專利名稱：一種用于車輛混合動力系統(tǒng)的動力傳輸單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及混合動力汽車，尤其是插電式混合動力汽車的混合動力驅動系
統(tǒng)，具體涉及混合動力驅動系統(tǒng)中的動力傳輸單元。
背景技術：
在節(jié)能和環(huán)保成為汽車行業(yè)發(fā)展主流的今天，混合動力汽車已經成為各國汽車廠 商大力發(fā)展的關鍵核心技術。其中，插電式混合動力解決方案，作為除純電動以外的最省油 的混合動力解決方案，正為各大廠商所推崇。插電式混合動力主要由一個相對小排量的發(fā) 動機和一個或兩個電機所組成，其中一般情況下電機負責在中低速下實現純電動動力輸出 和制動能量回收，并在需要時實現發(fā)動機啟動以及發(fā)動機在必要時通過電機進行發(fā)電或參 與動力驅動等功能。 在現有技術中，上述插電式混合動力驅動系統(tǒng)中的發(fā)動機和電機之間主要有以下 幾種聯結方法 —、串聯方案，如通用汽車公司推出的雪佛蘭Volt混合動力概念車屬于插電式混 合動力車，即Plug-in Hybrid Electric Vehicle,可以使用家用電源插座(例如110V/220V 電源)對混合動力驅動系統(tǒng)中電池充電，插電式混合動力汽車比全混合電力汽車有較長純 電動行駛里程，當電池處于較低電量時，發(fā)動機將啟動發(fā)電為車輛提供動力。但是該款汽車 的發(fā)動機不直接參與工作，長距離行駛時發(fā)動機驅動發(fā)電機發(fā)電經兩次交直流變換后才能 帶動主驅動電機，發(fā)動機動力輸出的工作效率偏低；此外為保證整車加速/爬坡性能，主驅 動電機和電池功率要求偏高，相應汽車成本要求較高。 二、并聯方案，如大眾汽車有限公司推出的輝騰GP2混合動力汽車，該車的發(fā)動機
和傳統(tǒng)變速箱之間通過兩個離合器連接一個驅動發(fā)電一體機。該混合動力汽車設計方案結 構簡單，成本低，但由于汽車內部驅動系統(tǒng)的空間尺寸要求大，通常只適用于大型車或后驅
車輛，而且通常該驅動一體電機輸出功率不大，汽車純電動驅動時整車的行駛性能難以保 證。 三、串并聯功率分配法，如豐田自動車株式會社推出的ToyotaHybrid System(參 考申請?zhí)枮?00480019795. 5的發(fā)明名稱為"混合動力車輛用動力輸出裝置"的中國專利申 請)以及美國通用公司的Advanced Hybrid System(參考申請?zhí)枮?00480038070. 0的發(fā)明 名稱為"具有四個固定傳動比的雙模式的復合分配模式的混合型機電變速器"的中國專利 申請)，均采用發(fā)動機和兩個電機通過一個或多個行星齒輪系統(tǒng)連接，運用功率分配(Power Split)原理實現動力協(xié)調和變速以滿足整車行駛需求，但是該方法動力傳輸路徑復雜，存 在不必要的將機械能轉換為電能再轉換為機械能進行驅動輸出而造成動力傳遞損失的現 象。因此，采用該方法用于插電式混合動力汽車將導致混合動力汽車純電行駛里程的降低。 比亞迪股份有限公司推出的F3匿型混合動力汽車采用了相對比較簡單的連接方 式(參考申請?zhí)枮?00610141069. 1的發(fā)明名稱為"混合動力車驅動裝置"的中國專利申 請)，發(fā)動機與啟動發(fā)電一體機直接連接后通過離合器再直接與另一主電機連接，然后通過主減速器直接與差速器輸入軸連接。該方法結構簡單，在理想工況下，動力傳遞直接，傳遞 效率較高。但是在汽車純電驅動行駛工況下，由于主減速器直接驅動車輛，很難兼顧過坡、 加速性能和最高電動行駛車速等方面的設計需求，通常必須采用大扭矩高速電機，與之相 配的功率電子(電動)控制器和電池系統(tǒng)功能要求相應提高，即便如此，在城市工況下也很 難保證電機經常在較高效率區(qū)間工作。另外，當電池能量較低需要轉入電機/發(fā)動機混合 行駛的情況下，由于發(fā)動機最低穩(wěn)定轉速和扭矩特性的限制，在很多行駛條件下，如在面對 中低速城市路況和過坡路況時，發(fā)動機只能像前述串聯方式那樣參與工作，大大降低了能 量利用效率。

實用新型內容針對現有技術中動力無法被高效利用且動力傳輸單元整體體積還比較大的缺陷， 本實用新型的目的是通過對混合動力驅動系統(tǒng)的動力傳輸單元內部結構的重新設置來提 供一種結構簡單、高效緊湊的動力傳輸單元。 根據本實用新型的一個方面，提供一種用于汽車混合動力系統(tǒng)的動力傳輸單元，
包括離合器、離合器分離軸承、集成啟動發(fā)電機輸出軸、主驅動電機輸出軸、行星齒輪減速
裝置以及主減速裝置，其特征在于，所述離合器分別與所述集成啟動發(fā)電機輸出軸和所述
