三挡混动变速器、混合动力总成及混动汽车的制作方法

1.本发明涉及混动汽车技术领域，特别涉及一种三挡混动变速器。另外，本发明还涉及一种混合动力总成及混动汽车。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，新能源汽车越来越受到市场的欢迎；作为一种重要的新能源汽车类型，混合动力汽车在市场中占有重要的份额。
3.在混合动力汽车的动力传输系统中，发动机、发电机、驱动电机和电池组配合变速器、差速器等，为车辆提供动力。其中，发动机和电机(包括发电机和驱动电机)配合、变速传动以及挡位切换等设计的不同，对动力系统各方面的性能均具有至关重要的影响。
4.在现有的混合动力汽车上，一般发动机和变速器连接，变速器通过齿轮组带动发电机发电，并使发动机和驱动电机并联设置，可分别驱动车辆行进。这种设计的系统框架，挡位切换通过设置在变速器中的换挡机构及其同步器实现，在换挡过程中，发动机或者驱动电机通过单离合器暂时切断动力输入，因而会造成车辆动力中断的情况，使车辆产生敦促感，影响驾驶感受。
5.同时，变速器通过齿轮组带动发电机发电，发电机设置在变速器外部，增加了动力系统的空间尺寸，而且由于齿轮组传动路径的增加，发动机驱动发电经过一对齿轮组，功率传递会有1％左右的损失，降低了系统的综合效率。
6.而且，在现有的三挡调速混动汽车的动力系统中，上述的问题尤为明显；大都存在同时设置驱动电机和发电机而导致的系统整体布置空间大、传动效率以及换挡操控性能不佳等。因此，有必要对混动汽车的三挡动力系统进行不断的研发和改进，以提供一款综合性能优良的三挡变速混动动力系统。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明旨在提出一种三挡混动变速器，以提供一种单电机的三挡变速混动技术方案。
8.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
9.一种三挡混动变速器，包括平行布置的输入轴和输出轴、以及集成于所述三挡混动变速器内的电机，所述输入轴包括第一输入轴、以及套设于所述第一输入轴上的第二输入轴，所述电机与所述第一输入轴传动连接；所述输入轴通过双离合器与发动机相连，以将来自所述发动机的动力传递给所述第一输入轴或所述第二输入轴；
10.所述第一输入轴和所述输出轴之间设有第一传动机构和第三传动机构，所述第二输入轴和所述输出轴之间设有第二传动机构，且所述三挡混动变速器中设有用于选择所述第一传动机构或所述第三传动机构进行动力传递的换挡机构；所述输出轴接受来自所述输入轴动力并输出给差速器。
11.进一步的，所述输出轴的动力输出端和所述输入轴连接所述双离合器的一端均设
于所述三挡混动变速器的同一侧。
12.进一步的，所述动力输出端和所述差速器之间设有减速机构，所述减速机构包括固装于所述动力输出端的主减主动齿轮、以及设于所述差速器上的主减被动齿轮，所述主减主动齿轮和所述主减被动齿轮啮合相连。
13.进一步的，所述第一传动机构、所述第二传动机构和所述第三传动机构均采用齿轮传动，和/或，所述换挡机构包括设于所述第一传动机构和所述第三传动机构之间的同步器。
14.进一步的，所述第一传动机构、所述第二传动机构和所述第三传动机构的传动比依次渐小设置，所述电机通过所述第一传动机构连接所述第一输入轴。
15.进一步的，所述第二传动机构、所述第三传动机构和所述第一传动机构沿着远离所述双离合器的方向依次布置。
16.进一步的，所述第一传动机构包括固装于所述第一输入轴上的第一主动齿轮、以及套装于所述输出轴上的第一被动齿轮，所述第三传动机构包括固装于所述第一输入轴上的第三主动齿轮、以及套装于所述输出轴上的第三被动齿轮；所述换挡机构包括设于所述输出轴上的同步器，所述同步器位于所述第一被动齿轮和所述第三被动齿轮之间，并可选地连接所述第一被动齿轮或所述第三被动齿轮。
17.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
18.本发明的三挡混动变速器，将电机集成于三挡混动变速器内，并与输入轴联动，可作为发电机或驱动电机使用，利于提升动力系统的结构紧凑性和集成整合度；同时，在三挡混动变速器的输入轴和输出轴之间设置三组传动机构，通过输入轴上的双离合器以及变速器内的换挡机构的配合控制，实现了变速器的三档调速，从而提供了一种单电机的三挡变速混动技术方案。
19.同时，利用双离合器的离合动作完成动力输出在第一输入轴和第二输入轴之间的切换，从而完成换挡操作，是一个逐步断开一个离合器并同时逐步接合另一个离合器的连续过程，因此不易发生动力传递中断的情况，有利于消除换挡过程中极易出现的顿挫感。
