混合动力模块和混合动力车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种混合动力模块和混合动力车辆。所述混合动力模块包括：与内燃机连接的输入轴；向驱动桥传递扭矩的输出轴；第一电机及其第一旋转轴；第二电机及其第二旋转轴；第一齿轮副和第二齿轮副；以及第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置。在此，第一齿轮副包括齿圈和抗旋转地设置在第一旋转轴上的第一齿轮，第二齿轮副包括套设在第一旋转轴上的第二齿轮和抗旋转地设置在输出轴上的第三齿轮，第一扭矩传递装置可以选择性地将齿圈与输入轴抗旋转连接；第二扭矩传递装置可以选择性地将第二齿轮与第一旋转轴抗旋转连接；第二旋转轴与输出轴直接连接或借助另外的齿轮副连接。所述混合动力车辆包括上述混合动力模块。

【技术实现步骤摘要】
混合动力模块和混合动力车辆
本专利技术涉车辆
本专利技术尤其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混合动力车辆。
技术介绍
在当前的混合动力车辆中，可以通过设置有两个电机、即牵引电机和集成式起动发电机的混合动力模块配合内燃机实现混合动力车辆的多种工作模式。在这种情况下，混合动力车辆的内燃机通过分离离合器连接到混合动力模块中。分离离合器在此根据内燃机的情况接合或断开。例如在公路行驶中，因车速较高，内燃机效率较高，此时接合分离离合器，由内燃机的动力驱动车辆，而牵引电机仅作为发电机运行；而在城市行驶中，因车速较低，内燃机效率非常低，此时断开分离离合器，仅靠牵引电机输出扭矩。然而在一些方案中，集成式起动发电机仅在起动内燃机时用作电动机，在其它工作模式中仅可用作发电机，无法输出扭矩支持车辆行驶。同时，牵引电机和内燃机均只配备单一的挡位，因此不足以优化牵引电机或内燃机的工作点。这类混合动力车辆无法实现理想的低速性能、尤其爬坡性能，也由于牵引电机的输出扭矩有限，因此通常需要附加的后轮驱动，因此系统总成本很高。在另一些方案中，在混合动力变速器中常设置有行星齿轮机构。例如在中国专利申请文件CN1336879A中公开了一种用于混合动力车辆的混合动力变速器，其中，在该混合动力变速器中设置有行星齿轮机构，并且内燃机和两个电机通过该混合动力变速器驱动车辆。这类混合动力车辆具有很好的城市行驶经济性，但不适用于高速公路行驶，其原因在于无法直接借助内燃机驱动车辆行驶，电机总是工作在发电模式或牵引模式以调整内燃机工作点，并且这类混合动力车辆在ECVT模式下的动态性能也不理想。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述技术问题，提供一种用于车辆、尤其混合动力车辆的混合动力模块，其实现混合动力车辆的多种工作模式，并且使得内燃机和电机能够在高效范围内工作。该技术问题通过一种用于混合动力车辆的混合动力模块解决，该混合动力模块包括：用于与混合动力车辆的内燃机连接的输入轴；用于向混合动力车辆的驱动桥传递扭矩的输出轴；第一电机以及与其连接的第一旋转轴；第二电机以及与其连接的第二旋转轴；第一齿轮副和第二齿轮副；以及第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置。在此，第一齿轮副包括相互啮合的齿圈和第一齿轮，第二齿轮副包括相互啮合的第二齿轮和第三齿轮，其中，第一齿轮抗旋转地设置在第一旋转轴上，第二齿轮套设在第一旋转轴上，第三齿轮抗旋转地设置在输出轴上，第一扭矩传递装置可以选择性地将齿圈与输入轴抗旋转地连接；第二扭矩传递装置可以选择性地将第二齿轮与第一旋转轴抗旋转地连接；第二旋转轴与输出轴直接连接或借助另外的齿轮副连接。在此，术语“输入”和“输出”参考在内燃机以及两个电机在直接驱动车辆的情况下在混合动力模块中的扭矩传递方向。“输入”和“输出”的命名在本说明书的范围内不限定在混合动力模块的其他工作模式中的扭矩传递方向。优选地，第一电机尤其可以构造为集成式起动发电机。第一旋转轴可以是第一电机的输出轴，也可以是与第一电机的输出轴相互抗旋转连接的轴件。优选地，第二电机尤其可以构造为牵引电机。第二旋转轴可以是第二电机的输出轴，也可以是与第二电机的输出轴相互抗旋转连接的轴件。根据一种优选的实施方式，第一旋转轴和第二旋转轴平行布置。在这种情况下，第一电机和第二电机平行地或者说沿径向偏离地布置。由此可以减少混合动力模块的轴向尺寸。根据一种有利的实施方式，第一扭矩传递装置构造为离合器。第一扭矩传递装置尤其构造为摩擦离合器。第一扭矩传递装置在此可以用作分离离合器，混合动力车辆的内燃机在第一扭矩传递装置的接合时连接到混合动力模块中，并且在第一扭矩传递装置断开时相对混合动力模块分离。根据一种有利的实施方式，第二扭矩传递装置构造为同步器。备选地，第二扭矩传递装置构造为牙嵌离合器。当第二扭矩传递装置接合时，第一电机的输出扭矩和/或从内燃机经第一齿轮副传递至第一旋转轴的扭矩可以经由第二齿轮副传递至输出轴。尤其在第二扭矩传递装置构造为同步器的实施方式中，还可以在混合动力模块中配备第三齿轮副，第三齿轮副包括相互啮合的第四齿轮和第五齿轮，其中，第四齿轮套设在第一旋转轴上，第五齿轮抗旋转地设置在输出轴上，在此同步器可以选择性地将第二齿轮或第四齿轮与第一旋转轴抗旋转连接。由此可以根据同步器的位置状态，通过第二齿轮副或第三齿轮副将第一电机的输出扭矩和/或从内燃机经第一齿轮副传递至第一旋转轴的扭矩传递至输出轴，或者断开第一旋转轴和输出轴之间的扭矩传递。在此，沿第一旋转轴的轴向在朝向第一电机的方向上依次布置第一齿轮副、第二齿轮副和第三齿轮副。从而可以尽可能地减少混合动力模块的轴向尺寸。根据一种有利的实施方式，第二旋转轴抗旋转地设置有第六齿轮，第六齿轮与第三齿轮啮合。换言之，在混合动力模块中还配备另外的齿轮副，第二旋转轴通过该齿轮副与输出轴连接。由此，第二电机、尤其牵引电机的输出扭矩可以通过一级变速传递至输出轴。根据一种有利的实施方式，输出轴抗旋转地设置有输出齿轮。在输出齿轮优选地与混合动力车辆的差速器的从动齿轮啮合，由此构造车辆传动系中的主减速器。在这种情况下，输出齿轮沿轴向布置在相对第三齿轮远离第一电机的一侧。在此，第一电机和第二电机优选布置在相对混合动力模块的齿轮传动机构的同一轴向侧。上述技术问题还可以通过一种混合动力车辆解决，该混合动力车辆包括上述混合动力模块解决。根据上述方案的混合动力模块尤其可用于插电式的混合动力车辆。借助这种混合动力模块，可以根据内燃机、第一电机(集成式起动发电机)、第二电机(牵引电机)的工作情况以及第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置连接状态实现以下功能：-借助牵引电机的纯电动驱动；-借助牵引电机和集成式起动发电机的纯电动驱动；-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起动；-纯内燃机驱动；-混合动力驱动；-回收充电；-标准充电；-增程驱动。在此，在上述混合动力模块中，可以通过调整各个齿轮副的传动比来匹配电机和内燃机以及相应行驶需求。尤其通过设置第二扭矩传递装置，可以在混合动力车辆中的电池的荷电状态处于较高水平时，借助集成式起动发电机来辅助牵引电机实现纯电动驱动，从而降低牵引电机的扭矩输出需求，进而可以采用具有较小尺寸和较低成本的牵引电机。此外，在高速行驶时，可以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。另外，在第一齿轮副构造为齿圈-齿轮传动副的情况下，第一齿轮可以啮合在齿圈的径向内侧，由此可以在保证较大传动比的情况下减小混合动力模块中齿轮机构的尺寸。同时，两个电机的平行布置也可以减少混合动力模块的轴向尺寸。由此混合动力模块能够以较小的整体尺寸实现，便于其布置在车辆中。附图说明下面结合附图来示意性地阐述本专利技术的优选实施方式。附图为：图1是根据一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于混合动力车辆的混合动力模块，所述混合动力模块包括：/n-输入轴(6)，其用于与所述混合动力车辆的内燃机(1)连接；/n-输出轴(11)，其能够向所述混合动力车辆的驱动桥传递扭矩；/n-第一电机(2)以及与其连接的第一旋转轴(7)；/n-第二电机(3)以及与其连接的第二旋转轴(8)；/n-第一齿轮副，其包括相互啮合的齿圈(16)和第一齿轮(17)，其中，所述第一齿轮(17)抗旋转地设置在所述第一旋转轴(7)上；/n-第二齿轮副，其包括相互啮合的第二齿轮(20)和第三齿轮(19)；其中，所述第二齿轮(20)套设在所述第一旋转轴(7)上，所述第三齿轮(19)抗旋转地设置在所述输出轴(11)上；/n-第一扭矩传递装置(9)，其能够选择性地将所述齿圈(16)与所述输入轴(6)抗旋转连接；/n-第二扭矩传递装置(10)，其能够选择性地将所述第二齿轮(20)与所述第一旋转轴(7)抗旋转连接；/n-其中，所述第二旋转轴(8)与所述输出轴(11)直接连接或借助另外的齿轮副连接。/n

