本发明涉及混合动力技术领域，具体涉及一种多挡速混合动力装置。
背景技术：
目前，大部分混合动力机动车都是采用油电混合动力传动系统，而很多汽车厂商开发的油电混合动力传动系统都采用了双电机结构，即油电混合动力传动系统包括从燃油得到动力的发动机和依靠电力运转的驱动电机以外，还增加了一个发电机，发电机利用机动车运行的动力发电，为机动车提供电能，发动机停机后，利用驱动电机驱动机动车行驶，降低机动车废气排放，保护环境。但是发动机、发电机和驱动电机三者之间的连接和控制对混合动力车辆的行驶性能有直接影响。
公开号为cn110962573a的专利《混合动力驱动系统及车辆》公开了一种配有双电机的混合动力驱动系统，该混合动力驱动系统包括发动机、第一电机、第二电机、电机齿轮、第一轴、1挡主动齿轮、离合器、2挡主动齿轮、第二轴、第三轴、1挡从动齿轮、同步器、2挡从动齿轮、主减主动齿轮及主减从动齿轮，通过控制离合器及同步器的接合状态，可以实现发动机的两挡速比及纯电驱动两挡速比，实现电机纯电驱动、串联驱动、并联驱动及发动机直接驱动等工作模式，虽然能够使发动机工作在具有较高燃油经济性的区间，在保证机动车动力性能的同时，还提高了车辆燃油经济性，但是由于在发动机动力传递的两挡速比切换过程，需离合器和同步器配合参与，而由于同步器结构特性，会导致控制过程复杂且极易产生动力中断，影响驾驶性能，且发动机驱动和纯电驱动均只能实现两挡速比，速比可扩展区间测速小，对于多用途机动车、多功能机动车、高性能机动车的动力性、经济性需求不能充分满足。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种多挡速混合动力装置，不使用同步器与离合器配合参与动力系统的换挡过程，在保证机动车动力性能且提高车辆燃油经济性的同时，还避免了由同步器导致的换挡过程中极易产生的动力中断，提高机动车的驾驶性能，实现多挡位速比，速比可扩展区间测速大，对于多用途机动车、多功能机动车、高性能机动车的动力性、经济性需求能够充分满足。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种多挡速混合动力装置，包括动力系统、变速系统，所述动力系统包括发动机、发电机、驱动电机，一输入轴与发动机固定连接，所述驱动电机与一空心轴固定连接，所述发电机与一实心轴固定连接，所述空心轴空套在实心轴上形成同心轴，一第一输出轴与实心轴平行，且与输入轴位于同一轴心线上；
所述输入轴上周向固定第一主动齿轮，所述实心轴上周向固定第一从动齿轮，该第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合；
所述空心轴上周向固定第一输出主动齿轮，所述第一输出轴上周向固定输出从动齿轮，该输出从动齿轮与第一输出主动齿轮啮合；
所述空心轴与第一从动齿轮之间设有第一离合器，该第一离合器的第一摩擦盘与第一从动齿轮固定连接，第二摩擦盘与空心轴周向固定；
所述输入轴与第一输出轴之间设有第二离合器，该第二离合器的主动摩擦盘与第一主动齿轮固定连接，从动摩擦盘与输出从动齿轮固定连接；
所述输入轴、空心轴、实心轴、第一输出轴均分别通过轴承支承在动力系统的箱体上；
所述变速系统包括第二输出轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴，所述第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴均分别与第二输出轴平行，且第三传动轴、第四传动轴位于同一轴心线上，第五传动轴、第六传动轴位于同一轴心线上；
所述第三传动轴周向固定第一齿轮，所述第四传动轴周向固定第二齿轮、第三齿轮，所述第二齿轮、第三齿轮之间设有第一同步器，所述第三传动轴、第四传动轴之间设有第四离合器，所述第四离合器的第一摩擦盘与第一齿轮固定连接，第二摩擦盘与第四传动轴周向固定；
所述第五传动轴周向固定第四齿轮，所述第六传动轴周向固定第五齿轮、第六齿轮，所述第五齿轮、第六齿轮之间设有第二同步器，所述第五传动轴、第六传动轴之间设有第五离合器，所述第五离合器的第一摩擦盘与第四齿轮固定连接，第二摩擦盘与第六传动轴周向固定；
