混动总成系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混动总成系统及车辆。


背景技术：

2.混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源进行驱动的车辆。
3.目前，现有的混合动力汽车采用并联混动总成。该并联混动总成采用传统变速箱，并匹配低速电机，使用成本较高，经济性较差。且上述并联混动总成配置有离合器及离合器执行机构，离合器的各个模式之间的切换平顺性较差，在换挡过程中存在动力中断的情况，造成较大冲击，且传动效率较低，控制较为复杂。
4.因此，亟需一种混动总成系统及车辆，以解决以上问题。


技术实现要素：

5.根据本发明的一个方面，目的在于提供一种混动总成系统，该混动总成系统能够简化结构，提升结构紧凑性，降低控制难度，并提升经济性。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.混动总成系统，被配置为连接于车轮主轴，包括：
8.发动机；
9.发动机传动机构，包括输入轴和第一滑套，所述输入轴连接于所述发动机的动力输出端，所述第一滑套可滑动地连接于所述输入轴；
10.电机；
11.动力输出机构，所述动力输出机构传动连接于所述车轮主轴；
12.第一从动齿轮、第二从动齿轮和第三从动齿轮；
13.中间传动机构，所述中间传动机构传动连接于所述电机，并传动连接于所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮；
14.所述第一从动齿轮空套于所述输入轴，所述第一滑套沿所述输入轴的轴向动作，能够选择性地连接于所述第一从动齿轮，以实现离合功能；
15.所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮能够分别与所述动力输出机构连接或断开，以实现换挡功能。
16.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述第一滑套沿所述输入轴的轴向动作，能够选择性地连接于所述第二从动齿轮。
17.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述第一从动齿轮同轴固连有第一啮合齿轮，所述第一啮合齿轮能够连接于所述第一滑套，或脱离所述第一滑套。
18.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述动力输出机构包括输出轴和第二滑套，所述输出轴传动连接于车轮主轴，所述第二滑套同轴可滑动地连接于所述输出轴，所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮分别同轴空套于所述输出轴；
19.所述第二滑套位于所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮之间，所述第二滑套沿所述输出轴的轴向动作，能够连接于所述第二从动齿轮或所述第三从动齿轮。
20.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述第二从动齿轮的两侧分别同轴设置有第二啮合齿轮和第三啮合齿轮，所述第二啮合齿轮能够选择性连接于所述第一滑套；所述第三啮合齿轮能够选择性连接于所述第二滑套。
21.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述第三从动齿轮同轴固连有第四啮合齿轮，所述第四啮合齿轮能够选择性连接于所述第二滑套。
22.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述电机同轴设置有电机传动机构，所述电机传动机构包括电机空心轴和电机主动齿轮，所述电机主动齿轮连接于所述电机空心轴，所述输入轴可活动地贯穿所述电机空心轴，所述第一从动齿轮和所述第一滑套依次位于所述电机的下游。
23.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述中间传动机构包括中间轴，所述中间轴上同轴依次固定设置有电机从动齿轮、第一主动齿轮、第二主动齿轮和第三主动齿轮；所述电机从动齿轮啮合连接于所述电机主动齿轮，所述第一主动齿轮啮合连接于所述第一从动齿轮，所述第二主动齿轮啮合连接于所述第二从动齿轮，所述第三主动齿轮啮合连接于所述第三从动齿轮。
24.作为本发明提供的混动总成系统的优选方案，所述发动机传动机构与所述发动机的动力输出端之间连接有扭转减振器。
