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技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力传动系统以及具有该混合动力传动系统的车辆。

背景技术

相关技术中，混合动力车辆可以包括前轮驱动系统和后轮驱动系统，前轮驱动系统由发动机、发电机、前轮驱动电机以及动力耦合箱组成，动力耦合箱将发动机、发电机、前轮驱动电机的动力耦合后经前差速器传到前轮驱动轴进而驱动前轮；后轮驱动系统则由后轮驱动电机、单挡减速器组成，单挡减速器将后轮驱动电机的动力减速增扭后经后差速器传到后轮驱动轴进而驱动后轮。动力电池作为储能装置，一方面用于为前轮驱动电机、后轮驱动电机驱动时提供能量，另一方面也用于储存发动机带动发电机发电的电能以及回收制动时的能量。

但是，后轮驱动系统存在一些缺点，如下描述：在动力性能方面，由于减速器为单挡减速器，而后轮驱动电机一般最高转速不会超过12000rpm，因此造成此动力系统不能同时兼顾加速性能、爬坡性能与最高车速的需求。如果单挡减速器速比选的比较小(7.5-8.5)时，此时能够满足最高车速的要求(一般要求最高车速≥180km/h)，但是其低速加速性能、爬坡性能明显减弱，很难达到动力系统需求；如果单挡减速器速比选的比较大(12-13)时，此时能够满足低速加速性能、爬坡性能需求，但可达到的最高车速明显减小(速比越大，受电机转速限制，最高车速越小)，高速的超车加速能力也明显减弱，而且现有方案由于后轮驱动系统驱动电机与单挡减速器为常结合，因此在后轮驱动电机在全车速下一直运行，后轮驱动电机在高转速下容易产生很大的反电动势，对高速时整车的安全性有一定威胁。在经济性能方面：由于减速器为单挡减速器，因此在工况一定的前提下，电机的转速、扭矩为固定不变的，因此会造成很多电机工作点不能落到电机效率最高的区域内，因此整车的经济性能会受到一定影响。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种混合动力传动系统，该混合动力传动系统可以满足车辆的低速加速性能、爬坡性能和最高车速的需求。

根据本实用新型的混合动力传动系统，包括：后驱电机和后差速器；减速器，所述减速器包括多个具有不同传动速比的传动齿轮副，所述减速器设置在所述后驱电机和所述后差速器之间；动力电池，所述动力电池与所述后驱电机电连接；具有发电机功能和电动机功能的电机组件，所述电机组件和所述后驱电机分别与所述动力电池相连；发动机、前差速器和动力耦合箱，所述动力耦合箱分别与所述发动机、电机组件和前差速器相连。

根据本实用新型的混合动力传动系统，通过在减速器内设置多个不同传动速比的传动齿轮副，可以使得车辆满足低速加速性能和爬坡性能的需求，以及满足车辆的最高车速的需求，并且还能够改善车辆在高速时的超车加速性能，还可以至少一定程度上改善车辆的经济性。

另外，根据本实用新型的混合动力传动系统还可以具有以下区别技术特征：

在本实用新型的一些示例中，所述减速器具有两个不同传动速比的传动齿轮副，其中一挡传动齿轮副的传动速比大于二挡传动齿轮副的速比。

在本实用新型的一些示例中，所述一挡传动齿轮副的传动速比在12-16之间，所述二挡传动齿轮副的传动速比在5-9之间。

在本实用新型的一些示例中，所述电机组件包括：并联在所述动力电池和所述动力耦合箱之间的前驱电机和发电机，所述动力耦合箱包括：第一输入齿轮，所述第一输入齿轮与所述前驱电机相连；第二输入齿轮，所述第二输入齿轮与所述发动机相连；第一输出齿轮，所述第一输出齿轮与所述发电机相连且与所述第二输入齿轮啮合；第二输出齿轮，所述第二输出齿轮与所述前差速器相连且分别与所述第一输入齿轮和所述第二输入齿轮啮合。

在本实用新型的一些示例中，所述动力耦合箱还包括：离合器，所述离合器设置在所述第二输入齿轮和所述第二输出齿轮之间。

在本实用新型的一些示例中，所述发动机位于所述动力耦合箱的前侧，所述电机组件位于所述动力耦合箱的后侧。

在本实用新型的一些示例中，所述减速器包括：输入轴和输出轴，所述一挡传动齿轮副包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，所述二挡传动齿轮副包括二挡主动齿轮和二挡从动齿轮，所述一挡主动齿轮和所述二挡主动齿轮固定设置在所述输入轴上，所述一挡从动齿轮和所述二挡从动齿轮套设在所述输出轴上，所述输出轴上固定设置有同步器以用于接合所述一挡从动齿轮或所述二挡从动齿轮。

根据本实用新型的车辆，包括上述的混合动力传动系统。具有上述的混合动力传动系统的车辆可以满足低速加速性能和爬坡性能的需求，以及满足车辆的最高车速的需求，并且还可以改善车辆的经济性。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的混合动力传动系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的混合动力传动系统的动力耦合箱的结构示意图。

附图标记：

混合动力传动系统100；

后驱电机10；后差速器20；

减速器30；一挡传动齿轮副31；一挡主动齿轮311；一挡从动齿轮312；二挡传动齿轮副32；二挡主动齿轮321；二挡从动齿轮322；输入轴33；输出轴34；

动力电池40；

电机组件50；前驱电机51；发电机52；

发动机60；前差速器70；

动力耦合箱80；第一输入齿轮81；第二输入齿轮82；第一输出齿轮83；第二输出齿轮84；离合器85。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图详细描述根据本实用新型实施例的混合动力传动系统100。