所述第二输出轴周向固定第二输出齿轮、第三输出齿轮，所述第二齿轮、第五齿轮均与第二输出齿轮啮合，所述第三齿轮、第六齿轮均与第三输出齿轮啮合；
所述变速系统还包括输入齿轮，所述第一齿轮、第四齿轮均与输入齿轮啮合，所述动力系统的第一输出轴延伸进变速系统的箱体与输入齿轮周向固定；
所述第二输出轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴均分别通过轴承支承在变速系统的箱体上。
所述驱动电机与第一传动轴固定连接，或者与空心轴固定连接；所述第一传动轴的同一轴心线上设有第二传动轴，所述第一传动轴、第二传动轴均与输入轴平行；
所述第一传动轴上周向固定第二输出主动齿轮，所述第二输出主动齿轮与输出从动齿轮啮合；
所述输入轴上周向固定第二主动齿轮，所述第二传动轴上周向固定第二从动齿轮，该第二从动齿轮与第二主动齿轮啮合；
所述第一传动轴、第二传动轴之间设有第二离合器，该第二离合器的第一摩擦盘与第二从动齿轮固定连接，第二摩擦盘与第一传动轴周向固定；
所述第一传动轴、第二传动轴均分别通过轴承支承在箱体上。
本发明包含如下有益效果：一输入轴与发动机固定连接，所述驱动电机与一空心轴固定连接，既可以通电使驱动电机的电机轴带动空心轴旋转，也可以利用发动机的动力使空心轴旋转，带动驱动电机的电机轴旋转发电，为蓄电瓶提供电能。所述发电机与一实心轴固定连接，所述空心轴空套在实心轴上形成同心轴，该发电机不参与驱动机动车行驶，只通过实心轴的旋转产生电能存储在蓄电瓶内，一第一输出轴与实心轴平行，且与输入轴位于同一轴心线上，用于连接变速箱的输入端；
所述输入轴上周向固定第一主动齿轮，所述实心轴上周向固定第一从动齿轮，该第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合，发动机的输入动力依次通过输入轴上的第一主动齿轮、第一从动齿轮、实心轴传递给发电机的输入端；发电机的输入动力通过由第一主动齿轮、第一从动齿轮组成的齿轮副传动比进行调节；
所述空心轴上周向固定第一输出主动齿轮，所述第一输出轴上周向固定输出从动齿轮，该输出从动齿轮与第一输出主动齿轮啮合；
驱动电机的动力依次通过空心轴、第一输出主动齿轮、输出从动齿轮传递给第一输出轴，第一输出轴的输出动力通过由第一输出主动齿轮、输出从动齿轮组成的齿轮副传递比进行调节；
所述空心轴与第一从动齿轮之间设有第一离合器，该第一离合器的第一摩擦盘与第一从动齿轮固定连接，第二摩擦盘与空心轴周向固定，用于实现发动机动力的连接和中断；
所述输入轴与第一输出轴之间设有第二离合器，该第二离合器的主动摩擦盘与第一主动齿轮固定连接，从动摩擦盘与输出从动齿轮固定连接，发动机的动力可直接通第二离合器传递到输出轴上，用于直接实现发动机动力的连接和中断；
所述输入轴、空心轴、实心轴、第一输出轴均分别通过轴承支承在动力系统的箱体上；
所述变速系统包括第二输出轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴，所述第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴均分别与第二输出轴平行，且第三传动轴、第四传动轴位于同一轴心线上，第五传动轴、第六传动轴位于同一轴心线上；
所述第三传动轴周向固定第一齿轮，所述第四传动轴周向固定第二齿轮、第三齿轮，所述第二齿轮、第三齿轮之间设有第一同步器，所述第三传动轴、第四传动轴之间设有第四离合器，所述第四离合器的第一摩擦盘与第一齿轮固定连接，第二摩擦盘与第四传动轴周向固定；
所述第五传动轴周向固定第四齿轮，所述第六传动轴周向固定第五齿轮、第六齿轮，所述第五齿轮、第六齿轮之间设有第二同步器，所述第五传动轴、第六传动轴之间设有第五离合器，所述第五离合器的第一摩擦盘与第四齿轮固定连接，第二摩擦盘与第六传动轴周向固定；
所述第二输出轴周向固定第二输出齿轮、第三输出齿轮，所述第二齿轮、第五齿轮均与第二输出齿轮啮合，所述第三齿轮、第六齿轮均与第三输出齿轮啮合；
所述变速系统还包括输入齿轮，所述第一齿轮、第四齿轮均与输入齿轮啮合，所述动力系统的第一输出轴延伸进变速系统的箱体与输入齿轮周向固定；
