混合动力系统用模块化传动机构及混合动力系统的制作方法

[0001]
本发明涉及混合动力车辆，且特别地涉及一种用于车辆的混合动力系统用模块化传动机构及包括该传动机构的混合动力系统。


背景技术：

[0002]
目前，在现有的用于车辆的混合动力系统中，通常将电机设置在混合动力系统的不同位置，以使得混合动力系统实现不同的架构。进一步地，在现有的一些混合动力系统中，为了提高混合动力系统的性能，发动机和电机之间设置一个单离合器，在电机与变速器之间设置双离合器，以实现所谓的p2架构的混合动力系统。但是，这种具有p2架构的混合动力系统的轴向尺寸过大，难以适用于具有较大尺寸的发动机的车辆中。


技术实现要素：

[0003]
鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的一个目的在于提供一种新型的混合动力系统用模块化传动机构，该模块化传动机构能够显著缩短其轴向尺寸。另外，本发明的另一个目的在于提供一种包括该模块化传动机构的混合动力系统。
[0004]
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。
[0005]
本发明提供了一种如下的混合动力系统用模块化传动机构，所述混合动力系统用模块化传动机构包括：
[0006]
电机，其包括定子以及位于所述定子的径向内侧且能够相对于所述定子转动的转子；
[0007]
转子支架，其位于所述转子的径向内侧且与所述转子固定连接，所述转子支架还用于与发动机传动联接；以及
[0008]
双离合器，其位于所述转子的径向内侧并且包括第一离合单元和第二离合单元，所述双离合器还包括所述第一离合单元和所述第二离合单元共用的输入内毂以及与所述第一离合单元对应的第一输出外毂和与所述第二离合单元对应第二输出外毂，所述输入内毂与所述转子支架抗扭地连接，所述第一输出外毂用于与变速器的第一输入轴抗扭地连接且所述第二输出外毂用于与所述变速器的第二输入轴抗扭地连接，
[0009]
通过所述第一离合单元接合或分离使所述输入内毂与所述第一输出外毂经由该第一离合单元传动联接或者解除该传动联接，通过所述第二离合单元接合或分离使所述输入内毂与所述第二输出外毂经由该第二离合单元传动联接或者解除该传动联接。
[0010]
优选地，各所述离合单元包括活塞、多个压盘、多个摩擦片和复位弹簧，
[0011]
所述活塞在液压介质的作用下能够使所述多个压盘与所述多个摩擦片接合，从而使得所述第一离合单元或所述第二离合单元接合；在撤销所述液压介质的作用的情况下所述复位弹簧能够使所述活塞复位，以使所述多个压盘与所述多个摩擦片分离，从而使得所述第一离合单元或所述第二离合单元分离。
[0012]
更优选地，所述输入内毂包括形成为一体的轴向部分、径向部分和两个轴向分支
部分，所述轴向部分沿着所述传动机构的轴向延伸，所述径向部分从所述轴向部分沿着所述传动机构的径向朝向径向外侧延伸，所述两个轴向分支部分从所述径向部分朝向轴向两侧延伸且位于所述轴向部分的径向外侧，并且
[0013]
对于各所述离合单元，所述输出外毂位于对应的所述轴向分支部分的径向外侧，所述压盘和所述摩擦片中的一者安装于所述输出外毂，所述压盘和所述摩擦片中的另一者安装于所述轴向分支部分。
[0014]
更优选地，所述双离合器还包括固定安装于所述轴向部分的支撑件，所述支撑件与所述轴向部分、所述径向部分和所述轴向分支部分之间形成分别对应于所述第一离合单元和所述第二离合单元的两个油腔，并且
[0015]
对于各所述离合单元，所述活塞部分地位于对应的所述油腔内且用于将对应的所述油腔分隔成第一油腔部和第二油腔部，所述第一油腔部用于接收所述液压介质，所述复位弹簧设置于所述第二油腔部内，所述活塞在对应的所述油腔内能够沿着所述轴向往复运动。