20.此外，采用齿轮传动结构，具有传动效率高、结构紧凑、传动比稳定等优点，且工作性能可靠、使用寿命长；而采用同步器的方式实现两组传动机构之间的切换，具有技术成熟可靠，便于配置实施的特点。三组传动机构的传动比依次渐小设置，可形成级别分明的挡位变化；将电机连接在传动比最大的第一传动机构上以与第一输入轴联动，可使电机远离输入轴的动力输入端，从而可改善输入轴的动力输入端存在的双离合器、第二传动机构、第二输入轴等部件布置过于集中的情况，降低三挡混动变速器内部的零部件布置难度。
21.本发明的另一目的在于提出一种混合动力总成，用于驱动混动汽车前桥和后桥的车轮，所述混合动力总成包括本发明所述的三挡混动变速器以及副动力系统，所述三挡混动变速器和所述副动力系统可交换地分别驱动所述前桥和所述后桥的车轮。
22.进一步的，所述副动力系统包括副驱动电机、以及设于左右两侧的所述车轮的驱动轴之间的副差速器，所述副驱动电机直接或通过具有若干挡位的变速机构连接所述副差速器。
23.进一步的，所述副动力系统具有两个副驱动电机，两所述副驱动电机分别对应左右两侧的所述车轮的驱动轴设置；两所述副驱动电机分别直接设于对应侧的所述驱动轴
上，且两所述驱动轴之间设有并联同步器；或，两所述副驱动电机分别通过具有若干挡位的变速机构与对应侧的所述驱动轴传动相连，且两所述变速机构之间设有并联同步器。
24.本发明的混合动力总成具有上述的三挡混动变速器所具备的技术优势，且能够形成对混动汽车的四轮驱动。
25.同时，本发明的还提出了一种混动汽车，所述混动汽车上设有本发明所述的三挡混动变速器或混合动力总成。本发明的混动汽车具有上述的三挡混动变速器或混合动力总成所具备的技术优势。
附图说明
26.构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：
27.图1为本发明实施例一所述的三挡混动变速器的整体结构示意图；
28.图2为本发明实施例二所述的三挡混动变速在怠速发电模式下的动力传输路线示意图；
29.图3为本发明实施例二所述的三挡混动变速在纯电驱动ⅰ挡模式下的动力传输路线示意图；
30.图4为本发明实施例二所述的三挡混动变速在纯电驱动ⅱ挡模式下的动力传输路线示意图；
31.图5为本发明实施例二所述的三挡混动变速在纯电驱动ⅲ挡模式下的动力传输路线示意图；
32.图6为本发明实施例二所述的三挡混动变速在发动机驱动ⅰ挡模式下的动力传输路线示意图；
33.图7为本发明实施例二所述的三挡混动变速在发动机驱动ⅱ挡模式下的动力传输路线示意图；
34.图8为本发明实施例二所述的三挡混动变速在发动机驱动ⅲ挡模式下的动力传输路线示意图；
35.图9为本发明实施例二所述的三挡混动变速在混合驱动ⅰ模式下的动力传输路线示意图；
36.图10为本发明实施例二所述的三挡混动变速在混合驱动ⅱ挡模式下的动力传输路线示意图；
37.图11为本发明实施例二所述的三挡混动变速在混合驱动ⅲ挡模式下的动力传输路线示意图；
38.图12为本发明实施例三所述的混合动力总成的副动力系统的单电机配置的结构示意图；
39.图13为本发明实施例三所述的副动力系统另一单电机配置的结构示意图；
40.图14为本发明实施例三所述的副动力系统另一单电机配置的结构示意图；
41.图15为本发明实施例三所述的副动力系统的双电机配置的结构示意图；
42.图16为本发明实施例三所述的副动力系统另一双电机配置的结构示意图；
43.图17为本发明实施例三所述的副动力系统另一双电机配置的结构示意图；
44.图18为本发明实施例三所述的副动力系统另一双电机配置的结构示意图；
45.图19为本发明实施例三所述的副动力系统另一双电机配置的结构示意图；
46.图20为本发明实施例三所述的副动力系统另一双电机配置的结构示意图。
47.附图标记说明：
48.1、发动机；10、飞轮；11、曲轴；
49.2、电机；20、电机轴；210、电机轴齿轮；
50.3、差速器；300、主减主动齿轮；301、主减被动齿轮；
51.4、单离合器；40、同步器；5、双离合器；51、第一离合器；52、第二离合器；
52.60、输入轴；601、第一输入轴；602、第二输入轴；61、输出轴；
53.71、第一传动机构；710、第一主动齿轮；711、第一被动齿轮；72、第二传动机构；720、第二主动齿轮；721、第二被动齿轮；73、第三传动机构；730、第三主动齿轮；731、第三被动齿轮；
54.8、副驱动电机；800、中间轴；81、电机轴齿轮；811、第一电机轴齿轮；812、第二电机轴齿轮；
55.82、驱动轴齿轮；821、第一驱动轴齿轮；822、第二驱动轴齿轮；
56.83、中间轴齿轮；831、第一中间轴齿轮；832、第二中间轴齿轮；833、第三中间轴齿轮；
57.841、并联同步器；842、变挡同步器；85、副差速器；9、车轮；90、驱动轴。
具体实施方式
