一种P2混合动力模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种P2混合动力模块，P2混合动力模块包括驱动电机系统和动力耦合装置；驱动电机系统包括驱动电机和行星减速器，驱动电机包括定子、转子和转子支架，行星减速器包括太阳轮、外齿圈、行星架和行星轮，行星减速器设于在转子支架的内部，且太阳轮与转子支架抗扭地连接，行星架与变速器输入轴抗扭地连接；动力耦合装置包括执行器电机和执行器机构，执行器机构包括结合齿圈和旋转齿圈，行星减速器的外齿圈与旋转齿圈抗扭地连接，执行器电机通过控制结合齿圈沿着轴向运动来控制结合齿圈和旋转齿圈的分离与结合。本实用新型专利技术具有集成度优异、轴向尺寸小、系统效率高、功率密度大、可靠性高、控制策略复杂度低等优点。控制策略复杂度低等优点。控制策略复杂度低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种P2混合动力模块


[0001]本技术属于混合动力汽车动力系统
，具体涉及一种P2混合动力模块。

技术介绍

[0002]混合动力汽车动力系统一般由传统内燃机和电驱动系统构成，其主要运行模式包含传统内燃机模式、纯电驱动模式和混合动力模式，其中混合动力模式又包含混合驱动和制动能量回馈，混合动力汽车通过调节内燃机工作区等方式可以在续航里程、能源利用率、减少气体排放等方面取得较优异表现。随着混合动力汽车的发展，行业内一般根据电驱动系统在动力系统所处位置不同，按照数字代号的形式将其进行区分，一般分为P0、P1、P2、P3和P4等方案，后又根据系统功能不同衍生出P2.5（兼顾P2和P3功能）等特殊动力系统方案。
[0003]其中P2方案是将电驱动系统置于变速器输入轴和离合器中间位置，是目前市场上应用最为广泛的一种形式，其优点为系统研发难度低，不需要改变传统燃油汽车内燃机和变速器结构，仅需在两者之间增加一个电机，便于模块化设计，系统集成简单，改造成本低。目前市场现有P2技术主要由采埃孚、舍弗勒等公司掌握，主要应用在采用AT变速器动力系统的设计改造，电机与发动机转速相同，电机体积较大并占用较大轴向空间，系统效率不高、节油效果有限，且采用离合器控制电机和内燃机输入输出的耦合关系，具有控制策略复杂、系统适应性低等缺点。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术问题，本技术提供一种P2混合动力模块，可以通过简单控制动力耦合装置的执行器电机即可控制P2混合动力模块动力耦合状态，具有集成度优异、轴向尺寸小、系统效率高、功率密度大、可靠性高、控制策略复杂度低等优点。
[0005]本技术的技术方案为：
[0006]一种P2混合动力模块，所述P2混合动力模块安装在内燃机和变速器之间，所述变速器包括变速器输入轴，所述P2混合动力模块整体套设在所述变速器输入轴上并采用花键连接，所述P2混合动力模块包括驱动电机系统和动力耦合装置；
[0007]所述驱动电机系统包括驱动电机和行星减速器，所述驱动电机包括定子、转子和转子支架，所述行星减速器包括太阳轮、外齿圈、行星架和行星轮，所述行星架用于连接所述行星轮，所述太阳轮与所述行星轮啮合，所述外齿圈也与所述行星轮啮合，所述行星减速器设于在所述转子支架的内部，且所述太阳轮与所述转子支架抗扭地连接，所述行星架与所述变速器输入轴抗扭地连接；
[0008]所述动力耦合装置包括执行器电机和执行器机构，所述执行器机构包括结合齿圈和旋转齿圈，所述行星减速器的外齿圈与所述旋转齿圈抗扭地连接，所述执行器电机通过控制所述结合齿圈沿着轴向运动来控制所述结合齿圈和所述旋转齿圈的分离与结合。
[0009]优选地，所述P2混合动力模块还包括模块壳体，所述模块壳体包括主壳体和端盖，
所述变速器输入轴的一端穿过所述端盖，且所述端盖与所述变速器输入轴连接处设有高压密封盖，所述驱动电机系统和所述执行器机构均位于所述主壳体与所述端盖所围成的空腔内。
[0010]优选地，所述P2混合动力模块还包括冷却润滑系统，所述冷却润滑系统包括油泵、热交换器以及设于所述模块壳体上的冷却油路，所述油泵输出的冷却润滑油经所述热交换器冷却后进入所述冷却油路，所述冷却油路设有两个出口，其中一个出口与喷油管相连，所述喷油管流出的冷却润滑油对驱动电机进行润滑和冷却，另一个出口流出的冷却润滑油经端盖进入行星减速器。
[0011]优选地，所述冷却润滑系统还包括滤清器，所述油泵、所述热交换器和所述滤清器均安装在所述模块壳体上，所述滤清器设于所述热交换器和所述冷却油路之间，经所述热交换器冷却后的冷却润滑油经所述滤清器过滤后进入所述冷却油路中。
[0012]优选地，所述定子包括定子绕组，所述喷油管安装在所述模块壳体内，并靠近所述定子绕组的两端。
[0013]优选地，所述冷却润滑系统还包括集油箱，所述集油箱设于所述模块壳体的底部，所述油泵从所述集油箱内抽取冷却润滑油，在所述主壳体与所述端盖所围成的空腔内完成冷却和润滑的冷却润滑油也汇集在所述集油箱内。