所述第二输出轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第六传动轴均分别通过轴承支承在变速系统的箱体上。
所述驱动电机与第一传动轴固定连接，或者与空心轴固定连接；所述第一传动轴的同一轴心线上设有第二传动轴，所述第一传动轴、第二传动轴均与输入轴平行；
所述第一传动轴上周向固定第二输出主动齿轮，所述第二输出主动齿轮与输出从动齿轮啮合；
所述输入轴上周向固定第二主动齿轮，所述第二传动轴上周向固定第二从动齿轮，该第二从动齿轮与第二主动齿轮啮合；
所述第一传动轴、第二传动轴之间设有第二离合器，该第二离合器的第一摩擦盘与第二从动齿轮固定连接，第二摩擦盘与第一传动轴周向固定；
通过将动力系统将变速系统相连，增加了多个输出挡位，提高了车辆性能。
本发明的多挡位可通过动力系统的多级挡位n1（1≤n1≤3）与变速系统的多级挡位n2（n2≥1）组合实现；其中可通过对动力系统的n1（1≤n1≤3）级挡位选择确定离合器及其相关传动部件的传动链个数来实现多级挡位数；其中也可通过对变速系统的n2（n2≥1）级挡位选择确定离合器、同步器、减速齿轮副等其相关传动部件减速机构挡位来实现多级挡位数；
本发明的优点如下：
①本发明的动力系统不采用同步器，可以避免动力系统由同步器导致的换挡过程中极易产生的动力中断，提高机动车的驾驶性能；
②本发明结构简单、各部件的功能明确、成本低，更有利于机动车的混合动力集成和匹配；
③本发明的技术方案，扩展性好，可实现更合理的模块化、平台化开发，可适应更多车型的要求；
④本发明的技术方案可实现发动机直驱，更能满足机动车后驱混合动力传动系统的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例1的结构示意图；
图3为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种多挡速混合动力装置，包括动力系统100、变速系统200，所述动力系统100包括发动机1、发电机2、驱动电机3，一输入轴4与发动机1固定连接，所述驱动电机3与一空心轴5固定连接，所述发电机2与一实心轴6固定连接，所述空心轴5空套在实心轴6上形成同心轴，一第一输出轴7与实心轴6平行，且与输入轴4位于同一轴心线上；
所述输入轴4上周向固定第一主动齿轮8，所述实心轴6上周向固定第一从动齿轮9，该第一从动齿轮9与第一主动齿轮8啮合；
所述空心轴5上周向固定第一输出主动齿轮10，所述第一输出轴7上周向固定输出从动齿轮11，该输出从动齿轮11与第一输出主动齿轮10啮合；
所述空心轴5与第一从动齿轮9之间设有第一离合器12，该第一离合器12的第一摩擦盘与第一从动齿轮9固定连接，第二摩擦盘与空心轴5周向固定；
所述输入轴4与第一输出轴7之间设有第二离合器13，该第二离合器13的主动摩擦盘与第一主动齿轮8固定连接，从动摩擦盘与输出从动齿轮11固定连接；
所述输入轴4、空心轴5、实心轴6、第一输出轴7均分别通过轴承支承在动力系统100的箱体上；
所述变速系统200包括第二输出轴20、第三传动轴21、第四传动轴22、第五传动轴23、第六传动轴24，所述第三传动轴21、第四传动轴22、第五传动轴23、第六传动轴24均分别与第二输出轴20平行，且第三传动轴21、第四传动轴22位于同一轴心线上，第五传动轴23、第六传动轴24位于同一轴心线上；
所述第三传动轴21周向固定第一齿轮25，所述第四传动轴22周向固定第二齿轮26、第三齿轮27，所述第二齿轮26、第三齿轮27之间设有第一同步器28，所述第三传动轴21、第四传动轴22之间设有第四离合器29，所述第四离合器29的第一摩擦盘与第一齿轮25固定连接，第二摩擦盘与第四传动轴22周向固定；
所述第五传动轴23周向固定第四齿轮30，所述第六传动轴24周向固定第五齿轮31、第六齿轮32，所述第五齿轮31、第六齿轮32之间设有第二同步器33，所述第五传动轴23、第六传动轴24之间设有第五离合器34，所述第五离合器34的第一摩擦盘与第四齿轮30固定连接，第二摩擦盘与第六传动轴24周向固定；