【技术特征摘要】
1.用于混合动力车辆的混合动力模块，所述混合动力模块包括：
-输入轴(6)，其用于与所述混合动力车辆的内燃机(1)连接；
-输出轴(11)，其能够向所述混合动力车辆的驱动桥传递扭矩；
-第一电机(2)以及与其连接的第一旋转轴(7)；
-第二电机(3)以及与其连接的第二旋转轴(8)；
-第一齿轮副，其包括相互啮合的齿圈(16)和第一齿轮(17)，其中，所述第一齿轮(17)抗旋转地设置在所述第一旋转轴(7)上；
-第二齿轮副，其包括相互啮合的第二齿轮(20)和第三齿轮(19)；其中，所述第二齿轮(20)套设在所述第一旋转轴(7)上，所述第三齿轮(19)抗旋转地设置在所述输出轴(11)上；
-第一扭矩传递装置(9)，其能够选择性地将所述齿圈(16)与所述输入轴(6)抗旋转连接；
-第二扭矩传递装置(10)，其能够选择性地将所述第二齿轮(20)与所述第一旋转轴(7)抗旋转连接；
-其中，所述第二旋转轴(8)与所述输出轴(11)直接连接或借助另外的齿轮副连接。


2.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述第一旋转轴(7)和所述第二旋转轴(8)平行布置。


3.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述第一扭矩传递装置构造为离合器(9)。


4.根据权利要求1所述的混合...

【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