[0014]优选地，所述所述执行器机构还包括固定齿圈，所述固定齿圈和所述结合齿圈抗扭地连接，且所述结合齿圈能够相对所述固定齿圈沿着轴向移动。
[0015]优选地，所述所述执行器机构还包括齿轮轴和拨叉，所述执行器电机驱动所述齿轮轴旋转，所述齿轮轴带动所述拨叉推动所述结合齿圈沿轴向移动，进而控制所述结合齿圈与所述旋转齿圈分离和结合；当所述结合齿圈和所述旋转齿圈分离时，所述外齿圈处于自由状态，电机动力与变速器输入轴解耦；当所述结合齿圈和所述旋转齿圈结合时，所述外齿圈处于固定状态，电机动力通过行星减速器的所述太阳轮传递到行星轮后，通过所述行星架与所述变速器相耦合。
[0016]优选地，所述动力耦合装置还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述结合齿圈的位置。
[0017]优选地，所述驱动电机的直径与轴向长度之比小于0.25。
[0018]本技术的有益效果是：
[0019]本技术提供一种P2混合动力模块，该模块安装与内燃机与变速器之间，集成度优异，包括驱动电机系统、动力耦合装置和冷却润滑系统，其中行星减速器集成在转子支架内部，使得电机的转速远高于发动机转速，减小模块轴向尺寸；本技术的模块采用无轴输出的设计方案，模块直接与变速器输入轴采用花键连接，并通过动力耦合装置控制电机动力的输出，而非采用离合器或液力变矩器，该P2混合动力模块与内燃机动力直接在变速器输入轴上进行耦合，内燃机动力无需通过P2模块传递后输入变速器，实现了P2模块动力源全解耦，可方便应用于MT、AMT等变速器系统，具有较优的系统集成性、较高的系统可靠性、控制策略复杂度低等；本技术的驱动电机与内部的行星减速器采用冷却润滑油进行润滑和冷却，冷却润滑系统集成在模块中，提高了冷却润滑效率的同时有助于减小动力系统复杂度，使得动力系统可以获得较高的功率密度和较低的重量。
附图说明
[0020]下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：
[0021]图1是本技术的P2混合动力模块的立体结构示意图；
[0022]图2是本技术的P2混合动力模块的主视结构示意图；
[0023]图3是本技术的P2混合动力模块的剖面图；
[0024]图4是本技术的P2混合动力模块的另一角度的剖面图；
[0025]图5是本技术中的冷却润滑油的路径示意图。
[0026]图中标记为：1、变速器输入轴；2、驱动电机；21、定子；22、转子；23、转子支架；3、行星减速器；31、太阳轮；32、外齿圈；33、行星架；34、行星轮；4、执行器电机；5、执行器机构；51、结合齿圈；52、旋转齿圈；53、固定齿圈；54、齿轮轴；55、拨叉；6、模块壳体；61、主壳体；62、端盖；63、高压密封盖；7、冷却润滑系统；71、油泵；72、热交换器；73、喷油管；74、滤清器；75、集油箱。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种P2混合动力模块，其特征在于，所述P2混合动力模块安装在内燃机和变速器之间，所述变速器包括变速器输入轴，所述P2混合动力模块整体套设在所述变速器输入轴上并采用花键连接，所述P2混合动力模块包括驱动电机系统和动力耦合装置；所述驱动电机系统包括驱动电机和行星减速器，所述驱动电机包括定子、转子和转子支架，所述行星减速器包括太阳轮、外齿圈、行星架和行星轮，所述行星架用于连接所述行星轮，所述太阳轮与所述行星轮啮合，所述外齿圈也与所述行星轮啮合，所述行星减速器设于在所述转子支架的内部，且所述太阳轮与所述转子支架抗扭地连接，所述行星架与所述变速器输入轴抗扭地连接；所述动力耦合装置包括执行器电机和执行器机构，所述执行器机构包括结合齿圈和旋转齿圈，所述行星减速器的外齿圈与所述旋转齿圈抗扭地连接，所述执行器电机通过控制所述结合齿圈沿着轴向运动来控制所述结合齿圈和所述旋转齿圈的分离与结合。2.根据权利要求1所述的一种混合动力模块，其特征在于，所述P2混合动力模块还包括模块壳体，所述模块壳体包括主壳体和端盖，所述变速器输入轴的一端穿过所述端盖，且所述端盖与所述变速器输入轴连接处设有高压密封盖，所述驱动电机系统和所述执行器机构均位于所述主壳体与所述端盖所围成的空腔内。3.根据权利要求2所述的一种混合动力模块，其特征在于，所述P2混合动力模块还包括冷却润滑系统，所述冷却润滑系统包括油泵、热交换器以及设于所述模块壳体上的冷却油路，所述油泵输出的冷却润滑油经所述热交换器冷却后进入所述冷却油路，所述冷却油路设有两个出口，其中一个出口与喷油管相连，所述喷油管流出的冷却润滑油对驱动电机进行润滑和冷却，另一个出口流出的冷却润滑油经端盖进入行星减速器。4.根据权利要求3所述的一种混合动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金东，周芳誉，黄伟，朱江，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院吴江，
类型：新型
国别省市：