本發(fā)明涉及一種多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置，屬于汽車動(dòng)力傳動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于混合動(dòng)力汽車在節(jié)能與環(huán)保等方面的優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為汽車行業(yè)的發(fā)展方向。同時(shí)，由于混合動(dòng)力四驅(qū)汽車又具有很強(qiáng)的道路適用性、動(dòng)力性和安全性等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。

針對(duì)混合動(dòng)力四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，提出了各種各樣的改進(jìn)方案。例如，北京汽車研究總院有限公司公開(kāi)的“一種混合動(dòng)力四驅(qū)系統(tǒng)及汽車”(中國(guó)專利號(hào)CN204095511U)，采用的是以BSG電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)機(jī)、變速器為前驅(qū)動(dòng)單元，以兩個(gè)輪轂電機(jī)為后驅(qū)動(dòng)單元的混合動(dòng)力四驅(qū)系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且輪轂電機(jī)與車輪直接連接，減少了中間驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，提高了輪轂電機(jī)的工作傳輸效率，但該系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)，限制了純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用范圍。又例如，奇瑞汽車股份有限公司發(fā)明的“一種電動(dòng)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法”(中國(guó)專利號(hào)CN102381177A)，公開(kāi)了一種以發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、第一電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、減速器為前驅(qū)動(dòng)單元，以第二電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、后減速器為后驅(qū)動(dòng)單元的混合動(dòng)力四驅(qū)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)，但前后兩套動(dòng)力總成占據(jù)了車身較大的空間，會(huì)導(dǎo)致電池布置空間受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，能夠提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置空間需求小，同時(shí)燃油及電能使用效率高，且能夠充分利用純電動(dòng)四驅(qū)行駛的混合動(dòng)力四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了這樣一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、前驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后輪輪轂電機(jī)、動(dòng)力電池組；所述后輪輪轂電機(jī)與動(dòng)力電池組電連接；還包括用于切換動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式的混合動(dòng)力傳動(dòng)箱；所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述發(fā)電機(jī)和所述前驅(qū)動(dòng)電機(jī)均與所述混合動(dòng)力傳動(dòng)箱連接；所述發(fā)電機(jī)和所述前驅(qū)動(dòng)電機(jī)均與所述動(dòng)力電池組電連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述混合動(dòng)力傳動(dòng)箱包括相互平行布置的輸出軸、一軸、前驅(qū)動(dòng)軸、輸入軸；所述前驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置有主減速器；所述輸出軸與所述發(fā)電機(jī)連接；所述一軸與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接；所述輸入軸與所述前驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；所述輸出軸和所述一軸通過(guò)第三齒輪組嚙合傳動(dòng)連接；所述前驅(qū)動(dòng)軸和所述輸入軸通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)相互傳動(dòng)連接；所述一軸和所述前驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)離合器切換機(jī)構(gòu)相互傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述離合器切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述一軸與所述前驅(qū)動(dòng)軸之間的二軸；所述二軸上設(shè)置有離合器和液壓動(dòng)力模塊；所述二軸和所述一軸之間設(shè)置有第四齒輪組；所述第四齒輪組一端與所述離合器連接，另一端與所述一軸連接；所述二軸與所述前驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)第五齒輪組嚙合傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第四齒輪組包括第五齒輪和第七齒輪；所述第五齒輪固接在所述一軸上；所述第七齒輪空套在所述二軸上；所述第七齒輪一端與所述第一離合器連接，另一端與所述第五齒輪相互嚙合傳動(dòng)。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第五齒輪組包括第四齒輪和第八齒輪；所述第八齒輪固接在所述二軸上；所述第四齒輪固接在所述主減速器上；所述第四齒輪和所述第八齒輪相互嚙合傳動(dòng)。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述齒輪減速機(jī)構(gòu)為二級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，其包括中間軸；所述輸入軸與所述中間軸通過(guò)一組傳動(dòng)齒輪組嚙合傳動(dòng)連接；所述中間軸與所述前驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)另一組傳動(dòng)齒輪組嚙合傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第三齒輪組包括第五齒輪和第六齒輪；所述第五齒輪固接在所述一軸上；所述第六齒輪固接在所述輸出軸上；所述第五齒輪和所述第六齒輪嚙合傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，后輪輪轂電機(jī)包括左后輪轂電機(jī)和右后輪轂電機(jī)。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述左后輪轂電機(jī)固接在左后輪上；所述右后輪轂電機(jī)固接在右后輪上。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于所述發(fā)電機(jī)的同側(cè)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)位于所述發(fā)電機(jī)的異側(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出的一種多模式混合動(dòng)力四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)，可提升燃油及電能的使用效率，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)模式，擴(kuò)寬了純電動(dòng)的應(yīng)用范圍，還解決了電池布置空間狹小問(wèn)題。本發(fā)明的前驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)混合動(dòng)力傳動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)與前輪的連接，并且通過(guò)控制混合動(dòng)力傳動(dòng)箱中設(shè)置在二軸上的離合器可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與前輪的連接或斷開(kāi)。當(dāng)控制離合器實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與前輪斷開(kāi)時(shí)，可以使用前驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車的前輪，使用兩個(gè)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的后輪，這樣就可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)，擴(kuò)寬了純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用范圍。由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪增速后傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，使得發(fā)電機(jī)能夠在較高的發(fā)電效率區(qū)間工作，同時(shí)發(fā)電機(jī)可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，取消了傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和齒圈。由于兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6與后輪直接連接，減少了中間驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，大大提高了輪轂電機(jī)工作輸出效率，最大化利用電能。同時(shí)輪轂電機(jī)布置空間需求小，解決了動(dòng)力電池組布置空間狹小問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中混合動(dòng)力傳動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中混合動(dòng)力傳動(dòng)箱各齒輪組的位置示意圖；

