混合动力装置

摘要

本发明提供一种混合动力装置，包括：发动机通过主离合器与变速输入轴连接，变速输出轴通过第二变速机构与差速器连接，第一电机设置在变速输入轴上且第二电机设置在变速输出轴上，其中，当混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，第一电机将蓄电池的电能转换为机械能，和/或，第二电机将蓄电池的电能转换为机械能，从而提高了混合动力装置的性能，进而提高了混合动力汽车的行驶性能。

权利要求

1.一种混合动力装置，其特征在于，包括：发动机、第一电机、第二电机、主离合器、第一变速机构、第二变速机构、差速器，其中，所述第一变速机构包括变速输入轴和变速输出轴；

所述发动机通过所述主离合器与所述变速输入轴连接；

所述变速输出轴通过所述第二变速机构与所述差速器连接；

所述第一电机设置在所述变速输入轴上；

所述第二电机设置在所述变速输出轴上；

其中，当所述混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，所述第一电机将所述蓄电池的电能转换为机械能，和/或，所述第二电机将所述蓄电池的电能转换为机械能；

还包括：第三中间传动齿轮；

所述第一电机与所述变速输入轴同轴设置，且位于所述变速输入轴靠近所述发动机的一端，所述主离合器设置在所述第一电机的内腔里；

所述第二电机可转动地与所述变速输入轴同轴设置，且位于所述变速输入轴远离所述发动机的一端，并通过所述第三中间传动齿轮与所述变速输出轴相连接；

所述第二变速机构具有第二低速挡和第二高速挡，所述第二变速机构包括：第二低速挡主动齿轮、第二高速挡主动齿轮、第二低速挡被动齿轮、第二高速挡被动齿轮、第二换挡元件，所述第二低速挡主动齿轮和所述第二高速挡主动齿轮均可转动地设置在所述变速输出轴上；

所述第二低速挡被动齿轮和所述第二高速挡被动齿轮均固定在所述差速器上；

所述第二换挡元件设置在所述变速输出轴上，以使所述第二低速挡主动齿轮或所述第二高速挡主动齿轮与所述变速输出轴固定联接；

其中，所述第二低速挡主动齿轮与所述第二高速挡被动齿轮常啮合，所述第二高速挡主动齿轮与所述第二高速挡被动齿轮常啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力装置，其特征在于，所述第一变速机构包括多个挡位，且所述第一变速机构的变速比呈等比级数排列；

所述第二变速机构包括多个挡位，且所述第二变速机构的变速比呈等比级数排列。

3.根据权利要求2所述的混合动力装置，其特征在于，

所述第二电机的功率根据新欧洲行驶工况NEDC循环的市区运转循环部分的功率需求确定；

所述第一电机的功率根据所述NEDC循环的市郊运转循环部分的功率需求与所述第二电机的功率之差确定。

4.根据权利要求3所述的混合动力装置，其特征在于，

所述第一电机的功率和所述第二电机的功率相同；

其中，所述第一电机的功率和所述第二电机的功率均为25kW。

5.根据权利要求4所述的混合动力装置，其特征在于，还包括：第一固定轴、第一中间传动齿轮、第二固定轴、第二中间传动齿轮，所述第一电机设置在所述第一固定轴上，且所述第一电机通过所述第一中间传动齿轮与所述变速输入轴连接；其中，所述第一固定轴的轴线与所述变速输入轴的轴线平行；

所述第二电机设置在所述第二固定轴上，且所述第二电机通过所述第二中间传动齿轮与所述变速输出轴连接；其中，所述第二固定轴的轴线与所述变速输出轴的轴线平行。

6.根据权利要求5所述的混合动力装置，其特征在于，所述第一变速机构具有第一低速挡和第一高速挡，所述第一变速机构包括：第一低速挡主动齿轮、第一高速挡主动齿轮、第一低速挡被动齿轮、第一高速挡被动齿轮、第一换挡元件，所述第一低速挡主动齿轮和所述第一高速挡主动齿轮固定在所述变速输入轴上；