主驅動電機輸出軸的一端連接，所述主驅動電機輸出軸的另一端設置有行星齒輪減速裝
置，在所述主驅動電機輸出軸上、所述行星齒輪減速裝置與所述離合器之間設置有主減速
裝置。優(yōu)選地，所述離合器的離合器蓋總成面向集成啟動發(fā)電機一側設置。 本實用新型提供的動力傳輸單元采取了與現有技術不同的設計方式，采用緊湊化
設計和集成化工藝制作，將混合動力驅動系統(tǒng)中的各個動力傳輸部件整合在一起；且動力
傳輸單元配合電驅動單元內部結構使得作為動力源的集成啟動發(fā)電機、主驅動電機可以很
方便地安裝到所述動力傳輸單元之上以組成混合動力驅動系統(tǒng)電驅動單元，因此大大簡化
了混合動力汽車的制作工藝和裝配過程。 作為本實用新型的另一個優(yōu)點，所述動力傳輸單元中的離合器的布置與傳統(tǒng)車輛
的離合器布置方式相反，即優(yōu)選地將離合器蓋總成面朝集成啟動發(fā)電機方向進行設置，從
而在不改變離合器離合性能的情況下，更加充分地利用了電驅動單元內部離合器與集成啟
動發(fā)電機之間的空間，有利于離合器內部元件的布置，使電驅動單元內部結構更加緊湊。 作為本實用新型的又一個優(yōu)點，動力傳輸元件優(yōu)先采用柔性飛輪盤將集成啟動發(fā)
電機輸出軸和發(fā)動機進行連接，可以提高混合動力驅動系統(tǒng)中發(fā)動機的啟動和平穩(wěn)運轉性
能。同時，應用本實用新型所提供動力傳輸單元的混合動力汽車發(fā)動機可以取消傳統(tǒng)工藝
中的發(fā)動機飛輪。本實用新型通過設計使集成式啟動電機轉子架、集成式啟動電機輸出軸
及離合器從動盤的旋轉慣量等效于被取代的傳統(tǒng)發(fā)動機飛輪的旋轉慣量，并不改變電驅動
單元和發(fā)動機工作性能。取消發(fā)動機飛輪使得電驅動單元與發(fā)動機連接更加緊密，縮小了
混合動力系統(tǒng)的整體體積。 根據本實用新型的另一個方面，還提供一種用于車輛的混合動力系統(tǒng)，至少包括 發(fā)動機、集成啟動發(fā)電機以及主驅動電機，還包括將所述發(fā)動機、集成啟動發(fā)電機以及主驅 動電機的動力傳輸至車輪的動力傳輸單元，其中，所述動力傳輸單元包括離合器、離合器分 離軸承、集成啟動發(fā)電機輸出軸、主驅動電機輸出軸、行星齒輪減速裝置以及主減速裝置，其特征在于，所述離合器分別與所述集成啟動發(fā)電機輸出軸和所述主驅動電機輸出軸的一 端連接，所述主驅動電機輸出軸的另一端設置有行星齒輪減速裝置，在所述主驅動電機輸 出軸上、所述行星齒輪減速裝置與所述離合器之間設置有主減速裝置。

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特 征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯 圖1示出根據本實用新型的一個具體實施方式
的，本實用新型提供的動力傳輸單 元所應用的用于汽車的混合動力驅動系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2示出根據本實用新型的第一實施例的，混合動力驅動系統(tǒng)的動力傳輸單元的 結構示意圖； 圖3示出根據本實用新型的第一實施例的，混合動力驅動系統(tǒng)的電驅動單元中的 離合器與其他部件的連接關系示意圖； 圖4示出根據實用新型的第二實施例的，離合器蓋總成與集成啟動發(fā)電機的位置 關系示意圖； 圖5示出本實用新型動力傳輸單元采用的行星齒輪減速裝置結構示意圖根據本 實用新型的第一實施例的，圖2所示動力傳輸單元所采用的主減速裝置的結構示意圖； 圖6示出根據本實用新型的第一實施例的，圖2所示動力傳輸單元所采用的行星 齒輪減速裝置的結構示意圖；以及 圖7示出根據本實用新型的第一實施例的，本實用新型所提供的動力傳輸單元所 應用的汽車混合動力驅動系統(tǒng)的電驅動單元結構示意圖。(全部附圖標號說明發(fā)動機1、 集成啟動發(fā)電機2、離合器3、主減速裝5、行星齒輪減速裝置6、車輪7、主驅動電機控制器 8、電池管理系統(tǒng)9、電池組10、集成啟動發(fā)電機控制器11、主驅動電機12、離合器分離軸承 13、飛輪盤14、離合器蓋15、離合器從動盤16、離合器摩擦片17、離合器飛輪18、集成啟動發(fā) 電機輸出軸19、主驅動電機輸出軸20、差速器21、主動齒輪23、從動齒輪24、惰輪25、行星 齒輪61、太陽輪62、外齒圈63。)具體實施方式圖1示出根據本實用新型的一個具體實施方式
