本发明涉及混合动力汽车技术领域，具体涉及一种基于cvt的混合动力传动系统及具有该系统的混合动力车辆。
背景技术：
混合动力汽车以其节能、环保的优点逐渐受到消费者青睐。众所周知，在动力方面，混合动力汽车由于增加了电机，动力性优于传统燃油车，续驶里程也十分接近，适用于郊区远距离出行；在排放方面，在纯电行驶时具备纯电动车所能达到的要求，因此也适合城市出行，可以有效缓解空气污染，且可减少噪音污染。目前，混合动力汽车作为一种新能源汽车，具有非常大的发展潜力和应用前景。
现有技术中，混动变速箱大部分基于传统变速箱进行设计，根据混动变速箱的基础结构，目前市场上混合动力主要有三种形式：1.基于dct传统变速箱增加电机，2.基于cvt(continuouslyvariabletransmission)变速箱增加电机，3基于at变速箱增加电机。受其自身结构的限制，均无法获得较好的节油效果。
有鉴于此，亟待针对现有混合动力车辆的动力传动系统进行优化设计，在充分发挥现有混合动力车优异性能的基础上，同时获得良好的经济性、动力性和平顺性。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于cvt的混合动力传动系统及具有该系统的混合动力车辆，该传动系统基于cvt带轮机构实现了混动工作模式，可以使发动机工作在经济转速，在获得良好节油性能的基础上，同时能够保证其较好的动力性和平顺性。
本发明提供的基于cvt的混合动力传动系统，包括发动机和cvt带轮机构，所述cvt带轮机构的主动带轮可通过离合器与所述发动机的输出轴动力连接；还包括齿轮传动机构和电机，所述齿轮传动机构的第一输入齿轮可与所述主动带轮动力连接，其输出齿轮动力连接差速器的输入端；所述电机配置在所述cvt带轮机构与所述齿轮传动机构之间，其电机轴的一端可通过离合器与所述cvt带轮机构的从动带轮动力连接，另一端可与所述齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。
优选地，所述电机具体为集电机和发电机于一体的电机。
优选地，所述电机轴的另一端可通过离合器与所述齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。
优选地，所述齿轮传动机构包括过渡轴，所述第一输入齿轮和所述第二输入齿轮分别通过所述过渡轴上设置的适配齿轮建立与所述输出齿轮的动力连接；其中，所述过渡轴的设置数量为2i+1个，i为大于等于0的整数。
优选地，所述过渡轴为一根，其上依次配置有与所述第一输入齿轮啮合的第一齿轮、与所述第二输入齿轮啮合的第二齿轮和所述输出齿轮。
优选地，所述第一齿轮可通过离合器与所述第二齿轮动力连接。
优选地，所述第一输入齿轮可通过离合器与所述cvt带轮机构的主动带轮动力连接。
优选地，具体配置为：所述主动带轮的工作半径/所述从动带轮工作半径)*(i2/i1)≥(i5/i6)；式中，
i1－第一输入齿轮的齿数；
i2－第一齿轮的齿数；
i5－第二齿轮的齿数；
i6－第二输入齿轮的齿数。
优选地，还包括扭转减震器，动力连接在所述发动机的输出轴端。
本发明提供的一种混合动力车辆，采用如前所述的基于cvt的混合动力传动系统。
与现有技术相比，本发明另辟蹊径提出了一种混合动力车辆的动力系统，在现有的cvt带轮机构的基础上，增设电机并辅以离合器和齿轮传动机构，具体地，该齿轮传动机构的第一输入齿轮可与主动带轮动力连接，其输出齿轮动力连接差速器的输入端；电机轴的一端可通过离合器与从动带轮动力连接，另一端可与齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。由此，实现混动工作模式，在不同档位的纯电工作模式下可使电机工作在最佳工况点，并具有如下有益技术效果：
首先，实际驾驶工作过程中，当车速比较高的时候，若发动机转速也比较高，且超出了经济转速，可通过减小带传动机构的速比(增加主动带轮半径，减小从动带轮半径)，来降低发动机的转速，使发动机转速不超过经济转速范围；反之，若发动机转速比较低，且低于经济转速，则通过增大带传动机构的速比(减小主动带轮半径，增加从动带轮半径)，使发动机转速不低于经济转速范围，有效控制使发动机工作在经济转速，获得良好节油性能。同时，本方案可与cvt变速箱共用部分零件，可降低产品成本，具有较好的经济性。
其次，上述过程中，基于带传动机构可保证速比是连续变化的特点，可进一步保证其运行的平顺性；此外，在扭矩变化的工况下，通过电机提供补充扭矩，可进一步保证动力性。
此外，在本发明的优选方案中，采用集电机和发电机于一体的m/g电机，能够实现不同速比的能量回收模式，根据需求调整能量回收的强度，具有较好的可适应性。
附图说明
图1为具体实施方式所述基于cvt的混合动力传动系统的原理图。
图中：
发动机1、cvt带轮机构2、主动带轮21、从动带轮22、电机3、齿轮传动机构4、第一输入齿轮41、第二输入齿轮42、输出齿轮43、第一齿轮44、第二齿轮45、差速器5、扭转减震器6；
