多模机电耦合变速系统及车辆的制作方法

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1.本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种多模机电耦合变速系统及车辆。

背景技术：

2.混合动力驱动技术经过几十年的发展，涌现出了众多成熟的方案(串联、并联、单模式混联和多模式混联等)。尤其是多模式混联系统(将发动机和两个电机利用动力耦合装置联结而成)，其工况适应性好、工作点优化能力强，但这种结构通常是将发动机以及两个电机集成于前轴驱动系统中，其多个模式(纯电动、串联、并联等)的功能都是由前轴执行的。而且这种结构不够紧凑，尺寸较大，由于电机布置空间有限，会需要牺牲一部分电驱动性能以满足布置空间的要求。

技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种多模机电耦合变速系统及车辆，以解决现有技术中多模式混联系统结构不够紧凑的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多模机电耦合变速系统，包括：发动机；耦合器电机，耦合器电机内部设置有离合器组件，耦合器电机通过离合器组件的一端与发动机连接；差速器，差速器通过传动组件与离合器组件的另一端连接。
5.进一步地，离合器组件包括第一离合器，第一离合器设置于耦合器电机内，第一离合器的主动部分与发动机连接，第一离合器的从动部分与耦合器电机连接。
6.进一步地，离合器组件包括第二离合器，第二离合器设置于耦合器电机内，第二离合器的主动部分与耦合器电机连接，第二离合器的从动部分与传动组件连接。
7.进一步地，传动组件包括：输入轴，输入轴与第二离合器的从动部分连接；中间轴，中间轴与输入轴平行地设置，中间轴通过第一传动机构与输入轴连接，以及中间轴通过第二传动机构与差速器连接。
8.进一步地，第一传动机构包括第一主动齿轮和从动齿轮，第一主动齿轮与从动齿轮相啮合，第一主动齿轮设置于输入轴上，从动齿轮设置于中间轴上。
9.进一步地，第二传动机构包括第二主动齿轮和差速器齿轮，第二主动齿轮与差速器齿轮相啮合，第二主动齿轮设置于中间轴上，差速器齿轮设置于差速器上。
10.根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括多模机电耦合变速系统，多模机电耦合变速系统设置于车辆的左前轮与右前轮之间，多模机电耦合变速系统为上述的多模机电耦合变速系统。
11.进一步地，车辆还包括后电驱系统，后电驱系统设置于车辆的左后轮与右后轮之间，车辆在多模机电耦合变速系统与后电驱系统的配合下具有多种工作模式，多种工作模式包括：纯电四驱模式、纯电两驱模式、串联驱动模式、并联驱动模式，发动机直驱模式、制动能量回收模式、发动机怠速发电模式。
12.进一步地，车辆处于纯电两驱模式时，车辆仅由耦合器电机驱动。
13.进一步地，车辆处于纯电四驱模式时，第二离合器处于接合状态，车辆由耦合器电机和后电驱系统共同驱动。
14.应用本发明的技术方案，通过在耦合器电机内部设置离合器组件，耦合器电机通过离合器组件的一端与发动机连接，差速器通过传动组件与离合器组件的另一端连接，发动机与耦合器电机间无传动系，发电工况效率高，并且仅通过一个耦合器电机与发动机集成在前轴驱动系统中，结构更加简单、紧凑，节省了电机的布置空间及生产成本，解决了现有技术中多模式混联系统结构不够紧凑的问题。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本发明的车辆的实施例的结构示意图；
17.图2示出了根据本发明的多模机电耦合变速系统的实施例的结构示意图；
18.图3示出了根据本发明的车辆处于纯电两驱模式的实施例的传动路线示意图；
19.图4示出了根据本发明的车辆处于纯电四驱模式的实施例的传动路线示意图；
20.图5示出了根据本发明的车辆处于串联驱动模式的实施例的传动路线示意图；
21.图6示出了根据本发明的车辆处于并联驱动模式的实施例的传动路线示意图；
22.图7示出了根据本发明的车辆处于发动机直驱模式的实施例的传动路线示意图；
23.图8示出了根据本发明的车辆处于制动能量回收模式的实施例的传动路线示意图；