[0016]
更优选地，所述油腔位于对应的所述轴向分支部分的径向内侧。
[0017]
更优选地，所述轴向部分形成有与各所述油腔的所述第一油腔部连通且彼此独立的中间油通路，并且
[0018]
所述混合动力系统用模块化传动机构还包括位于所述轴向部分的径向内侧的分油器，所述分油器形成有与所述中间油通路分别连通的供油通路。
[0019]
更优选地，所述轴向部分还形成有与所述两个油腔的所述第二油腔部均连通的润滑油通路，并且所述分油器还形成有与所述润滑油通路连通的润滑油供油通路。
[0020]
更优选地，所述混合动力系统用模块化传动机构还包括独立于所述双离合器的单离合器，所述单离合器包括整合在一起的第三离合单元和减振单元，当所述第三离合单元接合时所述发动机与所述转子支架经由所述单离合器传动联接，当所述第三离合单元分离时所述发动机和所述转子支架解除该传动联接。
[0021]
更优选地，所述双离合器和所述单离合器均为湿式离合器。
[0022]
本发明还提供了一种如下的混合动力系统，所述混合动力系统包括：
[0023]
以上技术方案中任意一项技术方案所述的混合动力系统用模块化传动机构；
[0024]
发动机，其能够受控地与所述转子支架传动联接；以及
[0025]
变速器，其包括与所述第一输出外毂始终传动联接的所述第一输入轴和与所述第二输出外毂始终传动联接的所述第二输入轴。
[0026]
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的混合动力系统用模块化传动机构及包括该模块化传动机构的混合动力系统。一方面，该模块化传动机构将一个电机、转子支架、双离合器模块化地集成在一起，这样该模块化传动机构能够在不同的双离合器混合动力系统中实现通用，从而节省了单独研发所耗费的研发成本和研发负担；另一方面，双离合器位于转子的径向内侧且转子支架与双离合器的两个离合单元共用的输入内毂相连，与两个离合单元对应的输出外毂分别用于与变速器的两个输入轴始终传动联接，这样的传动机构的结构布局有利地缩短了轴向空间，从而能够将该混合动力系统应用于具有更大发动机的车辆中。
附图说明
[0027]
图1是示出了包括根据本发明的一实施方式的模块化传动机构的混合动力系统的局部结构示意图，其中以剖视图的形式主要示出了根据本发明的模块化传动机构的结构并且省略了各组件的剖面线。
[0028]
附图标记说明
[0029]
1壳体
ꢀꢀ
11壳体径向部分
ꢀꢀ
12第一壳体轴向部分
ꢀꢀ
13第二壳体轴向部分
[0030]
2冷却套
[0031]
3电机
ꢀꢀ
31定子
ꢀꢀ
32转子
[0032]
4转子支架
ꢀꢀ
41转子支架轴向部分
ꢀꢀ
42转子支架径向部分
[0033]
5双离合器
[0034]
51第一离合单元
ꢀꢀ
51b第一压盘
ꢀꢀ
51f第一摩擦片
ꢀꢀ
51p第一活塞
ꢀꢀ
51s第一复位弹簧
[0035]
52第二离合单元
ꢀꢀ
52b第二压盘
ꢀꢀ
52f第二摩擦片
ꢀꢀ
52p第二活塞
ꢀꢀ
52s第二复位弹簧
[0036]
53输入内毂
ꢀꢀ
531轴向部分
ꢀꢀ
532径向部分
ꢀꢀ
533第一轴向分支部分
ꢀꢀ
534第二轴向分支部分
ꢀꢀ
53p1第一中间油通路
ꢀꢀ
53p2第二中间油通路
ꢀꢀ
53p3润滑油通路
[0037]
54第一输出外毂
ꢀꢀ
541第一输出外毂轴向部分
ꢀꢀ
542第一输出外毂径向部分
[0038]
55第二输出外毂
ꢀꢀ
551第二输出外毂轴向部分
ꢀꢀ
552第二输出外毂径向部分
[0039]
56第一支撑件
[0040]
57第二支撑件
[0041]
6分油器
ꢀꢀ
