[发明专利]混合动力系统和配备有这种混合动力系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及配备在汽车上的混合动力传动系统。

本发明还涉及配备有这种混合动力系统的混合动力车辆。

背景技术

由于车辆附件(转向助力，空调...)数量的日益增多，以及由于众多有关碰撞(正面的，有关行人的...)和减少污染(有关催化剂，防微粒过滤器...)方面的规格标准，使得发动机组在车辆中的安装限制变得越来越严格。

由热力发动机和电动机(电力机)组成的车辆混合动力系统的确有利于减少消耗和降低污染气体(二氧化碳气体)的排放。

为了实现一种混合动力系统，在发动机箱体中，除了通常靠近于热力发动机的那些部件外，还需要安装至少一个用来提供纯电力驱动模式的电动机。

为了应对这一问题，某些车辆制造者提出了一些基于传动装置部件的混合动力系统，所述传动装置可以是无级变速传动装置，并且以英文缩写表示为“IVT”(Infinitely Variable Transmission)。

这些传动装置部件主要包括一个行星轮系和两个电动机。

业已区分出混合动力系统的多种结构类型：一种是称之为“串联”的混合动力系统；一种是称之为“并联”的混合动力系统；以及一种是称之为“串并联”的(或者称之为动力分流的)混合动力系统。

上述的最后一种结构使用了一个行星轮系，它通过减速器连接于差速器，因而也连接于车轮。

这种结构可以是一种无级变速传动装置，并且不需要离合器。

尤其是可以通过专利文献WO2005/007440中的描述而了解到这种结构类型。

这种解决方案的缺陷在于，一方面，由于电力动力的分流是其工作中必需的，因而其效率并非总是最优；另一方面，这种结构需要重新考虑全部的制造设备。

另一种方案是在热力发动机和变速器之间插入一个电动机，通过离合器来保证连接转换。

这后一种方案的缺陷在于，一方面，它增加了发动机组的长度；另一方面，电动机位于变速器的输入端，这限制了混合动力的性能潜力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够减小上述这些缺陷的混合动力系统。本发明的目的还在于提出一种配备有这种混合动力系统的车辆。

本发明尤其在于有益地提出了一种紧凑的结构，其中各构件的布置得到优化，以使其体积与标准动力系统的体积相当，而且还优化了车辆发动机罩下方的剩余空间。

这种结构的另一个优点在于不需要开发专门的设备。

直接源于本发明的混合动力系统的其它优点列举如下：

电动机能够用于制动期间的能量回收；

电动机还能够用于变速期间，以减缓连接的中断；

电动机可以直接或者通过一个减速器连接于后桥，这能够更好地适应其电气性能；

最后，电动机能够用于精确地获知车轮的速度，并且用来替代ABS速度的检测装置。

本发明提出了一种车辆的混合动力系统，包括一个连接于机械组件的热力发动机和至少一个电动机；所述机械组件包括连接至差速器的减速箱，而差速器则通过其各自的传动轴连接于车辆的驱动轮；所述电动机包括定子和转子，并且通过机械组件而与热力发动机相配合，以便为驱动轮提供热力驱动和/或电力驱动。

所述的混合动力系统其特征在于，电动机设置在差速器和其中一个驱动轮之间，并且围绕着将差速器与驱动轮相连接的传动轴。

通过这种有益的方式，电动机被设置在通常的剩余空间内，它的安装只需要对热力发动机和机械组件作很小的改动。

根据另一个特征，电动机的转子安装连接在一个围绕着驱动轴的空心轴上，并且该空心轴的相对于差速器的那个端部装配成与差速器机械相连。

根据上面确定的本发明的第一实施例，转子直接地机械连接于差速器。

根据该第一实施例，差速器包括一个配备有键齿的空心轴部件，所述键齿与电动机的空心轴的端部相啮合；该空心轴包括一些与所述空心轴部件的键齿互补的键齿。

根据第二实施例，电动机的转子通过一个设置在电动机和差速器之间的减速装置而与差速器机械相连。

根据第一种变型，减速装置包括设置在电动机的转子和差速器的冠齿轮之间的行星轮系；转子的端部相应于行星轮系的中心齿轮，以及差速器的冠齿轮相应于行星轮系的环齿轮。

根据上面所确定的本发明，接纳着和转动地支撑着传动轴第一端部的差速器输出部分，被转动地保持在转子的内部。

根据第二种变型，减速装置是齿轮减速器。