的，本實用新型提供的動力傳輸單 元所應用的用于汽車的混合動力驅動系統(tǒng)的結構示意圖。在本實施例中，所述用于汽車的 混合動力驅動系統(tǒng)是一種混聯式的混合動力驅動系統(tǒng)，該系統(tǒng)在傳統(tǒng)汽車驅動系統(tǒng)的結構 基礎上實現全模式的混聯式驅動，以實現節(jié)約制造和改造成本以及節(jié)約燃油和保證整車動 力性能的目的，具體細節(jié)在此不予贅述。具體地，在本實施例中，該混合動力驅動系統(tǒng)主要 包括車輪7、主驅動電機12、集成啟動發(fā)電機2、發(fā)動機1、主驅動電機控制器8、集成啟動 發(fā)電機控制器11、電池管理系統(tǒng)9、電池組10以及本實用新型提供的動力傳輸單元等。具 體地，所述主驅動電機12與集成啟動發(fā)電機2之間的傳動部件組成了所述動力傳輸單元， 例如如圖2所示，在此不予贅述。 本領域技術人員理解，傳統(tǒng)汽車一般由發(fā)動機、底盤、車身和電氣設備等四個基本 部分組成，而本實用新型提供的動力傳輸單元所應用的用于汽車的混合動力驅動系統(tǒng)包括 了混合動力汽車的三個動力源(即主驅動電機12、集成啟動發(fā)電機2以及發(fā)動機1)以及汽車底盤以及電氣設備的部分結構，實現了傳統(tǒng)汽車發(fā)動機、汽車底盤及電氣設備的基本功 能。具體地，本領域技術人員可以參考實用新型名稱為"混合動力汽車專用底盤"(中國專 利申請?zhí)?00720051645. 3)以及"齒輪傳動裝置、汽車底盤以及混合動力汽車"(中國專利 申請?zhí)?00510030231.8)等與汽車底盤的相關中國專利申請文件及現有技術來實現所述 動力傳輸單元與其他部件配合以構成一個完整的混合動力驅動系統(tǒng)，在此不予贅述。 具體地，參考圖l，所述發(fā)動機1與本實用新型提供的動力傳輸單元連接，集成啟 動發(fā)電機2也與所述本實用新型提供的動力傳輸單元連接，且所述發(fā)動機1與所述集成啟 動發(fā)電機2通過所述動力傳輸單元同軸連接。相應地，所述動力傳輸單元遠離離合器的一 端(圖1所示動力傳輸單元的右側一端)連接所述主驅動電機12。本領域技術人員理解，圖 l概要地示出了混合動力驅動系統(tǒng)的動力源以及其他部件與本實用新型提供的動力傳輸單 元的連接方式，其中具體的連接關系將在下述實施例中詳細描述，例如圖2所示實施例。 基于上述圖1所示結構，所述發(fā)動機1、集成啟動發(fā)電機2及主驅動電機12三個動 力源通過所述動力傳輸單元將混合動力經差速器21將動力輸出至車輪7上。具體地，當所 述動力傳輸單元處于雙軸動力輸出工作狀態(tài)時，所述發(fā)動機1、集成啟動發(fā)電機2及主驅動 電機12的動力能夠經所述動力傳輸單元向車輪7傳輸動力；當所述動力傳輸單元處于單軸 動力輸出工作狀態(tài)時，所述主驅動電機12的動力能夠經所述動力傳輸單元向車輪7傳輸動 力。 基于上述闡述，本領域技術人員理解，本實用新型提供的動力傳輸單元可以實現 傳統(tǒng)汽車的汽車底盤中傳動系的基本功能，組成了所述傳動系的基本結構；本實用新型提 供的動力傳輸單元還可以配合汽車底盤中行駛系、轉向系和制動系等其他系統(tǒng)組成汽車底 盤，以支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機及電動 機的動力，使汽車能夠正常行駛。 再參考圖l，所述電池組10依次通過電纜連接電池管理系統(tǒng)9及主驅動電機控制 器8，主驅動電機控制器8通過電纜連接并控制所述主驅動電機12 ;同時，該電池組10依次 通過電纜連接電池管理系統(tǒng)9及集成啟動發(fā)電機控制器ll，集成啟動發(fā)電機控制器11通 過電纜連接并控制所述集成啟動發(fā)電機2 ;該電池組IO還可以通過電纜和外接電源插頭連 接，從而利用外部電源對電池組IO進行充電。本領域技術人員理解，所述電池組IO在合適 的情況下向所述主驅動電機12和/或所述集成啟動發(fā)電機2供電，從而使得兩個電機各自 工作，并且在必要情況下被充電。例如，當所述電池管理系統(tǒng)9判斷所述電池組10電量充 足可以輸出電能時，則所述電池管理系統(tǒng)9指示所述主驅動電機控制器8及所述集成啟動 發(fā)電機控制器11進行輸出控制，從而使得所述主驅動電機12及所述集成啟動發(fā)電機2進 入電動機工作模式。 本領域技術人員理解，在上述圖1所示實施例的一個變化例中，所述用于汽車的 混合動力驅動系統(tǒng)可以實現串聯式混合動力驅動系統(tǒng)的功能，即所述動力傳輸單元的離合 器3保持分離狀態(tài)，所述集成啟動發(fā)電機2作為發(fā)電機利用發(fā)動機1輸出的動力進行發(fā)電， 并對電池組IO進行充電；所述電池組IO對所述主驅動電機12進行供電，主驅動電機12作 為電動機利用從電池組10獲得的電能輸出動力。 類似地，本領域技術人員理解，在另一個變化例中，所述混合動力驅動系統(tǒng)也可以 實現并聯式混合動力驅動系統(tǒng)的功能，即所述動力傳輸單元的離合器3保持閉合狀態(tài)，所
