專利名稱：混合動力傳動模塊及混合動力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力汽車領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于CVT的混合動力傳動模塊。 此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述基于CVT的混合動力傳動模塊的混合動力汽車。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日益枯竭、環(huán)境的日益惡化，節(jié)約化石能源和開發(fā)替代能源已經(jīng)成為國家可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，并已列入國家中長期發(fā)展戰(zhàn)略課題。節(jié)約化石能源和開發(fā)替代能源同樣受到世界各國的高度重視。全球汽車所消耗的化石能源占據(jù)整個能源消耗的極大份額，因此，汽車工業(yè)的發(fā)展受到各種環(huán)保和節(jié)能方面的法律和規(guī)約的限制。目前世界汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的兩大難題是環(huán)境污染、石油資源匱乏，環(huán)保和節(jié)能是21世紀(jì)汽車技術(shù)的一個重要發(fā)展方向?；旌蟿恿ζ?HEV)正是具有低污染、低油耗特點的新一代清潔能源汽車?；旌蟿恿ζ囍校姍C和發(fā)動機的動力合成和傳遞，電機和發(fā)動機及傳動裝置如何在有限的空間內(nèi)裝配非常重要?，F(xiàn)有的電機與發(fā)動機動力合成方式一種是將ISG電機的一端與發(fā)動機的飛輪盤剛性連接，另一端通過離合器與MT、AMT變速器連接，或者通過液力變矩器與AT 變速器連接。另一種是將ISG電機的一端與MT、AMT、AT變速器直接相連，另一端通過濕式、 干式離合器或者液力變矩器與發(fā)動機飛輪連接。上述兩種方式均存在明顯的缺陷一是在原有動力總成的基礎(chǔ)上增加了 ISG電機，動力總成的總長度增加，不利于在整車上裝配，尤其不適于發(fā)動機橫置車輛；二是MT、 AMT、AT變速器的檔位不是連續(xù)的，不能保證大多數(shù)車速下發(fā)動機、電機在高效率區(qū)間運行， 在換檔時動力出現(xiàn)中斷，影響舒適性；三是當(dāng)ISG電機與發(fā)動機飛輪盤剛性連接，在純電動工況時，發(fā)動機飛輪、曲軸等零件一起空轉(zhuǎn)，影響發(fā)動機的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種混合動力傳動模塊，以解決動力合成復(fù)雜、動力總成總長度過長、不同車速下電機不能在高效區(qū)間運行等技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種混合動力傳動模塊，包括電機、發(fā)動機、與電機和發(fā)動機相連接的行星機構(gòu)、與行星機構(gòu)連接的無級變速機構(gòu)、與無級變速機構(gòu)連接的減速機構(gòu)和與減速機構(gòu)連接的輸出軸，行星機構(gòu)包括行星架和與發(fā)動機的動力輸出端連接的太陽輪；電機的動力輸出端與行星架連接；無級變速機構(gòu)的輸入端與行星架的輸出端相連接，無級變速機構(gòu)的輸出端與減速機構(gòu)的輸入端相連接；減速機構(gòu)的輸出端與輸出軸相連接。進(jìn)一步地，行星機構(gòu)還包括內(nèi)行星輪、外行星輪和齒圈；太陽輪、內(nèi)行星輪、外行星輪和齒圈依次嚙合連接；行星機構(gòu)還包括離合器和制動器；行星架分別與內(nèi)行星輪的輪軸和外行星輪的輪軸連接。