58.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
59.在本发明的描述中，应当申明，若出现“上、下、左、右、前、后、内、外”等指示方位或位置关系的术语，其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，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、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中出现的“第一、第二、甲、乙、丙、丁”等限定用语，其也仅是为了区分不同位置、归属或用途等的同类特征，以达到避免歧义、混淆的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
61.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
62.实施例一
63.本实施例涉及一种三挡混动变速器，从而提供了一款优良的单电机式三挡变速混动技术方案；其一种示例性结构如图1所示。
64.整体而言，该三挡混动变速器包括平行布置的输入轴60和输出轴61、以及集成于
三挡混动变速器内的电机2；其中，输入轴60包括第一输入轴601、以及套设于第一输入轴601上的第二输入轴602，电机2与第一输入轴601传动连接。同时，输入轴60通过双离合器5与发动机1相连，以将来自发动机1的动力传递给第一输入轴601或第二输入轴602。第一输入轴601和输出轴61之间设有第一传动机构71和第三传动机构73，第二输入轴602和输出轴61之间则设有第二传动机构72，而且三挡混动变速器中设有用于选择第一传动机构71或第三传动机构73进行动力传递的换挡机构。输出轴61接受来自输入轴60动力并输出给差速器3。
65.采用上述的整体架构，不仅在实现变速器三档调速的基础上提升了动力系统的结构紧凑性和集成整合度；而且，利用双离合器5的离合动作完成动力输出在第一输入轴601和第二输入轴602之间的切换，从而完成换挡操作，是一个逐步断开一个离合器并同时逐步接合另一个离合器的连续过程，因此不易发生动力传递中断的情况，有利于消减换挡过程中极易出现的顿挫感。
66.具体而言，本实施例的发动机1通过其曲轴11输出动力，而且，在曲轴11上设有飞轮10。在曲轴11上设置飞轮10，有利于增强曲轴11的转动惯性；在具体实施时，可将曲轴11设置在发动机1外部的轴体上。
67.在本实施例中，发动机1的曲轴11和变速器的输入轴60同轴布置，双离合器5则设置在曲轴11和输入轴60之间。在同一个轴线上布置发动机1的曲轴11和输入轴60，并将电机2集成于变速器内部，不仅便于装配布置，而且节省了传动部件的设置数量，不仅可降低整个变速系统的重量和制造成本，而且有利于提升发动机1和电机2之间、以及电机2和输入轴60之间的传动效率。
68.对于变速器中各传动机构的具体配置情况，当然有多种结构形式可供选择；例如，可采用行星轮变速传动结构形式或常规的齿轮啮合传动形式，每个齿轮组中齿轮的配置位置、数量等情况也可根据需要合理调整。在本实施例中，第一传动机构71、第二传动机构72和第三传动机构73均采用齿轮传动，采用齿轮传动结构，具有传动效率高、结构紧凑、传动比稳定等优点，且工作性能可靠、使用寿命长。
69.同时，优选地，第一传动机构71、第二传动机构72和第三传动机构73的传动比依次渐小设置，电机2通过第一传动机构71连接第一输入轴601；并且，第二传动机构72、第三传动机构73和第一传动机构71沿着远离双离合器5的方向依次布置。
70.三组传动机构的传动比依次渐小设置，可形成级别分明的挡位变化；将电机2连接在传动比最大的第一传动机构71上以与第一输入轴601联动，可使电机2远离输入轴60的动力输入端，从而可改善输入轴60的动力输入端存在的双离合器5、第二传动机构72、第二输入轴602等部件布置过于集中的情况，降低三挡混动变速器内部的零部件布置难度。
71.各传动机构采用上述的布置位置关系，可使位于第二输入轴602上的第二传动机构72、以及连接电机2的第一传动机构71承担较小的转矩输出，降低转动结构较复杂的传动机构的负担；而且，由于第三传动机构73的传动比最小，当采用齿轮传动时，位于第一输入轴601上的第三主动齿轮730的尺寸会比较大，将其设置在输入轴60的中部位置，从而远离电机2的传动连接结构以及第二输入轴602的装配结构，更便于各个传动机构的装配布置。因此，上述各传动机构的布置位置关系以及与相关部件的连接关系配置方式，与三挡混动变速器的整体装配条件相适应，更利于改善三挡混动变速器的整体传动性能。