25.根据本发明的一个方面，目的在于提供一种车辆，所述车辆包括车轮系统和上述方案任一项所述的混动总成系统，所述车轮系统包括车轮主轴和车轮，所述车轮同轴连接于所述车轮主轴，所述动力输出机构连接于所述车轮主轴，所述动力输出机构能够带动所述车轮主轴转动。
26.本发明的有益效果：
27.本发明提供的混动总成系统包括发动机、电机、发动机传动机构、动力输出机构、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮以及中间传动机构。发动机传动机构包括输入轴和第一滑套，该输入轴连接于该发动机的动力输出端，该第一滑套可滑动地连接于该输入轴。该动力输出机构传动连接于该车轮主轴。该中间传动机构传动连接于该电机，并传动连接于该第一从动齿轮、该第二从动齿轮和该第三从动齿轮。该第一从动齿轮空套于该输入轴，该第一滑套沿该输入轴的轴向动作，能够选择性地连接于该第一从动齿轮。该第二从动齿轮和第三从动齿轮能够分别与该动力输出机构连接或断开。也就是说，通过动力输出机构与第二从动齿轮和第三从动齿轮的通断控制，即可实现混动总成系统的换挡；通过第一滑套的动作灵活地实现第一从动齿轮与发动机的动力输出端的通断控制，即可实现混动总成系统的离合功能，简化结构，提升结构紧凑性，降低控制难度，并提升经济性。
28.本发明提供的车辆的车轮系统通过上述混动总成系统进行驱动控制，有利于提升整车的结构紧凑性，同时降低整车驱动的控制难度。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的混动总成系统的示意图。
30.图中：
31.10、车轮主轴； 20、车轮；
32.100、发动机； 110、扭转减振器；
33.200、发动机传动机构； 210、输入轴； 220、第一滑套；
34.300、第一从动齿轮； 310、第一啮合齿轮；
35.400、电机；
36.500、电机传动机构；510、电机空心轴；520、电机主动齿轮；
37.600、动力输出机构； 610、输出轴； 620、第二滑套；
38.700、第二从动齿轮； 710、第二啮合齿轮； 720、第三啮合齿轮；
39.800、第三从动齿轮； 810、第四啮合齿轮；
40.900、中间传动机构；910、中间轴；920、电机从动齿轮；930、第一主动齿轮；940、第二主动齿轮；950、第三主动齿轮。
具体实施方式
41.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。
42.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。
43.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。
44.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”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。
45.图1示出本发明实施例提供的混动总成系统的示意图。本实施例提供了一种混动总成系统及车辆。该车辆包括车轮系统，还包括本实施例提供的混动总成系统。该车轮系统包括车轮主轴10和车轮20，车轮20同轴连接于该车轮主轴10，混动总成系统连接于车轮系统。
46.该混动总成系统包括发动机100、发动机传动机构200、第一从动齿轮300、电机400、电机传动机构500、动力输出机构600、第二从动齿轮700、第三从动齿轮800以及中间传动机构900。发动机传动机构200连接于发动机100的动力输出端。第一从动齿轮300能够连接于该发动机传动机构200或断开与该发动机传动机构200的连接。电机传动机构500同轴
设置于电机400，能够跟随电机400的转子转动，该发动机传动机构200和该电机传动机构500能够独立工作。该动力输出机构600传动连接于该车轮主轴10，能够连接于该发动机传动机构200或连接于该电机传动机构500，或同时连接于该发动机传动机构200和该电机传动机构500。该第二从动齿轮700和第三从动齿轮800能够分别与该动力输出机构600连接或断开；该中间传动机构900传动连接于该电机传动机构500，并传动连接于该第一从动齿轮300、该第二从动齿轮700和该第三从动齿轮800。
47.具体地，该发动机传动机构200包括输入轴210和第一滑套220。该第一滑套220可滑动地连接于该输入轴210，该第一从动齿轮300空套于该输入轴210。该第一滑套220沿该输入轴210的轴向动作，能够选择性地连接于该第一从动齿轮300。也就是说，本实施例提供的混动总成系统并不设置离合器，仅通过该第一滑套220的动作，即可实现离合功能，能够简化结构和降低控制难度。