所述第二输出轴20周向固定第二输出齿轮35、第三输出齿轮36，所述第二齿轮26、第五齿轮31均与第二输出齿轮35啮合，所述第三齿轮27、第六齿轮32均与第三输出齿轮36啮合；
所述变速系统200还包括输入齿轮37，所述第一齿轮25、第四齿轮30均与输入齿轮37啮合，所述动力系统100的第一输出轴7延伸进变速系统200的箱体与输入齿轮37周向固定；
所述第二输出轴20、第三传动轴21、第四传动轴22、第五传动轴23、第六传动轴24均分别通过轴承支承在变速系统200的箱体上。
运行模式如下所示：
发动机动力挡模式：第一离合器12结合，驱动电机3不输出动力，发动机1的动力依次由输入轴4、第一主动齿轮8、第一从动齿轮9、第一离合器12、空心轴5，空心轴5上的动力分别传递给驱动电机3、第一输出主动齿轮10，发动机1的动力依次从输入轴4、第一主动齿轮8、第一从动齿轮9、实心轴6传递给发电机2输入端，且驱动电机3的电机轴被发动机1的动力带动旋转产生电能存储在动力电池内，第一输出主动齿轮10传递的动力通过与输出从动齿轮11啮合传递到第一输出轴7，第一输出轴7将动力传递给变速系统200的输入齿轮37，变速系统200利用不同传动比的齿轮副将发动机1的动力调整成各个挡位所需求的输出动力，用于连接车轮，驱使机动车行驶。
电机动力挡模式：第一离合器12断开，驱动电机3输出动力，驱动电机3的动力依次通过空心轴5、第一输出主动齿轮10、输出从动齿轮11传递到第一输出轴7，第一输出轴7将动力传递给变速系统200的输入齿轮37，变速系统200利用不同传动比的齿轮副将发动机1的动力调整成各个挡位所需求的输出动力，用于连接车轮，驱使机动车行驶。
电机充电挡模式：第一离合器12断开，发动机1的动力只能依次从输入轴4、第一主动齿轮8、第一从动齿轮9、实心轴6传递给发电机2输入端。
所述输入轴4与第一输出轴7之间设有第二离合器13，该第二离合器13的第一摩擦盘与第一主动齿轮8固定连接，第二摩擦盘与输出从动齿轮11固定连接，发动机1的动力可直接通第二离合器13传递到第一输出轴7上，用于直接实现发动机1动力的连接和中断；
当第一离合器12结合，第二离合器13结合时，发动机1输出动力，驱动电机3不输出动力，发动机1的动力直接依次通过输入轴4、第一主动齿轮8、第二离合器13、输出从动齿轮11传递给第一输出轴7，且驱动电机3与发电机2利用发动机1的动力进行发电；
当第一离合器12断开，第二离合器13结合时，发动机1与驱动电机3均可以输出动力，仅由发电机2利用发动机1的动力进行发电。
实施例1或实施例2中，所述驱动电机3与第一传动轴14固定连接，即驱动电机3与发电机2异轴；所述第一传动轴14的同一轴心线上设有第二传动轴15，所述第一传动轴14、第二传动轴15均与输入轴4平行；
所述第一传动轴14上周向固定第二输出主动齿轮18，所述第二输出主动齿轮18与输出从动齿轮11啮合；
所述输入轴4上周向固定第二主动齿轮16，所述第二传动轴15上周向固定第二从动齿轮17，该第二从动齿轮17与第二主动齿轮16啮合；
所述第一传动轴14、第二传动轴15之间设有第二离合器19，该第二离合器19的第一摩擦盘与第二从动齿轮17固定连接，第二摩擦盘与第一传动轴14周向固定；
所述第一传动轴14、第二传动轴15均分别通过轴承支承在箱体上。
本发明中，所述动力系统100的n 1（0＜n≤3）级挡位选择是通过各个离合器及其相关传动部件的传动链个数来实现多级挡位的；
所述变速系统200的n（n≥1）级挡位选择是通过各个离合器、同步器、齿轮副等其相关传动部件来实现多级挡位的；
故发动机1输出的动力可通过动力系统100的n 1（0＜n≤3）级挡位与变速系统200的n（n≥1）级挡位组合成（n 1）*n级挡位实现混合动力的多挡位动力输出，将发动机和驱动电机输出的动力合并传递到变速系统，经变速系统调节输出动力后，用于驱动机动车运转，且能够利用发电机、驱动电机将机械能转化成电能，不但以多种方式改进机动车的燃料经济性，还通过多级传动路线的迭代以实现多种功率流匹配方案，可满足乘用车、货车、皮卡等多品种车辆更加丰富的经济性和动力性需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。
