传递示意图，图7是第一优选实施方式的第三混合动力模式的动力传递示意图，图8是第一优选实施方式的纯内燃机驱动模式的动力传递示意图，图9是第一优选实施方式的回收充电模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图10是第一优选实施方式的标准充电模式的动力传递示意图和行星齿轮机构的等效杠杆图，图11是根据第一优选实施方式的第一变形方案，图12是根据第一优选实施方式的第二变形方案，图13是根据第一优选实施方式的第三变形方案，图14是根据第一优选实施方式的第四变形方案，图15是根据本专利技术的第二优选实施方式的混合动力模块的示意图，以及图16是根据本专利技术的第三优选实施方式的混合动力模块的示意图。在附图中，相同的或功能相同的部件使用相同的附图标记。在行星齿轮机构的等效杠杆图中，noutput是齿圈的转速，nISG是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的混合动力模块，所述混合动力模块包括混合动力变速器、第一电机(4)和第二电机(11)，其中，所述混合动力变速器包括与所述车辆的内燃机(1)连接的输入轴(3)、第一行星齿轮机构、离合装置(6)和输出轴(14)，其中，所述第一行星齿轮机构包括太阳轮(7)、行星架(9)和齿圈(8)，其中，所述输入轴(3)与所述行星架(9)抗扭连接，所述第一电机(4)的第一电机轴(5)与所述太阳轮(7)抗扭连接，所述齿圈(8)能够将动力传递到所述输出轴(14)上，并且所述第二电机(11)能够通过第二电机轴(10)将动力输出到所述输出轴(14)上，其中，所述离合装置(6)具有能够相互接合和断开的第一端和第二端，所述第一端和第二端分别与所述行星架(9)和所述齿圈(8)抗扭连接，其特征在于，所述第一行星齿轮机构、所述第一电机(4)和所述第二电机(11)被同轴线地布置，其中，所述第一电机(4)和所述第二电机(11)均位于所述第一行星齿轮机构的、远离所述内燃机(1)的一侧，其中，所述第二电机轴(10)是空心轴，所述第一电机轴(5)同轴线地穿过所述第二电机轴(10)。

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的混合动力模块，所述混合动力模块包括混合动力变速器、第一电机(4)和第二电机(11)，其中，所述混合动力变速器包括与所述车辆的内燃机(1)连接的输入轴(3)、第一行星齿轮机构、离合装置(6)和输出轴(14)，其中，所述第一行星齿轮机构包括太阳轮(7)、行星架(9)和齿圈(8)，其中，所述输入轴(3)与所述行星架(9)抗扭连接，所述第一电机(4)的第一电机轴(5)与所述太阳轮(7)抗扭连接，所述齿圈(8)能够将动力传递到所述输出轴(14)上，并且所述第二电机(11)能够通过第二电机轴(10)将动力输出到所述输出轴(14)上，其中，所述离合装置(6)具有能够相互接合和断开的第一端和第二端，所述第一端和第二端分别与所述行星架(9)和所述齿圈(8)抗扭连接，其特征在于，所述第一行星齿轮机构、所述第一电机(4)和所述第二电机(11)被同轴线地布置，其中，所述第一电机(4)和所述第二电机(11)均位于所述第一行星齿轮机构的、远离所述内燃机(1)的一侧，其中，所述第二电机轴(10)是空心轴，所述第一电机轴(5)同轴线地穿过所述第二电机轴(10)。2.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述混合动力变速器还包括一对啮合的直齿轮，即第一齿轮(13)和第二齿轮(12)，其中，所述第一齿轮(13)与所述齿圈(8)一体式设计，所述第二齿轮(12)与所述输出轴(14)抗扭连接。3.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述第一电机(4)是集成式起动发电机，所述第二电机(11)是牵引电机。4.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述混合动力变速器还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李至浩，陈振辉，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE