專利名稱：混合動力汽車的動力分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力傳輸，尤其涉及混合動力汽車的動力分配裝置。
背景技術(shù)：
節(jié)能與環(huán)保是21世紀(jì)汽車發(fā)展的兩大主題，電動汽車是傳統(tǒng)燃油內(nèi)燃機(jī)汽車的理想替代品，但受蓄電池能量的限制以及燃料電池高成本的約束，純電動汽車較難滿足當(dāng)前需要?；旌蟿恿ζ嚳梢暈橐环N能夠綜合解決上述問題的可行性方案?；旌蟿恿ζ囀怯蓛煞N或兩種以上的動力源提供動力，當(dāng)前比較常用的方案是采用發(fā)動機(jī)、電動機(jī)與發(fā)電機(jī)進(jìn)行組合提供動力。因此如何實(shí)現(xiàn)混合動力汽車發(fā)動機(jī)與電動機(jī)、發(fā)電機(jī)之間的動力分配，是發(fā)展混合動力汽車必須解決的關(guān)鍵問題。目前，混合動力汽車的動力分配裝置大多采用復(fù)雜的行星齒輪機(jī)構(gòu)，而行星齒輪 機(jī)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對生產(chǎn)的工藝性要求較高，較難加工，因此成本也相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種混合動力汽車的動力分配裝置，用來解決現(xiàn)有動力分配裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種混合動力汽車的動力分配裝置，包括發(fā)動機(jī)輸出軸、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及差速器和主減速器；所述差速器包括相對設(shè)置的左錐齒輪和右錐齒輪以及和所述左錐齒輪、右錐齒輪均嚙合的行星錐齒輪，所述行星錐齒輪的行星架連接所述發(fā)動機(jī)輸出軸，所述左錐齒輪的齒輪軸連接所述發(fā)電機(jī)，所述右錐齒輪的齒輪軸連接所述主減速器的主動齒輪，所述主減速器的主動齒輪連接所述電動機(jī)。進(jìn)一步地，所述混合動力汽車的動力分配裝置還包括第一離合器，所述第一離合器用于所述發(fā)動機(jī)輸出軸與所述左錐齒輪的齒輪軸的結(jié)合與分離。優(yōu)選地，所述第一離合器為多片離合器。進(jìn)一步地，所述混合動力汽車的動力分配裝置還包括第二離合器，所述第二離合器用于所述右錐齒輪的齒輪軸與所述主減速器的主動輪的齒輪軸的結(jié)合與分離。進(jìn)一步地，所述混合動力汽車的動力分配裝置還包括鎖止裝置，所述鎖止裝置用于制動所述右錐齒輪的齒輪軸。本發(fā)明實(shí)施例提供的混合動力汽車的動力分配裝置，發(fā)動機(jī)的動力一部分通過差速器的右錐齒輪分配給主減速器以驅(qū)動車輛行駛，一部分經(jīng)差速器的左錐齒輪分配給發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子使發(fā)電機(jī)發(fā)電并將電能儲存在動力電池中。當(dāng)動力電池的動力充足時可以將發(fā)動機(jī)關(guān)閉，由電動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動主減速器進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛，當(dāng)車輛負(fù)荷較大或車速較高時，也可以由發(fā)動機(jī)和電動機(jī)同時驅(qū)動車輛行駛。因此本發(fā)明實(shí)施例提供的混合動力汽車的動力分配裝置利用差速器實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的動力分配，由于差速器的結(jié)構(gòu)和加工工藝相對簡單成熟，所以該混合動力汽車的動力分配裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的混合動力汽車的動力分配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示差速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示差速器中各運(yùn)動件的轉(zhuǎn)速關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I和圖2所示，混合動力汽車的動力分配裝置包括發(fā)動機(jī)輸出軸11、發(fā)電機(jī)MG1、電動機(jī)MG2以及差速器12和主減速器13 ;差速器12包括相對設(shè)置的左錐齒輪21和右錐齒輪23以及和左錐齒輪21、右錐齒輪23均嚙合的行星錐齒輪22，行星錐齒輪22的行星架22a連接發(fā)動機(jī)輸出軸11，左錐齒輪21的齒輪軸21a為空心軸，連接發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子，右錐齒輪23的齒輪軸23a連接主減速器13的主動齒輪Gl，主減速器13的主動齒輪Gl連接電動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)子，最終動力經(jīng)主減速器13的從動齒輪G2輸出到未圖示的驅(qū)動橋，從而驅(qū)動車輛的車輪行駛。