進(jìn)一步地，行星機構(gòu)還包括離合器和制動器；離合器包括兩組摩擦片，兩組摩擦片分別固定于太陽輪和行星架。制動器包括兩組摩擦片，兩組摩擦片分別固定于變速器的殼體和齒圈。進(jìn)一步地，還包括一發(fā)動機動力輸出軸，發(fā)動機動力輸出軸與太陽輪為一整體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，還包括一電機動力輸出軸，電機動力輸出軸通過花鍵與行星架連接。進(jìn)一步地，無級變速機構(gòu)包括主動帶輪軸總成、金屬帶和被動帶輪軸總成，主動帶輪軸總成通過金屬帶與被動帶輪軸總成連接。進(jìn)一步地，行星架通過花鍵與主動帶輪軸總成的輪軸連接。進(jìn)一步地，還包括油泵和油泵電機，油泵由油泵電機獨立驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種混合動力汽車，包括動力傳動模塊，動力傳動模塊為上述的混合動力傳動模塊。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明的混合動力傳動模塊中行星結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，能夠通過離合器和制動器的接合或者分離實現(xiàn)混合動力模式、純電機驅(qū)動模式和純發(fā)動機驅(qū)動模式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方便， 操作簡單。2、由于在本發(fā)明的混合動力傳動模塊中集成了電機，因此，當(dāng)車輛在低速運行或者起動階段，可以關(guān)閉發(fā)動機，使用純電動模式，不會產(chǎn)生怠速能量損失，節(jié)約能源和減少排放量。3、當(dāng)車輛處于持續(xù)高速或者爬坡或者加速階段時，需要較大的動力，可以開啟電機，給發(fā)動機有效補充動力，維持車輛的前述狀態(tài)。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
附圖說
構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的前置前驅(qū)型混合動力傳動模塊示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的前置后驅(qū)型混合動力傳動模塊示意圖；以及圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的混合動力傳動模塊的行星機構(gòu)和動力輸入部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，一種混合動力傳動模塊，包括電機1、發(fā)動機2、與電機1和發(fā)動機2相連接的行星機構(gòu)4、與行星機構(gòu)4連接的無級變速機構(gòu)3、與無級變速機構(gòu)3連接的減速機構(gòu) 15和與減速機構(gòu)15連接的輸出軸16。電機1、發(fā)動機2輸出的動力經(jīng)過行星結(jié)構(gòu)4、無級變速機構(gòu)3、減速機構(gòu)15之后，通過輸出軸16輸出。
4
電機1集成在CVT無級變速器內(nèi)，電機1與一電機動力輸出軸101相連接。該電機動力輸出軸101與行星架8通過花鍵連接，以便于驅(qū)動行星架8運動。具體的，行星架8 的分支架延伸并折彎后與電機動力輸出軸101的第一端通過花鍵連接。該混合動力模塊引入電機1，取消了傳統(tǒng)CVT的液力變矩器，電機1安裝在傳統(tǒng)CVT的液力變矩器的位置，不另占安裝空間，結(jié)構(gòu)更為緊湊。這樣，電機1輸出的動力可通過電機動力輸出軸101直接傳遞給行星架8，因為電機1的轉(zhuǎn)速可以從零逐漸增大，因此電機1的設(shè)置可以避免發(fā)動機在高轉(zhuǎn)數(shù)、車輛處于低速情況下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車輛速度不相配，造成拖檔，并浪費能源。發(fā)動機2安裝在CVT無級變速器的前端，發(fā)動機2與一發(fā)動機動力輸出軸201相連接，發(fā)動機動力輸出軸201與太陽輪7的輪軸連接，并且延伸至離合器9，與離合器9固定連接。這樣，發(fā)動機輸出的動力，經(jīng)過發(fā)動機動力輸出軸201傳遞給太陽輪7，還可以通過離合器9傳遞給行星架8。在其它實施方式中，發(fā)動機動力輸出軸201與太陽輪7的輪軸為一體成型的整體構(gòu)件。結(jié)合參見圖2，無級變速機構(gòu)3包括主動帶輪軸總成12、金屬帶13和被動帶輪軸總成14，主動帶輪軸總成12通過金屬帶13與被動帶輪軸總成14連接。