CN102133856A

CN102133856A - 一种双电机转速耦合驱动总成

Info

Publication number: CN102133856A
Application number: CN2010101006717A
Authority: CN
Inventors: 孙逢春; 董玉刚; 张承宁; 武小花
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-07-27

Abstract

本发明提供一种采用双电机转速耦合驱动方式的双动力耦合驱动总成，其可以满足重型车辆在行驶过程中的功率需求。本发明采用行星齿轮转速耦合作为一号电机4和二号电机8的动力耦合装置。一号电机4和二号电机8布置在同侧，且轴平行布置，一号电机4输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机8输出动力经二号减速器9、太阳轮11，通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出动力给驱动轮16。

Description

一种双电机转速耦合驱动总成

技术领域

本发明属于动力总成部件技术领域，具体涉及一种双电机动力耦合驱动总成。

背景技术

单个电机驱动车辆很难同时满足车辆低速大扭矩和高速低扭矩的需求，因此，为了满足车辆的动力需求，往往在电机与驱动轮之间增加变速箱，变速箱的存在使得驱动电机在变速箱内的功率损失大，且存在换挡动力中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于双电机转速耦合驱动总成，以克服当前单个电机驱动车辆存在的上述不足，一方面能有效地利用两电机实现高速低扭矩和低速大扭矩，另一方面缩短了制动转矩的传输路径，有利于提高再生制动能量回收效率。双电机转速耦合驱动总成为解决传动系统大范围无动力中断变扭、无级变速以及高可靠性等方面提供一种新的技术途径。

本发明的目的是这样实现的：

一号电机4和二号电机8布置在同侧，且轴平行布置，一号电机4输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机8输出动力经二号减速器9、太阳轮11，通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出给驱动轮16。这种结构能有效地实现电驱动车辆多种工作模式的需求。

附图说明

附图是该双电机转速耦合总成组成结构图。

图中：1.锁止器、2.一号电机动力输入齿轮、3.一号减速器、4.一号电机、5.一号控制器、6.储能装置、7.二号控制器、8.二号电机、9.二号减速器、10.锁止器、11.太阳轮、12.齿圈外齿、13.齿圈内齿、14.行星轮、15.行星架，16.驱动轮

具体实施方式

现结合附图进一步说明。

本发明是由锁止器1、动力输入齿轮2、一号减速器3、一号电机4、一号控制器5、储能装置6、二号控制器7、二号电机8、二号减速器9、锁止器10、太阳轮11、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星轮14、行星架15、驱动轮16组成，其特征在于：一号电机4和二号电机8布置在同侧，且轴平行布置，一号电机4输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机8输出动力经二号减速器9、太阳轮11，通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出给驱动轮16。

一号控制器5控制一号电机4的工作状态和动力输出，一号电机4动力输出的通、断具体通过控制锁止器1实现，二号控制器7控制二号电机8的工作状态和动力输出，二号电机8动力输出的通、断具体通过控制锁止器10实现。

通过控制锁止器1和锁止器10，可以得到双电机的多种工作模式。组合状态如表1所示，其中√表示锁止器处于锁止状态，X表示锁止器处于脱开状态，“M”表示电动机采用电动控制，“G”表示电动机采用发电控制，“C”表示电动机关闭，“N”表示电机自由旋转。

表1工作模式

其工作原理如下：

一号电机驱动工作模式：储能装置6输出能量，锁止器1脱开，一号控制器5按照驾驶员指令控制一号电机4工作于电动模式，一号电机输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶，此时，锁止器10锁止，太阳轮11抱死，二号电机8处于停机状态。

二号电机驱动工作模式：储能装置6输出能量，锁止器10脱开，二号控制器7按照驾驶员指令控制二号电机8工作于电动模式，二号电机输出动力经二号减速器9、太阳轮11、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶，此时，锁止器1锁止，一号电机4处于停机状态。