48.再为具体地，第一滑套220沿该输入轴210的轴向动作，还能够选择性地连接于该第二从动齿轮700。当第一滑套220连接于第二从动齿轮700时，能够在发动机100和第二从动齿轮700之间传递动力。
49.再为具体地，该电机传动机构500包括电机空心轴510和电机主动齿轮520。该电机主动齿轮520同轴固定连接于该电机空心轴510，该电机空心轴510同轴连接于电机400的转子，能够跟随该电机400的转子转动。该输入轴210可活动地贯穿该电机空心轴510，并与该电机空心轴510的内壁间隔设置，该第一从动齿轮300和该第一滑套220均位于该电机400背离发动机100的一侧，即位于电机400的下游。
50.更为具体地，该第一从动齿轮300正对第一滑套220的一侧同轴固连有第一啮合齿轮310，该第一啮合齿轮310能够连接于该第一滑套220，以连接该输入轴210和该第一从动齿轮300，或脱离该第一滑套220，以使输入轴210和第一从动齿轮300之间的连接断开。
51.该动力输出机构600包括输出轴610和第二滑套620。该输出轴610传动连接于车轮主轴10，该第二滑套620同轴可滑动地连接于该输出轴610，该第二从动齿轮700和该第三从动齿轮800分别同轴空套于该输出轴610。该第二滑套620位于该第二从动齿轮700和该第三从动齿轮800之间，该第二滑套620沿该输出轴610的轴向动作，能够连接于该第二从动齿轮700或该第三从动齿轮800。
52.具体地，该第二从动齿轮700的两侧分别同轴设置有第二啮合齿轮710和第三啮合齿轮720。该第二啮合齿轮710能够连接于该第一滑套220，以连接第二从动齿轮700和输入轴210，实现两者的联动，或，第二啮合齿轮710还能够脱离该第一滑套220，以断开第二从动齿轮700和输入轴210的连接。该第三啮合齿轮720能够连接于该第二滑套620，以连接第二从动齿轮700和输出轴610，实现两者的联动，或，第三啮合齿轮720还能够脱离第二滑套620，以断开第二从动齿轮700和输出轴610的连接。
53.再为具体地，该第三从动齿轮800正对第二滑套620的一侧同轴固连有第四啮合齿轮810，该第四啮合齿轮810能够连接于该第二滑套620，以实现第三从动齿轮800和输出轴610的连接，或，该第四啮合齿轮810还能够脱离该第二滑套620，以断开第三从动齿轮800和输出轴610的连接。
54.该中间传动机构900包括中间轴910，该中间轴910上同轴依次固定设置有电机从动齿轮920、第一主动齿轮930、第二主动齿轮940和第三主动齿轮950。该电机从动齿轮920
啮合连接于该电机主动齿轮520，该电机主动齿轮520转动时，能够带动电机从动齿轮920同时转动。
55.具体地，该电机主动齿轮520的直径小于电机从动齿轮920，当电机400作为启动电机使用时，第一滑套220连接于第一啮合齿轮310，电机400的转速能够通过电机主动齿轮520、电机从动齿轮920、第一主动齿轮930和第一从动齿轮300传递至第一滑套220和输入轴210，此时由于电机从动齿轮920直径大于电机主动齿轮520，且第一从动齿轮300直径大于第一主动齿轮930，能够对传递至输入轴210的转速进行降低，以使电机400和发动机100能够协调工作。相比于传统的直接将电机400转子连接于至发动机100的动力输出端的混动总成系统，本实施例提供的混动总成系统的电机400可以采用高速电机，提升经济性和动力性。
56.再为具体地，该第一主动齿轮930啮合连接于该第一从动齿轮300，该第二主动齿轮940啮合连接于该第二从动齿轮700，该第三主动齿轮950啮合连接于该第三从动齿轮800。
57.作为优选地，该发动机传动机构200与该发动机的动力输出端之间连接有扭转减振器110。该扭转减振器110可以选择现有技术中的曲轴减振器，能够有效消减曲轴的扭转振动，使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小，减小冲击。
58.本实施例提供的混动总成系统包括如下工作模式：
59.纯电动模式1挡：
60.电机400动力传递至电机空心轴510及电机主动齿轮520，然后传递至电机从动齿轮920，此时第二滑套620与第四啮合齿轮810连接，动力通过中间轴910传递至第三主动齿轮950和第三从动齿轮800，然后通过第四啮合齿轮810和第二滑套620传递至输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
61.纯电动模式2挡：