其中，主動帶輪軸總成12的輪軸121伸出與行星架8通過花鍵連接，作為無級變速機構(gòu)3的動力輸入端。其中，被動帶輪軸總成14的輪軸伸出與減速機構(gòu)15連接，作為無級變速機構(gòu)的動力輸出端。該混合動力傳動模塊，還包括液壓閥塊17、濾清器18、油泵19和油泵電機20，該油泵19由油泵電機20獨立驅(qū)動，無需發(fā)動機或者電機1為油泵提供動力。結(jié)合參見圖3，行星機構(gòu)4包括太陽輪7、一組內(nèi)行星輪6、一組外行星輪5、行星架 8、齒圈11、離合器9和制動器10。其中，太陽輪7處于行星機構(gòu)4的中心位置，即太陽輪7 的輪軸也是行星機構(gòu)4旋轉(zhuǎn)軸。太陽輪7安裝于發(fā)動機動力輸入軸201的輸出端。內(nèi)行星輪6、外行星輪5均安裝于行星架8，且太陽輪7、內(nèi)行星輪6、外行星輪5和齒圈11依次嚙合連接。其中，制動器10包括兩組摩擦片，兩組摩擦片分別固定于變速器的殼體和齒圈11。 其中，離合器9包括兩組摩擦片，兩組摩擦片分別固定于太陽輪7和行星架8。該混合動力傳動模塊的動力傳遞和動力合成的過程是當(dāng)離合器9和制動器10都分離時，該動力傳動模塊處于純電動模式，即發(fā)動機2 處于停機或者空轉(zhuǎn)狀態(tài)，電機1處于通電狀態(tài)。電機1輸出的動力經(jīng)電機動力輸出軸101、 行星架8直接傳遞給無級變速機構(gòu)3，這時電機1獨立驅(qū)動車輛前進(jìn)或者后退。純電動模式適用于車輛在車速較慢、需要動力較小的運行階段。當(dāng)離合器9接合、制動器10不接合時，發(fā)動機2處于工作狀態(tài)，發(fā)動機2輸出動力經(jīng)發(fā)動機動力輸出軸201傳遞給太陽輪7和離合器9。此時，若電機1通電，則電機動力經(jīng)電機動力輸出軸101也傳遞給行星架8，行星機構(gòu)4整體轉(zhuǎn)動，為混合動力模式。若電機1 不通電，則為純發(fā)動機驅(qū)動模式，此時，發(fā)動機2輸出的動力同時給電機1的電池充電。當(dāng)制動器10接合、離合器9不接合時，行星架8處于反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，即為倒檔模式。此時，若電機1通電，電機1也處于反轉(zhuǎn)模式，則整個傳動模塊為混合動力倒檔模式；若 ISG電機1不通電，則為純發(fā)動機倒檔模式。因此，整個動力傳動模塊可以通過離合器9和制動器10的接合或者分離來合成動力，當(dāng)車輛速度處于低速緩慢運行時，特別是在起步階段或者城市道路上交通擁擠時，只需使用電機1的動力即可，此時通過分離離合器9和制動器10，實現(xiàn)純電動模式；當(dāng)車輛處于較高速度運行，并且路況允許以較高速度運行時，單獨使用發(fā)動機輸出動力，即離合器9接合，關(guān)閉電機1，此時實現(xiàn)純發(fā)動機驅(qū)動模式；當(dāng)車輛處于持續(xù)高速運行或者爬坡或者加速階段時，純發(fā)動機驅(qū)動可能會出現(xiàn)動力不足的情況，此時，離合器9接合，并且電機1通電， 則實現(xiàn)發(fā)動機和電機1同時輸出動力的混合動力模式，電機1能夠有效補充動力，實現(xiàn)車輛平穩(wěn)高速運行，或者爬坡動力充足，或者加速順暢。作為另外的實施例，本發(fā)明提供一種混合動力汽車，包括動力傳動模塊，動力傳動模塊為上述的混合動力傳動模塊。本發(fā)明的混合動力傳動模塊適用于前置前驅(qū)型車輛和前置后驅(qū)型車輛。參見圖1， 當(dāng)輸出軸16與發(fā)動機動力輸出軸201垂直并與無級變速機構(gòu)3和行星結(jié)構(gòu)4橫向設(shè)置時， 適用于前置前驅(qū)型車輛。參見圖2，當(dāng)輸出軸16與發(fā)動機動力輸出軸201平行設(shè)置，或者設(shè)置在同一直線上時，適用于前置后驅(qū)型車輛。