0898-56963960
本实用新型涉及混动汽车的技术领域，尤其是涉及一种混合动力拓扑系统及汽车。
现有技术中的燃油车的动力总成如图1所示，发动机前端是由带传动驱动的附件系统，附件至少包括发电机和机械式空调压缩机。这些附件通过皮带传动系统与发动机曲轴带轮相连，并从曲轴带轮上获得需要的动力。通常情况下，发电机与发电机带轮是直连状态，曲轴带轮和曲轴也是直连状态，空调压缩机和空调带轮之间会集成电磁离合器作为空调压缩机的开关。
为了提升系统性能且降低整车油耗，需要在传统动力总成集成同时具备发电功能和电动功能的电机。系统要求电机可以利用电池能量提供额外的动力，也可以将额外的能量回收至电池存储，并且在发动机停机时，电机也可以直接驱动车辆运行。在满足功能要求的情况下，需要尽可能降低系统成本，提升混动系统的性价比。
基于以上问题，提出一种提升性能、降低油耗、降低系统成本的混合动力系统显得尤为重要。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
本实用新型的目的在于提供一种混合动力拓扑系统及汽车，以缓解现有技术中混动汽车油耗高、性能低、成本高等问题。
本实用新型提供的一种混合动力拓扑系统包括依次传动连接的发动机、离合器、变速器、差速器以及驱动轮，还包括第一集成电机和第二集成电机；
在汽车混动行驶状态下，所述发动机能够驱动所述第一集成电机旋转，用于发电，并储存在汽车蓄电池中；所述第二集成电机与所述发动机协同工作，驱动所述变速器旋转，用于驱动汽车行驶，或者，所述变速器带动所述第二集成电机旋转，用于发电，并储存在汽车蓄电池中；
在汽车电动行驶状态下，所述第二集成电机能够驱动所述变速器旋转，用于驱动汽车行驶；或者，所述变速器带动所述第二集成电机旋转，用于发电，并储存在汽车蓄电池中。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机与所述变速器的输出端之间采用齿轮传动连接或者皮带传动连接或者链条传动连接。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机与所述变速器的输出端之间的齿轮传动、皮带传动或者链条传动分别采用多级的传动方式，以实现所述第二集成电机与所述变速器输出端之间的多级变速传动。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机与所述变速器的输出端之间连接有多级齿轮减速机构；
所述多级齿轮减速机构包括多个输入齿轮和多个变速器齿轮，且所述输入齿轮与所述变速器齿轮对应传动连接；
多个所述输入齿轮均套设在输入轴上，所述输入轴与所述第二集成电机的转轴传动连接；
相邻两个所述输入齿轮之间设置有能够与所述输入齿轮结合或分离的卡接轮，所述卡接轮套设在所述输入轴上，能够随所述输入轴旋转，并能够沿所述输入轴的轴向移动。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机与所述变速器的输出端之间连接有多级带轮减速机构；
所述多级带轮减速机构包括多个输入带轮和多个变速器带轮，且所述输入带轮与所述变速器带轮对应设置，并通过传动带连接；
多个所述输入带轮均套设在输入轴上，所述输入轴与所述第二集成电机的转轴传动连接；
相邻两个所述输入带轮之间设置有能够与所述输入带轮结合或分离的卡接轮，所述卡接轮套设在所述输入轴上，能够随所述输入轴旋转，并能够沿所述输入轴的轴向移动。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机与所述变速器的输出端之间连接有多级链轮减速机构；
所述多级链轮减速机构包括多个输入链轮和多个变速器链轮，且所述输入链轮与所述变速器链轮对应设置，并通过链条连接；
多个所述输入链轮均套设在输入轴上，所述输入轴与所述第二集成电机的转轴传动连接；
相邻两个所述输入链轮之间设置有能够与所述输入链轮结合或分离的卡接轮，所述卡接轮套设在所述输入轴上，能够随所述输入轴旋转，并能够沿所述输入轴的轴向移动。
作为一种进一步的技术方案，所述第二集成电机的转轴与所述输入轴之间设置有用于切断或者连接动力的离合装置。
作为一种进一步的技术方案，所述发动机的前侧设置有第一带轮，所述第一集成电机的转轴上设置有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮之间用传动带连接。
