一种混合动力系统及汽车的制作方法

1.本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力系统及汽车。


背景技术：

2.由于环境污染和能源危机问题日益突出，环保问题越来越受到重视。现有的传统燃油车驱动模式单一，动力系统的优化难以应对严格的要求，而纯电动汽车则受限于续航里程、电池、成本等问题，无法完全替代传统动力汽车。
3.混合动力汽车以电池和燃油为能量源，以发动机和电动机提供驱动力，兼具传统燃油汽车长续航和纯电动汽车运行效率高、排放少的优点，混合动力汽车的油耗及排放水平有了很大的提升，对环境保护及能源节约具有重大意义。但是，现有的混动系统在电机直驱模式下，仅通过后桥速比降速，速比不能调整，影响电机效率。
4.因此，亟需一种混合动力系统及汽车，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种混合动力系统及汽车，采用单独的降速机构，速比调整方便，更有利于p3驱动电机性能的发挥，提高整车传动效率。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种混合动力系统，包括发动机、升速机构、p1发电机、p3驱动电机、降速机构、中间轴、输出轴以及接合装置；
8.所述升速机构与所述发动机的输出端连接，所述升速机构能够将所述发动机的输出动力传输至所述p1发电机的发电机轴以及所述中间轴；
9.所述p3驱动电机与所述p1发电机同轴布置；
10.所述降速机构与所述p3驱动电机的驱动电机轴连接，所述降速机构被配置为将所述p3驱动电机的输出动力传输至所述输出轴；
11.所述接合装置设置在所述中间轴与所述输出轴之间，所述接合装置能够将所述中间轴与所述输出轴连接。
12.可选地，所述升速机构包括升速输入轴、发动机升速主动齿轮、发电机升速主动齿轮、发动机升速从动齿轮以及发电机升速从动齿轮；
13.所述升速输入轴与所述发动机的输出端连接，所述升速输入轴能够与所述发动机升速主动齿轮传动连接；
14.所述发电机升速主动齿轮与所述升速输入轴连接；
15.所述发动机升速从动齿轮与所述中间轴连接，所述发动机升速从动齿轮与所述发动机升速主动齿轮啮合；
16.所述发电机升速从动齿轮与所述发电机轴连接，所述发电机升速从动齿轮与所述发电机升速主动齿轮啮合。
17.可选地，所述升速机构还包括第一离合器，所述第一离合器的一端与所述升速输
入轴连接，所述第一离合器的另一端与所述发动机升速主动齿轮连接。
18.可选地，所述发电机升速从动齿轮与所述发电机轴一体设置。
19.可选地，所述发动机的输出端设置有飞轮，所述升速输入轴与所述飞轮连接。
20.可选地，所述中间轴与所述发电机轴同轴布置，所述输出轴与所述中间轴同轴布置。
21.可选地，所述降速机构包括降速传输轴、降速一级主动齿轮、降速一级从动齿轮、降速二级主动齿轮以及降速二级从动齿轮；
22.所述降速一级主动齿轮与所述驱动电机轴连接；
23.所述降速一级从动齿轮以及所述降速二级主动齿轮与所述降速传输轴连接；
24.所述降速二级从动齿轮与所述输出轴连接；
25.所述降速一级主动齿轮与所述降速一级从动齿轮啮合，所述降速二级主动齿轮与所述降速二级从动齿轮啮合。
26.可选地，所述降速一级主动齿轮与所述驱动电机轴一体设置。
27.可选地，所述输出轴连接有输出法兰，所述输出法兰被配置为与后桥驱动连接。
28.一种汽车，包括上述的混合动力系统。
29.本发明的有益效果：
30.本发明提供的混合动力系统，在电机直驱模式下，发动机不工作，p3驱动电机工作，p3驱动电机驱动降速机构实现减速，降速机构驱动输出轴从而驱动后桥实现车轮驱动。该混合动力系统通过采用单独的降速机构，速比调整方便，更有利于p3驱动电机性能的发挥，提高整车传动效率，而且p1发电机与p3驱动电机同轴布置，既提高空间利用率，又便于润滑。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其它的附图。
32.图1是本发明提供的混合动力系统的结构示意图。
33.图中：
34.1、发动机；2、飞轮；3、发动机升速主动齿轮；4、发电机升速主动齿轮；5、发动机升速从动齿轮；6、发电机升速从动齿轮；7、p1发电机；8、p3驱动电机；9、降速一级主动齿轮；10、降速一级从动齿轮；11、降速二级主动齿轮；12、降速二级从动齿轮；13、输出法兰；14、输出轴；15、中间轴；16、降速传输轴；17、升速输入轴；18、发电机轴；19、驱动电机轴；