7述電池組10對所述主驅動電機12進行供電，主驅動電機12作為電動機利用從電池組10 獲得的電能來輸出動力；所述發(fā)動機1同時輸出動力，以實現與主驅動電機12并聯驅動車 輛的功能；在急加速情況下，所述集成啟動發(fā)電機2可以作為電動機利用從電池組10獲得 的電能輸出動力，而在減速或低速行駛情況下，集成啟動發(fā)電機2可以作為發(fā)電機利用發(fā) 動機1輸出的動力進行發(fā)電來對電池組io進行充電。 本領域技術人員理解，本實用新型動力傳輸單元在不改變連接方式的情況下可以 根據上述實施例的描述來實現不同聯接方式的混合動力系統(tǒng)，在此不予贅述。 圖1概要地示出了本實用新型提供的動力傳輸單元與動力源協(xié)調工作的連接關 系，而圖2示出根據本實用新型的第一實施例的，汽車混合動力驅動系統(tǒng)的動力傳輸單元 的結構示意圖。具體地，所述動力傳輸單元主要包括離合器3、集成啟動發(fā)電機輸出軸19、 主驅動電機輸出軸20、主減速裝置5以及行星齒輪減速裝置6。參考圖2，其中，所述離合 器3的一端(圖2所示右側一端)連接所述集成啟動發(fā)電機輸出軸19，所述離合器3的另 一端(圖2所示左側一端)與所述主驅動電機輸出軸20的一端連接。所述主驅動電機輸 出軸20的另一端設置有所述行星齒輪減速裝置6，且通過所述行星齒輪減速裝置6，所述主 驅動電機輸出軸20能與安裝在主驅動電機輸出軸20上的主驅動電機12(圖2中未示出) 進行連接。具體地，所述主驅動電機輸出軸20通過花鍵與所述行星減速機構6的行星架連 接，使得所述主驅動電機輸出軸20旋轉時能夠帶動所述行星減速機構6的行星齒輪61進 行公轉；所述主驅動電機12與所述主驅動電機輸出軸20太陽輪62同軸連接，使得所述主 驅動電機12轉子能夠與所述主驅動電機輸出軸20太陽輪62同步旋轉。 在本實施例中，在所述主驅動電機輸出軸20上還設置有主減速裝置5，且該主減 速裝置5位于所述行星齒輪減速裝置6與所述離合器3之間。在本實施例中，所述主減速 裝置5用于在汽車行駛時將動力傳輸單元傳輸的混合動力輸出或者在汽車制動時回收汽 車的動能。所述主驅動電機輸出軸20通過所述主減速裝置5可以經差速器21將動力向車 輪7輸出。本領域技術人員理解，在應用一個動力驅動系統(tǒng)時，所述集成啟動發(fā)電機輸出軸 19的另一端連接發(fā)動機1 (圖2中未示出)，且在所述集成啟動發(fā)電機輸出軸19上安裝集 成啟動發(fā)電機2，例如圖1所示實施例。 在本實施例中，所述離合器3包括離合器從動盤16及離合器飛輪18等組件。具 體地，所述離合器從動盤16與所述動力傳輸單元的所述集成啟動發(fā)電機輸出軸19連接，所 述離合器飛輪18與主驅動電機輸出軸20連接。本領域技術人員理解，當所述離合器3的 離合器從動盤16及離合器飛輪18閉合時，所述主驅動電機輸出軸20及集成啟動發(fā)電機輸 出軸19通過所述離合器3連接，所述動力傳輸單元處于雙軸動力輸出工作狀態(tài)。相應的， 當所述離合器3的離合器從動盤16及離合器飛輪18分離時，所述主驅動電機輸出軸20及 集成啟動發(fā)電機輸出軸19通過所述離合器3斷開，所述動力傳輸單元處于單軸動力輸出工 作狀態(tài)。 具體地，在本實施例中，所述行星齒輪減速裝置6包括行星架和太陽輪62，其具體 連接方式在下文中具體描述，在此不予贅述。本領域技術人員理解，本實用新型提供的動力 傳輸元件利用所述行星齒輪減速裝置6將所述主驅動電機輸出軸20及集成啟動發(fā)電機輸 出軸19上傳輸的動力進行耦合，將發(fā)動機1、集成啟動發(fā)電機2及主驅動電機12傳輸的動 力實現混聯式輸出。參考圖2，當所述動力傳輸單元處于雙軸動力輸出工作狀態(tài)時，所述主驅動電機輸出軸20及集成啟動發(fā)電機輸出軸19上傳輸的動力能夠通過所述行星齒輪減速 裝置6進行動力耦合，向車輪7傳輸動力；當所述動力傳輸單元處于單軸動力輸出工作狀態(tài) 時，所述主驅動電機輸出軸20上傳輸的動力能夠能通過所述行星齒輪減速裝置6直接輸出 動力，向車輪7傳輸動力。 本領域技術人員理解，在所述離合器3還設置有一個離合器分離軸承13(圖2中 未示出)。所述離合器分離軸承13作為汽車離合器控制執(zhí)行機構，能夠執(zhí)行相應的控制命 令(例如來自下文所述的電子離合器控制機構)來控制所述離合器3進行離合工作。例 如，當控制命令指示分離離合器時，所述中式分離軸承13離合器分離軸承工作時，離合器 軸承移向離合器壓盤中心，離合器壓盤被推離離合器片，實現所述離合器從動盤16與離合 器飛輪18分離；相應地，當所述控制命令指示閉合離合器時，離合器壓盤內的彈簧壓力會 將壓盤前推，壓向離合器片，使得離合器片和離合器分離軸承分離，實現所述離合器從動盤 16與離合器飛輪18閉合。