6p1第一供油通路
ꢀꢀ
6p2第二供油通路
ꢀꢀ
6p3润滑油供油通路
[0042]
7单离合器
ꢀꢀ
71第三离合单元
ꢀꢀ
72减振单元
[0043]
s1、s2油腔
ꢀꢀ
sh1第一输入轴
ꢀꢀ
sh2第二输入轴
[0044]
a轴向
ꢀꢀ
r径向
ꢀꢀ
o中心轴线。
具体实施方式
[0045]
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
[0046]
需要说明的是，在本发明中，“轴向”、“径向”和“周向”分别是指根据本发明的混合动力系统用模块化传动机构(变速器的输入轴)的轴向、径向和周向。“轴向一侧”是指图1中的左侧，“轴向另一侧”是指图1中的右侧，“径向外侧”是指图1中的上侧(即远离传动机构的中心轴线o的那侧)，“径向内侧”是指图1中的下侧(即接近中心轴线o的那侧)。在本发明中，“传动联接”是指两个部件以能够传递驱动力/扭矩的方式直接连接或者间接连接。
[0047]
以下将结合附图说明根据本发明一实施方式的混合动力系统用模块化传动机构的结构。
[0048]
如图1所示，根据本发明的一实施方式的混合动力系统用模块化传动机构包括组装在一起的壳体1、冷却套2、电机3、转子支架4、双离合器5、分油器6和单离合器7，以上这些部件均以与变速器的两个输入轴sh1、sh2同轴的方式组装在一起。
[0049]
具体地，在本实施方式中，该模块化传动机构的壳体1例如通过螺栓固定于发动机本体或变速器壳体，使得该壳体1相对于混合动力系统的发动机和变速器固定。
[0050]
壳体1包括形成为一体的壳体径向部分11、第一壳体轴向部分12和第二壳体轴向部分13。壳体径向部分11大致沿着径向r延伸，第一壳体轴向部分12和第二壳体轴向部分13从壳体径向部分11的径向外侧端沿着轴向a分别朝向轴向一侧和轴向另一侧延伸，使得由第一壳体轴向部分12和第二壳体轴向部分13整体所围绕的空间被壳体径向部分11分隔成两部分。
[0051]
进一步地，在本实施方式中，冷却套2位于第二壳体轴向部分13的径向内侧且固定于第二壳体轴向部分13，该冷却套2与第二壳体轴向部分13之间形成冷却液(例如水)的流动通道，使得冷却套2能够冷却电机3的定子31。另外，该冷却套2还能够对定子31起到支撑作用。
[0052]
进一步地，在本实施方式中，电机3包括定子31以及位于定子31的径向内侧且能够相对于定子31转动的转子32。定子31位于冷却套2的径向内侧且固定于冷却套2，转子32在定子31产生的磁场中能够相对于定子31转动，从而输出驱动力/扭矩。
[0053]
进一步地，在本实施方式中，转子支架4与转子32例如通过过盈配合固定连接且位于转子32的径向内侧，转子支架4用于在从径向内侧支撑转子32的同时与转子32始终传动联接。转子支架4包括沿着轴向a延伸的转子支架轴向部分41和从转子支架轴向部分41的轴向一侧端部沿着径向r朝向径向内侧延伸的转子支架径向部分42，转子支架轴向部分41和转子支架径向部分42抗扭地连接，使得两者能够一起转动。转子支架轴向部分41与转子32直接固定连接，转子支架径向部分42的径向内侧端部与双离合器5的输入内毂53例如通过花键机构抗扭地连接。
[0054]
进一步地，在本实施方式中，双离合器5为湿式离合器，从而相比干式摩擦离合器具有更大的扭矩容量。双离合器5位于转子的径向内侧。从径向r看，双离合器5与转子支架4的转子支架轴向部分41基本重叠；从轴向a看，双离合器5与转子支架4的转子支架径向部分42基本重叠。双离合器5包括两个离合单元(第一离合单元51和第二离合单元52)、两个离合单元51和52共用的输入内毂53、对应于第一离合单元51的第一输出外毂54、对应于第二离合单元52的第二输出外毂55以及固定安装于输入内毂53的两个支撑件(第一支撑件56和第二支撑件57)。