离合器c0、离合器c1、离合器c2、离合器c3。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
不失一般性，本实施方式以四轴传动作为描述主体，详细说明本申请所提出的混合动力车辆动力传动系统。应当理解，用于提供转速及转向变化的齿轮传动机构不局限于图中配置的情形，对于本申请请求保护的技术方案并未构成实质性限制。
针对混合动力车辆，本实施方式提供了一种基于cvt带轮机构建立的动力传动系统。该系统包括发动机1、cvt带轮机构2、电机3和齿轮传动机构4。其中，cvt(continuouslyvariabletransmission)带轮机构可实现无间断点的无级变速比，其主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件构成可以采用现有技术实现。具体地，cvt带轮机构2的主动带轮21可通过离合器c0与发动机1的输出轴动力连接；齿轮传动机构4的第一输入齿轮41可与主动带轮21动力连接，其输出齿轮43动力连接差速器5的输入端。其中，电机3配置在cvt带轮机构2与齿轮传动机构4之间，其电机轴的一端可通过离合器c2与cvt带轮机构2的从动带轮22动力连接，另一端可与齿轮传动机构4的第二输入齿轮42动力连接。如此设置，发动机1和电机3通过cvt带轮机构2可分别或共同动力连接至差带器5的输入端，可通过发动机和电机的组合获得三种可供选择的动力源：发动机驱动、电机驱动及发动机和电机共同驱动，并实现多档位的工作模式。
为了最大限度地提高整车能量利用率，前述电机3优选采用集电机和发电机于一体的m/g电机，可实现不同速比的能量回收模式，根据需求调整能量回收的强度，驱动电机可转换为发电机模式实现能量回收，包括车辆制动过程中蓄能。可以理解的是，具有该功能的电机具体结构非本申请的核心发明点所在，本领域普通技术人员可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。
具体请参考图1，图1为一种实施例所述混合动力传动系统的原理图。
发动机1的动力输出飞轮(图中未示出)经离合器co与cvt带轮机构2的主动带轮21结合(传统模式、共驱模式、行车充电或驻车充电)或分离(纯电模式、能量回收模式)；电机轴的另一端可通过离合器c3与齿轮传动机构4的第二输入齿轮42动力连接，配合实现传统模式倒档、低速纯电模式、驻车充电及能量回收模式等。
图中所示的齿轮传动机构4为三轴传动，其中，一传动输入轴与cvt带轮机构2的主动带轮21同轴，另一传动输入轴与电机轴同轴，其输出动力至差速器5的轴兼具过渡轴的功能。本方案中，“过渡轴”是指齿轮传动机构中构建不同传动比的传动轴，过渡轴上承载的形成不同的啮合齿轮组，第一输入齿轮41和第二输入齿轮42分别通过过渡轴上设置的适配齿轮建立与输出齿轮43的动力连接，由此，控制机构输出转向和输出转速(转矩)。理论上来说，不局限于图中所示的输出动力至差速器5的一根过渡轴，该过渡轴的设置数量为2i+1个，i为大于等于0的整数，具体可以根据总体设计要求及适应工况进行选择。
图中所示，该过渡轴上依次配置有与第一输入齿轮41啮合的第一齿轮44、与第二输入齿轮42啮合的第二齿轮45和输出齿轮43。具体地，第一齿轮44可通过离合器c1与第二齿轮45动力连接，配合实现传统模式前进档、高速纯电模式、共驱模式、行车充电及驻车充电模式。
对于高速纯电模式和低速纯电模式，各自传动路径上的传动比具体配置为：主动带轮21的工作半径/从动带轮22工作半径)*(i2/i1)≥(i5/i6)；式中，i1－第一输入齿轮41的齿数；i2－第一齿轮44的齿数；i5－第二齿轮45的齿数；i6－第二输入齿轮42的齿数。
如图所示，扭转减震器6动力连接在发动机1的输出轴端，也即设置在发动机1输出轴与离合器c0之间，以降低发动机输出首端扭转刚度，避开由发动机转矩主谐量激励引起的激励，并可有效耗散振动能量，改善离合器的接合平顺性。
基于图1所示的混合动力传动系统的原理图，可形成九个基本工作模式，具体如下工作模式分析表所示：
上述工作模式下，动力路径具体如下：
一、传统模式
前进挡：发动机1－主动带轮21－从动带轮22－电机3(不工作)－第二输入齿轮42－第二齿轮45－输出齿轮43－差速器5
倒挡：发动机1－第一输入齿轮41－第一齿轮44－输出齿轮43－差速器5
二、纯电模式
低速：电机3－从动带轮22－主动带轮21－第一输入齿轮41－第一齿轮44－输出齿轮43－差速器5
低速纯电模式速比(速比可变)＝主动带轮21的工作半径/从动带轮22工作半径)*(i2/i1)*(i4/i3)，式中，i4－差速器5输入齿轮的齿数；i3－输出齿轮43的齿数
高速：电机3－第二输入齿轮42－第二齿轮45－输出齿轮43－差速器5
高速纯电模式速比＝(i5/i6)*(i4/i3)
三、共驱模式
发动机1－主动带轮21－从动带轮22－电机3(工作驱动)－第二输入齿轮42－第二齿轮45－输出齿轮43－差速器5