圖中：1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-發(fā)電機(jī)；3-前驅(qū)動(dòng)電機(jī)；4-混合動(dòng)力傳動(dòng)箱；5-左后輪轂電機(jī)；6-右后輪轂電機(jī)；7-動(dòng)力電池組；8-一軸；9-液壓動(dòng)力模塊；10-二軸；11-離合器；12-主減速器；13-輸入軸；14-中間軸；15-輸出軸；16-前驅(qū)動(dòng)軸；17-第一齒輪組；18-第二齒輪組；20-第三齒輪組；21-第四齒輪組；22-第五齒輪組；13-1-第一齒輪；14-1-第二齒輪；14-2-第三齒輪；16-1-第四齒輪；8-1-第五齒輪；15-1-第六齒輪；10-1-第七齒輪；10-2-第八齒輪。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的一種多模式混合動(dòng)力四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、前驅(qū)動(dòng)電機(jī)、混合動(dòng)力傳動(dòng)箱、安裝在右后輪的右后輪轂電機(jī)、安裝在左后輪的左后輪轂電機(jī)、動(dòng)力電池組。所述混合動(dòng)力傳動(dòng)箱包括與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的一軸、二軸、設(shè)置在二軸上的離合器、液壓動(dòng)力模塊、與發(fā)電機(jī)連接的輸出軸、與前驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的輸入軸、中間軸、與前輪連接的主減速器。

在本發(fā)明的一種多模式混合動(dòng)力四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)中，前驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)混合動(dòng)力傳動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)與前輪的連接，并且通過(guò)控制混合動(dòng)力傳動(dòng)箱中設(shè)置在二軸上的離合器可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與前輪的連接或斷開(kāi)。當(dāng)控制離合器實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與前輪斷開(kāi)時(shí)，可以使用前驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車的前輪，使用兩個(gè)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的后輪，這樣就可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)四驅(qū)驅(qū)動(dòng)，擴(kuò)寬了純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用范圍。由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪增速后傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，使得發(fā)電機(jī)能夠在較高的發(fā)電效率區(qū)間工作，同時(shí)發(fā)電機(jī)可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，取消了傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和齒圈。由于兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6與后輪直接連接，減少了中間驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，大大提高了輪轂電機(jī)工作輸出效率，最大化利用電能。同時(shí)輪轂電機(jī)布置空間需求小，解決了動(dòng)力電池組布置空間狹小問(wèn)題。

