本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，在減速機(jī)構(gòu)(變速器)的輸入軸前段和發(fā)動機(jī)之間加裝一組電動模塊(充當(dāng)動力源電機(jī))，可以使動力系統(tǒng)演變成雙動力混合動力系統(tǒng)。該電動模塊主要由飛輪、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電機(jī)以及電機(jī)冷卻水套等組成，電動模塊的前端與發(fā)動機(jī)曲軸連接，后端與變速器輸入軸連接。

但是，該動力系統(tǒng)存在著諸多不足之處：首先，該動力系統(tǒng)只是將電動模塊加裝在發(fā)動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)(變速器)之間，這樣就會增加動力系統(tǒng)的軸向長度，然而目前減速機(jī)構(gòu)(變速器)的優(yōu)化已經(jīng)到了極致，很難再縮短軸向長度；如果想通過減小電動模塊的長度來解決這個問題，但事實(shí)上這一點(diǎn)很難解決；因?yàn)?，電動模塊的長度直接影響了電機(jī)的容量，換言之，如果太短，那么電機(jī)的容量就會很小，電機(jī)驅(qū)動的行駛里程就非常有限，電動模塊就失去了它存在的價值；其次，目前該動力系統(tǒng)的控制模式較為單一，一些動力系統(tǒng)只是具備發(fā)動機(jī)起動電機(jī)和低速動車的功能。這樣就不能充分利用電機(jī)的動率特性，事實(shí)上，混合動力系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)就是將發(fā)動機(jī)和電機(jī)的功率特性有機(jī)地結(jié)合起來，從而使整車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳，然而事實(shí)上，上述的動力系統(tǒng)并不能很好實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種動力系統(tǒng)，以解決動力系統(tǒng)軸向長度大的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種動力系統(tǒng)，包括：發(fā)動機(jī)；傳動軸，所述傳動軸與所述發(fā)動機(jī)相連；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)固定套設(shè)在所述傳動軸上；電機(jī)，所述電機(jī)套設(shè)在所述傳動軸上且與所述發(fā)電機(jī)軸向間隔開；動力電池，所述動力電池分別與所述發(fā)電機(jī)和所述電機(jī)電連接；減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)包括低速擋齒輪組和高速擋齒輪組，所述電機(jī)與所述低速擋齒輪組傳動，所述傳動軸可選擇性地與所述低速擋齒輪組和所述高速擋齒輪組中的一個同步。

進(jìn)一步地，所述低速擋齒輪組包括相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與所 述電機(jī)相連且套設(shè)在所述傳動軸上；所述高速擋齒輪組包括相互嚙合的第三齒輪和第四齒輪，所述第四齒輪與所述第二齒輪同軸固定，所述第三齒輪套設(shè)在所述傳動軸上。

進(jìn)一步地，所述減速機(jī)構(gòu)還包括：同步器，所述同步器用于同步所述傳動軸和所述第一齒輪或用于同步所述傳動軸和所述第三齒輪。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)和所述電機(jī)集成在所述減速機(jī)構(gòu)內(nèi)且與所述減速機(jī)構(gòu)共用一套冷卻系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)還包括前差速器和后差速器以及用于分配所述前差速器和所述后差速器扭矩的扭矩管理器。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)具有純電驅(qū)模式，在所述純電驅(qū)模式中，所述傳動軸不與所述高速擋齒輪組同步且不與低速擋齒輪組同步，所述電機(jī)工作且通過所述低速擋齒輪組輸出動力。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)具有發(fā)動機(jī)啟動模式，在所述發(fā)動機(jī)啟動模式中，所述電機(jī)工作且通過所述低速擋齒輪組輸出一部分動力，所述傳動軸和所述高速擋齒輪組同步以使所述電機(jī)輸出的另一部分動力通過所述高速擋齒輪組和所述傳動軸啟動所述發(fā)動機(jī)。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)具有能量回收模式，在所述能量回收模式中，所述傳動軸與所述低速擋齒輪組同步，從車輪傳遞來的動力經(jīng)過所述高速擋齒輪組、所述低速擋齒輪組和所述傳動軸傳遞給所述發(fā)電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)具有低速擋加速模式，在所述低速擋加速模式中，所述傳動軸和所述低速擋齒輪組同步，所述發(fā)動機(jī)和所述電機(jī)均工作且所述發(fā)動機(jī)和所述電機(jī)的動力在所述低速擋齒輪組處耦合后輸出。