所述第一低速挡被动齿轮和所述第一高速挡被动齿轮可转动地设置在所述变速输出轴上；

所述第一换挡元件设置在所述变速输出轴上，以使所述第一低速挡被动齿轮或所述第一高速挡被动齿轮与所述变速输出轴固定联接；

所述第一低速挡主动齿轮与所述第一低速挡被动齿轮常啮合，所述第一高速挡主动齿轮与所述第一高速挡被动齿轮常啮合。

7.根据权利要求5所述的混合动力装置，其特征在于，所述第一变速机构具有第一速度挡、第二速度挡、第三速度挡和第四速度挡，所述第一变速机构包括：第一速度挡主动齿轮、第二速度挡主动齿轮、第一速度挡被动齿轮、第二速度挡被动齿轮、第三换挡元件、变速中间轴、中间轴传动齿轮、第三速度挡主动齿轮、第四速度挡主动齿轮、第四换挡元件，所述第一速度挡主动齿轮和所述第二速度挡主动齿轮可转动地设置在所述变速输入轴上；

所述第一速度挡被动齿轮和所述第二速度挡被动齿轮固定在所述变速输出轴上；

所述第三换挡元件设置在所述变速输入轴上，以使所述第一速度挡主动齿轮或所述第二速度挡主动齿轮与所述变速输入轴固定联接；

所述变速中间轴通过所述中间轴传动齿轮与所述变速输入轴连接；

所述第三速度挡主动齿轮和所述第四速度挡主动齿轮可转动地设置在所述变速中间轴上；

所述第四换挡元件设置在所述变速中间轴上，以使所述第三速度挡主动齿轮或所述第四速度挡主动齿轮与所述变速中间轴固定联接；

其中，所述第一速度挡主动齿轮与所述第一速度挡被动齿轮常啮合，所述第二速度挡主动齿轮与所述第二速度挡被动齿轮常啮合，所述第三速度挡主动齿轮与所述第一速度挡主动齿轮常啮合，所述第四速度挡主动齿轮与所述第二速度挡主动齿轮常啮合。

8.根据权利要求7所述的混合动力装置，其特征在于，

所述第二换挡元件、所述第三换挡元件和所述第四换挡元件均为齿套离合器。

说明书

混合动力装置

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车驱动技术，尤其涉及一种混合动力装置。

背景技术

[0002] 在节能和环保成为汽车行业发展主流的今天，混合动力汽车已经成为各国汽车厂商大力发展的关键核心技术，而作为混合动力汽车的混合动力装置毋庸置疑是各技术人员研究的热点。

[0003] 现有的动力装置包括：发动机、启动发电机、离合器、变速机构和驱动电机，其中，发动机与启动发电机直接连接，且发动机通过主离合器与减速机构的输入轴相连接，驱动电机也与减速机构的输入轴相连接。

[0004] 由于启动发电机与发动机直接连接，在纯电动行驶工况时发动机关闭且启动发电机不工作，故启动发电机对于车辆而言只是个载重，车辆动力也只由驱动电机提供，因此驱动电机的功率较大，从而导致驱动电机所占用的空间较大，在混合动力汽车狭小的发动机舱内布置了发动机和两个电机后剩余的可用轴向空间极为有限，因此导致只能采用极为简化的变速机构，从而降低了混合动力装置的性能，进而影响了混合动力汽车的行驶性能。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种混合动力装置，以克服现有技术中驱动电机所占用的空间较大而影响了混合动力汽车的行驶性能的问题。

[0006] 本发明第一方面提供一种混合动力装置，发动机、第一电机、第二电机、主离合器、第一变速机构、第二变速机构、差速器，其中，所述第一变速机构包括变速输入轴和变速输出轴；

[0007] 所述发动机通过所述主离合器与所述变速输入轴连接；

[0008] 所述变速输出轴通过所述第二变速机构与所述差速器连接；

[0009] 所述第一电机设置在所述变速输入轴上；

[0010] 所述第二电机设置在所述变速输出轴上；

[0011] 其中，当所述混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，所述第一电机将所述蓄电池的电能转换为机械能，和/或，所述第二电机将所述蓄电池的电能转换为机械能。

[0012] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一变速机构包括多个挡位，且所述第一变速机构的变速比呈等比级数排列；

