一种紧凑型双电机多模式混合动力系统技术方案

本发明专利技术提供了一种紧凑型双电机多模式混合动力系统，属于汽车技术领域。它解决了如何在提高NVH性能的同时提高动力系统结构紧凑性的问题。本混合动力系统包括沿同一轴线布置的发动机、发电机、电动机、外输入轴和内输入轴，发电机的转子与外输入轴直接或间接传动相连；电动机的转子为空心结构且内输入轴位于该转子内部。内输入轴上连接有与内输入轴同轴布置的行星齿轮机构二，行星齿轮机构二通过离合器与外输入轴传动相连。通过以上设计，在提高NVH性能的同时还大大提高了动力系统结构的紧凑性，并且还具备良好的燃油经济性和加速动力性。

A Compact Dual-motor Multi-mode Hybrid Power System

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型双电机多模式混合动力系统
本专利技术属于汽车
，涉及一种紧凑型双电机多模式混合动力系统。
技术介绍
随着全球汽车保有量的不断增加以及能源和环境问题的日益严重，新能源汽车成为了发展的趋势，但纯电动汽车由于电池技术的限制，续航里程不足，所以混合动力汽车是过渡阶段的最好选择。混合动力汽车兼顾了传统汽车的动力性和续航里程以及纯电动汽车的低排放，按照动力系统结构布置的不同，现有的混合动力汽车的动力系统分为串联、并联、混联三种。其中，混联式混合动力系统能够兼顾串联、并联系统的优点，而备受亲睐。目前，混联式混合动力系统一般有两种主流设计，一种是以丰田的THS为代表的功率分流式混合动力系统；另一种是以本田的iMMD为首的增程式混合动力系统。其中丰田的THS系统采用单行星排结构，属于单模功率分流装置，由于动力源扭矩是作用在行星齿轮机构力矩杠杆的不同节点上，扭矩互相平衡，不能叠加，所以这种功率分流式混合动力汽车的动力加速性较差，在高速区的传动效率较低。而本田的iMMD系统，如中国专利文献CN103298637B公开的混合动力车辆的驱动装置中动力系统，其中的发动机可直接连到输出轴上，其输出扭矩与电动机的输出扭矩叠加在一起，极大地提高了车辆的动力加速性，且发动机发电效率高，在高速时发动机可直接驱动车辆，在高速区的传动效率也比较高。但是，在上述混合动力车辆的驱动装置中，由于发动机轴、电动机轴、输出轴和差速器轴一共有4根轴在不同位置，不但整体布置结构复杂、径向体积大，要保证这些轴芯位置精度的制造难度也比较大；并且，各轴受力变形加上制造误差会影响齿轮的传递精度，导致难以控制NVH性能；现有技术中，一般常规的手段是通过将发动机、发电机、电动机同轴布置，以此减少多轴位置制造误差引起的NVH性能差的问题；但是，现有动力系统采用上述布置方式后，往往导致整个使得整个系统的结构十分复杂，并且导致轴向布置空间过大，导致整个动力结构松散不紧凑。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种紧凑型双电机多模式混合动力系统,本专利技术解决的技术问题是如何在提高NVH性能的同时提高动力系统整体结构的紧凑性。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种紧凑型双电机多模式混合动力系统，包括沿同一轴线布置的发动机、发电机、电动机、外输入轴和内输入轴，所述发动机与外输入轴传动相连，所述电动机与内输入轴传动相连，所述发电机的转子与外输入轴直接或间接传动相连,所述电动机的转子为空心结构且内输入轴位于该转子内部。当发电机的转子与外输入轴间接传动相连时，所述发电机的转子为空心结构且该转子内部设有行星齿轮机构一，且所述外输入轴穿设在行星齿轮机构一内部，所述发电机与外输入轴之间通过上述行星齿轮机构一传动连接。区别于现有技术，本紧凑型双电机多模式混合动力系统通过将发动机、发电机、电动机、外输入轴和内输入轴设计为同轴布置的同时，对发动机、发电机、电动机相关的变速传动机构的布置结构做出了进一步的改进，以此弥补上述为提高NVH性能而采用同轴布置带来的动力系统结构整体在轴向上的布置空间变大的问题，从而在提高NVH性能的同时提高动力系统结构的紧凑性；当发电机的转子与外输入轴直接传动相连时，这样使得两者之间无需设计另外的传动结构，以此节省了传动结构所需的布置空间，从而有利于提高整体结构的紧凑性；当发电机的转子与外输入轴通过行星齿轮机构一间接传动相连时，其设计原理如下：本混合动力系统中的发电机和电动机的转子均设计为空心转子结构，那么在发电机布置所在的位置，通过将行星齿轮机构一布置在发电机转子的内部，然后使与发动机相连的外输入轴也穿设在行星齿轮机构内，这样使得发电机转子内部的轴向空间得到充分利用，从而大大节约了轴向布置空间，提高了动力系统结构的紧凑性；而在电动机布置所在的位置，通过将内输入轴布置设计在电动机转子内部，这样使得电动机转子内部的轴向空间也能够得到充分利用，以此配合上述发电机所在位置的布置设计，从而使得动力系统在轴向上的整体布置更加紧凑；因此，通过以上结构布置的设计，大大提高了动力系统整体结构的紧凑性。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述内输入轴上连接有与内输入轴同轴布置的行星齿轮机构二，所述行星齿轮机构二通过离合器与外输入轴传动相连，所述行星齿轮机构二上连有输出齿轮，该输出齿轮与混合动力系统的差速器传动连接。为提高传动效率，采用行星齿轮机构二能够给电动机的输出减速增扭；同时，通过将行星齿轮机构二与内输入轴同轴布置，这样使得在动力系统在径向上的结构也更加紧凑；并且，本动力系统仅采用一个离合器进行各动力模式控制转换，即当离合器处于离合状态时，此时车辆处于纯电动模式；当离合器处于结合状态时，车辆处于混动模式；这样设计有利于简化动力系统结构，进一步提高整体结构紧凑性。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述行星齿轮机构二设置在电动机转子的内部。