传动系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程的技术领域，具体涉及一种传动系统及车辆。

背景技术

混合动力汽车，是指车辆的驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。

在常见的混合动力汽车中，一般包括发动机、发电机以及电动机。在混合动力汽车行驶过程中，可以由发动机单独驱动车辆行驶，也可以由电动机单独驱动车辆行驶，也可以由发动机和电动机同时驱动车辆行驶。

现有技术中，混合动力汽车的电动机和发电机共享一个中间轴齿轮，如此，在发动机单独驱动时，无法与发电机脱离，需要同时带动发电机和电动机转动，对于发动机的能量损耗较高，容易造成资源浪费，且在纯电驱动时会存在齿轮空转，有敲击音的风险。

发明内容

(一)本发明所要解决的问题是：现有混合动力汽车传动系统发动机单独驱动时需要带动发电机和电机同时转动，能耗较高，同时有敲击音。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种传动系统，用于车辆，所述车辆包括车轴；所述传动系统包括：控制模块、发动机、发电机、电动机和齿轮模块；

所述发电机与所述电动机相连，并为所述电动机提供电能；

所述齿轮模块包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述发电机传动连接，所述电动机和所述车轴均与所述第二齿轮传动连接；

所述控制模块设于所述发动机的输出端与所述齿轮模块之间，所述控制模块控制所述发动机的输出端与所述第一齿轮传动连接，或，所述控制模块控制所述发动机的输出端与所述第二齿轮传动连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述齿轮模块还包括第三齿轮和第四齿轮；

所述第三齿轮设于所述发电机的输入端，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合；

所述第四齿轮设于所述电动机的输出端，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述齿轮模块包括齿轮箱，所述齿轮箱内形成有容纳腔，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均位于所述容纳腔内；

所述发动机和所述电动机位于所述齿轮箱外，且位于所述齿轮箱相对的两侧。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述发电机与所述电动机位于所述齿轮箱外相同的一侧；

所述发电机包括第一传动轴，所述电动机包括第二传动轴，所述第二传动轴呈中空结构，所述第一传动轴设于所述第二传动轴内部，且所述第一传动轴和所述第二传动轴之间设置有支撑轴承。

根据本发明的一个实施例，进一步，所述电动机位于所述发电机和所述齿轮模块之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述齿轮模块包括齿轮箱，所述齿轮箱内形成有容纳腔，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均位于所述容纳腔内；

所述发电机和所述电动机均设于所述齿轮箱内；

所述齿轮箱内还设有润滑冷却系统，所述发电机和所述电动机均与所述润滑冷却系统相连。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制模块为双离合器；

所述双离合器设置在所述齿轮箱外，且位于发动机与齿轮箱之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制模块为换挡机构，或，所述控制模块为电磁离合器。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述换挡机构设于所述容纳腔内，且位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间；

或；

所述电磁离合器设于所述容纳腔内，且位于所述第一齿轮和所述第二齿轮之间。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述发电机与所述电动机之间还连接有电池以及电机控制器。

本发明另一方面实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例所述的传动系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种传动系统，用于车辆，所述车辆包括车轴；所述传动系统包括：控制模块、发动机、发电机、电动机和齿轮模块；所述发电机与所述电动机相连，并为所述电动机提供动力；所述齿轮模块包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述发电机传动连接，所述电动机和所述车轴均与所述第二齿轮传动连接；所述控制模块设于所述发动机的输出端与所述齿轮模块之间，所述控制模块控制所述发动机的输出端与所述第一齿轮传动连接，或，所述控制模块控制所述发动机的输出端与所述第二齿轮传动连接。

当发动机单独驱动车辆工作时，通过第二齿轮传递动力至车轴，不会带动发电机转动；同时，由于电动机也与第二齿轮传动连接，还可以在发动机驱动车辆行驶时，通过电动机调节发动机的负荷，使得发动机工作在最佳工作区。而第一齿轮单独与发电机传动连接，通过发动机可以单独带动发电机工作，而不会带动电动机工作，避免造成齿轮空转产生异响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的传动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的传动系统的另一实施例的结构示意图。

图标：100-控制模块；

200-发动机；

300-发电机；

400-电动机；

500-齿轮模块；510-第一齿轮；520-第二齿轮；530-第三齿轮；540-四齿轮；550-第五齿轮；560-第六齿轮；570-第七齿轮；580-第一传动轴；590-第二传动轴。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提供了一种传动系统，其主要应用于车辆，具体的，用于混合动力汽车。

汽车包括有车轴，车轴的两端连接有车轮。传动系统用于连接车辆的驱动系统和车轮。通过传动系统，能够实现混合动力汽车采用发动机200单独驱动，或者能够实现混合动力汽车采用电动机400单独驱动，或者能够实现采用发动机200和电动机400同时驱动。