進(jìn)一步地，所述動力系統(tǒng)具有高速擋加速模式，在所述高速擋加速模式中，所述傳動軸和所述高速擋齒輪組同步，所述發(fā)動機(jī)和所述電機(jī)均工作且所述發(fā)動機(jī)和所述電機(jī)的動力在所述高速擋齒輪組處耦合后輸出。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的動力系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動力系統(tǒng)，電機(jī)可以通過減速機(jī)構(gòu)和傳動軸輸出動力以啟動發(fā)動機(jī)，從而可以省略傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)中的飛輪，進(jìn)而至少一定程度上可以減小動力系統(tǒng)的軸向長度。而且，相對于變速器來說，減速機(jī)構(gòu)體積小，軸向尺寸小，可以較好地減小動力系統(tǒng)的軸向長度，便于動力系統(tǒng)在車輛上的布置。另外，減速機(jī)構(gòu)成本低，并且動力系統(tǒng)可以省略飛輪，從而可以降低動力系統(tǒng)的成本。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的動力系統(tǒng)的示意圖；

圖2為圖1中所示的動力系統(tǒng)的局部示意圖，且動力系統(tǒng)處于純電驅(qū)模式；

圖3為圖1中所示的動力系統(tǒng)的局部示意圖，且動力系統(tǒng)處于發(fā)動機(jī)啟動模式；

圖4為圖1中所示的動力系統(tǒng)的局部示意圖，且動力系統(tǒng)處于能量回收模式；

圖5為圖1中所示的動力系統(tǒng)的局部示意圖，且動力系統(tǒng)處于低速擋加速模式；

圖6為圖1中所示的動力系統(tǒng)的局部示意圖，且動力系統(tǒng)處于高速擋加速模式。

附圖標(biāo)記說明：

動力系統(tǒng)100；

發(fā)動機(jī)10；傳動軸20；發(fā)電機(jī)30；電機(jī)40；

減速機(jī)構(gòu)50；低速擋齒輪組51；第一齒輪51a；第二齒輪51b；

高速擋齒輪組52；第三齒輪52a；第四齒輪52b；同步器53；輸出齒輪54；

前差速器60；后差速器70；扭矩管理器80；離合器90。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動力系統(tǒng)100，該動力系統(tǒng)100可以應(yīng)用在混合動力車輛上。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動力系統(tǒng)100可以包括：發(fā)動機(jī)10、傳動軸20、發(fā)電機(jī)30、電機(jī)40、動力電池和減速機(jī)構(gòu)50。如圖1所示，傳動軸20與發(fā)動機(jī)10相連，具體地，如圖1所示，傳動軸20和發(fā)動機(jī)10之間設(shè)置有離合器90。發(fā)電機(jī)30固定套設(shè)在傳動軸20上，換言之，發(fā)電機(jī)30與傳動軸20同步轉(zhuǎn)動，當(dāng)發(fā)動機(jī)10工作且離合器90處于接合狀態(tài)時，發(fā)電機(jī)30處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電機(jī)30所發(fā)出的電可以儲存在車輛上的動力電池上。

電機(jī)40套設(shè)在傳動軸20上，而且電機(jī)40與發(fā)電機(jī)30軸向間隔開。其中，需要說明的是，電機(jī)40可以為電動機(jī)，電機(jī)40還可以為電動發(fā)電機(jī)。電機(jī)40空套在傳動軸20上，換言之，電機(jī)40不隨傳動軸20同步轉(zhuǎn)動。具體地，如圖1所示，發(fā)電機(jī)30設(shè)置在電機(jī)40和發(fā)動機(jī)10之間。

發(fā)電機(jī)30和電機(jī)40分別與動力電池電連接，當(dāng)發(fā)電機(jī)30發(fā)電時，電能可以儲存在動力電池內(nèi)，當(dāng)電機(jī)需要40工作時，動力電池可以提供電能給電機(jī)40。

如圖1所示，減速機(jī)構(gòu)50可以包括低速擋齒輪組51和高速擋齒輪組52，電機(jī)40與低速擋齒輪組51傳動，傳動軸20可選擇性地與低速擋齒輪組51和高速擋齒輪組52中的一個同步。優(yōu)選地，減速機(jī)構(gòu)50可以為兩擋減速機(jī)構(gòu)?？梢岳斫獾氖?，傳動軸20可以與低速擋齒輪組51中的齒輪同步，或者傳動軸20可以與高速擋齒輪組52中的齒輪同步，或者傳動軸20還可以既不與低速擋齒輪組51中的齒輪同步，也不與高速擋齒輪組52中的齒輪同步。例如，在純電驅(qū)模式中，電機(jī)40可以直接通過低速擋齒輪組51向差速器輸出動力，此時，傳動軸20既不與低速擋齒輪組51中的齒輪同步，也不與高速擋齒輪組52中的齒輪同步。對于純電驅(qū)模式，在下面的內(nèi)容中將詳細(xì)描述。