24.图9示出了根据本发明的车辆处于发动机怠速发电模式的实施例的传动路线示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.1、发动机；2、扭转减震器；3、耦合器电机；4、第一离合器；5、第二离合器；6、输入轴；7、第一主动齿轮；8、从动齿轮；9、中间轴；10、第二主动齿轮；11、差速器齿轮；12、差速器。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不
必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
31.如图2所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种多模机电耦合变速系统。
32.具体地，多模机电耦合变速系统包括发动机1、耦合器电机3和差速器12，耦合器电机3内部设置有离合器组件，耦合器电机3通过离合器组件的一端与发动机1连接，差速器12通过传动组件与离合器组件的另一端连接。
33.应用本实施例的技术方案，通过在耦合器电机3内部设置离合器组件，耦合器电机3通过离合器组件的一端与发动机1连接，差速器12通过传动组件与离合器组件的另一端连接，发动机1与耦合器电机3间无传动系，发电工况效率高，并且仅通过一个耦合器电机3与发动机1集成在前轴驱动系统中，结构更加简单、紧凑，节省了电机的布置空间及生产成本，解决了现有技术中多模式混联系统结构不够紧凑的问题。在本实施例中，耦合器电机可采用液力耦合器电机或电磁耦合器电机。
34.在本技术的其中一个具体实施例中，多模机电耦合变速系统还包括扭转减震器2，发动机1的输出轴与扭转减震器2连接，扭转减震器2与离合器组件的一端连接。通过设置扭转减震器2能够对发动机的输出轴的转动进行减震，从而保证动力平稳输出。
35.进一步地，离合器组件包括第一离合器4，第一离合器4设置于耦合器电机3内，第一离合器4的主动部分与发动机1连接，第一离合器4的从动部分与耦合器电机3连接。通过将第一离合器4设置在耦合器电机3内，多模机电耦合变速系统的结构更加紧凑，并且缩小了多模机电耦合变速系统的尺寸，减少了传动系的部件，提高了多模机电耦合变速系统的传动效率。
36.进一步地，离合器组件包括第二离合器5，第二离合器5设置于耦合器电机3内，第二离合器5的主动部分与耦合器电机3连接，第二离合器5的从动部分与传动组件连接。通过将第二离合器5设置在耦合器电机3内，多模机电耦合变速系统的结构更加紧凑，进一步缩小了多模机电耦合变速系统的尺寸，减少了传动系的部件，提高了多模机电耦合变速系统的传动效率。
37.根据本技术的另一个具体实施例，离合器组件还包括：第一离合器主动盘、第一离合器从动盘、第二离合器主动盘、第二离合器从动盘以及离合器执行机构，其中，离合器执行机构构造为使第一离合器主动盘选择性地与第一离合器从动盘结合，并且使第二离合器主动盘择性地与第二离合器从动盘结合。
38.其中，传动组件包括输入轴6和中间轴9，输入轴6与第二离合器5的从动部分连接，中间轴9与输入轴6平行地设置，中间轴9通过第一传动机构与输入轴6连接，以及中间轴9通过第二传动机构与差速器12连接。这样设置进一步使得多模机电耦合变速系统的结构简单、紧凑。
39.进一步地，第一传动机构包括第一主动齿轮7和从动齿轮8，第一主动齿轮7与从动齿轮8相啮合，第一主动齿轮7设置于输入轴6上，从动齿轮8设置于中间轴9上。在本实施例中，第一主动齿轮7和从动齿轮8构成多模机电耦合变速系统的第一套齿轮副。
40.进一步地，第二传动机构包括第二主动齿轮10和差速器齿轮11，第二主动齿轮10与差速器齿轮11相啮合，第二主动齿轮10设置于中间轴9上，差速器齿轮11设置于差速器12上。在本实施例中，第二主动齿轮10和差速器齿轮11构成多模机电耦合变速系统的第二套齿轮副。
41.如图1、图3-图9所示，根据本技术的另一个具体实施例，提供了一种车辆，包括多模机电耦合变速系统，多模机电耦合变速系统设置于车辆的左前轮与右前轮之间，多模机电耦合变速系统为上述实施例中的多模机电耦合变速系统。由于上述实施例中的多模机电耦合变速系统结构简单、紧凑，尺寸较小，故将上述实施例中的多模机电耦合变速系统应用于车辆上，既不会占据车辆过多的空间，也有利于降低车辆的生产成本。
