一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块的制作方法

1.本实用新型涉及车辆驱动及控制技术领域，尤其涉及一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块。


背景技术：

2.双电机行星排功率分流技术通过功率分流行星排将发动机与发电机动力进行耦合，可实现输出转速连续调节，即无级变速。与驱动电机配合，车辆低速运行时，可以纯电驱动，减少发动机低速运行的尾气排放，避免发动机在低效率点工作。中等车速时利用发电机优化发动机工作转速区间，利用发电机和驱动电机对发动机输出扭矩进行补偿或部分回收，充分利用发动机高效工作区间。因此双电机行星排功率分流技术可有效降低整车油耗和尾气排放。
3.然而双电机行星排功率分流方案由于具有两套电动机及其供电、控制模块，成本高，加之开发技术难度大、周期长、风险高，无法有效利用现有变速器、驱动技术产业资源，市场竞争力较弱。
4.因此，急需一种低成本、对现有变速器、驱动技术产业资源继承性好的技术来推动行星排功率分流技术市场化。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块，通过换挡装置配合功率分流行星排可实现发动机直驱、电动机固定速比单独驱动和发动机、电动机功率耦合无级调速后混合动力驱动等多种工作模式，以较低的成本实现了双电机行星排功率分流技术的节能减排效果。
6.上述目的是通过以下技术方案来实现：
7.一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块，包括发动机、扭转减振器、电动机、功率分流装置和换挡装置，所述发动机与所述扭转减振器的输入端固连，所述扭转减振器的输出端与所述功率分流装置和行星架组件固连；所述电动机与所述发动机通过所述功率分流装置连接向外输出动力，所述换挡装置与所述功率分流装置连接，可对所述发动机的动力输出进行调节。
8.进一步地，所述功率分流装置包括太阳轮、行星轮和齿圈输出轴，所述电动机与所述太阳轮固连；所述齿圈输出轴与所述换挡装置连接。
9.进一步地，所述换挡装置包括换挡执行机构、拨叉、齿套、齿毂、机体结合齿和输出端结合齿；所述齿毂与所述行星架组件固连，所述机体结合齿与本驱动模块的机体固连且无法转动，所述输出端结合齿与所述齿圈输出轴固连；所述齿套通过滑动花键与所述齿毂啮合传递扭矩，并可在所述拨叉的推动下做轴向滑动；所述拨叉受所述换挡执行机构驱动做轴向滑动。
10.进一步地，所述齿套包括左位、中位和右位三个工位；
11.左位时，所述齿套同时与所述齿毂和所述机体结合齿啮合；
12.中位时，所述齿套仅与所述齿毂啮合；
13.右位时，所述齿套同时与所述齿毂和输出端结合齿啮合。
14.进一步地，所述换挡装置可以为多片摩擦式离合器/制动器或电磁式离合器等多种形式，其共同特征在于公共端与发动机固连，另一端分别与机体、输出端连接，通过换挡装置可分别实现发动机制动、将发动机与输出端固连。
15.进一步地，所述功率分流装置还包括冷却润滑装置取力齿轮，所述冷却润滑装置取力齿轮集成于所述齿圈输出轴，所述冷却润滑装置取力齿轮上连接有冷却润滑装置，所述冷却润滑装置以所述齿圈输出轴为动力源，带动油泵/水泵运转从而将冷却介质传递到本模块需散热润滑的部位。
16.进一步地，所述齿圈输出轴可直接传递动力到整车减速驱动桥。
17.进一步地，还包括用于连接变速器或其他驱动模块连接的接口，所述齿圈输出轴可与所述变速器或所述其他驱动模块耦合后再传递动力到整车减速驱动桥。
18.有益效果
19.本实用新型所提供的一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块，通过换挡装置配合功率分流行星排实现发动机直驱、电动机固定速比单独驱动和发动机、电动机功率耦合无级调速后混合动力驱动等模式，以较低的成本达成了双电机行星排功率分流技术的节能减排效果。消除了电动机单独驱动工况发动机及其传动系空转损耗。由于本驱动装置构件少、成本低、占用空间少，利于在本驱动装置输出端由客户选配变速器或其他驱动模块，便于整车厂利用其自有变速器或驱动模块资源及技术储备，提升了其系统匹配的灵活性。
附图说明
20.图1为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块的优选实施例结构示意图；
21.图2为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块的换挡装置优选实施例结构示意图；
22.图3为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块的功率分流装置优选实施例结构示意图；
23.图4为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块混合动力驱动模式 1动力传递路径示意图；
24.图5为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块混合动力驱动模式 2动力传递路径示意图；
25.图6为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块发动机直驱模式动力传递路径示意图；
26.图7为本实用新型所述一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块电动机单独驱动模式动力传递路径示意图。
27.图示标记：
28.1-发动机、2-扭转减振器、3-电动机、4-换挡装置、401-换挡执行机构、402-拨叉、
403
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机体结合齿、404-齿套、405-齿毂、406-输出端结合齿、5-功率分流装置、501-行星架组件、 502-太阳轮、503-齿圈输出轴、504-冷却润滑装置取力齿轮、505-行星轮、6-冷却润滑装置。
具体实施方式