當(dāng)電機(jī)40工作且傳動軸20與高速擋齒輪組52同步時，電機(jī)40產(chǎn)生的動力可以通過低速擋齒輪組51和高速擋齒輪組52傳遞給傳動軸20，傳動軸20可以將該動力輸出給發(fā)動機(jī)10以用于啟動發(fā)動機(jī)10?？梢岳斫獾氖牵姍C(jī)40可以通過減速機(jī)構(gòu)50和傳動軸20輸出動力以啟動發(fā)動機(jī)10，從而可以省略傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)中的飛輪，進(jìn)而至少一定程度上可以減小動力系統(tǒng)100的軸向長度。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動力系統(tǒng)100，電機(jī)40可以通過減速機(jī)構(gòu)50和傳動軸20輸出動力以啟動發(fā)動機(jī)10，從而可以省略傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)中的飛輪，進(jìn)而至少一定程度上可以減小動力系統(tǒng)100的軸向長度。而且，相對于變速器來說，減速機(jī)構(gòu)50體積小，軸向尺寸小，可以較好地減小動力系統(tǒng)100的軸向長度，便于動力系統(tǒng)100在車輛上的布置。另外，減速機(jī)構(gòu)50成本低，并且動力系統(tǒng)100可以省略飛輪，從而可以降低動力系統(tǒng)100的成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個可選的實(shí)施例，如圖1所示，低速擋齒輪組51包括可以相互嚙合的第一齒輪51a和第二齒輪51b，第一齒輪51a與電機(jī)40相連，而且第一齒輪51a套設(shè)在傳動軸20上。高速擋齒輪組52包括相互嚙合的第三齒輪52a和第四齒輪52b，第四齒輪52b與第二齒輪51b同軸固定，第三齒輪52a套設(shè)在傳動軸20上。換言之，第二齒輪51b和第四齒輪52b固定在同一軸上，而且當(dāng)?shù)诙X輪51b轉(zhuǎn)動時，第二齒輪51b可以通過該軸帶動第四齒輪52b同步轉(zhuǎn)動。

可選地，如圖1所示，減速機(jī)構(gòu)50還可以包括：同步器53，同步器53用于同步傳動軸20和第一齒輪51a或者用于同步傳動軸20和第三齒輪52a。如圖1所示，同步器53設(shè)置在第一齒輪51a和第三齒輪52a之間，從而可以便于同步器53同步傳動軸20和第一齒輪51a，以及可以便于同步器53同步傳動軸20和第三齒輪52a。

可選地，如圖1所示，發(fā)電機(jī)30和電機(jī)40可以集成在減速機(jī)構(gòu)50內(nèi)，而且發(fā)電機(jī)30、 電機(jī)40與減速機(jī)構(gòu)50可以共用一套冷卻系統(tǒng)?？梢岳斫獾氖?，發(fā)電機(jī)30和電機(jī)40可以設(shè)置在減速機(jī)構(gòu)50的殼體內(nèi)，從而可以提高動力系統(tǒng)100的集成度，進(jìn)一步地可以降低動力系統(tǒng)100占用車輛的空間，減小動力系統(tǒng)100的軸向長度。而且三者共用一套冷卻系統(tǒng)，可以較少冷卻系統(tǒng)的數(shù)量，可以降低動力系統(tǒng)100的成本。

具體地，如圖1所示，動力系統(tǒng)100還可以包括前差速器60和后差速器70以及用于分配前差速器60和后差速器70扭矩的扭矩管理器80。扭矩管理器80可以分配給前差速器60和后差速器70扭矩，從而可以使得車輛實(shí)現(xiàn)兩驅(qū)和四驅(qū)之間的切換，以及調(diào)節(jié)前輪和后輪的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動力系統(tǒng)100可以具有純電驅(qū)模式、發(fā)動機(jī)啟動模式、能量回收模式、低速擋加速模式和高速檔加速模式。