72.具体而言，第一传动机构71包括固装于第一输入轴601上的第一主动齿轮710、以及套装于输出轴61上的第一被动齿轮711，第三传动机构73包括固装于第一输入轴601上的第三主动齿轮730、以及套装于输出轴61上的第三被动齿轮731。基于上述的设置情况，本实施例的换挡机构包括设于第一传动机构71和第三传动机构73之间的同步器40，该同步器40设于输出轴61上，并位于第一被动齿轮711和第三被动齿轮731之间，配合换挡操控机构的驱使，同步器40可选择地连接第一被动齿轮711或第三被动齿轮731。采用同步器40的方式实现两组传动机构之间的切换，具有技术成熟可靠，便于配置实施的特点。
73.类似地，第二传动机构72包括固装在第二输入轴602上的第二主动齿轮720、以及固装在输出轴61上的第二被动齿轮721。这样一来，第一主动齿轮710和第一被动齿轮711啮合相连，第二主动齿轮720和第二被动齿轮721啮合相连，第三主动齿轮730和第三被动齿轮731啮合相连，分别形成各组传动机构的变速传动。
74.各个齿轮组均采用主动齿轮和从动齿轮的双齿轮啮合形式，具有结构简单紧凑、传动性能稳定等优势。基于第一被动齿轮711和第三被动齿轮731均套装在输出轴61上的设置情况，换挡机构采用同步器40的形式，便于技术实现，且换挡性能可靠；而将同步器40设置在输出轴61上，可节省输入轴60上的轴向空间，便于电机2、第二输入轴602以及双离合器5的装配布置。
75.此外，如图1中所示，本实施例的电机2的电机轴20上固装有电机轴齿轮210，电机轴齿轮210与第一主动齿轮710啮合相连。利用第一主动齿轮710和电机轴齿轮210的啮合传动，从而在电机2和第一输入轴601之间形成齿轮传动结构，便于在两者之间配置合理的传动比，有利于扩大电机2的选型范围，提升电机2的发电及驱动输出效果。例如，采用相对于第一主动齿轮710齿数更少的电机轴齿轮210，则能在第一输入轴601至电机2的传动状态下形成合理的加速效果，适于电机2在发电状态下的传动要求。
76.另外，在本实施例中，输出轴61的动力输出端和输入轴60连接双离合器5的一端均设于三挡混动变速器的同一侧。这样一来，在混动汽车的动力系统中，差速器3和发动机1均设于三挡混动变速器的同一侧，有利于降低整个系统的轴向尺寸，以为系统在车辆上的布置提供良好的条件。
77.同时，在本实施例的动力输出端和差速器3之间还设有减速机构，该减速机构包括固装于动力输出端的主减主动齿轮300、以及设于差速器3上的主减被动齿轮301，主减主动齿轮300和主减被动齿轮301啮合相连。通过在输出轴61和差速器3之间设置减速机构，可有效增大三挡混动变速器输出的转矩，降低转速并改变转矩的传递方向，从而为差速器3提供适合的动力。
78.综上所述，本实施例的三挡混动变速器，将电机2集成于三挡混动变速器内，并与输入轴60联动，可作为发电机或驱动电机使用，利于提升动力系统的结构紧凑性和集成整合度；同时，在三挡混动变速器的输入轴60和输出轴61之间设置三组传动机构，通过输入轴60上的双离合器5以及变速器内的换挡机构的配合控制，实现了变速器的三档调速，从而提供了一种单电机的三挡变速混动技术方案。
79.实施例二
80.本实施例涉及一种混动汽车，该混动汽车上设有实施例一所提供的三挡混动变速器，或者，设置有下述的实施例三所提供的混合动力总成。
81.配置上述三挡混动变速器的混动汽车具有三个挡位，通过双离合器5和同步器40的配合操控，可实现变速器在ⅰ挡、ⅱ挡和ⅲ挡之间的灵活切换。同时，电机2集成设置于变速器中，形成三挡的p2.5电机系统架构，使混动汽车具有怠速发电、纯电驱动ⅰ挡、纯电驱动ⅱ挡、纯电驱动ⅲ挡、发动机驱动ⅰ挡、发动机驱动ⅱ挡、发动机驱动ⅲ挡、混合驱动ⅰ挡、混合驱动ⅱ挡、混合驱动ⅲ挡等多种工作模式。
82.在不同工作模式下，发动机1和电机2具有不同的工作状态，动力在系统中的传输路线也不尽相同；以下结合图2至图11，对各工作模式下三挡混动变速器中的动力传输路线情况进行详细说明。各图中的粗实线标示出了相应模式下的动力传输路线，粗实线上的箭头表示动力传输的方向。
83.如图2所示，在怠速发电模式下，双离合器5的第一离合器51断开，第二离合器52接合，同时，同步器40与第一被动齿轮711以及第三被动齿轮731之间均处于脱离状态，动力不会传递到输出轴61；发动机1的曲轴11输出的动力依次经过第二离合器52、第一输入轴601、第一主动齿轮710、电机轴齿轮210后，达到电机2，以驱动电机2运行，进行发电。
84.如图3所示，在纯电驱动ⅰ挡模式下，双离合器5处于脱离状态，第一离合器51和第二离合器52均已断开，发动机1从动力系统中脱离；仅由电机2在电池组供电下运转输出动力。此刻，同步器40与第一被动齿轮711连接，电机2输出的动力依次经过电机轴齿轮210、第一主动齿轮710、第一被动齿轮711、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在纯电驱动ⅰ挡模式下运行。