42.进一步地，车辆还包括后电驱系统(图3-图9中的后电驱即代表后电驱系统)，后电驱系统设置于车辆的左后轮与右后轮之间，车辆在多模机电耦合变速系统与后电驱系统的配合下具有多种工作模式，多种工作模式包括：纯电四驱模式、纯电两驱模式、串联驱动模式、并联驱动模式，发动机直驱模式、制动能量回收模式、发动机怠速发电模式。在本实施例中，多模机电耦合变速系统仅采用一个耦合器电机与发动机集成在前轴驱动系统中，并配合后电驱系统即可实现车辆的多种工作模式。相比于传统的将发动机以及两个电机集成于前轴驱动系统中的多模式混联系统，本技术的多模机电耦合变速系统结构更加简单，而且同样使得车辆具有多种工作模式，实用性更强。并且采用该多模机电耦合变速系统结构，发动机1与传动系之间可实现机械断开，控制简单。车辆的多种工作模式的控制策略见下表1。
43.表1车辆的多种工作模式及控制策略
[0044][0045]
如图3所示为车辆处于纯电两驱模式的实施例的传动路线示意图，车辆处于纯电两驱模式时，车辆仅由耦合器电机3驱动。具体地，当车辆电池系统电量充足，且对动力要求不高时，电池将电能提供给后电驱系统，后电驱系统将电能转换为机械能驱动车辆，同时多模机电耦合变速系统处于断开状态以降低传动损失，提升车辆续驶里程。
[0046]
如图4所示为车辆处于纯电四驱模式的实施例的传动路线示意图，车辆处于纯电四驱模式时，第二离合器5处于接合状态，车辆由耦合器电机3和后电驱系统共同驱动。具体地，当车辆电池系统电量充足，且处于爬坡或其他对动力要求较高工况时。第二离合器5处于接合状态，通过后电驱系统与多模机电耦合变速系统的耦合器电机3同时驱动车辆，保证车辆通过性能及加速性能。
[0047]
如图5所示为车辆处于串联驱动模式的实施例的传动路线示意图，当车辆电量极低时电池无法提供足够驱动功率时，此时车辆采用串联驱动模式驱动，发动机1启动，同时第一离合器4接合，耦合器电机3处于发电状态，将发动机1发出的机械能转换为电能，由此电能经过后电驱系统驱动车辆。
[0048]
如图6所示为车辆处于并联驱动模式的实施例的传动路线示意图，当驾驶员有极大动力需求时，此时车辆采用并联驱动模式驱动。车辆处于并联驱动模式的工作模式下时，第一离合器4和第二离合器5均接合，发动机1发出机械能，耦合器电机3和后电驱系统将电池电能转换为机械能，三个动力源即发动机1、耦合器电机3和后电驱系统同时驱动车辆。
[0049]
如图7所示为车辆处于发动机直驱模式的实施例的传动路线示意图，当车辆处于低电量状态，或者综合考虑发动机直接驱动燃油经济性较高时，车辆采用发动机直驱模式驱动。车辆处于发动机直驱模式的工作模式下时，多模机电耦合变速系统的耦合器电机3及后电驱系统均不驱动车辆，第一离合器4及第二离合器5接合，发动机1直接将机械能传递到车轮处驱动车辆，实现提升续驶里程，提高燃油经济性的目的。
[0050]
如图8所示为车辆处于制动能量回收模式的实施例的传动路线示意图，当车辆处于减速或制动工况时，车辆以制动能量回收模式工作，控制系统将车轮端机械能通过固定在差速器12及轴齿，实现将动力传递给后电驱系统或多模机电耦合变速系统的耦合器电机3发电，提高电池电量，实现能量回收功能。
[0051]
如图9所示为车辆处于发动机怠速发电模式的实施例的传动路线示意图，当车辆处于静止状态并电池馈电时，车辆以发动机怠速发电模式工作。将发动机1启动并运行在经济区间，第一离合器4接合，发动机1的动力直接传递至多模机电耦合变速系统的耦合器电机3，耦合器电机3发电给电池充电。
[0052]
采用本技术的多模机电耦合变速系统，发动机1与耦合器电机3均为1个挡位，而且仅通过一个耦合器电机3与发动机1集成在前轴驱动系统中，即可实现车辆具有纯电四驱模式、纯电两驱模式、串联驱动模式、并联驱动模式、发动机直驱模式、制动能量回收模式、发动机怠速发电模式等多种工作模式，保证了车辆具有很好的燃油经济性及动力性。本技术的多模机电耦合变速系统，结构更加简单、紧凑，空间尺寸小，节省了电机的布置空间及生产成本，并且传动系部件少，有效地提高了传动效率。
[0053]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并