62.电机400动力传递至电机空心轴510及电机主动齿轮520，然后传递至电机从动齿轮920，此时第二滑套620与第三啮合齿轮720连接，动力通过中间轴910传递至第二主动齿轮940和第二从动齿轮700，然后通过第三啮合齿轮720和第二滑套620传递至输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
63.发动机模式1挡：
64.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220与第二啮合齿轮710连接，第二滑套620与第四啮合齿轮810连接。
65.动力经第二从动齿轮700按顺序传递至第二主动齿轮940、中间轴910、第三主动齿轮950、第三从动齿轮800、第四啮合齿轮810传递至第二滑套620和输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
66.发动机模式2挡：
67.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220与第一啮合齿轮310连接，第二滑套620与第四啮合齿轮810连接。此时，在发动机模式下完成1挡至2挡的转换，由于换挡过程中仅改变第一滑套220的连接位置，而第二滑套620始终与第四啮合齿轮810连接，因此1挡至2挡的转换过程中能够避免动力中断。
68.动力经第一啮合齿轮310按顺序传递至第一从动齿轮300、第一主动齿轮930、中间
轴910、第三主动齿轮950、第三从动齿轮800、第四啮合齿轮810、第二滑套620和输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
69.发动机模式3挡：
70.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220与第二啮合齿轮710连接，第二滑套620与第三啮合齿轮720连接。
71.动力经第二啮合齿轮710传递至第二从动齿轮700、第三啮合齿轮720、第二滑套620和输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
72.发动机模式4挡：
73.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220和第一啮合齿轮310连接，第二滑套620和第三啮合齿轮720连接。此时，在发动机模式下完成3挡至4挡的转换，由于换挡过程中仅改变第一滑套220的连接位置，而第二滑套620始终与第三啮合齿轮720连接，因此3挡至4挡的转换过程中能够避免动力中断。
74.动力经第一啮合齿轮310、第一从动齿轮300、第一主动齿轮930、中间轴910、第二主动齿轮940、第二从动齿轮700、第三啮合齿轮720、第二滑套620和输出轴610，最终传递至车轮主轴10，驱动车轮20转动。
75.发电模式1挡：
76.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220和第一啮合齿轮310连接。动力经输入轴210、第一滑套220、第一啮合齿轮310、第一从动齿轮300、第一主动齿轮930、中间轴910、电机从动齿轮920和电机主动齿轮520，带动电机空心轴510旋转，此时是发电模式1挡。
77.发电模式2挡：
78.发动机100动力传递至扭转减振器110，并通过输入轴210传递到第一滑套220，此时第一滑套220和第二啮合齿轮710连接。动力经输入轴210、第一滑套220、第二啮合齿轮710、第二从动齿轮700、第二主动齿轮940、中间轴910、电机从动齿轮920和电机主动齿轮520，带动电机空心轴510旋转，此时是发电模式2挡。
79.并联驱动模式1-4挡：
80.发动机1-4挡模式下，电机400均可通过电机从动齿轮920并联输出，实现并联驱动模式1-4挡。
81.刹车回收模式1-2挡：
82.刹车回收模式1-2挡与纯电驱动模式1-2挡选换挡位置相同，以实现动力回收。
83.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.混动总成系统，其特征在于，被配置为连接于车轮主轴(10)，包括：发动机(100)；发动机传动机构(200)，包括输入轴(210)和第一滑套(220)，所述输入轴(210)连接于所述发动机(100)的动力输出端，所述第一滑套(220)可滑动地连接于所述输入轴(210)；电机(400)；动力输出机构(600)，所述动力输出机构(600)传动连接于所述车轮主轴(10)；第一从动齿轮(300)、第二从动齿轮(700)和第三从动齿轮(800)；中间传动机构(900)，所述中间传动机构(900)传动连接于所述电机(400)，并传动连接于所述第一从动齿轮(300)、所述第二从动齿轮(700)和所述第三从动齿轮(800)；所述第一从动齿轮(300)空套于所述输入轴(210)，所述第一滑套(220)沿所述输入轴(210)的轴向动作，能够选择性地连接于所述第一从动齿轮(300)，以实现离合功能；所述第二从动齿轮(700)和所述第三从动齿轮(800)能够分别与所述动力输出机构(600)连接或断开，以实现换挡功能。