[发明专利]一种基于机械式自动变速箱的混动耦合装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车动力系统技术领域，具体是一种基于机械式自动变速箱的混动耦合装置。

背景技术

随着美国、欧洲、日本和国内乘用车燃油消耗量限值的出台，预计在2020年左右，国内乘用车油耗平均水平将控制在5L/100Km，在2025年左右将进一步控制在4L/100Km。为了达到上述目标，乘用车动力研究设计出现了不同的技术路线，包括传统车辆的持续改进、纯电动、插电混合动力/混合动力三者，其中插电混合动力/混合动力是实现上述目标比较务实的重要途径。一方面继承以往整车厂在发动机/传动系统方面的经验和资源；另一方面，随着发动机效率的提升及发动机小型化导致发动机的动力性下降，也需要额外的动力源来补偿扭矩，以满足车辆的动力性要求。

随着纯电动乘用车的推广，车辆充电也变得越来越方便，插电混合动力在日常应用中能显著地降低燃油消耗，混合动力系统一般在提升整车效率的同时也支持外部充电插电和纯电行驶。针对目前市场上乘用车的主流车型（A级车，紧凑型车，B级车和SUV），以往的动力系统多采用前置前驱的方式，安装空间受到限制，在要求高性能的同时，对成本的敏感度也高；而此类乘用车应用混合动力系统时，一般都采用电机及传动装置集成的方式，发动机仍将作为主要的动力源，传动装置要满足两种不同动力源的需求，在技术上带来了很大的挑战，一般会在技术复杂度和性能之间相互平衡。比如：为保证安装空间，发动机的档位一般比较少，使发动机不能工作在更高效的区域；为减少动力系统轴向尺寸，采用扁平的电机，限制了电机的转速，导致成本高；采用性能良好的变速箱（如：DCT或AT），导致动力系统的成本高；电机采用单级减速比耦合到输出轴，导致不能同时满足车辆低速大扭矩和高速巡航的需求；发动机和电机的动力传动链相互耦合，传动链长，易造成轴系的扭振；发动机和电机齿轮直接耦合到输出轴上，导致发动机和电机的速比不能同时最优；有些方案通过采用双动力源的输入形式有效改善了上述问题，但是该技术中电机尺寸大、成本高，往往牺牲了发动机的经济性，并导致同步器同步时转动惯量过大，同步器寿命时间较短，影响换挡平顺性。有些方案使用两个电机，成本较高，并且这种方案中离合器位于发动机和第一电机之间，发动机换挡时对结合套的冲击惯量尤其大，降低换挡品质，影响结合套寿命。如申请号为2015107408707的中国专利文件公开的一种新型车用双模混合动力驱动装置，包括发动机(1)、扭转减震器(2)、第一电机(3)、制动器(4)、第一离合器(5)、前行星排(6)、后行星排(7)、第二轴(8)、第二电机(9)、第二离合器(10)和第一轴(11)，但是其仍然存在前述问题，同时电机、制动器等零部件寿命受到影响，存在安全隐患，加工装配要求也高，同时动力输出效果不佳。

发明内容

本发明的技术目的在于充分考虑目标车型（A级车，紧凑型车，B级车和SUV）对混合动力系统的需求，基于目前的产业资源，提供一种基于机械式自动变速箱的混动耦合装置，解决现有动力系统换挡过程中扭矩易中断，动力传动链长易造成轴系扭振，安装空间受限制，低速大扭矩和高速巡航不能兼顾，换挡冲击较大，零部件寿命较短，动力输出效果较差，技术复杂性与动力性能之间无法达到平衡的问题。

本发明的具体技术方案如下：一种基于机械式自动变速箱的混动耦合装置，包括发动机、驱动电机、差速器、同步器、发动机输入轴总成、输出轴总成、驱动电机换挡轴总成和驱动电机输入轴总成，所述发动机连接于所述发动机输入轴总成，所述发动机输入轴总成接收所述发动机输入的第一动力并将第一动力输出到所述输出轴总成；所述驱动电机连接于所述驱动电机输入轴总成，所述驱动电机输入轴总成连接于所述驱动电机换挡轴总成，所述驱动电机换挡轴总成接收所述驱动电机输入的第二动力并将第二动力输出到所述输出轴总成；所述差速器连接于所述输出轴总成，所述输出轴总成接收第一动力和/或第二动力并将第一动力和/或第二动力输出到所述差速器。