用于混合动力车辆的动力系统及车辆的制作方法

2021-02-03 17:02:19|

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本实用新型涉及车辆技术领域。具体地，本实用新型涉及一种用于混合动力车辆的动力系统及包括这种动力系统的车辆。

背景技术：

随着人们对环境和能源问题的关注，新能源车辆越来越受到汽车领域的重视。许多新能源车辆的动力系统中既有以化石燃料为能源的内燃机又有以电能驱动的电机，即所谓的混合动力车辆。由于电机转速的可控性较高，因此新能源车辆的动力系统的挡位通常少于传统的内燃机动力系统，多为单挡位或两挡变速。

例如cn209159403u公开的混合动力驱动系统具有现有技术中的典型布局。在这种传统的动力系统中，通常设置有分别与内燃机的输出轴平行布置的两个电机，二者分别通过齿轮组与输出轴传动连接。其中还设置有用于将内燃机与变速器连接或断开的滑摩离合器。传统的滑摩离合器及其致动机构的成本相对较高，并且传统的滑摩离合器及其致动机构的质量和体积都较大。

技术实现要素：

因此，本实用新型需要解决的技术问题是，提供一种结构简单紧凑且成本低廉的动力系统及车辆。

上述技术问题通过根据本实用新型的一种用于混合动力车辆的动力系统而得到解决。该动力系统包括第一轴、第二轴、第一电机、第一齿轮组、第二齿轮组和同步器。第一轴与第二轴优选地平行布置，第一轴通过同步器选择性地经由第一齿轮组和第二齿轮组中的一者向第二轴传递扭矩。其中，该动力系统还包括具有扭矩限制器的减振器，第一电机和减振器同轴地安装在第一轴上。具有扭矩限制器的减振器既可以减少传递到第一轴上的扭矩振动，又可以限制传递到第一轴上的扭矩大小，防止传递的扭矩过大。第一电机同轴地设置在第一轴上，使得可以通过第一电机来调整第一轴的转速，使同步器的需要连接的两端的转速相同或者相接近，从而不需要设置离合器即可实现换挡，因此可以大大提高结构的紧凑型并节省成本。

根据本实用新型的一个优选实施例，该动力系统还可以包括第二电机，第二电机与第二轴传动连接，从而将扭矩传递到第二轴。此外，该动力系统还可以包括内燃机，该内燃机与第一轴同轴地抗扭连接，从而将扭矩传递到第一轴。

根据本实用新型的另一优选实施例，第一齿轮组可以包括设置在第一轴上的第一齿轮和设置在第二轴上的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合；相应地，第二齿轮组可以包括设置在第一轴上的第三齿轮和设置在第二轴上的第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮相啮合。通过适当地设置每个齿轮组中齿轮之间的相对尺寸关系，可以获得期望的传动比，以便实现减速增扭等效果。

根据本实用新型的另一优选实施例，同步器可以在第一轴上设置在第一齿轮与第三齿轮之间。替代地，同步器也可以在第二轴上设置在第二齿轮与第四齿轮之间。同步器两侧的齿轮分别属于两个不同的齿轮组，同步器选择性接合其中的一个齿轮，使得扭矩可以以期望的传动比从第一轴通过两个齿轮组中的一个传递到第二轴，从而实现换挡变速。

上述技术问题还通过根据本实用新型的一种车辆而得到解决，该车辆包括具有上述特征的动力系统。

附图说明

以下结合附图进一步描述本实用新型。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：

图1示出了根据本实用新型的实施例的动力系统的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本实用新型的用于混合动力车辆的动力系统和车辆的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，本实用新型不限于所描述的优选实施例，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于混合动力车辆的动力系统。图1示出了该动力系统的示意图。如图1所示，该动力系统包括第一轴1、第二轴2、内燃机e、第一电机m1、第二电机m2、减振器3和同步器4。同步器4也可以选取齿牙式离合器。