两电机转速耦合驱动工作模式：储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号控制器5和二号控制器7按照驾驶员指令控制一号电机4和二号电机8工作于电动模式，一号电机4输出动力经一号减速器3、一号电机动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机输出动力经二号减速器9、太阳轮11，同时，二号电机和一号电机的动力通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出给驱动轮16，驱动车辆行驶。

一号电机驱动和二号电机发电工作模式：储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号控制器5按照驾驶员指令控制一号电机4工作于电动模式，一号电机输出的一部分动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶，同时，二号控制器7控制二号电机8工作于发电模式，一号电机输出的另一部分动力经行星轮系、二号减速器9，拖动二号电机8旋转，二号控制器7按照整车控制逻辑控制二号电机8的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

二号电机驱动和一号电机发电工作模式：储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，二号控制器7按照驾驶员指令控制二号电机8工作于电动模式，二号电机输出的一部分动力经二号减速器9、太阳轮11、行星架15输出到驱动轮16，驱动车辆行驶，同时，一号控制器5控制一号电机4工作于发电模式，二号电机输出的另一部分动力经行星齿轮系、动力输入齿轮2、一号减速器3，拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

再生制动一号电机发电工作模式：二号电机8停机，锁止器1脱开，锁止器10锁止，一号电机4工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、齿圈内齿13、齿圈外齿12、动力输入齿轮2、一号减速器3拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车再生制动控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

再生制动二号电机发电工作模式：一号电机4停机，锁止器1锁止，锁止器10脱开，二号电机8工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、太阳轮11、二号减速器9拖动二号电机8旋转，二号控制器7按照整车再生制动控制逻辑控制二号电机的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

再生制动辆电机能量回收工作模式：锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号电机4和二号电机8都工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星齿轮系、一号电机动力输入齿轮2、一号减速器3，拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车再生制动控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电，同时车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、太阳轮11、二号减速器9，拖动二号电机旋转，二号控制器7按照整车再生制动控制逻辑控制二号电机发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

一号减速器3可以是具有定传动比的减速器，也可以是变速器，其可以具有多个变速级，将从一号电机4输出的动力向一号电机动力输入齿轮2输出，该变速器的多个变速级可至少具备增速变速级和减速变速级，根据需要该减速器也可以取消。

二号减速器9可以是具有定传动比的减速器，也可以是变速器，其可以具有多个变速级，将从二号电机8输出的动力向太阳轮11输出，该变速器的多个变速级可至少具备增速变速级和减速变速级，根据需要该减速器也可以取消。

双电机动力源既可以是电机也可以是发动机或其它动力源的组合。在行星架15后安装主减速器及差速器总成则可以用于传统车辆的驱动。在行星架15后接驱动轮，用两套该驱动总成实现车辆的双侧独立驱动，以满足重型双侧独立驱动车辆的动力需求。

从以上工作原理可以看出，该双电机动力耦合驱动总成可实现两电机单独驱动及耦合驱动，单独能量回收及联合能量回收，以及一电机驱动另一电机发电的多种工作模式，能够满足车辆行驶动力性的需求，且传动效率高、可靠，另外，缩短了制动转矩的传输路径，有利于提高再生制动能量回收效率。

Claims

1.一种双电机转速耦合驱动总成，由锁止器1、动力输入齿轮2、一号减速器3、一号电机4、一号控制器5、储能装置6、二号控制器7、二号电机8、二号减速器9、锁止器10、太阳轮11、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星轮14、行星架15，驱动轮16组成。其特征在于：一号电机和二号电机布置在同侧，且轴平行布置，一号电机4输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机8输出动力经二号减速器9、太阳轮11，一号电机4和二号电机8的动力通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出给驱动轮16。

2.根据权利要求1所描述的双电机转速耦合驱动总成，其特征是：一号电机单独工作模式分为一号电机驱动工作模式和一号电机发电工作模式。在一号电机单独工作模式下，二号电机8停机，锁止器1脱开，锁止器10锁止。