作为一种进一步的技术方案，靠近所述发动机前侧处设置有空调压缩机，所述空调压缩机的输入端设置有第三带轮，所述第三带轮与所述第一带轮之间用传动带连接。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种混合动力拓扑系统及汽车所具有的技术优势为：
本实用新型提供的一种混合动力拓扑系统包括依次传动连接的发动机、离合器、变速器、差速器以及驱动轮，除此以外，还包括第一集成电机和第二集成电机，其中，第一集成电机与发动机传动连接，第二集成电机与变速器的输出端传动连接；而第一集成电机、第二集成电机均与汽车蓄电池电连接。
当发动机未工作时，第一集成电机能够驱动发动机启动，而当发动机启动后，能够反过来驱动第一集成电机进行发电，并将电量储存在汽车蓄电池中，用于汽车的行驶。
并且，汽车处于混动行驶状态下，发动机能够将动力传递给变速器，同时，第二集成电机同样能够将动力传递给变速器，在发动机和第二集成电机的共同驱动作用下，汽车实现正常行驶。在行驶过程中，发动机能够带动第一集成电机旋转，使得第一集成电机在其控制器的控制作用下实现发电，并将电量储存到汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
另外，在混动行驶状态下，第一集成电机和第二集成电机均能够介入汽车行驶，以便于在汽车启动、加速过程实现助力的作用；当汽车减速时，变速器还能够返过来带动第二集成电机进行发电，并储存在汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
在汽车处于纯电动行驶状态下时，由第二集成电机驱动变速器旋转并驱动汽车行驶，而当汽车处于减速、滑行时，由变速器反过来带动第二集成电机旋转发电，并将电量储存在汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
通过第一集成电机、第二集成电机及发动机的相互配合使用，能够实现相关的混动功能，包括纯电动行驶、电动助力、能量回收、发动机载荷点调整等；并且，由于第二集成电机直接与变速器输出轴传动连接，缩短了传动链，提高了系统的传动效率；同时，由于第一集成电机的设置，提升了发动机的启动速度和舒适性。由此，该混合动力拓扑系统与传统动力总成系统相比，既保证了舒适性又保证了经济性，且机械集成改动较小，混动驱动效率高。
本实用新型提供的一种汽车，包括上述混合动力拓扑系统，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述混合动力拓扑系统所达到的技术优势及效果，此处不再进行赘述。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
图标：100－发动机；110－第一带轮；200－离合器；300－变速器；310－多级齿轮减速机构；311－输入齿轮；312－变速器齿轮；320－多级带轮减速机构；321－输入带轮；322－变速器带轮；323－传动带；330－多级链轮减速机构；331－输入链轮；332－变速器链轮；333－链条；340－输入轴；350－输出轴；360－卡接轮；370－离合装置；380－换挡拨叉；400－差速器；500－驱动轮；600－第一集成电机；610－第二带轮；700－第二集成电机；800－空调压缩机；810－第三带轮。
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。
本实施例提供的一种混合动力拓扑系统包括依次传动连接的发动机100、离合器200、变速器300、差速器400以及驱动轮500，除此以外，还包括第一集成电机600和第二集成电机700，其中，第一集成电机600与发动机100传动连接，第二集成电机700与变速器300的输出端传动连接；而第一集成电机600、第二集成电机700均与汽车蓄电池电连接。
当发动机100未工作时，第一集成电机600能够驱动发动机100启动，而当发动机100启动后，能够反过来驱动第一集成电机600进行发电，并将电量储存在汽车蓄电池中，用于汽车的行驶。
并且，汽车处于混动行驶状态下，发动机100能够将动力传递给变速器300，同时，第二集成电机700同样能够将动力传递给变速器300，在发动机100和第二集成电机700的共同驱动作用下，汽车实现正常行驶。在行驶过程中，发动机100能够带动第一集成电机600旋转，使得第一集成电机600在其控制器的控制作用下实现发电，并将电量储存到汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