由說(shuō)明書附圖所示的一種新型多模式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可知，本發(fā)明包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)電機(jī)2、前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、后輪輪轂電機(jī)、動(dòng)力電池組7；后輪輪轂電機(jī)與動(dòng)力電池組7電連接；還包括用于切換動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式的混合動(dòng)力傳動(dòng)箱4；發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)電機(jī)2和前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3均與混合動(dòng)力傳動(dòng)箱4連接；發(fā)電機(jī)2和前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3均與動(dòng)力電池組7電連接；混合動(dòng)力傳動(dòng)箱4包括相互平行布置的輸出軸15、一軸8、前驅(qū)動(dòng)軸16、輸入軸13(可以依次布置，也可以根據(jù)具體車型結(jié)構(gòu)合理布置)；前驅(qū)動(dòng)軸16上設(shè)置有主減速器12；輸出軸15與發(fā)電機(jī)2連接；一軸8與發(fā)動(dòng)機(jī)1連接；輸入軸13與前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3連接；輸出軸15和一軸8通過(guò)第三齒輪組20嚙合傳動(dòng)連接；前驅(qū)動(dòng)軸16和輸入軸13通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)相互傳動(dòng)連接；一軸8和前驅(qū)動(dòng)軸16通過(guò)離合器切換機(jī)構(gòu)相互傳動(dòng)連接；其中離合器切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于一軸8與前驅(qū)動(dòng)軸16之間的二軸10；二軸10上設(shè)置有離合器11和液壓動(dòng)力模塊9；二軸10和一軸8之間設(shè)置有第四齒輪組21；第四齒輪組21一端與離合器11連接，另一端與一軸8連接；二軸10與前驅(qū)動(dòng)軸16通過(guò)第五齒輪組22嚙合傳動(dòng)連接；齒輪減速機(jī)構(gòu)為二級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，其包括中間軸14；該輸入軸13與中間軸14通過(guò)一組傳動(dòng)齒輪組嚙合傳動(dòng)連接；中間軸14與前驅(qū)動(dòng)軸16通過(guò)另一組傳動(dòng)齒輪組嚙合傳動(dòng)連接，其中中間軸14位于輸入軸13和前驅(qū)動(dòng)軸16之間，輸入軸13與一軸8可位于前驅(qū)動(dòng)軸16的同側(cè)或者異側(cè)。

由圖3可知，第一齒輪組17包括第一齒輪13-1和第二齒輪14-1；第一齒輪13-1固接在輸入軸13；第二齒輪14-1固接在中間軸14上；第一齒輪13-1和第二齒輪14-1相互嚙合傳動(dòng)；第二齒輪組18包括第三齒輪14-2和第四齒輪16-1；第三齒輪14-2固接在中間軸14上；第四齒輪16-1固接在主減速器12上；第三齒輪14-2和第四齒輪16-1相互嚙合傳動(dòng)；第三齒輪組20包括第五齒輪8-1和第六齒輪15-1；第五齒輪8-1固接在一軸8上；第六齒輪15-1固接在輸出軸15上；第五齒輪8-1和第六齒輪15-1相互嚙合傳動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)電機(jī)2之間采用了第三齒輪組20進(jìn)行動(dòng)力傳遞，發(fā)電機(jī)2可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，取消了傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和齒圈；第四齒輪組21包括第五齒輪8-1和第七齒輪10-1；第五齒輪8-1固接在一軸8上；第七齒輪10-1空套在二軸10上；第七齒輪10-1一端與第一離合器11連接，另一端與第五齒輪8-1相互嚙合傳動(dòng)；第五齒輪組22包括第四齒輪16-1和第八齒輪10-2；第八齒輪10-2固接在二軸10上；第四齒輪16-1固接在所述主減速器12上；第四齒輪16-1和第八齒輪10-2相互嚙合傳動(dòng)；前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3位于發(fā)電機(jī)2的同側(cè)；發(fā)動(dòng)機(jī)1位于發(fā)電機(jī)2的異側(cè)。