所述離合器分離軸承13未在圖2中示出，其具體設置方式在下 文中具體描述，在此不予贅述。 在本實施例中，通過動力傳輸元件，即離合器3來直接連接所述主驅動電機輸出 軸20及所述集成啟動發(fā)電機輸出軸19，通過所述離合器3的離合來控制主驅動電機輸出軸 20與集成啟動發(fā)電機輸出軸19的耦合及分離，實現了動力傳輸單元的不同工作狀態(tài)。當離 合器從動盤與飛輪分開時，主驅動電機輸出軸20與集成啟動發(fā)電機輸出軸19相分離，動力 輸出單元只將主驅動電機輸出軸20上的動力通過主減速裝置向車輪7輸出；當離合器從動 盤與飛輪閉合時，主驅動電機輸出軸20與集成啟動發(fā)電機輸出軸19相耦合，動力輸出單元 同時將主驅動電機輸出軸20與集成啟動發(fā)電機輸出軸19上的動力通過主減速裝置向車輪 7輸出。 在上述圖1以及圖2所示實施例的一個變化例中，所述混合動力驅動系統(tǒng)或動力 傳輸單元還包括一個電子離合器控制器(圖中未示出)，該電子離合器控制器作為離合器 控制系統(tǒng)，連接并控制所述離合器分離軸承13，且可以分析駕駛員的駕駛操作以及汽車所
處的工作模式自動地控制所述離合器分離軸承13進入分離狀態(tài)或者閉合狀態(tài)。本領域技 術人員理解，這樣的電子離合器控制機構電子離合器控制器被設置為與所述汽車的工作模
式相對應的工作狀態(tài)，例如當所述汽車處于純電驅動工作模式下，則所述電子離合器控制 機構電子離合器控制器控制所述離合器分離軸承13處于分離狀態(tài)；又例如當所述汽車處 于發(fā)動機驅動工作模式下，則所述電子離合器控制機構電子離合器控制器控制所述離合器 分離軸承13處于閉合狀態(tài)。更進一步地，本領域技術人員理解，所述電子離合器控制機構 電子離合器控制器通過控制離合器的滑磨來保證傳動系統(tǒng)的振動平穩(wěn)，提高整個系統(tǒng)的 NVH性能(降噪、減振、高乘坐舒適度)。具體地，本領域技術人員可以參考FTE公司的產品 實現上述電子離合器控制機構電子離合器控制器，在此不予贅述。而在一個變化例中，所述 離合器分離軸承13也可以通過傳統(tǒng)機械踏板式離合器控制器來進行控制，這并不影響本 實用新型的實質內容，在此不予贅述。 圖3示出根據本實用新型的第一實施例的，混合動力驅動系統(tǒng)的電驅動單元中的 離合器3與其他部件的連接關系示意圖。本實施例是上述圖2所示實施例的一個更加具體 的實施例，其中重點描述了離合器3與其他部件的連接關系。具體地，在本實施例中，所述 離合器3的離合器蓋總成面向所述集成啟動發(fā)電機2—側設置，本領域技術人員理解，所述離合器3包括離合器從動盤16，且所述離合器從動盤16上具有摩擦片。具體地，所述離合 器從動盤16被置于離合器蓋總成里，所述離合器從動盤16固定在所述集成啟動輸出軸19 上，離合器從動盤16與集成啟動輸出軸19同步旋轉，而所述離合器飛輪18與在所述離合 器從動盤16平行設置，且當離合器3閉合時，該離合器從動盤16的摩擦片與所述離合器飛 輪18接觸，其中，所述離合器飛輪18與主驅動電機輸出軸20連接，具體地，所述離合器飛 輪18固定在主驅動電機輸出軸20上，離合器飛輪18與主驅動電機輸出軸20同步旋轉。 進一步地，在本實施例中，所述離合器蓋15外殼形狀可以配合集成啟動發(fā)電機2 圓柱體內腔呈圓臺形狀，即一個圓臺母線呈向內凹陷曲線的被截去錐頂的圓錐。由于所述 集成啟動發(fā)電機2的內部是一個近圓柱體形狀的空腔，當所述離合器蓋15設計成上述圓臺 形狀時，所述離合器蓋15能夠最大限度的利用這一圓柱體形狀的空腔。 本領域技術人員理解，傳統(tǒng)汽車的離合器設計都是使離合器3的主動盤與發(fā)動機 1相連，從動盤與汽車變速箱相連。而在本實用新型提供的實施例中，所述離合器3通過集 成啟動發(fā)電機2與發(fā)動機1相連接，實際上形成了與現有技術不同的反方向設置所述離合 器3的結構。而這樣的反向布置離合器3的設計方案能夠充分利用集成啟動發(fā)電機2內部 的空間。本實用新型的這樣的技術方案，使集成啟動發(fā)電機輸出軸19軸向尺寸得到很大改 善；并且由于安裝離合器3時不需要再擴大離合器3與主減速裝置5之間的空間，使電驅動 單元內部結構整體上更加緊湊。 進一步地，圖4示出根據實用新型的第二實施例的，離合器蓋總成與集成啟動發(fā) 電機2的位置關系示意圖。本實施例可以作為上述圖3所示實施例的一個變化例。具體 地，在本實施例中，所述離合器蓋總成15的一部分伸入所述集成啟動發(fā)電機2，且這一部分 的形狀變化為圓柱狀。