[0055]
对于该双离合器5，概括来说，输入内毂53与转子支架4抗扭地连接，使得输入内毂53与转子支架4始终传动联接。第一输出外毂54与变速器的第一输入轴sh1抗扭地连接，使得第一输出外毂54与第一输入轴sh1始终传动联接。第二输出外毂55与变速器的第二输入轴sh2抗扭地连接，使得第二输出外毂55与第二输入轴sh2始终传动联接。通过第一离合单元51接合或分离使输入内毂53与第一输出外毂54经由该第一离合单元51传动联接或者解除该传动联接，通过第二离合单元52接合或分离使输入内毂53与第二输出外毂55经由该第二离合单元52传动联接或者解除该传动联接。
[0056]
更具体地，两个离合单元51、52为在轴向a上并排配置的第一离合单元51和第二离合单元52，第一离合单元51位于第二离合单元52的轴向一侧并且第一离合单元51和第二离合单元52被输入内毂53的径向部分532分隔开。
[0057]
第一离合单元51包括多个第一压盘51b、多个第一摩擦片51f、第一活塞51p和第一
复位弹簧51s。多个第一压盘51b与输入内毂53的沿着轴向a延伸的第一轴向分支部分533例如经由花键传动联接。多个第一摩擦片51f与第一输出外毂54的沿着轴向a延伸的第一输出外毂轴向部分541例如经由花键传动联接。多个第一压盘51b和多个第一摩擦片51f在轴向a上交替布置并且彼此相对。第一活塞51p在由输入内毂53和第一支撑件56包围的油腔s1中能够沿着轴向a往复运动，第一复位弹簧51s也位于该油腔s1中并且一端抵接于第一活塞51p，另一端抵接于输入内毂53。这样，在供给到油腔s1的液压介质的作用下第一活塞51p能够使多个第一压盘51b与多个第一摩擦片51f接合，从而使得第一离合单元51接合；在撤销液压介质的作用的情况下第一复位弹簧51s能够使第一活塞51p复位，进而使多个第一压盘51b与多个第一摩擦片51f分离，从而使得第一离合单元51分离。
[0058]
相应地，第二离合单元52包括多个第二压盘52b、多个第二摩擦片52f、第二活塞52p和第二复位弹簧52s。多个第二压盘52b与输入内毂53的沿着轴向a延伸的第二轴向分支部分534例如经由花键传动联接。多个第二摩擦片52f与第二输出外毂55的沿着轴向a延伸的第二输出外毂轴向部分551例如经由花键传动联接。多个第二压盘52b和多个第二摩擦片52f在轴向a上交替布置并且彼此相对。第二活塞52p在由输入内毂53和第二支撑件57包围的油腔s2中能够沿着轴向a往复运动，第二复位弹簧52s也位于该油腔s2中并且一端抵接于第二活塞52p，另一端抵接于输入内毂53。这样，在供给到油腔s2的液压介质的作用下第二活塞52p能够使多个第二压盘52b与多个第二摩擦片52f接合，从而使得第二离合单元52接合；在撤销液压介质的作用的情况下第二复位弹簧52s能够使第二活塞52p复位，进而使多个第二压盘52b与多个第二摩擦片52f分离，从而使得第二离合单元52分离。
[0059]
进一步地，输入内毂53包括形成为一体的轴向部分531、径向部分532、第一轴向分支部分533和第二轴向分支部分534。轴向部分531沿着轴向a延伸且与转子支架4的转子支架径向部分42抗扭地连接。径向部分532从轴向部分531的轴向中央部沿着径向r朝向径向外侧延伸。第一轴向分支部分533和第二轴向分支部分534从径向部分532的径向中央部沿着轴向a分别朝向轴向两侧延伸。第一轴向分支部分533和第二轴向分支部分534位于轴向部分531的径向外侧并与轴向部分531在径向r上相对。第一轴向分支部分533位于第一输出外毂54的第一输出外毂轴向部分541的径向内侧并与第一输出外毂轴向部分541在径向r上相对，第二轴向分支部分534位于第二输出外毂55的第二输出外毂轴向部分551的径向内侧且与第二输出外毂轴向部分551在径向r上相对。
