并联混合电动车辆(HEV)动力系统组件
[0001] 引言
[0002] 本公开涉及混合电动车辆(HEV)动力系统结构，更具体地说，涉及并联(P2)混合电动车辆动力系统结构。
[0003]
汽车的混合电动车辆动力系统结构通常配备有既可用作发
电机又可用作
电动机的电动发电机单元(MGU)，以及可为较大汽车的
驱动轮提供动力的
内燃机。此外，自动
变速器通常配备有变矩器，该变矩器利用
流体将
扭矩从内燃机传递到下游变速器。混合电动车辆动力系统结构中的
包装可能要求很高，在某些情况下，甚至大部分是不灵活的，因此可能规定动力系统结构中的
选定部件及其布置。
发明内容
[0004] 在一个
实施例中，并联混合电动车辆(HEV)动力系统组件可以包括变矩器和电动发电机单元(MGU)。变矩器包括
叶轮、
涡轮和盖。电动发电机单元包括
转子和
定子。定子具有
导线绕组，在定子一端具有第一组端
匝。在并联混合电动车辆动力系统组件的安装中，定子的第一组端匝位于变矩器的叶轮径向外侧的
位置。定子的第一组端匝还位于变矩器的涡轮径向外侧的位置。定子的第一组端匝的第一轴向范围与变矩器的盖的第二轴向范围呈现至少部分轴向重叠的关系。
[0005] 在一个实施例中，定子的第一组端匝的第一轴向范围与变矩器的叶轮的第三轴向范围呈现部分或更多轴向重叠的关系。
[0006] 在一个实施例中，变矩器的涡轮的第四轴向范围与定子的第一组端匝的第一轴向范围没有轴向重叠关系。
[0007] 在一个实施例中，定子具有中央区域。中央区域位于定子的第一组端匝的轴向内侧，并且位于定子的第二组端匝的轴向外侧。中央区域与变矩器的叶轮的第三轴向范围没有轴向重叠关系。
[0008] 在一个实施例中，变矩器的叶轮的第一径向范围与电动发电机单元的转子的第二径向范围呈现径向重叠关系。
[0009] 在一个实施例中，转子与变矩器的叶轮的第三轴向范围没有轴向重叠关系。
[0010] 在一个实施例中，变矩器包括
离合器。离合器与定子的第一组端匝的第一轴向范围呈现轴向重叠关系。
[0011] 在一个实施例中，定子的第一组端匝的位置在离合器的径向外侧。
[0012] 在一个实施例中，定子的第一组端匝的位置在变矩器的盖的径向外侧。
[0013] 在一个实施例中，并联混合电动车辆(HEV)动力系统组件可以包括变矩器和电动发电机单元(MGU)。变矩器包括叶轮。电动发电机单元包括定子。定子具有导线绕组，在定子的一端具有第一组端匝，在定子的相对端具有第二组端匝。定子具有中央区域。中央区域位于第一组端匝的轴向内侧，并且位于第二组端匝的轴向外侧。在并联混合电动车辆动力系统组件的安装中，定子的第一组端匝的第一轴向范围与变矩器的叶轮的第二轴向范围呈现至少部分轴向重叠的关系。定子的中央区域与变矩器的叶轮的第二轴向范围没有轴向重叠关系。
[0014] 在一个实施例中，定子的第一组端匝位于变矩器的叶轮的径向外侧的位置。
[0015] 在一个实施例中，变矩器的涡轮的第三轴向范围与定子的第一组端匝的第一轴向范围没有轴向重叠关系。
[0016] 在一个实施例中，变矩器的叶轮的第一径向范围与电动发电机单元的转子的第二径向范围呈现径向重叠关系。
[0017] 在一个实施例中，电动发电机单元的转子与变矩器的叶轮的第二轴向范围没有轴向重叠关系。
[0018] 在一个实施例中，变矩器包括离合器。离合器与定子的第一组端匝的第一轴向范围呈现轴向重叠关系。
[0019] 在一个实施例中，并联混合电动车辆(HEV)动力系统组件可以包括变矩器和电动发电机单元(MGU)。变矩器包括叶轮。电动发电机单元包括转子和定子。定子具有导线绕组，在定子的一端具有第一组端匝。在并联混合电动车辆动力系统组件的安装中，定子的第一组端匝的第一轴向范围与变矩器的叶轮的第二轴向范围呈现至少部分轴向重叠的关系。转子与变矩器的叶轮的第二轴向范围没有轴向重叠关系。
[0020] 在一个实施例中，定子的第一组端匝位于变矩器的叶轮径向外侧的位置。
[0021] 在一个实施例中，变矩器的涡轮的第三轴向范围与定子的第一组端匝的第一轴向范围没有轴向重叠关系。
[0022] 在一个实施例中，变矩器包括离合器。离合器与定子的第一组端匝的第一轴向范围呈现轴向重叠关系。
[0023] 在一个实施例中，定子的第一组端匝的位置在离合器的径向外侧。