相應地，所述集成啟動發(fā)電機2的內部空間變化為圓柱狀，從剖面圖 上看呈工字型，即朝向所述離合器蓋總成15的一半空間呈圓柱狀，且該圓柱的半徑略大于 所述離合器蓋總成15的圓柱部分的半徑，從而正好使得所述離合器蓋總成15的一部分伸 入所述集成啟動發(fā)電機2的內部空間，具體如圖4所示。 本領域技術人員理解，就本實用新型的各實施例而言，所述離合器蓋總成15伸入 所述集成啟動發(fā)電機2的內部空間的部分的形狀可以在保證所述離合器分離軸承13設置 空間的前提下根據不同需要而改變，但優(yōu)選地與所述集成啟動發(fā)電機2的內部空間的的形 狀相適應，以使得本實用新型提供的動力傳輸單元的體積最小，從而為整車設計提供更大 的靈活性。例如上述的圓臺狀是優(yōu)選，而上述的圓柱形狀是次優(yōu)選，在此不予贅述。 參考上述圖2、圖3以及圖4，本領域技術人員理解，當混合動力系統(tǒng)安裝有作為離 合器控制執(zhí)行機構的離合器分離軸承13時，所述離合器分離軸承13優(yōu)選地安裝在離合器 蓋15與離合器蓋總成之間形成的空間里，上述圖4中示出所述離合器分離軸承13。由于離 合器蓋15利用了集成啟動發(fā)電機2內部空腔，使得離合器分離軸承13放置在離合器蓋15 與離合器蓋總成之間形成的空間里就變得十分簡單，而且不會影響整個混合動力驅動系統(tǒng) 電驅動單元的緊湊式設計。 具體地，本領域技術人員理解，根據不同的實施需要，所述離合器分離軸承13可 以采用不同形式。優(yōu)選地，可以是液壓式離合器分離軸承，次優(yōu)地，也可以采用機械式離合 器分離軸承，這并不影響本實用新型的實質內容，在此不予贅述。 進一步地，圖5示出根據本實用新型的第一實施例的，圖2所示動力傳輸單元所采用的主減速裝置5結構示意圖。本實用新型的主減速裝置5優(yōu)選是帶惰輪的主減速機構， 參考圖5，所述帶惰輪的主減速裝置5除了包括一個主動齒輪23和一個從動齒輪24之外， 還包括一個惰輪25。其中，所述主減速裝置5通過主動齒輪23與主驅動電機輸出軸20連 接，具體地，所述主減速裝置5的主動齒輪23固定在主驅動電機輸出軸20上，主動齒輪23 與所述主驅動電機輸出軸20同步旋轉。所述主動齒輪在垂直于主驅動電機輸出軸20方向 上通過與惰輪嚙合，所述惰輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪可以再與差速器21的外殼連接， 差速器21再通過驅動橋和車輪7相連(圖5中未示出)。本領技術人員理解，本實施例采 用帶惰輪的主減速機構后，能夠改變動力輸出單元的動力輸出方向，以配合混合動力驅動 系統(tǒng)所需的動力輸出方向；而且由于使用了主動齒輪23、從動齒輪24及惰輪25三個齒輪， 解決了由于主驅動電機輸出軸20和差速器軸軸間距離較大難以進行動力輸出連接的技術 問題。 進一步地，圖6示出根據本實用新型的第一實施例的，圖2所示動力傳輸單元所采 用的行星齒輪減速裝置的結構示意圖。所述行星齒輪減速裝置6包括外齒圈63、行星架和 太陽輪62，主驅動電機輸出軸20通過花鍵與行星齒輪減速裝置6的行星架連接，行星齒輪 減速裝置6的太陽輪62與主驅動電機12連接，行星齒輪減速裝置6外齒圈63通過矩形花 鍵與電驅動單元外殼固定連接。所述行星齒輪減速裝置6將所述主驅動電機輸出軸20及 集成啟動發(fā)電機輸出軸19上傳輸的動力進行耦合，將發(fā)動機1、集成啟動發(fā)電機2及主驅動 電機12傳輸的動力實現混聯式輸出。具體地，所述主驅動電機12的主驅動電機轉子與行 星齒輪減速裝置6的太陽輪62連接，主驅動電機轉子通過軸承固定在電驅動單元外殼的后 殼體上，主驅動電機定子使用螺栓與電驅動單元后殼體固定。 在上述實施例的基礎上，圖7示出根據本實用新型的第一實施例的，本實用新型 所提供的動力傳輸單元所應用的汽車混合動力驅動系統(tǒng)的電驅動單元結構示意圖，其中， 所述動力傳輸單元作為所述電驅動單元的一個組成部分。具體地，所述電驅動單元主要包 括混合動力驅動系統(tǒng)的集成啟動發(fā)電機2、主驅動電機12、差速器21以及本實用新型提供 的動力傳輸單元。具體地，所述集成啟動發(fā)電機2安裝在所述集成啟動輸出軸19上；所述 主驅動電機12安裝在所述主驅動電機輸出軸20上；主驅動電機輸出軸20通過主減速裝置 5與差速器21連接，通過差速器21的半軸齒輪輸出動力。 進一步地，本領域技術人員理解，實際上，本實施例示出了本實用新型所提供的動 力傳輸單元與所述集成啟動發(fā)電機2及所述主驅動電機12連接后的具體實施方案。在本 實施例中，所述集成啟動發(fā)電機2安裝在所述集成啟動輸出軸19上。優(yōu)選地，所述集成啟 動發(fā)電機2的集成啟動發(fā)電機定子通過軸承固定在所述集成啟動輸出軸19上，所述集成啟 動發(fā)電機定子使用螺栓分別與電驅動單元前殼體固定；集成啟動發(fā)電機轉子固定在集成啟 動輸出軸19上，與集成啟動輸出軸19同步旋轉。