85.应当指出，在纯电驱动模式下，若想通过第二传动机构72进行ⅱ挡驱动，应当在第一输入轴601和第二输入轴602之间加设一个挡位切换机构。在本实施例图4所示的三挡混动变速器中，在第一输入轴601和第二输入轴602之间加设有单离合器4。此刻，双离合器5处于脱离状态，第一离合器51和第二离合器52均已断开，同时，同步器40与第一被动齿轮711以及第三被动齿轮731之间也均处于脱离状态，输出轴61的旋转动力不会传递到第三被动齿轮731和第一被动齿轮711上。通过控制固装于第一输入轴601上的单离合器4，使其连接第二输入轴602，在确保发动机1以及双离合器5从动力系统中脱离的前提下，可使来自电机2的动力输出依次经过第一主动齿轮710、第一输入轴601、单离合器4、第二输入轴602、第二主动齿轮720、第二被动齿轮721，进而到达输出轴61和减速机构，最后到达差速器3，使变速器在纯电驱动ⅱ挡模式下运行。
86.如图5所示，在纯电驱动ⅲ挡模式下，双离合器5处于脱离状态，第一离合器51和第二离合器52均已断开，发动机1从动力系统中脱离；仅由电机2在电池组供电下运转输出动力。此刻，同步器40与第三被动齿轮731连接，电机2输出的动力依次经过电机轴齿轮210、第三主动齿轮730、第三被动齿轮731、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在纯电驱动ⅲ挡模式下运行。
87.如图6所示，在发动机驱动ⅰ挡模式下，发动机1输出动力到达双离合器5。此刻，双离合器5的第二离合器52接合，第一离合器51断开；同时，同步器40与第一被动齿轮711连接，发动机1输出的动力依次经过第二离合器52、第一输入轴601、第一主动齿轮710、第一被动齿轮711、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在发动机驱动ⅰ挡模式下运行。在此过程中，若发动机1输出的动力存在冗余，则冗余的动力由第一输入轴601经第一主动齿轮710、电机轴齿轮210传递给电机2，被电机2消耗，以发电给
电池组。
88.如图7所示，在发动机驱动ⅱ挡模式下，发动机1输出动力到达双离合器5。此刻，双离合器5的第一离合器51接合，第二离合器52断开；同时，同步器40与第一被动齿轮711以及第三被动齿轮731之间也均处于脱离状态，输出轴61的旋转动力不会传递到第三被动齿轮731和第一被动齿轮711上。发动机1输出的动力依次经过第一离合器51、第二输入轴602、第二主动齿轮720、第二被动齿轮721、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在发动机驱动ⅱ挡模式下运行。在此过程中，若发动机1输出的动力存在冗余，则应控制同步器40与第一被动齿轮711连接，这样，冗余的动力可由输出轴61经同步器40、第一被动齿轮711、第一主动齿轮710、电机轴齿轮210传递给电机2，被电机2消耗，以发电给电池组。
89.如图8所示，在发动机驱动ⅲ挡模式下，发动机1输出动力到达双离合器5。此刻，双离合器5的第二离合器52接合，第一离合器51断开；同时，同步器40与第三被动齿轮731连接，发动机1输出的动力依次经过第二离合器52、第一输入轴601、第三主动齿轮730、第三被动齿轮731、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在发动机驱动ⅲ挡模式下运行。在此过程中，与发动机驱动ⅰ挡模式一样，若发动机1输出的动力存在冗余，则冗余的动力由第一输入轴601经第一主动齿轮710、电机轴齿轮210传递给电机2，被电机2消耗，以发电给电池组。
90.如图9所示，在混合驱动ⅰ模式下，发动机1和电机2同时运行输出动力。此刻，双离合器5的第二离合器52接合，第一离合器51断开；同时，同步器40与第一被动齿轮711连接，发动机1输出的动力经过第二离合器52和第一输入轴601后到达第一主动齿轮710，电机2输出的动力经过电机轴齿轮210到达第一主动齿轮710；之后，动力由第一主动齿轮710经第一被动齿轮711、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在混合驱动ⅰ模式下运行。
91.如图10所示，在混合驱动ⅱ挡模式下，发动机1和电机2同时运行输出动力。此刻，双离合器5的第一离合器51接合，第二离合器52断开；同时，同步器40与第一被动齿轮711连接，发动机1输出的动力经过第一离合器51、第二输入轴602、第二主动齿轮720、第二被动齿轮721后到达输出轴61，电机2输出的动力则经过电机轴齿轮210、第一主动齿轮710、第一被动齿轮711后达到输出轴61；之后，动力由输出轴61经主减主动齿轮300和主减被动齿轮301到达差速器3，使变速器在混合驱动ⅱ模式下运行。