附图说明
[0024] 下文将结合附图描述本公开的一个或多个方面，其中相同的标记表示相同的元件，并且其中：
[0025] 图1示出了并联混合电动车辆(HEV)动力系统组件的实施例的示意图。
具体实施方式
[0026] 参考附图，并联(P2)混合电动车辆(HEV)动力系统结构和组件10(以下称为HEV动力系统组件)被设计和构造成满足当给HEV动力系统组件10配备变矩器12和电动发电机单元(MGU)14时出现的包装要求。当将动力动力系统部件相对于彼此布置在轴向配置中并且布置在HEV动力系统组件10的有限的总轴向长度内时，尤其是当HEV动力系统组件10配备有轴向长度增加的内燃机16时，例如八缸“V”配置
发动机(即V8发动机)，这种包装要求可能特别具有挑战性。HEV动力系统组件10旨在通过将变矩器12和电动发电机单元14布置成彼此呈现部分轴向重叠的关系，以及其它可能合适的配置来满足这些需求。变矩器12和电动发电机单元14被布置成不损害部件的有效性和效率，并且不加剧动力系统中常见的弯曲问题，如在先前已知的布置中观察到的。随附的车辆最终可以具有改善的驾驶性能。HEV动力系统组件10将在汽车应用的背景下进行描述，但也可以安装在非汽车应用中。
[0027] 如本文所述，术语“轴向”和“径向”及其语法变化是参照HEV动力系统组件10的纵向轴线18使用的，使得在图1中呈现以下方向：轴向内侧方向20、轴向外侧方向22、径向内侧方向24和径向外侧方向26。
[0028] 在不同的实施例中，HEV动力系统组件10可以具有不同的设计、构造和部件，这取决于——除了其它可能的因素之外——HEV动力系统组件10装配在其中的相关动力系统的上游和下游部分的设计、构造和部件。HEV动力系统组件10可用于
后轮驱动(RWD)动力系统结构，或者可用于另一种动力系统结构。在图1的实施例中，HEV动力系统组件10包括变矩器12和电动发电机单元14。
[0029] 变矩器12将扭矩从内燃机16传递到车辆变速器28。在各种实施例中，内燃机16和/或车辆变速器28可以构成HEV动力系统组件10的附加部件。变矩器12接收来自内燃机16的旋转驱动输入，并将旋转驱动输出向下游传输到车辆变速器28。在不同的实施例中，变矩器12可以采取不同的形式。在图1所示的实施例中，变矩器12主要包括
泵或叶轮30、涡轮32、定子34、壳体或
外壳36、盖37、离合器38和阻尼器40；当然，变矩器12包括除了这里给出的部件之外的其它部件，并且可以包括与这里给出的部件不同的部件。一般而言，熟练的技术人员将理解变矩器12如何操作以及其部件如何一起工作以实现其扭矩传递功能，因此这里不给出对此的详细描述。
[0030] 电动发电机单元14在HEV动力系统组件10的使用中既用作发电机又用作电动机。在不同的实施例中，电动发电机单元14可以采取不同的形式。在图1的实施例中，电动发电机单元14包括转子42和定子44。转子42构成电动发电机单元14的旋转构件。尽管没有具体描述，转子42承载一个或多个
永磁体。定子38构成电动发电机单元14的非旋转构件。相对于转子42，定子44位于其径向外侧。除了其它部件之外，定子44由
铜线绕组组成，在定子44的第一端48具有第一组端匝46，在定子44的第二端52具有第二组端匝50。第一端48和第二端
50彼此相对。如图1所示，第一组端匝46轴向悬于转子42的第一端54之上，第二组端匝50轴向悬于转子42的第二端56之上。此外，定子44具有中央区域58，该中央区域位于第一组端匝
46的轴向内侧，并且位于第二组端匝50的轴向外侧。
[0031] 如上所述，当用变矩器12和电动发电机单元14装备HEV动力系统组件10时，包装要求可能特别具有挑战性。此外，当将HEV动力系统组件10的部件相对于彼此布置在轴向配置中并且在HEV动力系统组件10的有限的总轴向长度内时，包装要求会加深。汽车动力系统应用中受限的总轴向长度通常是不灵活的。此外，轴向长度增加的内燃机(如V8发动机)加剧了挑战。先前的努力涉及不同于本文所述的布置。以间隔开的轴向关系轴向堆叠部件已被证明增加了伴随动力系统的总轴向长度相当大的量——在某些情况下，超过一百毫米(mm)——这在某些应用中可能是不合适的。特别地，一种先前的方法涉及变矩器与MGU的转子和定子完全轴向重叠，其中变矩器位于转子和定子的径向内侧。虽然这种方法在某些情况下可能是合适的，但是可以观察到，这些部件的完全轴向重叠会导致部件性能下降，并且会使使用中遇到的动力系统弯曲问题恶化。