第一轴1和第二轴2平行布置。内燃机e的输出端与第一轴1的输入端同轴地抗扭连接，从而将内燃机e中产生的扭矩输入到第一轴1中。减振器3和第一电机m1分别同轴地布置在第一轴1上。减振器3例如为盘式减振器，其具有集成在内部的扭矩限制器。扭矩限制器可以限制通过减振器3传递的扭矩，使得超过限制的过大扭矩不能通过减振器3传递到第一轴1的输出端或者内燃机端。减振器3和其中的扭矩限制器都是现有技术中已知的部件，其具体结构和原理在此不再赘述。

第一电机m1在第一轴1上布置在减振器3的背离内燃机e的一侧。第一电机m1具有电机转子和电机定子，其中电机转子抗扭地安装在第一轴1上，而电机定子安装在电机转子的径向外侧并与例如变速箱壳体的结构固定连接。电机转子能够随着第一轴1一起相对于电机定子转动。

第一齿轮5和第三齿轮7在减振器3与第一电机m1之间同轴地设置在第一轴1上，第二齿轮6和第四齿轮8同轴地设置在第二轴2上。这四个齿轮都是正齿轮，当然可选地，齿轮也可以选取其他结构形式的齿轮，包括并不限于锥齿轮、螺旋齿轮、蜗轮齿轮等；其中，第一齿轮5和第二齿轮6相互啮合，从而构成第一齿轮组，而第三齿轮7和第四齿轮8相互啮合，从而构成第二齿轮组。在本实施例中，第一齿轮5和第三齿轮7与第一轴1抗扭连接，而第二齿轮6和第四齿轮8可转动地套设在第二轴2上，同步器4在第二轴2上设置在第二齿轮6与第四齿轮8之间，从而可以选择性地将第二齿轮6和第四齿轮8中的一者与第二轴2抗扭连接。在替代的实施例中，第二齿轮6和第四齿轮8也可以与第二轴2抗扭连接，而第一齿轮5和第三齿轮7可转动地套设在第一轴1上，相应地，同步器4在第一轴1上设置在第一齿轮5与第三齿轮7之间，从而可以选择性地将第一齿轮5和第三齿轮7中的一者与第一轴1抗扭连接。同步器4可以是现有技术中已知的各种类型的同步器，通过同步器4可以经由第一齿轮组和第二齿轮组中的一者以期望的传动比将第一轴1上的扭矩传递到第二轴2。此外，在其他替代的实施例中，第一齿轮5和第三齿轮7也可以在第一轴1上设置在第一电机m1的背离减振器3的一侧。

第二电机m2与第一轴1、第二轴2分别平行布置。与第一电机m1类似，第二电机m2也具有电机转子和电机定子，其中电机定子安装在电机转子的径向外侧并与例如变速箱壳体的结构固定连接，而电机转子带动第二电机m2的输出端(即延伸到第二电机m2外部的输出轴)相对于电机定子转动。第二电机m2的输出端与第五齿轮9抗扭连接，第六齿轮10与第二轴2抗扭连接，第五齿轮9与第六齿轮10是相互啮合的正齿轮，从而构成第三齿轮组。第二电机m2的输出扭矩能够通过第三齿轮组传递到第二轴2。

替代地，第二电机m2也可以直接设置在第二轴2上，也即第二电机m2的转子固定在第二轴2上，而第二电机m2的定子与其他部件，例如变速箱壳体的结构固定连接。其相对于上述结构，省去了第五齿轮9和第六齿轮10。

根据本实用新型的另外的实施例，还提供了一种车辆，其具有根据上述实施例的动力系统。

根据本实用新型的动力系统和车辆使用具有扭矩限制器的减振器，从而在减少扭矩振动的同时还可以有效地防止扭矩过载。此外，通过第一电机m1直接调节第一轴1(内燃机e)的转速同时配合同步器4的操作，可以在不设置滑摩离合器的情况下方便地实现换挡变速，因此可以减少部件数量，提高结构集成度，同时降低生产成本。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本实用新型的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记表

1第一轴

2第二轴

3减振器

4同步器

5第一齿轮

6第二齿轮

7第三齿轮

8第四齿轮

9第五齿轮

10第六齿轮

e内燃机