[0060]
进一步地，第一输出外毂54包括形成为一体的第一输出外毂轴向部分541和第一输出外毂径向部分542，第一输出外毂轴向部分541沿着轴向a延伸，第一输出外毂径向部分542从第一输出外毂轴向部分541的轴向另一侧端沿着径向r朝向径向内侧延伸，第一输出外毂径向部分542的径向内侧端与变速器的第一输入轴sh1例如通过花键机构始终传动联接，多个第一摩擦片51f安装于第一输出外毂轴向部分541。第二输出外毂55包括形成为一体的第二输出外毂轴向部分551和第二输出外毂径向部分552，第二输出外毂轴向部分551沿着轴向a延伸，第二输出外毂径向部分552从第二输出外毂轴向部分551的轴向另一侧端沿着径向r朝向径向内侧延伸，第二输出外毂径向部分552的径向内侧端与变速器的第二输入轴sh2例如通过花键机构始终传动联接，多个第二摩擦片52f安装于第二输出外毂轴向部分551。
[0061]
进一步地，第一支撑件56安装于输入内毂53的轴向部分531的轴向一侧端部，第一
支撑件56与输入内毂53的轴向部分531、径向部分532和第一轴向分支部分533之间形成对应于第一离合单元51的油腔s1。油腔s1位于第一轴向分支部分533的径向内侧。第一活塞51p部分地位于油腔s1内且用于将油腔s1分隔成位于第一活塞51p的轴向两侧的第一油腔部和第二油腔部。第一油腔部用于接收液压介质，第一复位弹簧51s设置于第二油腔部内。这样，利用供给到第一油腔部的液压介质和位于第二油腔部内的第一复位弹簧51s能够使得第一活塞51p在油腔s1内沿着轴向a往复运动。
[0062]
第二支撑件57安装于输入内毂53的轴向部分531的轴向另一端部，第二支撑件57与输入内毂53的轴向部分531、径向部分532和第二轴向分支部分534之间形成对应于第二离合单元52的油腔s2。油腔s2位于第二轴向分支部分533的径向内侧。第二活塞52p部分地位于油腔s2内且用于将油腔s2分隔成位于第二活塞52p的轴向两侧的第一油腔部和第二油腔部。第一油腔部用于接收液压介质，第二复位弹簧52s设置于第二油腔部内。这样，利用供给到第一油腔部的液压介质和位于第二油腔部内的第二复位弹簧52s能够使得第二活塞52p在油腔s2内沿着轴向a往复运动。
[0063]
此外，为了向油腔s1、s2的第一油腔部内输入高压的液压介质，输入内毂53的轴向部分531中形成有彼此独立的第一中间油通路53p1和第二中间油通路53p2，第一中间油通路53p1与油腔s1的第一油腔部连通，第二中间油通路53p2与油腔s2的第一油腔部连通。另外，为了向油腔s1、s2的第二油腔部内输入低压的润滑油，输入内毂53的轴向部分531中还形成与油腔s1、s2的第二油腔部均连通的润滑油通路53p3，润滑油通路53p3与第一中间油通路53p1和第二中间油通路53p2均分隔开。
[0064]
进一步地，在本实施方式中，分油器6位于输入内毂53的轴向部分531的径向内侧，分油器6形成有与第一中间油通路53p1连通的第一供油通路6p1、与第二中间油通路53p2连通的第二供油通路6p2以及与润滑油通路53p3连通的润滑油供油通路6p3。这样，高压的液压介质能够选择性地经由第一供油通路6p1和第一中间油通路53p1供给到油腔s1的第一油腔部或者经由第二供油通路6p2和第二中间油通路53p2供给到油腔s2的第一油腔部，低压的润滑油能够经由润滑油供给通路6p3和润滑油通路53p3供给到两个油腔s1、s2的第二油腔部。
[0065]
