一種平臺化的混合動力傳動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及車輛動力傳動技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于前驅(qū)車輛的一種平臺化的混 合動力傳動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境污染和能源消耗問題，使得各大汽車公司都在積極研發(fā)節(jié)能環(huán)保汽車，主要 集中在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)、新能源動力系統(tǒng)開發(fā)。在技術(shù)上比較成熟的混合動力系統(tǒng)成為 現(xiàn)階段解決汽車能耗和環(huán)境污染的可行技術(shù)方案，并且隨著電池技術(shù)的發(fā)展汽車動力系統(tǒng) 比以往更看重純電動行駛的能力。目前混合動力驅(qū)動系統(tǒng)一般有3種:一是串聯(lián)式混合動力 系統(tǒng)，一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池或直接傳輸 給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動汽車；電池對在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動機(jī) 需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作;這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比 較多。二是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，一般具有兩套驅(qū)動系統(tǒng):傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系 統(tǒng);兩個系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動汽車。三是混聯(lián)式混合動力系 統(tǒng)，其特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪 系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系;與并 聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸 出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。
[0003] 目前混合動力傳動系統(tǒng)一般都是基于上述3中結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，往往都是針對單 一的平臺應(yīng)用，很難同時(shí)應(yīng)用于多種動力系統(tǒng)。因此，在動力傳動方案設(shè)計(jì)時(shí)，開發(fā)平臺化 的技術(shù)方案不僅能滿足不同動力系統(tǒng)的搭載需求，還能縮短后續(xù)系列產(chǎn)品的開發(fā)周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種集成多種工作 模式的混合動力傳動裝置，不僅可以滿足純電動模式下的車速要求，而且還可以實(shí)現(xiàn)混合 動力模式下的高效傳動和大扭矩輸出，可以同時(shí)滿足深度混合動力系統(tǒng)和插電混合動力系 統(tǒng)的使用要求。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出了如下技術(shù)方案：
[0006] -種平臺化的混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)以及兩級減速 齒輪系，所述傳動裝置采用由兩個行星排組成的四軸行星齒輪機(jī)構(gòu)，其中第一行星排為單 行星齒輪排，包括第一太陽輪、第一行星輪、第一行星架及第一外齒圈；第二行星排為雙行 星齒輪排，包括第二太陽輪、兩個第二行星輪、第二行星架及第二外齒圈；所述第一行星架 與所述第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，所述第一外齒圈與所述第二行星架連接構(gòu)成第二連 軸且與第二電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，在所述第二連軸上設(shè)置第三制動器;所述發(fā)動機(jī)通過飛輪減振 器與變速器輸入軸連接，在變速器輸入軸與中心軸之間設(shè)有第一離合器，同時(shí)在中心軸上 設(shè)置第一制動器;在變速器輸入軸與中間套軸之間設(shè)置第二離合器，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)與第一電 機(jī)同軸傳動;第一電機(jī)轉(zhuǎn)子通過中間套軸與所述第一太陽輪連接，在中間套軸上設(shè)有第二 制動器;所述第二太陽輪與中心軸連接，裝配后所述中心軸穿過所述中間套軸和所述第二 連軸，其中所述中間套軸和所述第二連軸為空心軸設(shè)計(jì)；與所述第一連軸連接有二級齒輪 減速組，變速器動力經(jīng)差速器輸出至所述整車半軸驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。
[0007] 本發(fā)明中所述發(fā)動機(jī)、第一電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、第二電機(jī)依次同軸排列，動力輸 出部位設(shè)置在第一電機(jī)與行星齒輪機(jī)構(gòu)之間。
[0008] 本發(fā)明中所述二級齒輪減速組包括在所述第一連軸上安裝小減速齒輪與齒輪聯(lián) 軸上的大減速齒輪嚙合，形成第一級減速;所述齒輪聯(lián)軸上的小減速齒輪與差速器主減速 齒輪嚙合，形成第二級減速。