[0013] 所述第二变速机构包括多个挡位，且所述第二变速机构的变速比呈等比级数排列。

[0014] 结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，

[0015] 所述第二电机的功率根据新欧洲行驶工况NEDC循环的市区运转循环部分的功率需求确定；

[0016] 所述第一电机的功率根据所述NEDC循环的市郊运转循环部分的功率需求与所述第二电机的功率之差确定。

[0017] 结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，

[0018] 所述第一电机的功率和所述第二电机的功率相同；

[0019] 其中，所述第一电机的功率和所述第二电机的功率均为25kW。

[0020] 结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，还包括：第一固定轴、第一中间传动齿轮、第二固定轴、第二中间传动齿轮，[0021] 所述第一电机设置在所述第一固定轴上，且所述第一电机通过所述第一中间传动齿轮与所述变速输入轴连接；其中，所述第一固定轴的轴线与所述变速输入轴的轴线平行；

[0022] 所述第二电机设置在所述第二固定轴上，且所述第二电机通过所述第二中间传动齿轮与所述变速输出轴连接；其中，所述第二固定轴的轴线与所述变速输出轴的轴线平行。

[0023] 结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，还包括：第三中间传动齿轮；

[0024] 所述第一电机与所述变速输入轴同轴设置，且位于所述变速输入轴靠近所述发动机的一端，所述主离合器设置在所述第一电机的内腔里；

[0025] 所述第二电机可转动地与所述变速输入轴同轴设置，且位于所述变速输入轴远离所述发动机的一端，并通过所述第三中间传动齿轮与所述变速输出轴相连接。

[0026] 结合第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第二变速机构具有第二低速挡和第二高速挡，所述第二变速机构包括：第二低速挡主动齿轮、第二高速挡主动齿轮、第二低速挡被动齿轮、第二高速挡被动齿轮、第二换挡元件，

[0027] 所述第二低速挡主动齿轮和所述第二高速挡主动齿轮均可转动地设置在所述变速输出轴上；

[0028] 所述第二低速挡被动齿轮和所述第二高速挡被动齿轮均固定在所述差速器上；

[0029] 所述第二换挡元件设置在所述变速输出轴上，以使所述第二低速挡主动齿轮或所述第二高速挡主动齿轮与所述变速输出轴固定联接；

[0030] 其中，所述第二低速挡主动齿轮与所述第二高速挡被动齿轮常啮合，所述第二高速挡主动齿轮与所述第二高速挡被动齿轮常啮合。

[0031] 结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第一变速机构具有第一低速挡和第一高速挡，所述第一变速机构包括：第一低速挡主动齿轮、第一高速挡主动齿轮、第一低速挡被动齿轮、第一高速挡被动齿轮、第一换挡元件，

[0032] 所述第一低速挡主动齿轮和所述第一高速挡主动齿轮固定在所述变速输入轴上；

[0033] 所述第一低速挡被动齿轮和所述第一高速挡被动齿轮可转动地设置在所述变速输出轴上；

[0034] 所述第一换挡元件设置在所述变速输出轴上，以使所述第一低速挡被动齿轮或所述第一高速挡被动齿轮与所述变速输出轴固定联接；

[0035] 所述第一低速挡主动齿轮与所述第一低速挡被动齿轮常啮合，所述第一高速挡主动齿轮与所述第一高速挡被动齿轮常啮合。

[0036] 结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第一变速机构具有第一速度挡、第二速度挡、第三速度挡和第四速度挡，所述第一变速机构包括：第一速度挡主动齿轮、第二速度挡主动齿轮、第一速度挡被动齿轮、第二速度挡被动齿轮、第三换挡元件、变速中间轴、中间轴传动齿轮、第三速度挡主动齿轮、第四速度挡主动齿轮、第四换挡元件，