本实施例提供的传动系统，如图1和图2所示，包括：发动机200、发电机300、电动机400、控制模块100和齿轮模块500。

其中，发动机200可以为汽油发动机，其将化学能转换成机械能；电动机400，也即用电驱动的车辆行驶，其将电能转换成机械能。发电机300，可以与发动机200相连，通过发动机200带动其工作，产生电能，供电动机400工作。控制模块100与齿轮模块500用于控制车辆行驶状态，具体会在下文阐述。

本实施例中，发电机300与电动机400相连，并为电动机400提供动力。

本实施例中，可选的，在电动机400和发电机300之间，还设有电机控制器、电池等结构。电池用于储存发电机300产生的电。电机控制器分别控制发电机300和电动机400的工作状态，从而使得传动系统满足车辆的各种工况需求。

齿轮模块500包括有第一齿轮510和第二齿轮520，第一齿轮510和第二齿轮520均通过控制模块100与发动机200传动连接。同时，第一齿轮510还与发电机300传动连接，第二齿轮520还与车轴，以及电动机400传动连接。

控制模块100设于发动机200的输出端与齿轮模块500之间，控制模块100控制发动机200的输出端与第一齿轮510传动连接，或，控制模块100控制发动机200的输出端与第二齿轮520传动连接。

在本实施例中，控制模块100，其主要用于控制发动机200的输出端是与第一齿轮510传动连接还是与第二齿轮520传动连接，以使得车辆处于不同的工作状态。

在本实施例中，第一齿轮510与第二齿轮520为两个不共轴的齿轮；也即，第一齿轮510和第二齿轮520在工作过程中不会发生干扰。发动机200通过第一齿轮510与发电机300相连。发动机200通过第二齿轮520与电动机400相连。

本实施例中，如图1和图2所示，当发动机200单独驱动车辆工作时，通过第二齿轮520传递动力至车轴，不会带动发电机300转动；同时，由于电动机400也与第二齿轮520传动连接，还可以在发动机200驱动车辆行驶时，通过电动机400调节发动机200的负荷，使得发动机200工作在最佳工作区。而第一齿轮510单独与发电机300传动连接，通过发动机200可以单独带动发电机300工作，而不会带动电动机400等多余机构工作，避免造成齿轮空转产生异响，也避免造成多余损耗。

本实施例中，如图1和图2所示，齿轮模块500还包括有第三齿轮530和第四齿轮540。

其中，第三齿轮530设置在发电机300的轴的输入端。同时，第三齿轮530与第一齿轮510啮合。通过第一齿轮510带动第三齿轮530转动，进而带动发电机300工作。发电机300产生的电能储存在电池中。

第四齿轮540设置在电动机400的输出端。同时，第四齿轮540与第二齿轮520啮合。当发动机200工作时，电动机400可以工作，驱动第二齿轮520转动，以调节发动机200的负荷。而当电动机400单独驱动车辆行驶时，在控制模块100的作用下，第二齿轮520与发动机200分离，电动机400单独通过第四齿轮540、第二齿轮520带动车轴转动。在电动机400单独工作期间，不存在齿轮空转，不会在齿轮箱内产生异响。

可选的，本实施例中，还包括由第五齿轮550、第六齿轮560和第七齿轮570，第五齿轮550、第六齿轮560和第七齿轮570也全部设置在齿轮箱的容纳腔内。

其中，第五齿轮550与第二齿轮520啮合，第六齿轮560与第五齿轮550之间通过轴连接，也即，第五齿轮550与第六齿轮560设置在同一根轴上。第七齿轮570传动连接于车轴上，第六齿轮560与第七齿轮570啮合。通过设置上述结构，满足不同的挡位需求。

在本实施例中，发动机200、发电机300和电动机400的设置包括有多种设置方式。

如图1所示，齿轮模块500还包括有用于放置齿轮的齿轮箱。齿轮箱内形成有容纳腔，第一齿轮510、第二齿轮520、第三齿轮530和第四齿轮540均位于容纳腔内。

在发电机300与发动机200的一种设置方式中，如图1所示，发动机200和发电机300均设置在齿轮箱的外侧。并且，发电机300和发动机200分别位于齿轮箱外相对设置的两侧，从而使得齿轮箱外两侧的载荷分布更加均匀，使得传动系统空间布置合理，提高车辆的稳定性。

同时，优选的，发电机300和电动机400位于齿轮箱外的同一侧，且发电机300与发动机200之间，电动机400与发动机200之间均由一对齿轮啮合进行连接。以使得发电机300和电动机400的轴的旋转方向一致。当发电机300和电动机400的轴的旋转方向一致时，二者之间的相对转速相差较小，有利于保护支撑轴承。