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混合動力傳動模塊，包括電機(1)、發(fā)動機O)、與所述電機(1)和所述發(fā)動機( 相連接的行星機構(gòu)、與所述行星機構(gòu)(4)連接的無級變速機構(gòu)(3)、與所述無級變速機構(gòu)(3)連接的減速機構(gòu)(15) 和與所述減速機構(gòu)(15)連接的輸出軸(16)； 其特征在于，所述行星機構(gòu)(4)包括行星架(8)和與所述發(fā)動機O)的動力輸出端連接的太陽輪(7)；所述電機(1)的動力輸出端與所述行星架(8)連接；所述無級變速機構(gòu)(3)的輸入端與所述行星架(8)的輸出端相連接，所述無級變速機構(gòu)⑶的輸出端與所述減速機構(gòu)(15)的輸入端相連接；所述減速機構(gòu)(1 的輸出端與所述輸出軸(16)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力傳動模塊，其特征在于， 所述行星機構(gòu)(4)還包括內(nèi)行星輪(6)、外行星輪( 和齒圈(11)；所述太陽輪(7)、所述內(nèi)行星輪(6)、所述外行星輪( 和所述齒圈(11)依次嚙合連接；所述行星機構(gòu)(4)還包括離合器(9)和制動器(10)；所述行星架(8)分別與所述內(nèi)行星輪(6)的輪軸和所述外行星輪(5)的輪軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力傳動模塊，其特征在于， 所述行星機構(gòu)(4)還包括離合器(9)；所述離合器(9)包括兩組摩擦片，所述兩組摩擦片分別固定于所述太陽輪(7)和所述行星架⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力傳動模塊，其特征在于， 所述行星機構(gòu)(4)還包括制動器(10)；所述制動器(10)包括兩組摩擦片，所述兩組摩擦片分別固定于變速器的殼體和所述齒圈(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力傳動模塊，其特征在于，還包括一發(fā)動機動力輸出軸001)，所述發(fā)動機動力輸出軸(201)與所述太陽輪(7)為一整體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力傳動模塊，其特征在于，還包括一電機動力輸出軸(101)，所述電機動力輸出軸(101)通過花鍵與所述行星架 ⑶連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的混合動力傳動模塊，其特征在于，所述無級變速機構(gòu)( 包括主動帶輪軸總成12)、金屬帶(1 和被動帶輪軸總成 (14)，所述主動帶輪軸總成(1 通過所述金屬帶(1 與所述被動帶輪軸總成14)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動力傳動模塊，其特征在于，所述行星架(8)通過花鍵與所述主動帶輪軸總成(1 的輪軸(121)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的混合動力傳動模塊，其特征在于，還包括油泵(19)和油泵電機(20)，所述油泵(19)由所述油泵電機00)獨立驅(qū)動。
10.一種混合動力汽車，包括動力傳動模塊，其特征在于，所述動力傳動模塊為如權(quán)利要求1至9中任一項所述的混合動力傳動模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合動力傳動模塊及混合動力汽車，混合動力傳動模塊包括電機(1)、發(fā)動機(2)、行星機構(gòu)(4)、無級變速機構(gòu)(3)、減速機構(gòu)(15)和輸出軸(16)，行星機構(gòu)(4)包括行星架(8)和太陽輪(7)；電機(1)的動力輸出端與行星架(8)連接；無級變速機構(gòu)(3)的輸入端與行星架(8)的輸出端相連接，無級變速機構(gòu)(3)的輸出端與減速機構(gòu)(15)的輸入端相連接；減速機構(gòu)(15)的輸出端與輸出軸(16)相連接。本發(fā)明能夠通過離合器和制動器的接合或者分離實現(xiàn)混合動力模式、純電機驅(qū)動模式和純發(fā)動機驅(qū)動模式的轉(zhuǎn)換。
文檔編號B60K6/442GK102381180SQ20111022233
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者劉濤, 周云山, 楊超, 賀雙桂, 高帥 申請人:湖南江麓容大車輛傳動股份有限公司