2.根据权利要求1所述的混动总成系统，其特征在于，所述第一滑套(220)沿所述输入轴(210)的轴向动作，能够选择性地连接于所述第二从动齿轮(700)。3.根据权利要求1所述的混动总成系统，其特征在于，所述第一从动齿轮(300)同轴固连有第一啮合齿轮(310)，所述第一啮合齿轮(310)能够连接于所述第一滑套(220)，或脱离所述第一滑套(220)。4.根据权利要求1所述的混动总成系统，其特征在于，所述动力输出机构(600)包括输出轴(610)和第二滑套(620)，所述输出轴(610)传动连接于所述车轮主轴(10)，所述第二滑套(620)同轴可滑动地连接于所述输出轴(610)，所述第二从动齿轮(700)和所述第三从动齿轮(800)分别同轴空套于所述输出轴(610)；所述第二滑套(620)位于所述第二从动齿轮(700)和所述第三从动齿轮(800)之间，所述第二滑套(620)沿所述输出轴(610)的轴向动作，能够连接于所述第二从动齿轮(700)或所述第三从动齿轮(800)。5.根据权利要求4所述的混动总成系统，其特征在于，所述第二从动齿轮(700)的两侧分别同轴设置有第二啮合齿轮(710)和第三啮合齿轮(720)，所述第二啮合齿轮(710)能够选择性连接于所述第一滑套(220)；所述第三啮合齿轮(720)能够选择性连接于所述第二滑套(620)。6.根据权利要求4所述的混动总成系统，其特征在于，所述第三从动齿轮(800)同轴固连有第四啮合齿轮(810)，所述第四啮合齿轮(810)能够选择性连接于所述第二滑套(620)。7.根据权利要求1所述的混动总成系统，其特征在于，所述电机(400)同轴设置有电机传动机构(500)，所述电机传动机构(500)包括电机空心轴(510)和电机主动齿轮(520)，所述电机主动齿轮(520)连接于所述电机空心轴(510)，所述输入轴(210)可活动地贯穿所述电机空心轴(510)，所述第一从动齿轮(300)和所述第一滑套(220)依次位于所述电机(400)的下游。8.根据权利要求7所述的混动总成系统，其特征在于，所述中间传动机构(900)包括中间轴(910)，所述中间轴(910)上同轴依次固定设置有电机从动齿轮(920)、第一主动齿轮(930)、第二主动齿轮(940)和第三主动齿轮(950)；所述电机从动齿轮(920)啮合连接于所
述电机主动齿轮(520)，所述第一主动齿轮(930)啮合连接于所述第一从动齿轮(300)，所述第二主动齿轮(940)啮合连接于所述第二从动齿轮(700)，所述第三主动齿轮(950)啮合连接于所述第三从动齿轮(800)。9.根据权利要求1-8任一项所述的混动总成系统，其特征在于，所述发动机传动机构(200)与所述发动机的动力输出端之间连接有扭转减振器(110)。10.车辆，其特征在于，包括车轮系统和权利要求1-9任一项所述的混动总成系统，所述车轮系统包括所述车轮主轴(10)和车轮(20)，所述车轮(20)同轴连接于所述车轮主轴(10)，所述动力输出机构(600)连接于所述车轮主轴(10)，所述动力输出机构(600)能够带动所述车轮主轴(10)转动。

技术总结
本发明属于车辆技术领域，公开了一种混动总成系统及车辆，混动总成系统包括发动机、发动机传动机构、电机、动力输出机构、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮和中间传动机构。发动机传动机构包括输入轴和第一滑套，输入轴连接于发动机的动力输出端，第一滑套可滑动地连接于输入轴；动力输出机构传动连接于车轮主轴；中间传动机构连接于电机，并传动连接于第一从动齿轮、第二从动齿轮和第三从动齿轮；第一从动齿轮空套于输入轴，第一滑套沿输入轴的轴向动作，能选择性地连接于第一从动齿轮，以实现离合功能；第二从动齿轮和第三从动齿轮能分别与动力输出机构连接或断开，以实现换挡功能。该混动总成系统结构简化，结构紧凑，控制难度低。控制难度低。控制难度低。


技术研发人员：张荣滨 王迎波 高文进 潘振锋 董瑞鑫 刘小磊
受保护的技术使用者：潍柴新能源动力科技有限公司
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/10/15