本發(fā)明實(shí)施例提供的混合動力汽車的動力分配裝置，發(fā)動機(jī)的動力一部分通過差速器12的右錐齒輪23分配給主減速器13以驅(qū)動車輛行駛，一部分經(jīng)差速器12的左錐齒 輪21分配給發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子使發(fā)電機(jī)MGl發(fā)電并將電能儲存在動力電池中。當(dāng)動力電池的動力充足時可以將發(fā)動機(jī)關(guān)閉，由電動機(jī)MG2單獨(dú)驅(qū)動主減速器13進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛，當(dāng)車輛負(fù)荷較大或轉(zhuǎn)速較高時，也可以由發(fā)動機(jī)和電動機(jī)MG2同時驅(qū)動車輛行駛。因此本發(fā)明實(shí)施例提供的混合動力汽車的動力分配裝置利用差速器12實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)MGl和電動機(jī)MG2的動力分配，由于差速器的結(jié)構(gòu)和加工工藝相對簡單成熟，成本較低，所以該混合動力汽車的動力分配裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。另外上述實(shí)施例中的混合動力汽車的動力分配裝置，在借助現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)控制器和發(fā)動機(jī)控制器的基礎(chǔ)上還能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速。其變速原理可參照圖2和圖3。在差速器12中，動力由發(fā)動機(jī)經(jīng)行星錐齒輪22的行星架22a輸入，通過左錐齒輪21和右錐齒輪23輸出，也就是差速器12有一個輸入端，兩個輸出端，如果左錐齒輪21和右錐齒輪23的齒數(shù)相等，則行星架22a的轉(zhuǎn)速N、左錐齒輪21的轉(zhuǎn)速NI和右錐齒輪23的轉(zhuǎn)速N2就滿足如下關(guān)系N1+N2 = 2N 式(I)這樣如果固定左錐齒輪轉(zhuǎn)速NI、右錐齒輪轉(zhuǎn)速N2和行星架轉(zhuǎn)速N中的任意一個，另外兩個轉(zhuǎn)速即成線性變化關(guān)系，因此該三個轉(zhuǎn)速的相互關(guān)系則形成圖3所示的示意圖。圖3中垂線31、32、33之間的間距相等，垂線31代表左錐齒輪的轉(zhuǎn)速NI，垂線32代表行星架的轉(zhuǎn)速N，垂線33代表右錐齒輪的轉(zhuǎn)速N2，轉(zhuǎn)速NI、N2和N必然在同一直線上。而由于發(fā)動機(jī)輸出軸11連接行星架22a、左錐齒輪21連接發(fā)電機(jī)MGl，右錐齒輪23連接減速器13，因此我們可以利用發(fā)電機(jī)控制器控制發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制左錐齒輪21的轉(zhuǎn)速NI，利用發(fā)動機(jī)控制器控制發(fā)動機(jī)輸出軸11的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制行星架的轉(zhuǎn)速N，最終實(shí)現(xiàn)右錐齒輪的轉(zhuǎn)速N2的線性變化，也就是無級變速。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，上述混合動力汽車的動力分配裝置還包括第一離合器C-1,第一離合器C-I用于發(fā)動機(jī)輸出軸11與左錐齒輪21的齒輪軸21a的結(jié)合與分離。這樣當(dāng)?shù)谝浑x合器C-I分離時，該動力分配裝置的工作模式如上所述；而如果當(dāng)?shù)谝浑x合器C-I結(jié)合時，通過發(fā)動機(jī)輸出軸11使差速器12的行星架22a和左錐齒輪21連接起來，此時差速器12的 傳動比為I，發(fā)動機(jī)的動力直接傳遞給主減速器13進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛。這樣車輛在較好的路況高速運(yùn)行時，由發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動，效率較高。鑒于多片離合器結(jié)合或分離相對較平穩(wěn)，上述實(shí)施例中的所述第一離合器優(yōu)選多片離合器。