具体的，在本实施例中，连接发电机300与第一齿轮510的轴为第一传动轴580；连接电动机400和第二齿轮520的轴为第二传动轴590。如图1和图2所示，第一传动轴580穿过电动机400与发电机300相连。而为了支撑第二传动轴590，将第一传动轴580设置为空心的轴，第二传动轴590设于第一传动轴580内，并通过支撑轴承进行支撑。

当发电机300与电动机400的转向相反时，二者之间的相对转速较大，对轴承的要求更加苛刻。

而当发电机300与电动机400的转向相同时，二者之间的相对转速较小，对轴承的要求相对低一些。

因此，综上，基于第一传动轴580和第二传动轴590的结构，将发电机300和电动机400设置于齿轮箱的同一侧，使得第一传动轴580和第二传动轴590的转向相同，以及，第一传动轴580和第二传动轴590之间的相对转速较小，降低支撑轴承的损耗。

本实施例中，优选的，如图1和图2所示，电动机400设置在发电机300和齿轮模块500之间。如此，能够缩短第二传动轴590的长度，有利于扭矩的传递，降低损耗。

在电动机400和发电机300的另一种设置方式中(本实施例没有附图)，将发电机300和电动机400设置在齿轮箱内。此时，发电机300、电动机400和齿轮箱内的齿轮共用一套冷却润滑系统。节约资源。

在车辆行驶过程中，齿轮高速旋转会产生一定的热量，此时，需要向齿轮上喷洒冷却液进行冷却；同时，冷却液还具备润滑功能。发电机300和电动机400内的冷却润滑油路与齿轮箱的冷却润滑系统连通，通过泵等结构，将齿轮箱内的冷却液泵入至电动机400和发电机300内，能够节约冷却液，同时，能够使得传动系统结构紧凑。

在本实施例中，控制模块100包括有多种设置方式。

在控制模块100的一种设置方式中，如图1所示，控制模块100为双离合器。需要说明的是，双离合器，其为本领域技术人员熟知的现有技术。

本实施例中，双离合器设置在齿轮箱外，并且位于发动机200与齿轮箱之间。

在控制模块100的另一种设置方式中，如图2所示，控制模块100可以为换挡机构，或者，齿轮模块500可以为电磁离合器。

需要说明的是，上述两种结构也属于本领域技术人员熟知的现有技术。

在本实施例中，当控制模块100为换挡机构或者电磁离合器时，其可以设置在容纳腔内，且位于第一齿轮510和第二齿轮520之间。

本实施例中，将控制模块100设置在容纳腔内部，能够缩短轴向空间，使得结构更加紧凑，提高适用性。

本实施例提供的传动系统，具有如下工作模式：

纯电模式：控制模块100控制第三齿轮530与发动机200断开连接。电动机400工作，发电机300(电池)为电动机400提供电能。传动路径为，电动机400带动第四齿轮540转动，第四齿轮540带动与之啮合的第二齿轮520转动，进而通过第五齿轮550、第六齿轮560和第七齿轮570带动车轴转动。此过程中，第一齿轮510和第三齿轮530不发生转动。

串联模式：发动机200工作带动发电机300转动，发电机300再带动电动机400转动。当传动系统处于串联模式时，在控制模块100的作用下，第一齿轮510与发动机200传动连接。传动路径为，发动机200转动带动第一齿轮510转动，第一齿轮510带动与之啮合的第三齿轮530转动。此时，在第一传动轴580的作用下，发电机300开始工作，并将产生的电能传递至电动机400，电动机400开始工作带动第四齿轮540转动，扭矩由第二齿轮520、第五齿轮550、第六齿轮560和第七齿轮570传递至车轴处。

并联模式：当传动系统处于并联模式时，在控制模块100的作用下，发动机200的输出端与第二齿轮520传动连接。第二齿轮520通过第五齿轮550、第六齿轮560和第七齿轮570将扭矩传递至车轴上。而处于并联模式下的电动机400，可以工作，也可以在发动机200的作用下空转。当电动机400工作时，能够调节发动机200的负荷，使得发动机200在一个最佳经济区工作。同时，发动机200工作时与发电机300脱离，能够减少摩擦损伤。

发电模式：当传动系统处于发电模式时，控制模块100控制发动机200的输出端与第一齿轮510传动连接，发动机200工作带动发电机300转动，为电池充电。而在电机控制器的作用下，电动机400关机。同时，发动机200发电时，不会带动其它齿轮空转，降低摩擦功耗，提高工作效率。

同时，本实施例提供的齿轮模块500，发动机200与发电机300、发动机200与电动机400之间，均只用一对齿轮连接，在发动机200换挡时，转速同步相对容易，无需设置同步器等结构。

本发明的另一个实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例所述的传动系统。

具体的，本实施例中，为一种混合动力系统车辆。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。