进一步地，在本实施方式中，单离合器7独立于双离合器5且为湿式离合器。单离合器7位于壳体径向部分11的轴向一侧且包括第三离合单元71和与第三离合单元71整合在一起的减振单元72。当单离合器7接合时发动机与转子支架4经由单离合器7传动联接，当单离合器7分离时发动机和转子支架4解除该传动联接。第三离合单元71可以具有与第一离合单元51和第二离合单元52类似的结构，因此在此省略对其具体结构的说明。
[0066]
另外，本发明还提供了包括根据本发明的一实施方式的混合动力系统用模块化传动机构的混合动力系统，该混合动力系统还包括发动机和变速器。发动机位于单离合器7的轴向一侧且能够经由单离合器7与转子支架4传动联接。如上所述，变速器的第一输入轴sh1与第一输出外毂54始终传动联接，变速器的第二输入轴sh2与第二输出外毂55始终传动联接。变速器内可以根据需要设置多组齿轮副和同步啮合机构。
[0067]
以下举例说明该混合动力系统的工作模式。
[0068]
当混合动力系统处于纯发动机工作模式时，发动机处于工作状态且电机3处于非工作状态，单离合器7的第三离合单元71接合，向油腔s1的第一油腔部或油腔s2的第一油腔
部供给液压介质，使得双离合器5的第一离合单元51或第二离合单元52接合。这样，来自发动机的驱动力/扭矩的传递路径为单离合器7
→
转子支架4
→
输入内毂53
→
第一离合单元51或第二离合单元52
→
第一输出外毂54或第二输出外毂55
→
第一输入轴sh1或第二输入轴sh2。
[0069]
当混合动力系统处于纯电机工作模式时，发动机处于非工作状态且电机3处于工作状态，单离合器7的第三离合单元71分离，向油腔s1的第一油腔部或油腔s2的第一油腔部供给液压介质，使得双离合器5的第一离合单元51或第二离合单元52接合。这样，来自电机3的驱动力/扭矩的传递路径为转子支架4
→
输入内毂53
→
第一离合单元51或第二离合单元52
→
第一输出外毂54或第二输出外毂55
→
第一输入轴sh1或第二输入轴sh2。
[0070]
当混合动力系统处于混合动力工作模式时，发动机处于工作状态且电机3处于工作状态，单离合器7的第三离合单元71接合，向油腔s1的第一油腔部或油腔s2的第一油腔部供给液压介质，使得双离合器5的第一离合单元51或第二离合单元52接合。这样，来自发动机的驱动力/扭矩的传递路径为单离合器7
→
转子支架4
→
输入内毂53
→
第一离合单元51或第二离合单元52
→
第一输出外毂54或第二输出外毂55
→
第一输入轴sh1或第二输入轴sh2；来自电机3的驱动力/扭矩的传递路径为转子支架4
→
输入内毂53
→
第一离合单元51或第二离合单元52
→
第一输出外毂54或第二输出外毂55
→
第一输入轴sh1或第二输入轴sh2。也就是说，发动机的扭矩和电机3的扭矩在转子支架处结合。
[0071]
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。以下进行补充说明。
[0072]
(i)虽然在以上的具体实施方式中仅说明了根据本发明的混合动力系统的三种工作模式，但是本发明不限于此，该混合动力系统还可以包括利用电机启动发动机的工作模式和制动能量回收的工作模式等各种需要的工作模式。
[0073]
(ii)虽然在以上的内容中没有说明，但是根据本发明的混合动力系统用模块化传动机构的双离合器5可以根据实际需要(双离合器5的扭矩容量和热容量)来调节双离合器5的各项参数。
[0074]
(iii)虽然在以上的内容中没有说明，但是应当理解，该单离合器7能够代替双质量飞轮，从而进一步缩短混合动力系统的轴向尺寸。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除