[0037] 所述第一速度挡主动齿轮和所述第二速度挡主动齿轮可转动地设置在所述变速输入轴上；

[0038] 所述第一速度挡被动齿轮和所述第二速度挡被动齿轮固定在所述变速输出轴上；

[0039] 所述第三换挡元件设置在所述变速输入轴上，以使所述第一速度挡主动齿轮或所述第二速度挡主动齿轮与所述变速输入轴固定联接；

[0040] 所述变速中间轴通过所述中间轴传动齿轮与所述变速输入轴连接；

[0041] 所述第三速度挡主动齿轮和所述第四速度挡主动齿轮可转动地设置在所述变速中间轴上；

[0042] 所述第四换挡元件设置在所述变速中间轴上，以使所述第三速度挡主动齿轮或所述第四速度挡主动齿轮与所述变速中间轴固定联接；

[0043] 其中，所述第一速度挡主动齿轮与所述第一速度挡被动齿轮常啮合，所述第二速度挡主动齿轮与所述第二速度挡被动齿轮常啮合，所述第三速度挡主动齿轮与所述第一速度挡主动齿轮常啮合，所述第四速度挡主动齿轮与所述第二速度挡主动齿轮常啮合。

[0044] 结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，

[0045] 所述第二换挡元件、所述第三换挡元件和所述第四换挡元件均为齿套离合器。

[0046] 本发明第二方面提供一种汽车，包括如第一方面、第一方面的第一至第九种任一种可能的实现方式中所述的混合动力装置。

[0047] 本发明中，发动机通过主离合器与变速输入轴连接，变速输出轴通过第二变速机构与差速器连接，第一电机设置在变速输入轴上且第二电机设置在变速输出轴上，其中，当混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，第一电机将蓄电池的电能转换为机械能，和/或，第二电机将蓄电池的电能转换为机械能。

[0048] 其中，由于第一电机并不直接与发动机相连接，因此在纯电动行驶工况时，第一电机可以和第二电机一起驱动车辆行驶，第一电机也不再是载重，而且第二电机的功率也不再由纯电动行驶所需的车辆性能决定，从而可以减小第二电机的功率，进而使得第二电机所占用的空间变小，使得在混合动力汽车狭小的发动机舱内布置了发动机和两个电机后剩余的可用轴向空间扩大，因此可以采用较为复杂的变速机构，从而提高了混合动力装置的性能，进而提高了混合动力汽车的行驶性能。

附图说明

[0049] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0050] 图1所示为本发明实施例提供的混合动力装置的结构示意图；

[0051] 图2所示为本发明另一实施例提供的混合动力装置的结构示意图；

[0052] 图3所示为本发明又一实施例提供的混合动力装置的结构示意图；

[0053] 图4所示为第一变速机构和第二变速机构的具体结构示意图；

[0054] 图5所示为本发明实施例提供的又一种第一变速机构的具体结构示意图；

[0055] 图6所示为NEDC循环工况曲线；

[0056] 图7所示为整备质量1700kg的轿车驱动功率需求曲线。

具体实施方式

[0057] 现有技术中，由于启动发电机与发动机直接连接，在纯电动行驶工况时发动机关闭且启动发电机不工作，故启动发电机对于车辆而言只是个载重，车辆动力也只由驱动电机提供，因此驱动电机的功率较大，从而导致驱动电机所占用的空间较大，在混合动力汽车狭小的发动机舱内布置了发动机和两个电机后剩余的可用轴向空间极为有限，因此导致只能采用极为简化的变速机构，从而降低了混合动力装置的性能，进而影响了混合动力汽车的行驶性能。

[0058] 本发明通过在混合动力装置中设置第一电机与第二电机，且第一电机并不直接与发动机相连接，因此在纯电动行驶工况时，第一电机可以和第二电机一起驱动车辆行驶，第一电机也不再是载重，而且第二电机的功率也不再由纯电动行驶所需的车辆性能决定，从而可以减小第二电机的功率，进而使得第二电机所占用的空间变小，使得在混合动力汽车狭小的发动机舱内布置了发动机和两个电机后剩余的可用轴向空间扩大，因此可以采用较为复杂的变速机构，从而提高了混合动力装置的性能，进而提高了混合动力汽车的行驶性能。

[0059] 下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

[0060] 图1所示为本发明实施例提供的混合动力装置的结构示意图。参照图1，该混合动力装置包括：发动机1、第一电机2、第二电机3、主离合器4、第一变速机构5、第二变速机构6、差速器7，其中，第一变速机构5包括变速输入轴51和变速输出轴52；