且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0054]
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0055]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0056]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种多模机电耦合变速系统，其特征在于，包括：发动机(1)；耦合器电机(3)，所述耦合器电机(3)内部设置有离合器组件，所述耦合器电机(3)通过所述离合器组件的一端与所述发动机(1)连接；差速器(12)，所述差速器(12)通过传动组件与所述离合器组件的另一端连接。2.根据权利要求1所述的多模机电耦合变速系统，其特征在于，所述离合器组件包括第一离合器(4)，所述第一离合器(4)设置于所述耦合器电机(3)内，所述第一离合器(4)的主动部分与所述发动机(1)连接，所述第一离合器(4)的从动部分与所述耦合器电机(3)连接。3.根据权利要求1所述的多模机电耦合变速系统，其特征在于，所述离合器组件包括第二离合器(5)，所述第二离合器(5)设置于所述耦合器电机(3)内，所述第二离合器(5)的主动部分与所述耦合器电机(3)连接，所述第二离合器(5)的从动部分与所述传动组件连接。4.根据权利要求3所述的多模机电耦合变速系统，其特征在于，所述传动组件包括：输入轴(6)，所述输入轴(6)与所述第二离合器(5)的从动部分连接；中间轴(9)，所述中间轴(9)与所述输入轴(6)平行地设置，所述中间轴(9)通过第一传动机构与所述输入轴(6)连接，以及所述中间轴(9)通过第二传动机构与所述差速器(12)连接。5.根据权利要求4所述的多模机电耦合变速系统，其特征在于，所述第一传动机构包括第一主动齿轮(7)和从动齿轮(8)，所述第一主动齿轮(7)与所述从动齿轮(8)相啮合，所述第一主动齿轮(7)设置于所述输入轴(6)上，所述从动齿轮(8)设置于所述中间轴(9)上。6.根据权利要求4所述的多模机电耦合变速系统，其特征在于，所述第二传动机构包括第二主动齿轮(10)和差速器齿轮(11)，所述第二主动齿轮(10)与所述差速器齿轮(11)相啮合，所述第二主动齿轮(10)设置于所述中间轴(9)上，所述差速器齿轮(11)设置于所述差速器(12)上。7.一种车辆，其特征在于，包括多模机电耦合变速系统，所述多模机电耦合变速系统设置于所述车辆的左前轮与右前轮之间，所述多模机电耦合变速系统为权利要求1-6中任一项所述的多模机电耦合变速系统。8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括后电驱系统，所述后电驱系统设置于所述车辆的左后轮与右后轮之间，所述车辆在所述多模机电耦合变速系统与所述后电驱系统的配合下具有多种工作模式，多种所述工作模式包括：纯电四驱模式、纯电两驱模式、串联驱动模式、并联驱动模式，发动机直驱模式、制动能量回收模式、发动机怠速发电模式。9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆处于所述纯电两驱模式时，所述车辆仅由所述耦合器电机(3)驱动。10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆处于所述纯电四驱模式时，第二离合器(5)处于接合状态，所述车辆由所述耦合器电机(3)和所述后电驱系统共同驱动。

技术总结

本发明提供了一种多模机电耦合变速系统及车辆，多模机电耦合变速系统包括：发动机；耦合器电机，耦合器电机内部设置有离合器组件，耦合器电机通过离合器组件的一端与发动机连接；差速器，差速器通过传动组件与离合器组件的另一端连接。应用本发明的技术方案，通过在耦合器电机内部设置离合器组件，耦合器电机通过离合器组件的一端与发动机连接，差速器通过传动组件与离合器组件的另一端连接，发动机与耦合器电机间无传动系，发电工况效率高，并且仅通过一个耦合器电机与发动机集成在前轴驱动系统中，结构更加简单、紧凑，节省了电机的布置空间及生产成本，解决了现有技术中多模式混联系统结构不够紧凑的问题。联系统结构不够紧凑的问题。联系统结构不够紧凑的问题。