四、充电模式
行车充电：发动机1－主动带轮21－从动带轮22－电机3(发电)－第二输入齿轮42－第二齿轮45－输出齿轮43－差速器5
驻车充电：发动机1－主动带轮21－从动带轮22－电机3(发电)
五、能量回收模式
能量回收1：车轮－差速器5－输出齿轮43－第二齿轮45－第二输入齿轮42－电机3(发电)
能量回收2：车轮－差速器5－输出齿轮43－第一齿轮44－第一输入齿轮41－主动带轮21－从动带轮22－电机3(发电)
除前述混合动力传动系统外，本实施方式还提供一种混合动力车辆，采用如前所述的混合动力传动系统。该车辆的底盘、车身和电气设备等构成的功能实现可以采用现有技术实现，非本申请的核心发明点所在，在此不再赘述。
需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，并非局限于图1所示齿轮传动机构，例如，离合器c1的具体设置位置可以进行改变，调整至第一输入齿轮41与主动带轮21之间，第一输入齿轮41通过离合器c1与cvt带轮机构的主动带轮动力连接。应当理解，只要基于cvt带轮机构的基础上增加一个驱动电机，并辅以离合器及相应的齿轮传动机构实不同工作模式，核心构思与本方案一致均在本申请请求保护的范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.基于cvt的混合动力传动系统，包括发动机和cvt带轮机构，所述cvt带轮机构的主动带轮可通过离合器与所述发动机的输出轴动力连接；其特征在于，还包括：
齿轮传动机构，其第一输入齿轮可与所述主动带轮动力连接，其输出齿轮动力连接差速器的输入端；
电机，配置在所述cvt带轮机构与所述齿轮传动机构之间，其电机轴的一端可通过离合器与所述cvt带轮机构的从动带轮动力连接，另一端可与所述齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。
2.如权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述电机具体为集电机和发电机于一体的电机。
3.如权利要求1或2所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述电机轴的另一端可通过离合器与所述齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。
4.如权利要求3所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述齿轮传动机构包括过渡轴，所述第一输入齿轮和所述第二输入齿轮分别通过所述过渡轴上设置的适配齿轮建立与所述输出齿轮的动力连接；其中，所述过渡轴的设置数量为2i+1个，i为大于等于0的整数。
5.如权利要求4所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述过渡轴为一根，其上依次配置有与所述第一输入齿轮啮合的第一齿轮、与所述第二输入齿轮啮合的第二齿轮和所述输出齿轮。
6.如权利要求5所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一齿轮可通过离合器与所述第二齿轮动力连接。
7.如权利要求5所述的混合动力传动系统，其特征在于，所述第一输入齿轮可通过离合器与所述cvt带轮机构的主动带轮动力连接。
8.如权利要求5所述的混合动力传动系统，其特征在于，具体配置为：所述主动带轮的工作半径/所述从动带轮工作半径)*(i2/i1)≥(i5/i6)；式中，
i1－第一输入齿轮的齿数；
i2－第一齿轮的齿数；
i5－第二齿轮的齿数；
i6－第二输入齿轮的齿数。
9.如权利要求1所述的混合动力传动系统，其特征在于，还包括：
扭转减震器，动力连接在所述发动机的输出轴端。
10.混合动力车辆，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的基于cvt的混合动力传动系统。
技术总结
本发明公开一种基于CVT的混合动力传动系统及具有该系统的混合动力车辆，该传动系统包括发动机和CVT带轮机构，所述CVT带轮机构的主动带轮可通过离合器与所述发动机的输出轴动力连接；还包括齿轮传动机构和电机，所述齿轮传动机构的第一输入齿轮可与所述主动带轮动力连接，其输出齿轮动力连接差速器的输入端；所述电机配置在所述CVT带轮机构与所述齿轮传动机构之间，其电机轴的一端可通过离合器与所述CVT带轮机构的从动带轮动力连接，另一端可与所述齿轮传动机构的第二输入齿轮动力连接。本发明基于CVT带轮机构实现了混动工作模式，可以使发动机工作在经济转速，在获得良好节油性能的基础上，同时能够保证其较好的动力性和平顺性。
技术研发人员：颜俊平;雷太奇;叶永鑫;张玉文
受保护的技术使用者：上海汽车集团股份有限公司
技术研发日：.08.17
技术公布日：.02.25