1.一种多挡速混合动力装置，包括动力系统（100）、变速系统（200），其特征在于，所述动力系统（100）包括发动机（1）、发电机（2）、驱动电机（3），一输入轴（4）与发动机（1）固定连接，所述驱动电机（3）与一空心轴（5）固定连接，所述发电机（2）与一实心轴（6）固定连接，所述空心轴（5）空套在实心轴（6）上形成同心轴，一第一输出轴（7）与实心轴（6）平行，且与输入轴（4）位于同一轴心线上；
所述输入轴（4）上周向固定第一主动齿轮（8），所述实心轴（6）上周向固定第一从动齿轮（9），该第一从动齿轮（9）与第一主动齿轮（8）啮合；
所述空心轴（5）上周向固定第一输出主动齿轮（10），所述第一输出轴（7）上周向固定输出从动齿轮（11），该输出从动齿轮（11）与第一输出主动齿轮（10）啮合；
所述空心轴（5）与第一从动齿轮（9）之间设有第一离合器（12），该第一离合器（12）的第一摩擦盘与第一从动齿轮（9）固定连接，第二摩擦盘与空心轴（5）周向固定；
所述输入轴（4）与第一输出轴（7）之间设有第二离合器（13），该第二离合器（13）的主动摩擦盘与第一主动齿轮（8）固定连接，从动摩擦盘与输出从动齿轮（11）固定连接；
所述输入轴（4）、空心轴（5）、实心轴（6）、第一输出轴（7）均分别通过轴承支承在动力系统（100）的箱体上；
所述变速系统（200）包括第二输出轴（20）、第三传动轴（21）、第四传动轴（22）、第五传动轴（23）、第六传动轴（24），所述第三传动轴（21）、第四传动轴（22）、第五传动轴（23）、第六传动轴（24）均分别与第二输出轴（20）平行，且第三传动轴（21）、第四传动轴（22）位于同一轴心线上，第五传动轴（23）、第六传动轴（24）位于同一轴心线上；
所述第三传动轴（21）周向固定第一齿轮（25），所述第四传动轴（22）周向固定第二齿轮（26）、第三齿轮（27），所述第二齿轮（26）、第三齿轮（27）之间设有第一同步器（28），所述第三传动轴（21）、第四传动轴（22）之间设有第四离合器（29），所述第四离合器（29）的第一摩擦盘与第一齿轮（25）固定连接，第二摩擦盘与第四传动轴（22）周向固定；
所述第五传动轴（23）周向固定第四齿轮（30），所述第六传动轴（24）周向固定第五齿轮（31）、第六齿轮（32），所述第五齿轮（31）、第六齿轮（32）之间设有第二同步器（33），所述第五传动轴（23）、第六传动轴（24）之间设有第五离合器（34），所述第五离合器（34）的第一摩擦盘与第四齿轮（30）固定连接，第二摩擦盘与第六传动轴（24）周向固定；
所述第二输出轴（20）周向固定第二输出齿轮（35）、第三输出齿轮（36），所述第二齿轮（26）、第五齿轮（31）均与第二输出齿轮（35）啮合，所述第三齿轮（27）、第六齿轮（32）均与第三输出齿轮（36）啮合；
所述变速系统（200）还包括输入齿轮（37），所述第一齿轮（25）、第四齿轮（30）均与输入齿轮（37）啮合，所述动力系统（100）的第一输出轴（7）延伸进变速系统（200）的箱体与输入齿轮（37）周向固定；
所述第二输出轴（20）、第三传动轴（21）、第四传动轴（22）、第五传动轴（23）、第六传动轴（24）均分别通过轴承支承在变速系统（200）的箱体上。
2.根据权利要求1所述多挡速混合动力装置，其特征在于：所述驱动电机（3）与第一传动轴（14）固定连接，或者与空心轴（5）固定连接；所述第一传动轴（14）的同一轴心线上设有第二传动轴（15），所述第一传动轴（14）、第二传动轴（15）均与输入轴（4）平行；
所述第一传动轴（14）上周向固定第二输出主动齿轮（18），所述第二输出主动齿轮（18）与输出从动齿轮（11）啮合；
所述输入轴（4）上周向固定第二主动齿轮（16），所述第二传动轴（15）上周向固定第二从动齿轮（17），该第二从动齿轮（17）与第二主动齿轮（16）啮合；
所述第一传动轴（14）、第二传动轴（15）之间设有第二离合器（19），该第二离合器（19）的第一摩擦盘与第二从动齿轮（17）固定连接，第二摩擦盘与第一传动轴（14）周向固定；
所述第一传动轴（14）、第二传动轴（15）均分别通过轴承支承在箱体上。
技术总结