[發(fā)明專利]一種單電機(jī)單行星排多檔混合動(dòng)力變速箱、系統(tǒng)和車輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010643399.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN111873780B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)軍;雷君;余秋石;汪俊君;薛龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B60K6/365
• 分類號(hào): B60K6/365;B60K6/547
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;高炳龍

本發(fā)明公開了一種單電機(jī)單行星排多檔混合動(dòng)力變速箱、系統(tǒng)和車輛，本發(fā)明采用單行星排與平行定軸齒輪混合架構(gòu)，僅用3根軸、一個(gè)簡(jiǎn)單行星排，6個(gè)平行定軸齒輪，4個(gè)換檔元件，一個(gè)簡(jiǎn)易離合裝置，即能實(shí)現(xiàn)4個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式，1個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式，1個(gè)ECVT模式，5個(gè)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式、5個(gè)行車發(fā)電模式和1個(gè)停車發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)P3/P1位置切換功能，兼顧P3高效率和P1停車發(fā)電功能，同時(shí)其通過(guò)ECVT模式解決了電機(jī)混動(dòng)變速箱風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多檔混合動(dòng)力變速箱，屬于汽車變速箱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單電機(jī)單行星排多檔混合動(dòng)力變速箱、系統(tǒng)和車輛。

背景技術(shù)

單電機(jī)多檔混合動(dòng)力變速箱已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類車輛，其主要存在兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：

一是當(dāng)電池電量較低時(shí)，不能及時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。

如果采用常規(guī)平行定軸齒輪架構(gòu)，駕駛員需要等待發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電直至電池電量達(dá)到啟動(dòng)最低需求，通過(guò)電機(jī)起步；或者需要增加摩擦式起步離合器直接起步，增加零部件成本和軸向尺寸，同時(shí)摩擦控制對(duì)駕駛性和可靠性也有更高需求。

如果采用行星排架構(gòu)，可考慮利用ECVT模式起步，但一般要使用2個(gè)及以上行星排相連接形成多個(gè)檔位，并且需要多片濕式離合器及制動(dòng)器、液壓模塊做執(zhí)行元件，增加系統(tǒng)復(fù)雜度。

二是起步后如果以較低車速行駛，一般采用EV模式。如果持續(xù)以較低車速運(yùn)行電池電量快速下降將導(dǎo)致須退出EV模式而采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。而此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)受一檔速比的限制不能直接驅(qū)動(dòng)車輪。解決方案與前文一致，但同樣存在成本及系統(tǒng)復(fù)雜度提升的問題。

同時(shí)，單電機(jī)所處的位置也影響電機(jī)效率和功能，例如，

P1位置：電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，可共用相同檔位，但缺失了純電行駛功能。

P2位置：發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間具有離合裝置，這樣可以具有EV功能。

P1/P2位置具有相同的缺點(diǎn)：電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)必然同時(shí)處于同一檔位，速比無(wú)法解耦，影響各自載荷調(diào)整的靈活性。

P2.5位置，一般基于DCT,把電機(jī)集成于變速箱內(nèi)部，與某一根輸入軸耦合。這樣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用另一根輸入軸上的檔位時(shí)，電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)速比可解耦，提升了載荷調(diào)整的靈活性。但在EV模式時(shí)，電機(jī)換檔相當(dāng)于AMT換檔，存在動(dòng)力中斷，駕駛性有風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)控制的要求較高。

P1～P2.5的共同問題是，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能量回收時(shí)，需要經(jīng)過(guò)較多齒輪副嚙合，也可能引起較多攪油損失，影響電機(jī)驅(qū)動(dòng)和回收效率。

P3位置：電機(jī)直接與輸出軸耦合，齒輪副嚙合數(shù)較少，攪油損失較小，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和回收效率相對(duì)較高。但由于電機(jī)通過(guò)輸出軸與齒輪連接，故不具備停車發(fā)電功能。同時(shí)P3電機(jī)一般僅具有一個(gè)檔位，負(fù)載調(diào)整靈活度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供單電機(jī)單行星排多檔混合動(dòng)力變速箱、系統(tǒng)和車輛，其以較簡(jiǎn)單的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式，并解決單電機(jī)混合動(dòng)力變速箱存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了這樣一種單電機(jī)單行星排多檔混合動(dòng)力變速箱，包括設(shè)置于變速箱內(nèi)相互平行依次布置的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸，輸出軸和電機(jī)輸入軸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸上設(shè)置有第一齒輪、第二齒輪，所述輸出軸上設(shè)置有第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪，所述電機(jī)輸入軸上設(shè)置有第六齒輪，所述有第一齒輪與所述第四齒輪嚙合傳動(dòng)，所述第二齒輪和所述第五齒輪嚙合傳動(dòng)，所述第五齒輪和所述第六齒輪嚙合傳動(dòng)，所述有第一齒輪和所述第二齒輪之間設(shè)置有行星排機(jī)構(gòu)，所述行星排機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪與所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸固接，所述行星排機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈通過(guò)第三離合器與所述第二齒輪傳動(dòng)鏈接，所述行星排機(jī)構(gòu)的行星架通過(guò)第二離合器與所述第一齒輪傳動(dòng)連接，所述行星排機(jī)構(gòu)的行星架通過(guò)第一離合器所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述行星排機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈連接有制動(dòng)器。