另外，在混动行驶状态下，第一集成电机600和第二集成电机700均能够介入汽车行驶，以便于在汽车启动、加速过程实现助力的作用；当汽车减速时，变速器300还能够返过来带动第二集成电机700进行发电，并储存在汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
在汽车处于纯电动行驶状态下时，由第二集成电机700驱动变速器300旋转并驱动汽车行驶，而当汽车处于减速、滑行时，由变速器300反过来带动第二集成电机700旋转发电，并将电量储存在汽车蓄电池中，以便于供汽车行驶使用。
通过第一集成电机600、第二集成电机700及发动机100的相互配合使用，能够实现相关的混动功能，包括纯电动行驶、电动助力、能量回收、发动机100载荷点调整等；并且，由于第二集成电机700直接与变速器300输出轴350传动连接，缩短了传动链，提高了系统的传动效率；同时，由于第一集成电机600的设置，提升了发动机100的启动速度和舒适性。由此，该混合动力拓扑系统与传统动力总成系统相比，既保证了舒适性又保证了经济性，且机械集成改动较小，混动驱动效率高。
需要说明的是，关于第一集成电机600和第二集成电机700既能够实现电机功能，又能够实现发电机功能，具体为，第一集成电机600和第二集成电机700均采用集成电机控制器的电机系统，即该电机系统既可以作为发电机将机械能转换为电能并储存到汽车蓄电池中，又能够作为电动机将汽车蓄电池的电能转化为动能输出，为动力总成提供动力。而关于集成电机控制器的电机系统可以与现有技术相似，该电机系统的具体结构及原理不属于本申请重点保护的技术方案，此处不进行详细阐述。
本实施例的可选技术方案中，第二集成电机700与变速器300的输出端之间采用齿轮传动连接或者皮带传动连接或者链条传动连接。
本实施例的可选技术方案中，第二集成电机700与变速器300的输出端之间的齿轮传动、皮带传动或者链条传动分别采用多级的传动方式，以实现第二集成电机700与变速器300输出端之间的多级变速传动。
本实施例中，第二集成电机700与变速器300之间传动连接，具体包括齿轮传动、皮带传动、链条传动等，且这些传动方式均采用多级传动，即第二集成电机700能够通过齿轮传动机构、皮带传动机构、链条传动机构实现连接，且这些传动机构具有转换档位的功能，由此，在第二集成电机700输出功率一定的情况下，实现改变汽车行驶速度的目的。具体结构如下：
本实施例的第一种可选技术方案中，第二集成电机700与变速器300的输出端之间连接有多级齿轮减速机构310；多级齿轮减速机构310包括多个输入齿轮311和多个变速器齿轮312，且输入齿轮311与变速器齿轮312对应传动连接；多个输入齿轮311均套设在输入轴340上，输入轴340与第二集成电机700的转轴传动连接；相邻两个输入齿轮311之间设置有能够与输入齿轮311结合或分离的卡接轮360，卡接轮360套设在输入轴340上，能够随输入轴340旋转，并能够沿输入轴340的轴向移动。
该种传动方式的具体工作原理为：第二集成电机700的转轴与输入轴340传动连接，而输入轴340上套设多个输入齿轮311和多组卡接轮360，卡接轮360通过换挡拨叉380进行拨动，类似于现有的换挡机构，而输入齿轮311与变速器300输出轴350上的变速器齿轮312对应啮合，而卡接轮360则能够随输入轴340旋转，且能够沿输入轴340移动，当需要更换档位时，只需要人为操作，最终通过换挡拨叉380拨动卡接轮360沿着输入轴340的轴向移动而与不同输入齿轮311相结合来实现换挡，以改变行驶速度。
本实施例的第二种可选技术方案中，第二集成电机700与变速器300的输出端之间连接有多级带轮减速机构320；多级带轮减速机构320包括多个输入带轮321和多个变速器带轮322，且输入带轮321与变速器带轮322对应设置，并通过传动带323连接；多个输入带轮321均套设在输入轴340上，输入轴340与第二集成电机700的转轴传动连接；相邻两个输入带轮321之间设置有能够与输入带轮321结合或分离的卡接轮360，卡接轮360套设在输入轴340上，能够随输入轴340旋转，并能够沿输入轴340的轴向移动。