如圖2所示，在動力系統(tǒng)100處于純電驅(qū)模式時，傳動軸20不與高速擋齒輪組52同步且不與低速擋齒輪組51同步，電機(jī)40工作，而且電機(jī)40通過低速擋齒輪組51輸出動力。換言之，同步器53此時處于中間位置，既不用于同步傳動軸20和第一齒輪51a，也不用于同步傳動軸20和第三齒輪52a。電機(jī)40的動力可以依次通過第一齒輪51a、第二齒輪51b和輸出齒輪54后傳遞給前差速器60和后差速器70。

如圖3所示，在動力系統(tǒng)100處于發(fā)動機(jī)啟動模式時，電機(jī)40工作，而且電機(jī)40通過低速擋齒輪組51輸出一部分動力，傳動軸20和高速擋齒輪組52同步以使電機(jī)40輸出的另一部分動力通過高速擋齒輪組52和傳動軸20啟動發(fā)動機(jī)10?？梢岳斫獾氖牵狡?3同步傳動軸20和第三齒輪52a，電機(jī)40的一部分動力經(jīng)過第一齒輪51a、第二齒輪51b和輸出齒輪54傳遞給前差速器60和后差速器70，電機(jī)40的另一部分動力經(jīng)過第一齒輪51a、第二齒輪51b、第四齒輪52b、第三齒輪52a、同步器53和傳動軸20傳遞給發(fā)動機(jī)10以啟動發(fā)動機(jī)10。

如圖4所示，在動力系統(tǒng)100處于能量回收模式時，傳動軸20與低速擋齒輪組51同步，從車輪傳遞來的動力經(jīng)過高速擋齒輪組52、低速擋齒輪組51和傳動軸20傳遞給發(fā)電機(jī)30。同步器53同步傳動軸20和第一齒輪51a，從前輪和后輪傳遞給來的動力依次經(jīng)過輸出齒輪54、第二齒輪51b、第一齒輪51a、同步器53和傳動軸20傳遞給發(fā)電機(jī)30，發(fā)電機(jī)30發(fā)電并且將電能儲存在動力電池內(nèi)。

如圖5所示，在動力系統(tǒng)100處于低速擋加速模式時，傳動軸20和低速擋齒輪組51同步，發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40均工作，而且發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40的動力在低速擋齒輪組51處耦合后輸出。同步器53同步傳動軸20和第一齒輪51a，發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40的動力在第一齒輪51a處耦合，耦合后的動力依次經(jīng)過第二齒輪51b和輸出齒輪54傳遞給前差速器60和后 差速器70。

如圖6所示，在動力系統(tǒng)100處于高速擋加速模式時，傳動軸20和高速擋齒輪組52同步，發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40均工作，而且發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40的動力在高速擋齒輪組52處耦合后輸出。同步器53同步傳動軸20和第三齒輪52a，發(fā)動機(jī)10的動力經(jīng)過傳動軸20和第三齒輪52a傳遞給第四齒輪52b，電機(jī)40的動力經(jīng)過第一齒輪51a傳遞給第二齒輪51b，第二齒輪51b和第四齒輪52b上的動力耦合后通過輸出齒輪54傳遞給前差速器60和后差速器70。

需要說明的是，低速擋加速模式和高速擋加速模式都是短時模式，其目的是為了實(shí)現(xiàn)短時的提速功能。當(dāng)車輛速度滿足駕駛者需求后，通常為了省油，會調(diào)節(jié)同步器53的位置，由電機(jī)40單獨(dú)提供動力。

其中，上述的動力系統(tǒng)100的多種驅(qū)動模式均以扭矩管理器80分配扭矩給前差速器60和后差速器70為例進(jìn)行說明，當(dāng)扭矩管理器80還可以僅分配給后差速器70以使得車輛以兩驅(qū)的形式行駛。

具體地，車輛的控制系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控四個車輪的轉(zhuǎn)速，分析車輪對應(yīng)路面的摩擦系數(shù)，由此決定傳遞給前差速器60的扭矩大小，控制系統(tǒng)會根據(jù)整車的橫向加速度傳感器反饋的數(shù)值，來判定整車運(yùn)行狀態(tài)(例如轉(zhuǎn)彎、甩尾等)，然后適時地控制傳遞到前差速器60的扭矩大小，可以實(shí)現(xiàn)50:50的扭矩分配。

具有上述多種驅(qū)動模式的車輛可以有效利用發(fā)動機(jī)10和電機(jī)40功率特性，可以實(shí)滿足客戶的日常駕駛需求，又能夠充分發(fā)揮電機(jī)40的優(yōu)點(diǎn)，降低燃油的消耗，減少污染氣體的排放，保護(hù)環(huán)境。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。