[0061] 发动机1通过主离合器4与变速输入轴51连接；

[0062] 变速输出轴52通过第二变速机构6与差速器7连接；

[0063] 第一电机2设置在变速输入轴51上；

[0064] 第二电机3设置在变速输出轴52上；

[0065] 其中，当混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，第一电机2将蓄电池的电能转换为机械能，和/或，第二电机3将蓄电池的电能转换为机械能。

[0066] 进一步的，上述的第一变速机构5和第二变速机构6均具有至少两个挡位。

[0067] 图1中用于连接第一电机2、第二电机3与第一变速机构5的虚线，是指第一电机2、第二电机3可以分别与变速输入轴51、变速输出轴52直接连接，也可以通过中间传动齿轮对分别与变速输入轴51、变速输出轴52连接，以将第一电机2、第二电机3的动力分别传递到变速输入轴51、变速输出轴52上。

[0068] 其中，当混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，第一电机2将蓄电池的电能转换为机械能，和/或，第二电机3将蓄电池的电能转换为机械能，从而为使用混合动力装置的混合动力汽车提供驱动力，以使混合动力汽车运动。

[0069] 本实施例提供的混合动力装置，包括：发动机通过主离合器与变速输入轴连接，变速输出轴通过第二变速机构与差速器连接，第一电机设置在变速输入轴上且第二电机设置在变速输出轴上，其中，当混合动力装置采用蓄电池作为动力源时，第一电机将蓄电池的电能转换为机械能，和/或，第二电机将蓄电池的电能转换为机械能。

[0070] 其中，由于第一电机并不直接与发动机相连接，因此在纯电动行驶工况时，第一电机可以和第二电机一起驱动车辆行驶，第一电机也不再是载重，而且第二电机的功率也不再由纯电动行驶所需的车辆性能决定，从而可以减小第二电机的功率，进而使得第二电机所占用的空间变小，使得在混合动力汽车狭小的发动机舱内布置了发动机和两个电机后剩余的可用轴向空间扩大，因此可以采用较为复杂的变速机构，从而提高了混合动力装置的性能，进而提高了混合动力汽车的行驶性能。

[0071] 图2所示为本发明另一实施例提供的混合动力装置的结构示意图。参照图2，图1所示的混合动力装置还包括：第一固定轴、第一中间传动齿轮81、第二固定轴、第二中间传动齿轮82，

[0072] 第一电机2设置在第一固定轴上，且第一电机2通过第一中间传动齿轮81与变速输入轴51连接；其中，第一固定轴的轴线与变速输入轴51的轴线平行；第二电机3设置在第二固定轴上，且第二电机3通过第二中间传动齿轮82与变速输出轴52连接；其中，第二固定轴的轴线与变速输出轴52的轴线平行。

[0073] 这种平行轴布置方式，第一电机2和第二电机3可以采用直径较小长度较长的高速电机来实现，而且对于变速机构的轴向空间的限制并不那么严苛，即使采用更多挡位的变速机构也是可以的。

[0074] 图3所示为本发明又一实施例提供的混合动力装置的结构示意图。参照图3，图1所示的混合动力装置包括：第三中间传动齿轮83；

[0075] 第一电机2与变速输入轴51同轴设置，且位于变速输入轴51靠近发动机1的一端，主离合器4设置在第一电机2的内腔里；第二电机3可转动地与变速输入轴51同轴设置，且位于变速输入轴51远离发动机1的一端，并通过第三中间传动齿轮83与变速输出轴52相连接。

[0076] 这种同轴布置方式，第一电机2和第二电机3可以采用直径较大厚度较薄的电机来实现，以满足严苛的空间限制。主离合器4可以采用干式或湿式多片离合器，以获得较小的直径，可以安设在第一电机2的内腔里，从而缩短轴向长度。

[0077] 此外，本发明并不局限于上述的平行轴布置方式和同轴布置方式，还可以是第一电机2采用同轴布置方式，而第二电机3采用平行轴布置方式，并不以此为限制。

[0078] 继续参照图2，第一变速机构5为两挡变速机构，具有第一低速挡和第一高速挡；以及第二变速机构6也为两挡变速机构，具有第二低速挡和第二高速挡。

[0079] 进一步的，图4所示为第一变速机构和第二变速机构的具体结构示意图，如图4所示，第一变速机构5包括：第一低速挡主动齿轮53、第一高速挡主动齿轮55、第一低速挡被动齿轮54、第一高速挡被动齿轮56、第一换挡元件57，