當集成啟動發(fā)電機2作為電動機輸出動 力時，集成啟動發(fā)電機2輸出動力使集成啟動發(fā)電機轉子旋轉，集成啟動發(fā)電機轉子帶動 集成啟動輸出軸19旋轉；當集成啟動發(fā)電機2作為發(fā)電機發(fā)電時，集成啟動輸出軸19帶動 集成啟動發(fā)電機轉子旋轉，集成啟動發(fā)電機2進行發(fā)電。 與上述圖2或圖3所示實施例相類似，在本實施例中，所述離合器3連接所述集成 啟動輸出軸19及所述主驅動電機輸出軸20。例如，具體地，所述離合器蓋15使用螺栓與電 驅動單元前殼體固定。[0051] 本實用新型所提供的動力傳輸單元作為汽車混合動力驅動系統(tǒng)電驅動單元的機 械連接基礎，通過將集成啟動發(fā)電機2及主驅動電機12分別安裝在動力傳輸單元的集成啟 動輸出軸19及主驅動電機輸出軸20上，完成了汽車混合動力驅動系統(tǒng)電機元件的集成化 安裝，使得上述汽車混合動力驅動系統(tǒng)中電機元件、電機控制元件、電池組10及電池管理 系統(tǒng)9等電氣設備能以電驅動單元為中心進行布置，有利于汽車混合動力驅動系統(tǒng)電氣設 備的集成化連接及布置。而且由于發(fā)動機1、集成啟動發(fā)電機2及主驅動電機12都能夠很 方便地與動力傳輸單元連接安裝，該動力傳輸單元可以將混合動力驅動系統(tǒng)中的集成啟動 發(fā)電機2、主驅動電機12和發(fā)動機1有效整合在一起，實現三個動力源的混聯式動力輸出連 接。本實用新型將混合動力驅動系統(tǒng)中的各個動力傳輸元件采用緊湊化設計、集成化工藝 制作，降低了混合動力汽車的生產成本、簡化了混合動力汽車制造工藝和裝配過程，而且方 便了日后汽車進行維修和升級工作。 本領域技術人員理解，本發(fā)明提供的動力傳輸單元采用高速行星齒輪減速裝置，
巧妙利用了行星機構的特點，不僅實現了主驅動電機12能夠有效的輸出動力和輸入動力，
而且根據行星齒輪減速裝置的傳動比可以實現減速和提高額定輸出扭矩的功能。 作為本實用新型的一個改進，在本實施例中，可以將所述集成啟動發(fā)電機2的轉
子、轉子支架及離合器3的從動盤14的旋轉慣量設計等效傳統(tǒng)發(fā)動機飛輪，從而取消傳統(tǒng)
發(fā)動機飛輪。本實用新型的設計，使得應用本實用新型的汽車的發(fā)動機可以取消發(fā)動機飛
輪，從而使得與發(fā)動機連接更加緊湊。 作為本實用新型的另一項改進，所述動力傳輸元件優(yōu)先采用柔性與發(fā)動機1進行 連接，使所述集成啟動發(fā)電機輸出軸19與發(fā)動機曲軸通過柔性飛輪盤14進行連接。由于 發(fā)動機l工作時振動大，會影響電驅動單元的正常工作，故集成啟動發(fā)電機輸出軸19通過 柔性飛輪盤14與發(fā)動機曲軸相連時，利用了柔性飛輪盤14的機械特性，可以有效地解決這 一技術問題。柔性飛輪盤14的使用減弱了工作時發(fā)動機1振動對電驅動單元的影響，提高 了混合動力驅動系統(tǒng)中發(fā)動機1的啟動和平穩(wěn)運轉性能，使整個電驅動單元可以作為一個 裝配整體，直接和發(fā)動機1進行安裝連接，并且保證電驅動單元能夠正常工作。 以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局 限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改， 這并不影響本實用新型的實質內容。
權利要求一種用于車輛混合動力系統(tǒng)的動力傳輸單元，用于將動力系統(tǒng)的動力傳輸至車輪，包括離合器(3)、離合器分離軸承(13)、集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)、主驅動電機輸出軸(20)、行星齒輪減速裝置(6)以及主減速裝置(5)，其特征在于，所述離合器(3)分別與所述集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)和所述主驅動電機輸出軸(20)的一端連接，所述主驅動電機輸出軸(20)的另一端設置有行星齒輪減速裝置(6)，在所述主驅動電機輸出軸(20)上、所述行星齒輪減速裝置(6)與所述離合器(3)之間設置有主減速裝置(5)。
2. 根據權利要求l所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器(3)的離合器蓋總成 面向集成啟動發(fā)電機(2) —側設置。
3. 根據權利要求2所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器分離軸承(13)被置 于所述離合器(3)的離合器蓋(15)與所述離合器蓋總成之間形成的空間內。