后輪輪轂電機(jī)包括左后輪轂電機(jī)5和右后輪轂電機(jī)6；左后輪轂電機(jī)5固接在左后輪上；右后輪轂電機(jī)6固接在右后輪上。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，基于附圖所示結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力汽車，至少可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式、再生回收模式、駐車發(fā)電模式。

純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式：在動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)SOC大于設(shè)定的最低限值a，且汽車為起步或輕載工況下行駛時(shí)，優(yōu)先采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，此時(shí)控制離合器11處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)電機(jī)2均不工作。前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的動(dòng)力通過(guò)輸入軸13和中間軸14傳遞給主減速器12，最終傳遞給前輪。此時(shí)若為附著良好的平坦道路，則切斷動(dòng)力電池組7給左后輪轂電機(jī)5和右后輪轂電機(jī)6供電，兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6不工作，汽車處于兩驅(qū)模式。若為附著不良的道路、山路或不平整的公路時(shí)，則兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6進(jìn)入工作，將動(dòng)力傳遞給后輪，汽車處于純電動(dòng)四驅(qū)模式。

純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)動(dòng)力電池組的SOC小于或等于設(shè)定值a，且車速提升達(dá)到設(shè)定值V1時(shí)，控制發(fā)電機(jī)2啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，同時(shí)切斷動(dòng)力電池組7向前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6供電，前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6停止輸出動(dòng)力。此時(shí)，控制離合器11處于結(jié)合狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)一軸8、二軸10、主減速器12，傳遞給前輪，從而驅(qū)動(dòng)車輛行駛。

串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)動(dòng)力電池組的SOC小于或等于設(shè)定值a，且車速低于設(shè)定值V1時(shí)，控制離合器11處于分離狀態(tài)，由發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪增速后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)2發(fā)電。此時(shí)，若為附著不良的道路、山路或不平整的公路，則發(fā)電機(jī)2所發(fā)出的電分別供給前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6，分別驅(qū)動(dòng)前輪和后輪，進(jìn)入四驅(qū)模式。若為附著良好的平坦道路，則停止供電給兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6，兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6不工作，進(jìn)入兩驅(qū)模式。此時(shí)多余的電量存儲(chǔ)到動(dòng)力電池組中。

并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)動(dòng)力電池組的SOC大于設(shè)定值a，且車速提升達(dá)到設(shè)定值V1或急加速或爬陡坡時(shí)，控制發(fā)電機(jī)2啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，同時(shí)控制離合器11處于結(jié)合狀態(tài)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力通過(guò)一軸8、二軸10，傳遞給主減速器12，同時(shí)疊加前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3傳遞給主減速器12的動(dòng)力，一起驅(qū)動(dòng)前輪，同時(shí)兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6驅(qū)動(dòng)后輪行駛。

再生回收模式：在汽車滑行或制動(dòng)減速時(shí)，前驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和兩個(gè)后輪轂電機(jī)5、6作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行能力再生，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，儲(chǔ)存到動(dòng)力電池組中。

駐車發(fā)電模式：在必要的時(shí)候，如動(dòng)力電池組SOC很低時(shí)，可以由發(fā)動(dòng)機(jī)1只驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)2發(fā)電，向動(dòng)力電池組充電。此時(shí)，離合器11處于分離狀態(tài)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。