[0080] 其中，第一低速挡主动齿轮53和第一高速挡主动齿轮55固定在变速输入轴51上，第一低速挡被动齿轮54和第一高速挡被动齿轮56可转动地设置在变速输出轴52上，第一换挡元件57设置在变速输出轴52上，以使第一低速挡被动齿轮54或第一高速挡被动齿轮56与变速输出轴52固定联接；第一低速挡主动齿轮53与第一低速挡被动齿轮54常啮合，第一高速挡主动齿轮55与第一高速挡被动齿轮56常啮合。

[0081] 第一变速机构5并不局限于定轴齿轮结构，其还可以采用行星排来实现，第一换挡元件57也并不局限于接合套，其也可以采用多片离合器来实现，并不以此为限制。

[0082] 第二变速机构6包括：第二低速挡主动齿轮61、第二高速挡主动齿轮63、第二低速挡被动齿轮62、第二高速挡被动齿轮64、第二换挡元件65，

[0083] 第二低速挡主动齿轮61和第二高速挡主动齿轮63均可转动地设置在变速输出轴52上，第二低速挡被动齿轮62和第二高速挡被动齿轮64均固定在差速器7上，第二换挡元件
65设置在变速输出轴52上，以使第二低速挡主动齿轮61或第二高速挡主动齿轮63与变速输出轴52固定联接；其中，第二低速挡主动齿轮61与第二高速挡被动齿轮64常啮合，第二高速挡主动齿轮63与第二高速挡被动齿轮64常啮合。

[0084] 第二变速机构6并不局限于定轴齿轮结构，其还可以采用行星排来实现，第二换挡元件也并不局限于接合套，其也可以采用多片离合器来实现，并不以此为限制。

[0085] 由于第二变速机构6与差速器7在轴向长度上基本完全重合，上述变速机构的轴向长度较短，而且功率较小的第一电机2和第二电机3的轴向长度也较短，因此可以实现同轴布置，从而得到轴向长度紧凑的混合动力装置。

[0086] 结合图2和图4，第一变速机构5和第二变速机构6均为两挡变速机构，且通过变速输出轴52串接，从发动机1或者第一电机2到差速器7共可实现四个挡位，从第二电机3到差速器7也可实现两个挡位，因此可以很好地满足具有多个动力源的混合动力装置的从低速到高速的动力性需求，也使得发动机1的工作点控制在一个较窄的区域里，从而提高了燃油经济性。

[0087] 由于有级变速机构必然具有空挡，在车辆故障需要拖车时变速机构挂空挡将电机与车轮之间的机械联系切断，因此无须将前轮抬起离地，简化了拖车过程。

[0088] 设第一低速挡、第一高速挡、第二低速挡和第二高速挡的速比分别为a、b、e和f，则从变速输入轴51到差速器7之间可实现的四个挡位总速比分别为：i1＝ea、i2＝eb、i3＝fa和i4＝fb。

[0089] 常规汽车的变速器速比是在等比级数的基础上进行修正而得到的，低挡挡位之间的速比比值较大，高挡挡位之间的速比比值较小，这是由于高挡时发动机的功率储备不足，为保证换挡舒适性不得不缩小挡位之间的比值。而本发明中第一变速机构5和第二变速机构6中的各个挡位的变速比呈等比级数排列。

[0090] 但对于插电式复合电动车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，简称为：PHEV)的变速机构而言，这一原则并不必坚持。为了提高PHEV的混合动力行驶工况的燃油经济性，其发动机功率通常会选得比常规车辆的小约1/4，例如，常规车辆配100kW发动机，则PHEV配75kW发动机；为保证PHEV的纯电动行驶性能，其驱动电机的功率较大，例如，驱动电机的功率约50kW，PHEV的总驱动功率比常规车辆大约1/4，在高挡时动力装置仍具有不低的功率储备，其变速机构的挡位速比也就可以按照等比级数来配置。