[0032] HEV动力系统组件10被设计和构造用于解决这些挑战，并因此满足当HEV动力系统组件10装备有变矩器12和电动发电机单元14时遇到的包装要求。HEV动力系统组件10对总轴向长度的任何增加被最小化，并且HEV动力系统组件10适用于轴向长度增加的内燃机(例如V8发动机)。此外，变矩器12和电动发电机单元14以保持其性能、有效性和效率并且不会加剧动力系统弯曲问题的方式布置在HEV动力系统组件10中。
[0033] 这里阐述的HEV动力系统组件10的设计和构造——单独或相互结合——被认为带来了这些进步。在组装和安装中，HEV动力系统组件10的不同实施例可包括一个或多个、组合或所有下列布置关系。再次参考图1的实施例，变矩器12和电动发电机单元14以部分轴向重叠的关系相对于彼此布置。第一组端匝46的第一轴向范围60在轴向方向上与叶轮30的第二轴向范围62部分或更多地重叠。重叠布置由第一和第二轴向范围60、62之间的共同且共用的轴向范围构成。换句话说，变矩器12在轴向上嵌套并位于电动发电机单元14的一部分的下方。如图1所示，盖37和第一组端匝46呈现类似的重叠轴向布置，使得盖37的第三轴向范围63与第一组端匝46的第一轴向范围60部分或更多地重叠。相反，涡轮32的第四轴向范围64不与第一组端匝46的第一轴向范围60轴向重叠。相反，涡轮32和第一组端匝46相互偏移并轴向隔开。同样，中央区域58与涡轮32和叶轮30轴向隔开，因此与部件和第二轴向范围62没有轴向重叠布置。转子42也与涡轮32和叶轮30轴向隔开，并且与部件和第二轴向范围
62没有轴向重叠布置。
[0034] 在不同的实施例中，变矩器12的离合器38与电动发电机单元14呈现如与叶轮30所述类似的轴向关系。如图1所示，离合器38与第一组端匝46的第一轴向范围60轴向重叠。并且中央区域58和转子42都与离合器38轴向间隔开，因此它们之间不存在轴向重叠布置。
[0035] 除了这些轴向关系之外，在不同的实施例中，变矩器12和电动发电机单元14的部件可以具有或不具有某些径向关系。定子44位于变矩器12径向外侧的位置。更具体地，第一组端匝46和中央区域58位于叶轮30和涡轮32径向外侧的位置。第一组端匝46和中央区域58也位于外壳36和盖37径向外侧的位置。换句话说，定子44及其部件偏离变矩器12及其部件并与变矩器12及其部件径向隔开，因此这些部件彼此之间缺乏径向重叠布置。同样，定子44的位置在离合器38的径向外侧。如前所述，第一组端匝46和中央区域58位于离合器38径向外侧的位置。定子44及其部件偏离离合器38并与其径向隔开，因此这些部件彼此之间没有径向重叠的布置。此外，转子42和变矩器12相对于彼此布置成呈现径向重叠关系。转子42的第一径向范围66在径向方向上与叶轮30的第二径向范围68重叠。重叠关系由第一和第二径向范围66、68之间的共同且共用的径向范围构成。径向重叠关系也适用于转子42和涡轮32。
[0036] 应当理解，前面是对本公开的一个或多个方面的描述。本公开不限于这里公开的特定实施例，而是仅由下面的
权利要求限定。此外，包含在前述描述中的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为对本公开的范围或权利要求中使用的术语的定义的限制，除非术语或短语在上面被明确定义。对本领域技术人员来说，各种其它实施例和对所公开的实施例的各种改变和
修改将变得显而易见。所有这些其它实施例、改变和修改都将落入所附权利要求的范围内。
[0037] 如在本
说明书和权利要求书中所使用的，当与一个或多个组件或其它项目的列表结合使用时，术语“如”、“例如”、“诸如”和“类似”以及动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其它动词形式均被解释为开放式的，这意味着该列表不被认为排除了其它、附加的组件或项目。其它术语应使用其最广泛的合理含义进行解释，除非它们在需要不同解释的上下文中使用。