该种传动方式的具体工作原理为：第二集成电机700的转轴与输入轴340传动连接，而输入轴340上套设有多个输入带轮321和多组卡接轮360，变速器300输出轴350上设置多个与输入带轮321相对应的变速器带轮322，而输入带轮321与变速器带轮322之间通过传动带323连接，进一步的，在输入轴340上还设置有多个卡接轮360，卡接轮360能够随着输入轴340旋转，并能够沿其轴向移动；当需要更换档位时，人为操作，最终通过换挡拨叉380拨动卡接轮360沿着输入轴340的轴向移动，并与不同输入带轮321相结合来实现换挡，以改变行驶速度。需要说明的时，关于卡接轮360的具体结构与现有汽车换挡机构相似，此处不进行详细赘述。
本实施例的第三种可选技术方案中，第二集成电机700与变速器300的输出端之间连接有多级链轮减速机构330；多级链轮减速机构330包括多个输入链轮331和多个变速器链轮332，且输入链轮331与变速器链轮332对应设置，并通过链条333连接；多个输入链轮331均套设在输入轴340上，输入轴340与第二集成电机700的转轴传动连接；相邻两个输入链轮331之间设置有能够与输入链轮331结合或分离的卡接轮360，卡接轮360套设在输入轴340上，能够随输入轴340旋转，并能够沿输入轴340的轴向移动。
需要指出的是，该种链条传动方式与上述带轮传动方式的具体工作原理相似，只是将上述的输入带轮321、变速器带轮322分别更换为输入链轮331、变速器带轮322，然后将传动带323更换为链条333，除此以外与上述带轮传动方式相同，此处不进行详细阐述。
本实施例的可选技术方案中，第二集成电机700的转轴与输入轴340之间设置有用于切断或者连接动力的离合装置370。
现有的汽车均在发动机100与变速器300之间设置离合器200，以实现发动机100动力的切断与结合，有效缓解换挡打齿等问题。另外，为了使发动机100驱动和第二集成电机700驱动或者协同驱动，在第二集成电机700与变速箱之间设置了离合装置370，以实现第二集成电机700与变速器300之间的实时切断与连接。需要说明的是，该离合装置370可以与现有技术中的相似，如摩擦式离合器等，关于离合装置370的具体结构此处不进行详细阐述。
发动机100启动过程：离合器200和离合装置370均断开，此时第一集成电机600驱动发动机100旋转启动；
汽车起步时，离合器200和离合装置370均闭合，此时，发动机100驱动第一集成电机600进行发电，并储存在汽车蓄电池中，第二集成电机700与发动机100协同工作，从而通过第二集成电机700实现了起步助力的效果；
汽车正常行驶过程，离合器200闭合，离合装置370断开，此时，发动机100驱动第一集成电机600进行发电，并储存在汽车蓄电池中；当汽车制动或者滑行时，此时离合装置370闭合，从而能够通过第二集成电机700将汽车行驶过程中的能力转换为电能储存在汽车蓄电池中，实现能量回收的目的。需要说明的是，关于离合装置370的断开或者闭合的控制方式可以是机械式、也可以是电磁式，具体控制方式及制动回收能量的技术方案可以与现有技术相似(具体方案详见电动汽车)，能够实现即可，此处不进行详细阐述。
本实施例的可选技术方案中，发动机100的前侧设置有第一带轮110，第一集成电机600的转轴上设置有第二带轮610，第一带轮110与第二带轮610之间用传动带连接。
本实施例的可选技术方案中，靠近发动机100前侧处设置有空调压缩机800，空调压缩机800的输入端设置有第三带轮810，第三带轮810与第一带轮110之间用传动带连接。
本实施例中，第一集成电机600与发动机100之间通过传动带传动连接，具体为，第一集成电机600的转轴上设置第二带轮610，发动机100的曲轴前端设置第一带轮110，而第一带轮110与第二带轮610之间通过传动带连接，由此能够实现第一集成电机600驱动发动机100启动，或者发动机100驱动第一集成电机600发电的过程。进一步的，将空调压缩机800与发动机100传动连接，具体为，空调压缩机800上的第三带轮810与第一带轮110通过传动带连接，以实现发动机100驱动空调压缩机800工作的过程。
本实施例提供的一种汽车，包括上述混合动力拓扑系统，由此，该汽车所达到的技术优势及效果包括上述混合动力拓扑系统所达到的技术优势及效果，此处不再进行赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
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