[0091] 在混合动力工况车辆爬陡坡时，发动机和驱动电机共同驱动车辆，其最大的驱动力是足够的，不需要设置常规变速器1挡那样大的速比；通过驱动电机的反转来实现倒车，因此不必设置单独的倒挡；而由于PHEV车速较高时也具有较大的动力储备，高挡速比因此可以设置地比常规变速器高挡的速比更小，由此可以适当降低发动机的工作转速。

[0092] 可选的，由于蓄电装置的电能有限，功率略小的发动机只能在驱动电机的帮助下提供一段时间最高车速所需的动力，因此并不一定需要将PHEV的高挡速比设置地比常规变速箱高挡的速比更小，也可以在保持最高挡速比相当的前提下，适当增大PHEV的1挡速比，将其置于常规变速器1挡和2挡速比之间，保证用较小电机驱动车辆纯电动起步时也可以得到较大的起步加速度。

[0093] 一种典型的常规汽车5挡变速器的从1挡到5挡的挡位总速比依次为：13.336、7.835、5.133、3.834和3.052。设PHEV的最高挡速比为3.052，e和f选择4.5和3.214，a和b选择1.861和1.329，则ea＝i1＝8.375，eb＝i2＝5.982，fa＝i3＝4.273，fb＝i4＝3.052。对比以上两组数据可知，PHEV的四挡变速机构的1挡速比在常规变速机构的1挡和2挡之间，其2挡和3挡的速比也比常规变速机构的3挡和4挡的大。其他的具体数值也是可以的，并不以此为限制。

[0094] 进一步地，第一变速机构5还可以为四挡变速机构，具有第一速度挡、第二速度挡、第三速度挡和第四速度挡，图5所示为本发明实施例提供的又一种第一变速机构的具体结构示意图，如图5所示，第一变速机构5包括：第一速度挡主动齿轮58、第二速度挡主动齿轮510、第一速度挡被动齿轮59、第二速度挡被动齿轮511、第三换挡元件512、变速中间轴513、中间轴传动齿轮514、第三速度挡主动齿轮515、第四速度挡主动齿轮516、第四换挡元件
517，第一速度挡主动齿轮58和第二速度挡主动齿轮510可转动地设置在变速输入轴51上；
第一速度挡被动齿轮59和第二速度挡被动齿轮511固定在变速输出轴52上；第三换挡元件
512设置在变速输入轴51上，以使第一速度挡主动齿轮58或第二速度挡主动齿轮510与变速输入轴51固定联接；变速中间轴513通过中间轴传动齿轮514与变速输入轴51连接；第三速度挡主动齿轮515和第四速度挡主动齿轮516可转动地设置在变速中间轴513上；第四换挡元件517设置在变速中间轴513上，以使第三速度挡主动齿轮515或第四速度挡主动齿轮516与变速中间轴513固定联接；其中，第一速度挡主动齿轮58与第一速度挡被动齿轮59常啮合，第二速度挡主动齿轮510与第二速度挡被动齿轮511常啮合，第三速度挡主动齿轮515与第一速度挡主动齿轮58常啮合，第四速度挡主动齿轮516与第二速度挡主动齿轮510常啮合。

[0095] 如果第一变速机构5为四挡变速机构，具有第一速度挡、第二速度挡、第三速度挡和第四速度挡，则其和上述的第二变速机构6共可实现八个前进挡。显然，这提高了车辆的燃油经济性。另一方面，选择最低挡和最高挡的速比分别为8.118和3.052，并按照等比级数配置中间挡位，则挡位级差可从常规数值1.4降低为1.15，因此可以采用最简单的、不带同步器的齿套离合器作为换挡元件，取消同步器将提高变速机构的可靠性并简化换挡过程控制。

[0096] 如前，设置八个前进挡可以使得挡位级差减小到1.15。设各个挡位的速比分别为a、b、c、d、e和f，则从变速输入轴51到差速器7之间可实现的八个挡位总速比分别为：i1＝ea、i2＝eb、i3＝ec、i4＝ed、i5＝fa、i6＝fb、i7＝fc和i8＝fd，且设e＝4.5，挡位级差为1.15，则a＝1.749、b＝1.521、c＝1.323、d＝1.15和f＝2.573，八个前进挡的总速比依次为：
7.871、6.844、5.951、5.175、4.5、3.913、3.403和2.959。