35.c0、第一离合器；c1、接合装置。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
37.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
40.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
42.如图1所示，本实施例提供了一种混合动力系统，包括发动机1、升速机构、p1发电机7、p3驱动电机8、降速机构、中间轴15、输出轴14以及接合装置c1，其中，升速机构与发动机1的输出端连接，升速机构能够将发动机1的输出动力传输至p1发电机7的发电机轴18以及中间轴15；p3驱动电机8与p1发电机7同轴布置；降速机构与p3驱动电机8的驱动电机轴19连接，降速机构被配置为将p3驱动电机8的输出动力传输至输出轴14；接合装置c1设置在中间轴15与输出轴14之间，接合装置c1能够将中间轴15与输出轴14连接。
43.本实施例提供的混合动力系统，在电机直驱模式下，发动机1不工作，p3驱动电机8工作，p3驱动电机8驱动降速机构实现减速，降速机构驱动输出轴14从而驱动后桥实现车轮驱动。该混合动力系统通过采用单独的降速机构，速比调整方便，更有利于p3驱动电机8性能的发挥，提高整车传动效率，而且p1发电机7与p3驱动电机8同轴布置，既提高空间利用率，又便于润滑。
44.在一些具体的实施例中，升速机构包括升速输入轴17、发动机升速主动齿轮3、发电机升速主动齿轮4、发动机升速从动齿轮5以及发电机升速从动齿轮6；升速输入轴17与发动机1的输出端连接，升速输入轴17能够与发动机升速主动齿轮3传动连接；发电机升速主动齿轮4与升速输入轴17连接；发动机升速从动齿轮5与中间轴15连接，发动机升速从动齿轮5与发动机升速主动齿轮3啮合；发电机升速从动齿轮6与发电机轴18连接，发电机升速从动齿轮6与发电机升速主动齿轮4啮合。通过发动机升速主动齿轮3以及发动机升速从动齿轮5实现发动机1输出的升速功能，发电机升速主动齿轮4以及发电机升速从动齿轮6实现发动机1对p1发电机7的高效驱动。上述设置适应速比匹配，便于调整，提高发动机1效率，使p1发电机7发挥最大作用。
45.升速机构还包括第一离合器c0，第一离合器c0的一端与升速输入轴17连接，第一离合器c0的另一端与发动机升速主动齿轮3连接，第一离合器c0实现发动机1直驱升速功能，而且在p3驱动电机8工作时第一离合器c0断开，避免带着发动机升速主动齿轮3以及发动机升速从动齿轮5转动，提高纯电模式下的工作效率。在一个优选的技术方案中，发电机升速从动齿轮6与发电机轴18一体设置，结构更加紧凑。发动机1的输出端设置有飞轮2，升速输入轴17与飞轮2连接。
46.可选地，中间轴15与发电机轴18同轴布置，输出轴14与中间轴15同轴布置，实现发动机1同轴传递动力，配合p1发电机7与p3驱动电机8同轴布置，使得混合动力系统的整体径向尺寸小，实现轻量化同时提升整车布置自由度。
47.在一些具体的实施例中，降速机构包括降速传输轴16、降速一级主动齿轮9、降速一级从动齿轮10、降速二级主动齿轮11以及降速二级从动齿轮12；降速一级主动齿轮9与驱动电机轴19连接；降速一级从动齿轮10以及降速二级主动齿轮11与降速传输轴16连接；降速二级从动齿轮12与输出轴14连接；降速一级主动齿轮9与降速一级从动齿轮10啮合，降速二级主动齿轮11与降速二级从动齿轮12啮合，从而实现p3驱动电机8的输出降速的目的，而且降速机构集中布置，结构更加合理。示例性地，降速一级主动齿轮9与驱动电机轴19一体设置，结构更加紧凑。
48.可选地，输出轴14连接有输出法兰13，输出法兰13被配置为与后桥驱动连接。通过设置输出法兰13，能够将输出轴14的传输动力传输至后桥，进而实现对车轮的驱动。示例性地，接合装置c1可以但不限于是第二离合器或者花键连接组件。
49.本实施例提供的混合动力系统实现以下几种工作模式或动力流传递，纯电模式、串联模式、耦合并联模式、高速直驱模式以及能量回收模式，具体如下：
50.1、纯电模式
51.工作模式：发动机1不工作，第一离合器c0分离，p3驱动电机8工作，p3驱动电机8驱动降速机构实现减速，进而通过后桥实现车轮驱动；
52.动力流：p3驱动电机8驱动驱动电机轴19转动，驱动电机轴19一体设置的降速一级主动齿轮9旋转，降速一级主动齿轮9驱动降速一级从动齿轮10旋转，经降速传输轴16驱动降速二级主动齿轮11旋转，降速二级主动齿轮11驱动降速二级从动齿轮12旋转，降速二级从动齿轮12驱动输出轴14转动，输出轴14驱动输出法兰13进而驱动后桥实现车轮驱动。