通过以上设计，进一步节省了动力系统结构的轴向布置空间，从而进一步提高了结构紧凑性；同时，这样设计也能够避免了平行轴齿轮因位置误差带来的传递误差，也有利于NVH性能的提高。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述离合器设置在发电机转子的内部。通过以上设计，能够进一步节省了动力系统结构的轴向布置空间，从而进一步提高了结构紧凑性。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述行星齿轮机构一包括行星架一、太阳轮一和齿圈一，所述外输入轴与行星架一相连且穿设在太阳轮一内，所述齿圈一位于发电机的转子内部且与发电机转子相连，所述混合动力系统还包括壳体，所述太阳轮一固定在壳体上，所述离合器的外转鼓与行星架一相连。行星齿轮机构一通过以上各部件的布置连接，以此实现了发动机与发电机的传动连接，且保证结构的紧凑性；同时，上述行星齿轮机构一能够给发电机增速，将发电机转速提高到发动机转速150％以上，使发电机和发动机都在高效速度区工作，以提高车辆燃油经济性。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述行星齿轮机构二包括行星架二、太阳轮二和齿圈二；所述离合器的内转鼓与行星架二相连；所述输出齿轮也与行星架二相连；所述太阳轮二的轮轴一端穿设在内输入轴内且与内输入轴固连，另一端穿设在外输入轴内；所述混合动力系统还包括壳体，所述齿圈二固定在壳体上。行星齿轮机构二通过以上各部件的布置连接，以此实现了电动机分别与外输入轴和差速器的传动连接，且上述太阳轮二的轮轴的两端穿设设计，有利于节省轴向布置空间，提高结构紧凑性。作为另一种方案，在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述行星齿轮机构二包括行星架二、太阳轮二和齿圈二；所述混合动力系统还包括壳体，所述行星架二与壳体固定；所述太阳轮二的轮轴一端穿设在内输入轴内且与内输入轴固连，另一端穿设在外输入轴内；所述离合器的内转鼓与齿圈二相连；所述输出齿轮也与齿圈二相连。如果电动机功率较大，电动机驱动总减速比较小,要求输出齿轮的减速比较小，通过以上设计有利于输出齿轮的布置设计。在上述的紧凑型双电机多模式混合动力系统中，所述输出齿轮通过链条与混合动力系统的差速器传动连接。通过以上采用链条传动，能够省去一根输出轴，从而简化了整体结构，有利于提高NVH性能和结构紧凑性。在上述的紧凑型双电机多模式混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型双电机多模式混合动力系统，包括沿同一轴线布置的发动机(1)、发电机(2)、电动机(3)、外输入轴(4)和内输入轴(5)，所述发动机(1)与外输入轴(4)传动相连，所述电动机(3)与内输入轴(5)传动相连，其特征在于，所述发电机(2)的转子与外输入轴(4)直接或间接传动相连,所述电动机(3)的转子为空心结构且内输入轴(5)位于该转子内部。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型双电机多模式混合动力系统，包括沿同一轴线布置的发动机(1)、发电机(2)、电动机(3)、外输入轴(4)和内输入轴(5)，所述发动机(1)与外输入轴(4)传动相连，所述电动机(3)与内输入轴(5)传动相连，其特征在于，所述发电机(2)的转子与外输入轴(4)直接或间接传动相连,所述电动机(3)的转子为空心结构且内输入轴(5)位于该转子内部。2.根据权利要求1所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，其特征在于，当发电机(2)的转子与外输入轴(4)间接传动相连时，所述发电机(2)的转子为空心结构且该转子内部设有行星齿轮机构一(6)，且所述外输入轴(4)穿设在行星齿轮机构一(6)内部，所述发电机(2)与外输入轴(4)之间通过上述行星齿轮机构一(6)传动连接。3.根据权利要求2所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，其特征在于，所述内输入轴(5)上连接有与内输入轴(5)同轴布置的行星齿轮机构二(7)，所述行星齿轮机构二(7)通过离合器(8)与外输入轴(4)传动相连，所述行星齿轮机构二(7)上连有输出齿轮(74)，该输出齿轮(74)与混合动力系统的差速器(9)传动连接。4.根据权利要求2所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，其特征在于，所述行星齿轮机构二(7)设置在电动机(3)转子的内部。5.根据权利要求2所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，其特征在于，所述离合器(8)设置在发电机(2)转子的内部。6.根据权利要求3或4或5所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，其特征在于，所述行星齿轮机构一(6)包括行星架一(61)、太阳轮一(62)和齿圈一(63)，所述外输入轴(4)与行星架一(61)相连且穿设在太阳轮一(62)内，所述齿圈一(63)位于发电机(2)的转子内部且与发电机(2)转子相连，所述混合动力系统还包括壳体(a)，所述太阳轮一(62)固定在壳体(a)上，所述离合器(8)的外转鼓(81)与行星架一(61)相连。7.根据权利要求3或4或5所述的紧凑型双电机多模式混合动力系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志凌，泰坚达，付军，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，宁波上中下自动变速器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33