一号电机驱动工作模式。储能装置6输出能量，一号控制器5按照驾驶员指令控制一号电机4工作于电动模式，一号电机输出动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶。

再生制动一号电机发电工作模式。一号电机4工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、齿圈内齿13、齿圈外齿12、动力输入齿轮2、一号减速器3拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车再生制动控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

3.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：二号电机单独工作模式分为二号电机驱动工作模式和二号电机发电工作模式。在二号电机单独工作模式下，一号电机4停机，锁止器1锁止，锁止器10脱开。

二号电机驱动工作模式。储能装置6输出能量，二号控制器7按照驾驶员指令控制二号电机8工作于电动模式，二号电机输出动力经二号减速器9、太阳轮11、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶。

再生制动二号电机发电工作模式。二号电机8工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、太阳轮11、二号减速器9拖动二号电机8旋转，二号控制器7按照整车再生制动控制逻辑控制二号电机的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

4.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：在两电机转速耦合驱动工作模式下，储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号控制器5和二号控制器7按照驾驶员指令控制一号电机4和二号电机8工作于电动模式，一号电机4输出动力经一号减速器3、一号电机动力输入齿轮2、齿圈外齿12，二号电机输出动力经二号减速器9、太阳轮11，同时，二号电机和一号电机的动力通过行星齿轮实现转速耦合并由行星架15输出给驱动轮16，驱动车辆行驶。

5.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：在一号电机驱动和二号电机发电工作模式下，储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号控制器5按照驾驶员指令控制一号电机4工作于电动模式，一号电机输出的一部分动力经一号减速器3、动力输入齿轮2、齿圈外齿12、齿圈内齿13、行星架15到驱动轮16，驱动车辆行驶，同时，二号控制器7控制二号电机8工作于发电模式，一号电机输出的另一部分动力经行星轮系、二号减速器9，拖动二号电机8旋转，二号控制器7按照整车控制逻辑控制二号电机8的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

6.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：在二号电机驱动和一号电机发电工作模式下，储能装置6输出能量，锁止器1脱开，锁止器10脱开，二号控制器7按照驾驶员指令控制二号电机8工作于电动模式，二号电机输出的一部分动力经二号减速器9、太阳轮11、行星架15输出到驱动轮16，驱动车辆行驶，同时，一号控制器5控制一号电机4工作于发电模式，二号电机输出的另一部分动力经行星齿轮系、动力输入齿轮2、一号减速器3，拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

7.根据权利要求1所描述的双电机转速耦合驱动总成，其特征是：在再生制动两电机能量回收工作模式下，锁止器1脱开，锁止器10脱开，一号电机4和二号电机8都工作于发电模式，车辆惯性转矩经驱动轮16、行星齿轮系、一号电机动力输入齿轮2、一号减速器3，拖动一号电机4旋转，一号控制器5按照整车再生制动控制逻辑控制一号电机4的发电量，并输出直流电为储能装置6充电，同时车辆惯性转矩经驱动轮16、行星架15、太阳轮11、二号减速器9，拖动二号电机旋转，二号控制器7按照整车再生制动控制逻辑控制二号电机发电量，并输出直流电为储能装置6充电。

8.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：一号减速器3和二号减速器9可以是具有定传动比的减速器，也可以是变速器，其可以具有多个变速级，多个变速级可至少具备增速变速级和减速变速级，根据需要该减速器也可以取消。

9.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：双电机动力源既可以是电机也可以是发动机或其它动力源的组合，两动力源的特性可以相同也可以不同。

10.根据权利要求1所描述的双电机动力耦合驱动总成，其特征是：在行星架15后安装主减速器及差速器总成则可以用于传统车辆的驱动；在行星架15后接驱动轮，用两套该驱动总成实现车辆的双侧独立驱动，以满足大吨位双侧独立驱动车辆的动力需求。