92.如图11所示，在混合驱动ⅲ模式下，发动机1和电机2同时运行输出动力。此刻，双离合器5的第二离合器52接合，第一离合器51断开；同时，同步器40与第三被动齿轮731连接，发动机1输出的动力经过第二离合器52达到第一输入轴601，电机2输出的动力经过电机轴齿轮210、第一主动齿轮710后到达第一输入轴601；之后，动力由第一输入轴601经第三主动齿轮730、第三被动齿轮731、输出轴61、主减主动齿轮300和主减被动齿轮301后，到达差速器3，使变速器在混合驱动ⅲ模式下运行。
93.由上可见，本实施例的混动汽车，其三挡混动变速的动力系统的动力传输路线整体顺畅，不仅具有优良的动力传递效率，而且挡位切换顺畅。通过将输入轴60设置为双轴形式，利用双离合器5的离合动作完成动力输出在第一输入轴601和第二输入轴602之间的切换，再配合同步器40的控制，可顺利完成挡位切换，可改善换挡过程中易出现的动力传递中
断的情况，进而消减换挡过程中极易出现的顿挫感。而且电机2设置于变速器内，提升了混合动力汽车的动力系统的集成整合度及结构紧凑性，利于降低系统的整体重量和尺寸。
94.实施例三
95.本实施例涉及一种混合动力总成，用于驱动混动汽车前桥和后桥的车轮9，例如，可将该混合动力总成配置到实施例二所述的混动汽车上。
96.该混合动力总成包括实施例一所提供的三挡混动变速器、以及副动力系统，三挡混动变速器和副动力系统可交换地分别驱动前桥和后桥的车轮9；该混合动力总成中的副动力系统的多种示例性结构分别如图12至图20所示。上述所说的可交换，系指可令三挡混动变速器用于驱动前桥，副动力系统用于驱动后桥；或者两者调换位置，由三挡混动变速器用于驱动后桥，副动力系统用于驱动前桥。本实施例的混合动力总成具有上述的三挡混动变速器所具备的技术优势，而且能够形成对混动汽车的四轮驱动。
97.应当指出，该副动力系统可以仅配置一台电机，也可以配置两台电机。当配置一台电机时，副动力系统包括副驱动电机8、以及设于左右两侧的车轮9的驱动轴90之间的副差速器85，副驱动电机8直接或通过具有若干挡位的变速机构连接副差速器85。
98.当配置一台副驱动电机8时，如图12所示，副驱动电机8和副差速器85可集成设置，由副驱动电机8驱动副差速器85带动两侧的驱动轴90旋转。或者，如图13、图14所示，副驱动电机8通过一套变速机构与两侧驱动轴90之间的副差速器85传动连接。对于变速机构的具体配置情况，可根据副驱动电机8和车轮9之间的传动和变速要求灵活设置。副动力系统采用单电机配合副差速器85的驱动方式，具有结构简单，配置电机数量少等优点，可降低副动力系统的配置成本。
99.例如，可参考图13，在副驱动电机8的电机轴和副差速器85之间设置中间轴800，副驱动电机8的电机轴上设置电机轴齿轮81，中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832，副差速器85上设置驱动轴齿轮82；其中，电机轴齿轮81与第一中间轴齿轮831啮合相连，第二中间轴齿轮832与驱动轴齿轮82啮合相连，形成变速传动路径，可实现稳定的变速传动效果。
100.再如，可参考图14，在副驱动电机8的电机轴和副差速器85之间设置中间轴800，副驱动电机8的电机轴上间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812，中间轴800上间隔设置地套装第一中间轴齿轮831、第二中间轴齿轮832和第三中间轴齿轮833，副差速器85上设置驱动轴齿轮82；其中，第一电机轴齿轮811与第一中间轴齿轮831啮合相连，第二电机轴齿轮812与第二中间轴齿轮832啮合相连，第三中间轴齿轮833与驱动轴齿轮82啮合相连。此刻，在第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832之间的中间轴800上设置变挡同步器842，可切换挡位，形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径，可对车轮9进行两挡的调速驱动，实现稳定的变速传动效果。
101.当配置两台副驱动电机8时，本实施例的副动力系统的结构则如图15至图20所示，副动力系统具有两个副驱动电机8，两个副驱动电机8分别对应左右两侧的车轮9的驱动轴90设置。两副驱动电机8分别直接设于对应侧的驱动轴90上，且两驱动轴90之间设有并联同步器841。或者，两副驱动电机8分别通过一组变速机构与对应侧的驱动轴90传动相连，而且两组变速机构之间设有并联同步器841；对于每一组的变速机构的具体配置情况以及并联同步器841的设置位置，可根据副驱动电机8和车轮9之间的传动和变速要求灵活设置。变速