29.下面根据附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固连”、“连接”、“耦合”、“集成”应作广义理解，例如，“固连”可以是焊接连接，也可以是通过花键等中间媒介相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。在本技术实施例或者暗示所指的装置或者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技术实施例的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.如图1所示，一种单电机行星排功率分流混合动力驱动模块，包括发动机1、扭转减振器2、电动机3、功率分流装置5和换挡装置4，所述发动机1与所述扭转减振器2的输入端固连，所述扭转减振器2的输出端与所述功率分流装置5和的行星架组件501固连；所述电动机3与所述发动机1通过所述功率分流装置5连接向外输出动力，所述换挡装置4与所述功率分流装置5连接，可对所述发动机的动力输出进行调节。
31.如图3所示，作为本实施例中所述功率分流装置5的优化，所述功率分流装置5包括太阳轮502、行星轮505和齿圈输出轴503，所述电动机3与所述太阳轮502固连；所述齿圈输出轴503与所述换挡装置4连接。
32.如图2所示，作为所述换挡装置4的优化，所述换挡装置4包括换挡执行机构401、拨叉402、机体结合齿403、齿套404、齿毂405和输出端结合齿406；所述齿毂405与所述行星架组件501固连，所述机体结合齿403与本驱动模块的机体固连且无法转动，所述输出端结合齿406与所述齿圈输出轴503固连；所述齿套404可通过滑动花键与所述齿毂405啮合传递扭矩，并可在所述拨叉402的推动下做轴向滑动；所述拨叉402受所述换挡执行机构401 驱动做轴向滑动。
33.所述齿套404包括左位、中位和右位三个工位，包括：
34.左位时，所述齿套404同时与所述齿毂405和所述机体结合齿403啮合；
35.中位时，所述齿套404仅与所述齿毂405啮合；
36.右位时，所述齿套404同时与所述齿毂405和输出端结合齿406啮合。
37.上述齿套404的三种工位位置，可实现本驱动模块驱动模式的切换，包括电动机固定速比单独驱动模式、发动机直驱模式和混合动力驱动模式。
38.本实施例中的所述换挡装置4可以为多片摩擦式离合器/制动器或电磁式离合器等多种形式，其共同特征在于公共端与发动机固连，另一端分别与机体、输出端连接，通过换挡装置4可分别实现发动机制动、将发动机与输出端固连。
39.如图1和3所示，作为本实施例的优化，还包括冷却润滑装置6，所述冷却润滑装置6 连接于所述功率分流装置5的所述冷却润滑装置取力齿轮504上，所述冷却润滑装置取力齿轮504集成于所述齿圈输出轴503，所述冷却润滑装置6以所述齿圈输出轴503为动力源，带
动自身的油泵/水泵运转从而将存储的冷却介质传递到本模块需散热润滑的部位，包括电动机、发动机等。
40.作为本实施例的进一步优化，所述齿圈输出轴503可直接传递动力到整车减速驱动桥；或者在本驱动模块上设置有用于连接变速器或其他驱动模块连接的接口，连接后，所述齿圈输出轴503可与所述变速器或所述其他驱动模块耦合后再传递动力到整车减速驱动桥。
41.作为本驱动模块驱动模式的说明，所述驱动模式有主要由三种，包括所述驱动模式包括电动机固定速比单独驱动模式、发动机直驱模式和混合动力驱动模式，具体结构的调节及对应模式的说明如下：
42.(1)混合动力驱动模式1，驱动力传递路径如下：
43.如图4所示，换挡装置4中齿套404处于中位，此时若车辆扭矩需求较大且电池包电量充足，电动机3处于驱动状态，发动机1输出的动力通过扭转减振器2传递到功率分流装置 5中的行星架组件501。电动机3输出的动力经功率分流装置5中的太阳轮502传递到行星架组件501，行星架组件501将发动机1、电动机3输出的动力耦合后经齿圈输出轴503输出驱动车辆行驶，此时发动机与电动机共同驱动。若车辆扭矩需求较小且电池包处于亏电状态，电动机3处于发电状态，发动机1输出的动力经扭转减振器2传递到功率分流装置5中的行星架组件501，一部分动力经与行星架组件501啮合的齿圈输出轴503输出驱动车辆行驶，另一部分动力经与行星架组件501啮合的太阳轮502传递到电动机3，驱动电动机3进行发电，此时下发动机驱动、电动机发电。
44.(2)混合动力驱动模式2驱动力传递路径如下：
45.如图5所示，换挡装置4中齿套404处于右位，功率分流装置5中行星架组件501与齿圈输出轴503固连，由于行星排的固有特性，此时功率分流装置5中行星架组件501、齿圈输出轴503、太阳轮502成为一个整体以相同转速运转。发动机1、电动机3输出的动力通过经功率分流装置5直接输出驱动车辆行驶，此时电动机3、发动机1均为直接挡。进一步的，若此时电池包电量偏低且整车扭矩需求偏小时，电动机3可由驱动模式转为发电模式，发动机1输出的动力经功率分流装置5分流后一部分驱动车辆行驶，另一部分驱动电动机3 发电。
46.(3)发动机直驱模式驱动力传递路径如下：
47.如图6所示，换挡装置4中齿套404处于右位，功率分流装置5中行星架组件501与齿圈输出轴503固连，由于行星排的固有特性，此时功率分流装置5中行星架组件501、齿圈输出轴503、太阳轮502成为一个整体以相同转速运转。发动机1输出的动力通过经扭转减振器2、功率分流装置5输出并驱动车辆行驶。
48.(4)电动机单独驱动模式驱动力传递路径如下：
49.如图7所示，换挡装置4中齿套404处于左位，发动机1及与之连接的行星架组件501 通过齿毂405、齿套404、机体结合齿403与机体固连，无法转动。电动机3输出的动力经太阳轮502、行星架组件501传递到齿圈输出轴503输出并驱动车辆行驶。此时功率分流装置按固定速比对电动机3进行减速增扭。
50.以上实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同
替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例各实施例技术方案的范围。