4. 根據權利要求3所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器蓋(15)的形狀與所 述集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)所連接的集成啟動發(fā)電機(2)內部空腔的形狀相適應。
5. 根據權利要求4所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器蓋(15)的外殼呈圓 臺形狀。
6. 根據權利要求4所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器蓋(15)的外殼呈圓 柱形狀。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器分離軸 承(13)由一電子離合器控制器所控制。
8. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器分離軸 承(13)是液壓式離合器分離軸承。
9. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述離合器分離軸 承(13)是機械式離合器分離軸承。
10. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述集成啟動發(fā) 電機輸出軸(19)與發(fā)動機曲軸相連接。
11. 根據權利要求io所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)通過柔性飛輪盤(14)連接所述發(fā)動機曲軸。
12. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述主減速裝置 (5)包括一個主動齒輪(23)、一個從動齒輪(24)及一個惰輪(25)，所述主動齒輪(23)設置 在所述主驅動電機輸出軸(20)上，且所述主動齒輪(23)在垂直于主驅動電機輸出軸(20) 方向上與惰輪(25)嚙合，所述惰輪(25)與所述從動齒輪(24)嚙合。
13. 根據權利要求1至6中任一項所述的動力傳輸單元，其特征在于，所述行星齒輪減 速裝置(6)包括行星架和太陽輪(62)，所述主驅動電機輸出軸(20)通過花鍵與所述行星架 連接。
14. 一種用于車輛的混合動力系統(tǒng)，至少包括發(fā)動機(1)、集成啟動發(fā)電機(2)以及主 驅動電機(12)，還包括將所述發(fā)動機(1)、集成啟動發(fā)電機(2)以及主驅動電機(12)的動 力傳輸至車輪(7)的動力傳輸單元，其中，所述動力傳輸單元包括離合器(3)、離合器分離 軸承(13)、集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)、主驅動電機輸出軸(20)、行星齒輪減速裝置(6)以 及主減速裝置(5)，其特征在于，所述離合器(3)分別與所述集成啟動發(fā)電機輸出軸(19)和 所述主驅動電機輸出軸(20)的一端連接，所述主驅動電機輸出軸(20)的另一端設置有行星齒輪減速裝置(6)，在所述主驅動電機輸出軸(20)上、所述行星齒輪減速裝置(6)與所述 離合器(3)之間設置有主減速裝置(5)。
15.根據權利要求14所述的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述離合器(3)的離合器蓋總 成面向集成啟動發(fā)電機(2) —側設置。
專利摘要本實用新型提供一種用于汽車混合動力系統(tǒng)的動力傳輸單元，其特征在于，離合器分別與集成啟動發(fā)電機輸出軸和主驅動電機輸出軸的一端連接，主驅動電機輸出軸的另一端設置有行星齒輪減速裝置，在所述主驅動電機輸出軸上、所述行星齒輪減速裝置與所述離合器之間設置有主減速裝置。所述離合器的離合器蓋總成面向集成啟動發(fā)電機一側設置。本實用新型的動力傳輸單元采用緊湊化設計和集成化工藝制作，將可以配合電驅動單元內部結構，大大簡化混合動力汽車的制作工藝和裝配過程。而且在不改變離合器離合性能的情況下更加充分地利用了電驅動單元內部離合器與集成啟動發(fā)電機之間的空間，使電驅動單元內部結構更加緊湊。
文檔編號B60K6/38GK201501287SQ20092007649
公開日2010年6月9日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權日2009年6月17日
發(fā)明者盧建鋼, 朱軍, 浦金歡, 羅思東, 葛海龍 申請人:上海捷能汽車技術有限公司