机构可根据挡位变化的要求设置成一挡、两挡或多个挡位变速的形式，通过同步器实现各挡位之间的切换。
102.例如，可参考图15，副驱动电机8直接配置在对应侧的驱动轴90上，两驱动轴90之间设置有并联同步器841。再如，参考图16，在副驱动电机8的电机轴上设置电机轴齿轮81，在对应侧的驱动轴90上设置驱动轴齿轮82，电机轴齿轮81和驱动轴齿轮82啮合传动，形成变速机构；两组变速机构之间设置一个并联同步器841。当然，该并联同步器841可设于两个驱动轴90之间，或者设于两个副驱动电机8的电机轴之间。
103.再比如，可参考图17，在副驱动电机8的电机轴和对应侧的驱动轴90之间设置中间轴800，副驱动电机8的电机轴上设置电机轴齿轮81，中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832，驱动轴90上设置驱动轴齿轮82；其中，电机轴齿轮81与第一中间轴齿轮831啮合相连，第二中间轴齿轮832与驱动轴齿轮82啮合相连，形成变速传动路径，可实现稳定的变速传动效果。并联同步器841则可设置在两组变速机构上的多处位置，例如图中所示的两个副驱动电机8的电机轴之间；当然，并联同步器841也可设在两个驱动轴90之间或者两个中间轴800之间。
104.或参考图18，在副驱动电机8的电机轴上间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812，对应侧的驱动轴90上间隔设置第一驱动轴齿轮821、第二驱动轴齿轮822。第一电机轴齿轮811与第一驱动轴齿轮821啮合相连，第二电机轴齿轮812与第二驱动轴齿轮822啮合相连，并联同步器841设于两侧的副驱动电机8的电机轴之间；当然，并联同步器841也可设在两个驱动轴90之间。
105.亦或，参考图19所示，在副驱动电机8的电机轴和对应的驱动轴90之间加设中间轴800。副驱动电机8的电机轴上设置间隔设置第一电机轴齿轮811和第二电机轴齿轮812，中间轴800上间隔设置套装第一中间轴齿轮831、第三中间轴齿轮833和第二中间轴齿轮832，驱动轴90上设置驱动轴齿轮82。其中，第一电机轴齿轮811与第一中间轴齿轮831啮合相连，第二电机轴齿轮812与第二中间轴齿轮832啮合相连，第三中间轴齿轮833与驱动轴齿轮82啮合相连；同时，在第一中间轴齿轮831和第二中间轴齿轮832之间的中间轴800上设置变挡同步器842，可切换挡位，形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径。并联同步器841可设于两侧的驱动轴90之间；当然，并联同步器841也可设在两个副驱动电机8的电机轴之间或者两个中间轴800之间。
106.亦或，参考图20所示，在副驱动电机8的电机轴和对应的驱动轴90之间加设中间轴800。副驱动电机8的电机轴上设置电机轴齿轮81，中间轴800上间隔设置第一中间轴齿轮831、第三中间轴齿轮833和第二中间轴齿轮832，驱动轴90上间隔设置套装第一驱动轴齿轮821和第二驱动轴齿轮822。其中，电机轴齿轮81与第三中间轴齿轮833啮合相连，第一中间轴齿轮831与第一驱动轴齿轮821啮合相连，第二中间轴齿轮832与第二驱动轴齿轮822啮合相连；同时，在第一驱动轴齿轮821和第二驱动轴齿轮822之间的驱动轴90上设置变挡同步器842，可切换挡位，形成该变速机构的两条不同传动比的变速传动路径。并联同步器841可设于两侧的中间轴800之间；当然，并联同步器841也可设在两个副驱动电机8的电机轴之间或者两个驱动轴90之间。
107.总体来说，采用两台副驱动电机8分别驱动左右两侧的车轮9，可省去副差速器85的配置；而且，通过在左右两侧的驱动轴90或者变速机构之间设置并联同步器841，不仅能
够将两侧的驱动力脱开，实现差速效果，在一侧的车轮9出现恶劣路况而难以脱困时，并联同步器841也能够及时接合两侧的驱动轴90，从而将两台副驱动电机8的动力联合起来传递给待脱困的车轮9，从而提升车辆的脱困能力。
108.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。

技术特征：