根据本实用新型实施例的混合动力传动系统100可以包括：后驱电机10、后差速器20、减速器30、动力电池40、电机组件50、发动机60、前差速器70和动力耦合箱80。如图1所示，动力电池40与后驱电机10电连接，电机组件50具有发电机功能和电动机功能，电机组件50和后驱电机10分别与动力电池40相连。动力耦合箱80分别与发动机60、电机组件50和前差速器80相连。其中，可选地，如图1所示，电机组件50可以包括前驱电机51和发电机52，动力耦合箱80可以将发动机60和电机组件50中的前驱电机51的动力耦合后传递给前差速器70以驱动车辆的前轮转动。

可选地，如图1所示，发动机60可以位于动力耦合箱80的前侧，电机组件50可以位于动力耦合箱80的后侧。由此，发动机60和电机组件50分别位于动力耦合箱80的前后两侧，从而使得混合动力传动系统100结构合理，以及混合动力传动系统100在前后方向上轴荷分布合理。具体地，如图1所示，电机组件50中的前驱电机51和发电机52位于动力耦合箱80和动力电池40之间，而且前驱电机51和发电机52在左右方向上间隔开设置，从而可以进一步地提高混合动力传动系统100的布置合理性，使得混合动力传动系统100在车辆的前后和左右方向上载荷分布均匀，提高车辆的行驶稳定性。

减速器30包括多个具有不同传动速比的传动齿轮副，减速器30设置在后驱电机10和后差速器20之间。当后驱电机10工作时且减速器30选取传动速比较大的传动齿轮副时，混合动力传动系统100可以满足车辆低速加速性能和爬坡性能需求；当后驱电机10工作且减速器30选取传动速比较小的传动齿轮副时，混合动力传动系统100可以满足车辆最高车速的需求。由此，混合动力传动系统100可以根据实际情况(例如路况)控制减速器30选取适宜的传动速比的传动齿轮副，从而可以使得车辆行驶稳定且可靠。另外，通过在减速器30内设置多个不同传动速比的传动齿轮副，可以至少一定程度上改善车辆的经济性。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，减速器30可以具有两个不同传动速比的传动齿轮副，其中一挡传动齿轮副31的传动速比可以大于二挡传动齿轮副32的速比。可选地，一挡传动齿轮副31的传动速比在12-16之间，二挡传动齿轮副32的传动速比在5-9之间。由此，一挡传动齿轮副31的传动速比较大，当一挡传动齿轮副31进行传动时，它能够满足车辆的低速加速性能和爬坡性能的需求，由于二挡传动齿轮副32的传动速比较小，当二挡传动齿轮副32进行传动时，它能够满足车辆的最高车速的需求，并且还能够改善车辆在高速时的超车加速性能。

下面详细描述减速器30的一种布置方式。如图1所示，减速器30还可以包括：输入轴33和输出轴34，输入轴33可以与后驱电机10的输出轴相连，输出轴34可以与后差速器20相连，一挡传动齿轮副31可以包括一挡主动齿轮311和一挡从动齿轮312，二挡传动齿轮副32包括二挡主动齿轮321和二挡从动齿轮322，一挡主动齿轮311和二挡主动齿轮321固定设置在输入轴33上，一挡从动齿轮312和二挡从动齿轮322套设在输出轴34上，输出轴34上固定设置有同步器以用于接合一挡从动齿轮312或二挡从动齿轮322。

根据本实用新型实施例的混合动力传动系统100，通过在减速器30内设置多个不同传动速比的传动齿轮副，可以使得车辆满足低速加速性能和爬坡性能的需求，以及满足车辆的最高车速的需求，并且还能够改善车辆在高速时的超车加速性能，还可以至少一定程度上改善车辆的经济性。

在本实用新型的一些示例中，结合图1和图2所示，动力耦合箱80包括：第一输入齿轮81、第二输入齿轮82、第一输出齿轮83和第二输出齿轮84，第一输入齿轮81与前驱电机51相连，第二输入齿轮82与发动机60相连，第一输出齿轮83与发电机52相连且与第二输入齿轮82啮合，第二输出齿轮84与前差速器70相连且分别与第一输入齿轮81和第二输入齿轮82啮合。由此，当发动机60和前驱电机51同时工作时，前驱电机51通过第一输入齿轮81将动力输出给第二输出齿轮84，发动机60通过第二输入齿轮82将动力输出给第二输出齿轮84，第二输出齿轮84可以将发动机60和前驱电机51的动力耦合后传递给前差速器70以驱动车辆的前轮转动，从而可以驱动车辆运动。当发动机60和发电机52工作时，发动机60的一部分或者全部动力可以通过第二输入齿轮82和第一输出齿轮83传递给发电机52，发电机52可以进行发电并且将电能传递给动力电池40以便于动力电池40向前驱电机51和后驱电机10供电。

可选地，如图2所示，动力耦合箱80还可以包括：离合器85，离合器85设置在第二输入齿轮82和第二输出齿轮84之间。由此，通过设置离合器85，混合动力传动系统100可以选择性地将发动机60的动力输出给前差速器70，从而可以使得混合动力传动系统100可以实现纯电机驱动和混合动力驱动的切换，进而使得根据本实用新型实施例的混合动力传动系统100可以实现多种工作模式的切换，可以适应不同的工况需求，可以使得车辆的经济性能和动力性能较好。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述实施例的混合动力传动系统100。具有上述实施例的混合动力传动系统100的车辆可以满足低速加速性能和爬坡性能的需求，以及满足车辆的最高车速的需求，并且还可以改善车辆的经济性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。