[0009] 本發(fā)明采用的雙電機(jī)中第一電機(jī)為小電機(jī)，而第二電機(jī)為大電機(jī)，所述第一電機(jī) 的功率和扭矩都小于第二電機(jī)的功率和扭矩;所采用的動力耦合裝置為兩個行星排組合成 四軸機(jī)構(gòu)（中間套軸、第一連軸、第二連軸、中心軸）。通過對第一電機(jī)和第二電機(jī)的精確控 制使發(fā)動機(jī)始終處于高效率和低排放的工作狀態(tài)，控制制動器和離合器還可以實(shí)現(xiàn)固定傳 動比驅(qū)動模式，輸出大扭矩滿足動力性需求，即該系統(tǒng)方案能夠同時(shí)兼顧整車燃油經(jīng)濟(jì)性 和動力性的使用要求。
[0010] 本發(fā)明中的第一制動器、第二制動器、第三制動器和第一離合器、第二離合器為多 片濕式換擋元件，在純電動行駛時(shí)第一離合器、第二離合器為打開狀態(tài)，分別控制第二制動 器和第三制動器閉合，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個固定擋位的純電動行駛，在第二制動器和第三制動器 都打開時(shí)，兩個電機(jī)同時(shí)輸出正扭矩驅(qū)動車輛，通過電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)現(xiàn)車輛的無級變速。 在第一電機(jī)、第二電機(jī)轉(zhuǎn)速相等時(shí)，行星齒輪各元件轉(zhuǎn)速也相等，因此整車可以獲得高車速 而不會導(dǎo)致電機(jī)自身轉(zhuǎn)速過高。
[0011] 在混合動力驅(qū)動模式時(shí)，第一離合器閉合發(fā)動機(jī)與行星齒輪機(jī)構(gòu)的中心軸連接， 此時(shí)發(fā)動機(jī)輸出的大部分功率通過行星齒輪元件之間的機(jī)械傳動傳遞至減速齒輪，另一小 部分功率將通過第一電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電功率，供給第二電機(jī)使用再轉(zhuǎn)化成機(jī)械功率輸出至 減速齒輪，這種混合動力工作模式稱之為動力分流模式。電功率路徑傳遞時(shí)需要經(jīng)過兩次 能量轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致該路徑傳動效率較低，但是這種動力分流工作模式能夠使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與車 速解耦，即發(fā)動機(jī)工作區(qū)間不受車速影響，發(fā)動機(jī)能夠長時(shí)間工作在最佳油耗區(qū)間，而且還 能通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)整車無級變速功能，即E-CVT功能，使得動力系統(tǒng)整體上受益， 這也是動力分流混合動力系統(tǒng)明顯的方案優(yōu)勢。
[0012] 在混合動力模式車輛需要大扭矩輸出時(shí)，控制第二離合器和第三制動器閉合，動 力系統(tǒng)以固定傳動比驅(qū)動，根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比設(shè)計(jì)整車可以獲得足夠的扭矩輸 出，滿足動力性需求。
[0013] 在混合動力模式車速較高時(shí)，第一電機(jī)將會工作在零轉(zhuǎn)速附近以保持發(fā)動機(jī)的經(jīng) 濟(jì)工作區(qū)間，導(dǎo)致第一電機(jī)效率很低;在本發(fā)明中通過第二制動器將第一電機(jī)鎖止，由第二 制動器的摩擦扭矩維持行星齒輪機(jī)構(gòu)的扭矩平衡，從而避免第一電機(jī)工作在低效率區(qū)間， 能夠提高動力系統(tǒng)效率。
[0014] 該實(shí)用新型的有益效果：
[0015] 在純電動行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)三個擋位的純電動模式，不僅可以滿足純電動驅(qū)動的車速要 求，也有利于優(yōu)化雙電機(jī)的工作狀態(tài)提高動力系統(tǒng)效率。
[0016] 在混合動力模式時(shí)主要采用HEV-3動力分流工作模式，實(shí)現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。系 統(tǒng)同時(shí)還具有固定傳動比的混合動力驅(qū)動模式，能夠提供大扭矩輸出滿足動力系統(tǒng)要求， 因此該系統(tǒng)方案可以滿足不同整車的使用要求。
[0017] 該動力系統(tǒng)方案是一個平臺化的技術(shù)方案，可以用于深度混合動力系統(tǒng)和插電混 合動力系統(tǒng)。除此之外還可以根據(jù)整車的配置要求進(jìn)行工作模式選配，降低動力系統(tǒng)成本， 提高市場競爭力。
【附圖說明】
[0018] 圖1是動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一種平臺化的混合動力傳動裝置作進(jìn)一步詳盡描 述：
[0020] 如圖1所示，一種混合動力傳動裝置，包括發(fā)動機(jī)ICE、第一電機(jī)EM1、第二電機(jī)EM2 以及兩級減速齒輪系;所述傳動裝置采用由兩個行星排組成的四軸行星齒輪機(jī)構(gòu):第一行 星排(PG1)為單行星齒輪排，包括第一太陽輪8、第一行星輪P3、第一行星架及第一外齒圈9; 第二行星排(PG2)為雙行星齒輪排，包括第二太陽輪10、兩個第二行星輪P1和P2、第二行星 架及第二外齒圈11。第一行星架與第二外齒圈11連接構(gòu)成第一連軸6,第一外齒圈9與第二 行星架連接構(gòu)成第二連軸4并與第二電機(jī)EM2的轉(zhuǎn)子19連接，在第二軸4上設(shè)置第三制動器 B3。發(fā)動機(jī)ICE通過飛輪減振器(FW)與變速器輸入軸1連接，在變速器輸入軸1與中心軸5之 間設(shè)有第一離合器C0,同時(shí)在中