53.2、串联模式
54.工作模式：发动机1工作，第一离合器c0分离,发动机1通过升速机构驱动p1发电机7给电池系统充电；同时p3驱动电机8工作，p3驱动电机8驱动降速机构减速，输出轴14通过后桥实现车轮驱动；
55.动力流：发动机1驱动飞轮2，飞轮2驱动升速输入轴17转动，升速输入轴17驱动发电机升速主动齿轮4旋转，发电机升速主动齿轮4驱动发电机轴18一体设置的发电机升速从动齿轮6旋转，发电机轴18驱动p1发电机7给电池系统充电；
56.同时p3驱动电机8驱动电机轴19转动，驱动电机轴19一体设置的降速一级主动齿轮9旋转，降速一级主动齿轮9旋转驱动降速一级从动齿轮10旋转，经降速传输轴16驱动降速二级主动齿轮11旋转，降速二级主动齿轮11驱动降速二级从动齿轮12旋转，降速二级从动齿轮12驱动输出轴14转动，输出轴14驱动输出法兰13进而驱动后桥实现车轮驱动。
57.3、耦合并联模式
58.工作模式：根据动力匹配需要，将以下两种模式通过控制器控制进行并联控制，两种模式可独立存在或同时存在。
59.模式1(直驱):发动机1工作，第一离合器c0结合，p1发电机7和p3驱动电机8不工作；
60.模式2(纯电驱动)：发动机1不工作，第一离合器c0分离，p3驱动电机8工作，p3驱动电机8驱动降速机构实现减速，输出轴14通过后桥实现车轮驱动；
61.动力流：
62.模式1：发动机1驱动飞轮2，飞轮2驱动升速输入轴17转动，升速输入轴17通过第一离合器c0驱动发动机升速主动齿轮3旋转，发动机升速主动齿轮3驱动发动机升速从动齿轮5旋转，发动机升速从动齿轮5驱动中间轴15转动，通过接合装置c1将动力传到输出轴14，输出轴14驱动输出法兰13进而驱动后桥实现车轮驱动；
63.模式2：p3驱动电机8驱动驱动电机轴19转动，驱动电机轴19一体设置的降速一级主动齿轮9旋转，降速一级主动齿轮9驱动降速一级从动齿轮10旋转，经降速传输轴16驱动降速二级主动齿轮11旋转，降速二级主动齿轮11驱动降速二级从动齿轮12旋转，降速二级从动齿轮12驱动输出轴14转动，输出轴14驱动输出法兰13进而驱动后桥实现车轮驱动。
64.4、高速直驱模式
65.工作模式：发动机1工作，第一离合器c0结合，p1发电机7和p3驱动电机8不工作；
66.动力流：发动机1驱动飞轮2，飞轮2驱动升速输入轴17转动，升速输入轴17驱动发动机升速主动齿轮3旋转，发动机升速主动齿轮3驱动发动机升速从动齿轮5旋转，发动机升速从动齿轮5驱动中间轴15转动，通过接合装置c1将动力传到输出轴14，输出轴14驱动输出法兰13进而驱动后桥实现车轮驱动。
67.5、能量回收模式
68.工作模式：发动机1不工作，第一离合器c0分离，汽车制动减速，车轮反驱动后桥通过输出法兰13驱动输出轴14进而驱动降速机构,从而驱动p3驱动电机8实现能量回收；
69.动力流：车轮反驱动后桥驱动输出法兰13转动，输出法兰13带动输出轴14转动，输出轴14驱动降速二级从动齿轮12旋转，降速二级从动齿轮12驱动降速二级主动齿轮11旋转，降速二级主动齿轮11驱动降速传输轴16转动，降速传输轴16驱动降速一级从动齿轮10旋转，降速一级从动齿轮10驱动降速一级主动齿轮9旋转，降速一级主动齿轮9驱动驱动电机轴19转动，从而驱动p3驱动电机8实现能量回收，p3驱动电机8反转为电池系统充电。
70.本实施例提供的混合动力系统，满足纯电驱动，发动机1直驱，串联/并联混合动力传动等功能，满足整车节能降耗目标。采用齿轮实现升速/降速，结构设计及零件工艺简单，技术成熟设计及工艺成本低，系统效率高；
71.发动机1、p1发电机7升速各由一对齿轮实现，p3驱动电机8由两对齿轮实现减速，传动效率高；
72.将传动系统中的齿轮以及离合器集中布置，前面为发动机1和p1发电机7的升速机构，中间为p1发电机7和p3驱动电机8同轴布置，后面为p3驱动电机8降速机构，整个系统轴向尺寸短，润滑设计简单；
73.p1发电机7与p3驱动电机8同轴设计，整体径向尺寸小，实现轻量化同时提升整车
布置自由度；
74.发动机1以及p1发电机7升速各由一对齿轮实现，更适应速比匹配，便于调整，提高发动机1效率，使发电机发挥最大作用；
75.p3驱动电机8采用单独的降速机构，速比调整方便，更有利于p3驱动电机8性能的发挥，提高整车传动效率。