[0097] 从上述挡位速比公式可知，在四挡换五挡时，需要变换两个换挡元件，而在其他挡位换挡时只需要变换一个换挡元件。在四挡换五挡时虽然要变换两个换挡元件，但在低挡换挡元件分离后，第一电机2和第二电机3工作在再生制动状态以将变速输入轴51或者变速输出轴52的转速调整到目标转速后接合高挡相应的换挡元件，从而减轻换挡元件的工作负荷。因此，第二换挡元件65、第三换挡元件512和第四换挡元件517均可以采用最简单的、不带同步器的齿套离合器来实现。

[0098] 应该指出，变速中间轴513通过常啮合的中间轴传动齿轮514与变速输入轴51连接，因此它们在运动学意义上是等价的，本发明并不仅限制第一电机2连接在变速输入轴51上，第一电机2也可以连接到变速中间轴513上。

[0099] 对比图4和图5可知，第一变速机构5为四挡变速机构并没有增加轴向长度，因此即使第一变速机构5采用四挡变速机构，也可以得到一种轴向紧凑的混合动力装置。

[0100] 进一步的，第二电机3的功率根据新欧洲行驶工况(New European Driving Cycle，简称为：NEDC)循环的市区运转循环部分的功率需求确定；第一电机2的功率根据NEDC循环的市郊运转循环部分的功率需求与第二电机3的功率之差确定。

[0101] 图6所示为NEDC循环工况曲线；图7所示为整备质量1700kg的轿车驱动功率需求曲线。从图6可见，NEDC循环工况包括市区运转循环和市郊运转循环，前800s市区运转循环的最大车速为50km/h，后400s市郊运转循环的最大车速为120km/h。从图7中可见，市区运转循环的最大功率需求不超过20kW，而市郊运转循环的最大功率需求不超过40kW。

[0102] 结合图1、图6和图7所示，在市区运转循环中，第二电机3单独驱动车辆，则第二电机3的功率根据NEDC循环的市区运转循环部分的功率需求来确定，其功率不必选的太大，例如可以选20kW，由于负荷率较高而提高了驱动效率；市郊运转循环的功率需求较大，第一电机2也参与驱动车辆，其功率只需用于补足第二电机3少的部分，即第一电机2的功率根据NEDC循环的市郊运转循环部分的功率需求与第二电机3的功率之差来确定，例如可选为20kW，则足以满足NEDC全部工况的需求，且保证电机是在负荷率较高的情况下工作，从而获得高的驱动效率。

[0103] 计算可知，纯电动行驶工况下电驱动效率可以提高至少10％，则同样容量的电池包可以多跑10％的纯电行驶里程，或者在相同的纯电行驶里程的要求下，电池包容量可以减小10％，这意味电池包的成本和重量的降低。

[0104] 与现有技术相比，电驱动功率减少了1/3，这也意味着电机系统的成本和重量的降低。虽然增加的变速机构也增加了成本和重量，但电池包和电机系统降低的成本和重量更多。而且由于第二电机3功率的减小，其轴向长度的缩减可以腾出空间来同轴布置第一变速机构5，从而得到重心位置较低的混合动力装置，使得其悬置的布置也较简单。

[0105] 如上分析，可以选择第一电机2和第二电机3为相同功率的电机，比如第一电机2和第二电机3的功率均可以选为20kW。也可以适当增大部分功率，比如第一电机2和第二电机3的功率均可以选为25kW电机。这里的相同意味着第一电机2和第二电机3的定子和转子的结构和参数都一样，配套的电机控制器也一样，如此极大地简化了电机系统的设计和生产。

[0106] 将本发明各具体实施例的混合动力装置搭载在车辆上时，也提供了一种混合动力车辆。车辆，特别是前置前驱轿车，更适用该混合动力装置。

[0107] 本发明具体实施例虽然是出于前置前驱动轿车的发动机舱的空间限制，以及在确保车辆动力性的前提下提供的一种综合性能较优的混合动力装置，但本发明具体实施例的混合动力装置还可以用于其他类型的车辆，可根据实际用途的车型及其工况特点进行变化。

[0108] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。