1.一种三挡混动变速器，其特征在于：包括平行布置的输入轴(60)和输出轴(61)、以及集成于所述三挡混动变速器内的电机(2)，所述输入轴(60)包括第一输入轴(601)、以及套设于所述第一输入轴(601)上的第二输入轴(602)，所述电机(2)与所述第一输入轴(601)传动相连；所述输入轴(60)通过双离合器(5)与发动机(1)连接，以将来自所述发动机(1)的动力传递给所述第一输入轴(601)或所述第二输入轴(602)；所述第一输入轴(601)和所述输出轴(61)之间设有第一传动机构(71)和第三传动机构(73)，所述第二输入轴(602)和所述输出轴(61)之间设有第二传动机构(72)，且所述三挡混动变速器中设有用于选择所述第一传动机构(71)或所述第三传动机构(73)进行动力传递的换挡机构；所述输出轴(61)接受来自所述输入轴(60)动力并输出给差速器(3)。2.根据权利要求1所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述输出轴(61)的动力输出端和所述输入轴(60)连接所述双离合器(5)的一端均设于所述三挡混动变速器的同一侧。3.根据权利要求2所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述动力输出端和所述差速器(3)之间设有减速机构，所述减速机构包括固装于所述动力输出端的主减主动齿轮(300)、以及设于所述差速器(3)上的主减被动齿轮(301)，所述主减主动齿轮(300)和所述主减被动齿轮(301)啮合相连。4.根据权利要求1所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述第一传动机构(71)、所述第二传动机构(72)和所述第三传动机构(73)均采用齿轮传动，和/或，所述换挡机构包括设于所述第一传动机构(71)和所述第三传动机构(73)之间的同步器(40)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述第一传动机构(71)、所述第二传动机构(72)和所述第三传动机构(73)的传动比依次渐小设置，所述电机(2)通过所述第一传动机构(71)连接所述第一输入轴(601)。6.根据权利要求5所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述第二传动机构(72)、所述第三传动机构(73)和所述第一传动机构(71)沿着远离所述双离合器(5)的方向依次布置。7.根据权利要求6所述的三挡混动变速器，其特征在于：所述第一传动机构(71)包括固装于所述第一输入轴(601)上的第一主动齿轮(710)、以及套装于所述输出轴(61)上的第一被动齿轮(711)；所述第三传动机构(73)包括固装于所述第一输入轴(601)上的第三主动齿轮(730)、以及套装于所述输出轴(61)上的第三被动齿轮(731)；所述换挡机构包括设于所述输出轴(61)上的同步器(40)，所述同步器(40)位于所述第一被动齿轮(711)和所述第三被动齿轮(731)之间，并可选地连接所述第一被动齿轮(711)或所述第三被动齿轮(731)。8.一种混合动力总成，用于驱动混动汽车前桥和后桥的车轮(9)，其特征在于：所述混合动力总成包括权利要求1至7中任一项所述的三挡混动变速器以及副动力系统，所述三挡混动变速器和所述副动力系统可交换地分别驱动所述前桥和所述后桥的车轮(9)。
9.根据权利要求8所述的混合动力总成，其特征在于：所述副动力系统包括副驱动电机(8)、以及设于左右两侧的所述车轮(9)的驱动轴(90)之间的副差速器(85)，所述副驱动电机(8)直接或通过具有若干挡位的变速机构连接所述副差速器(85)。10.根据权利要求8所述的混合动力总成，其特征在于：所述副动力系统具有两个副驱动电机(8)，两所述副驱动电机(8)分别对应左右两侧的所述车轮(9)的驱动轴(90)设置；两所述副驱动电机(8)分别直接设于对应侧的所述驱动轴(90)上，且两所述驱动轴(90)之间设有并联同步器(841)；或，两所述副驱动电机(8)分别通过具有若干挡位的变速机构与对应侧的所述驱动轴(90)传动相连，且两所述变速机构之间设有并联同步器(841)。11.一种混动汽车，其特征在于：所述混动汽车上设有权利要求1至7中任一项所述的三挡混动变速器或权利要求8至10中任一项所述的混合动力总成。

技术总结
本发明提供了一种三挡混动变速器、混合动力总成及混动汽车。本发明的三挡混动变速器包括平行布置的输入轴和输出轴以及电机，输入轴包括第一输入轴以及套设于第一输入轴上的第二输入轴，电机与第一输入轴连接。其中，输入轴通过双离合器与发动机相连，以将来自发动机的动力传递给第一输入轴或第二输入轴；同时，第一输入轴和输出轴之间设有第一传动机构和第三传动机构，第二输入轴和输出轴之间设有第二传动机构，而且三挡混动变速器中设有用于选择第一传动机构或第三传动机构进行动力传递的换挡机构。本发明的三挡混动变速器，实现了变速器的三档调速，从而提供了一种单电机的三挡变速混动技术方案。变速混动技术方案。变速混动技术方案。


技术研发人员：寇博朝 曹高阳
受保护的技术使用者：蜂巢传动系统（江苏）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/6/28