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述混合動力汽車的動力分配裝置還包括第二離合器C-2，第二離合器C-2用于右錐齒輪23的齒輪軸23a與主減速器13的主動齒輪Gl的齒輪軸的結(jié)合與分離。這樣，當(dāng)動力電池的電能較充足時，可以通過第二離合器C-2的分離切斷發(fā)動機(jī)的動力，由電動機(jī)MG2單獨(dú)驅(qū)動主減速器13運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述混合動力汽車的動力分配裝置還包括鎖止裝置B-I，鎖止裝置B-I用于制動右錐齒輪23的齒輪軸23a。這樣當(dāng)由電動機(jī)MG2單獨(dú)驅(qū)動主減速器13運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而驅(qū)動車輛行駛時，可以通過鎖止裝置B-I制動右錐齒輪23的齒輪軸23a使發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)過差速器12來驅(qū)動發(fā)電機(jī)MGl發(fā)電，交流電經(jīng)逆變器變成直流電后儲存在動力電池中供電動機(jī)MG2使用。下面結(jié)合圖I、圖2和現(xiàn)有的整車控制器、發(fā)動機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器和電動機(jī)控制具體描述本發(fā)明混合動力汽車的動力分配裝置可以實(shí)現(xiàn)的工作模式。模式I串聯(lián)模式整車控制器控制鎖止裝置B-I鎖死，第二離合器C-2斷開，多片離合器C-I斷開，此時的動力傳遞路徑為發(fā)動機(jī)一差速器12 —發(fā)電機(jī)MGl —逆變器一電動機(jī)MG2 —主減速器13。這種模式一般應(yīng)用于車速較低且動力電池電量不足的情況。模式2并聯(lián)模式整車控制器控制鎖止裝置B-I斷開，第二離合器C-2結(jié)合，多片離合器C-I斷開，此時動力傳遞路徑為
權(quán)利要求
1.一種混合動力汽車的動力分配裝置，其特征在于，包括發(fā)動機(jī)輸出軸、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及差速器和主減速器；所述差速器包括相對設(shè)置的左錐齒輪和右錐齒輪以及和所述左錐齒輪、右錐齒輪均嚙合的行星錐齒輪，所述行星錐齒輪的行星架連接所述發(fā)動機(jī)輸出軸，所述左錐齒輪的齒輪軸連接所述發(fā)電機(jī)，所述右錐齒輪的齒輪軸連接所述主減速器的主動齒輪，所述主減速器的主動齒輪連接所述電動機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車的動力分配裝置，其特征在于，還包括第一離合器，所述第一離合器用于所述發(fā)動機(jī)輸出軸與所述左錐齒輪的齒輪軸的結(jié)合與分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力汽車的動力分配裝置，其特征在于，所述第一離合器為多片離合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動力汽車的動力分配裝置，其特征在于，還包括第二離合器，所述第二離合器用于所述右錐齒輪的齒輪軸與所述主減速器的主動輪的齒輪軸的結(jié)合與分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力汽車的動力分配裝置，其特征在于，還包括鎖止裝置，所述鎖止裝置用于制動所述右錐齒輪的齒輪軸。
全文摘要
本發(fā)明公開一種混合動力汽車的動力分配裝置，涉及動力傳輸，用來解決現(xiàn)有動力分配裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的問題。所述混合動力汽車的動力分配裝置包括發(fā)動機(jī)輸出軸、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)以及差速器和主減速器；所述差速器包括相對設(shè)置的左錐齒輪和右錐齒輪以及和所述左錐齒輪、右錐齒輪均嚙合的行星錐齒輪，所述行星錐齒輪的行星架連接所述發(fā)動機(jī)輸出軸，所述左錐齒輪的齒輪軸連接所述發(fā)電機(jī)，所述右錐齒輪的齒輪軸連接所述主減速器的主動齒輪，所述主減速器的主動齒輪連接所述電動機(jī)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)無級變速。
文檔編號B60K6/365GK102951007SQ20121047074
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者黃勇, 賀永躍, 孫喜冬 申請人:長城汽車股份有限公司