76.发动机1直驱，采用第一离合器c0结构紧凑，当接合装置c1为花键连接组件时，中间轴15与输出轴14采用花键连接组件进行连接驱动，便于装配拆卸；当接合装置c1为第二离合器时，该混合动力系统采用两个离合器控制，即第一离合器c0以及第二离合器，这样在p3驱动电机8工作时第二离合器分离进而断开中间轴15与输出轴14，避免带着发动机升速主动齿轮3、发动机升速从动齿轮5以及第一离合器c0转动，提高纯电模式下的工作效率。
77.本实施例还提供了一种汽车，包括上述实施例中的混合动力系统，该汽车由于具有上述实施例提供的混合动力系统，因此，必然具有如上所述的技术效果，在此不再赘述。
78.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种混合动力系统，其特征在于，包括发动机、升速机构、p1发电机、p3驱动电机、降速机构、中间轴、输出轴以及接合装置；所述升速机构与所述发动机的输出端连接，所述升速机构能够将所述发动机的输出动力传输至所述p1发电机的发电机轴以及所述中间轴；所述p3驱动电机与所述p1发电机同轴布置；所述降速机构与所述p3驱动电机的驱动电机轴连接，所述降速机构被配置为将所述p3驱动电机的输出动力传输至所述输出轴；所述接合装置设置在所述中间轴与所述输出轴之间，所述接合装置能够将所述中间轴与所述输出轴连接。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述升速机构包括升速输入轴、发动机升速主动齿轮、发电机升速主动齿轮、发动机升速从动齿轮以及发电机升速从动齿轮；所述升速输入轴与所述发动机的输出端连接，所述升速输入轴能够与所述发动机升速主动齿轮传动连接；所述发电机升速主动齿轮与所述升速输入轴连接；所述发动机升速从动齿轮与所述中间轴连接，所述发动机升速从动齿轮与所述发动机升速主动齿轮啮合；所述发电机升速从动齿轮与所述发电机轴连接，所述发电机升速从动齿轮与所述发电机升速主动齿轮啮合。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述升速机构还包括第一离合器，所述第一离合器的一端与所述升速输入轴连接，所述第一离合器的另一端与所述发动机升速主动齿轮连接。4.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述发电机升速从动齿轮与所述发电机轴一体设置。5.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述发动机的输出端设置有飞轮，所述升速输入轴与所述飞轮连接。6.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述中间轴与所述发电机轴同轴布置，所述输出轴与所述中间轴同轴布置。7.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述降速机构包括降速传输轴、降速一级主动齿轮、降速一级从动齿轮、降速二级主动齿轮以及降速二级从动齿轮；所述降速一级主动齿轮与所述驱动电机轴连接；所述降速一级从动齿轮以及所述降速二级主动齿轮与所述降速传输轴连接；所述降速二级从动齿轮与所述输出轴连接；所述降速一级主动齿轮与所述降速一级从动齿轮啮合，所述降速二级主动齿轮与所述降速二级从动齿轮啮合。8.根据权利要求7所述的混合动力系统，其特征在于，所述降速一级主动齿轮与所述驱动电机轴一体设置。9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述输出轴连接有输出法兰，所述输出法兰被配置为与后桥驱动连接。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的混合动力系统。

技术总结
本发明属于混合动力汽车技术领域，公开了一种混合动力系统及汽车，包括发动机、升速机构、P1发电机、P3驱动电机、降速机构、中间轴、输出轴以及接合装置；升速机构与发动机的输出端连接，升速机构能够将发动机的输出动力传输至P1发电机的发电机轴以及中间轴；P3驱动电机与P1发电机同轴布置；降速机构与P3驱动电机的驱动电机轴连接，降速机构被配置为将P3驱动电机的输出动力传输至输出轴；接合装置设置在中间轴与输出轴之间，接合装置能够将中间轴与输出轴连接。通过采用单独的降速机构，速比调整方便，更有利于P3驱动电机性能的发挥，提高整车传动效率，而且P1发电机与P3驱动电机同轴布置，既提高空间利用率，又便于润滑。又便于润滑。又便于润滑。


技术研发人员：孔庆乐 郭应清 祁稳 刘成文 李彬 方志勤
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/4