[发明专利]一种混合动力总成及其换挡方法

说明书

本发明公开了一种混合动力总成，包括发动机、电机、变速箱和换挡执行机构，变速箱包括第一输入轴、第二输入轴、输出轴和中间轴，发动机通过离合器连接于第一输入轴，第一输入轴固连有输入齿轮和直接挡结合齿，输出轴上固连有电机直驱结合齿并空套有至少一个挡位齿轮，直接挡结合齿和各挡位齿轮结合齿均可通过其对应的同步器与输出轴连接；电机转子轴和第二输入轴固连且均空套在输出轴外侧；第二输入轴上空套有耦合齿轮，第二输入轴可通过与其常连的滑套实现与电机直驱结合齿和耦合齿轮结合齿的接合与分离；耦合齿轮与中间轴的第三齿轮的传动比大于输入齿轮与中间轴的第一齿轮的传动比。本发明还公开了一种混合动力总成的换挡方法。

技术领域

本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其涉及一种混合动力总成及其换挡方法。

背景技术

目前市场上公交车用混合动力系统技术路线主要有并联系统和混联系统两种。

混联系统包含串联、并联和混联三种模式，可优化发动机工作区间，节油率相对较高，但其控制较为复杂。市场上大部分混联系统采用电机直接驱动车辆，动力性能一般，且采用大扭矩驱动电机，成本较高；部分混联系统，在发电机和驱动电机之间增加四挡变速箱，改善发动机工况，动力性能有所提升，但系统结构复杂，系统重量和体积相对较大，成本较高。因为电机直驱，能量回收时电机不能保证始终处于高效区间。现有混联系统选用大主减，车桥效率低。

并联系统根据电机在动力系统中的布置位置主要分为两种：一种是电机布置在变速箱之前，发动机和电机并联后通过变速箱驱动车辆，动力性较好，但换挡过程中会出现动力中断；一种是电机布置在变速箱之后，发动机通过变速箱变速变扭后与电机并联，换挡时动力不中断，但动力性较差，且采用大扭矩驱动电机，系统质量和体积较大，成本较高，电机工作转速范围大，经济性差。电机经过齿轮减速后与变速箱输出端耦合的改进方案，虽然可以降低电机的扭矩需求，但使电机的工作转速范围更大，经济性更差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合动力总成及其换挡方法，相对于目前发动机与电机动力耦合后经变速箱驱动车辆的技术方案，本方案可以解决前者换挡动力中断的问题；相对于目前电机布置在变速箱输出端的技术方案，本方案可以解决前者需要电机扭矩大、工作转速范围宽，从而导致电机和电池系统成本高的问题，并提高电机功率的利用率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种混合动力总成，包括发动机、电机、变速箱和换挡执行机构，其中，

所述发动机通过离合器连接于所述变速箱的第一输入轴，所述第一输入轴固连有输入齿轮和直接挡结合齿，所述输入齿轮与中间轴的第一齿轮常啮合；

所述变速箱的输出轴上空套有至少一个挡位齿轮，所述挡位齿轮固连有挡位齿轮结合齿，所述挡位齿轮与所述中间轴上对应的第二齿轮常啮合，所述直接挡结合齿可通过同步器与所述输出轴连接，所述挡位齿轮结合齿可通过对应的挡位同步器与所述输出轴连接；

电机转子轴和所述变速箱的第二输入轴均空套在所述输出轴外侧，并且所述电机转子轴与所述第二输入轴固连；

所述输出轴固连有电机直驱结合齿，所述第二输入轴上空套有耦合齿轮，所述耦合齿轮固连有耦合齿轮结合齿，所述耦合齿轮与所述中间轴的第三齿轮常啮合，所述第二输入轴常连有滑套并且可通过所述滑套实现与所述电机直驱结合齿和所述耦合齿轮结合齿的接合与分离；

所述耦合齿轮与所述第三齿轮的传动比大于所述输入齿轮与所述第一齿轮的传动比；

所述换挡执行机构用于控制所述同步器和所述滑套分别动作。

优选地，在上述混合动力总成中，所述挡位齿轮包括一个一挡齿轮，所述一挡齿轮固连有一挡齿轮结合齿，所述一挡齿轮与所述第二齿轮常啮合，所述一挡齿轮结合齿可通过所述同步器与所述输出轴连接。