CN106763554B - 一种车用双轴横置纯电驱动力系统进行变速的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车驱动系统技术领域，涉及一种车用双轴横置纯电驱动力系统及变速方法。包括第一驱动电机、第二驱动电机和变速箱。通过各齿轮系不同的组合将两个驱动电机的动力单独或组合输出。所述方法包括低速传动、低速换挡至高速传动和倒挡传动。本发明的有益效果为：结构简单，布置方便，加速性和爬坡能力都比较高，且换档平顺，又能保证动力不中断，使在换档过程中延续行驶所需动力的产生；同时，可将车辆行驶产生动能在制动时转化为部分电能，节省部分电能量损失，从而降低电池成本，提高电动车的续驶里程。

Description

一种车用双轴横置纯电驱动力系统进行变速的方法

技术领域

本发明属于汽车驱动系统技术领域，涉及一种车用双轴横置纯电驱动力系统及变速方法。

背景技术

随着世界的快速发展，能源匮乏、环境污染等问题被广泛关注。目前，环保与节能成为当前全世界面对的重要问题，中国政府也提出了建设节约型社会的基本国策和鼓励发展小排量节能型汽车的产业发展政策，电动汽车是实现这一目标的重要手段之一。

目前市场应用较多的纯电动驱动系统有：多档传动装置和带离合器的传统驱动系统、多档传动装置和不带离合器的驱动系统、两个独立的驱动电机和带有驱动轴的固定档传动装置、驱动电机和一级减速器传动装置；其中，多档传动装置和带离合器的传统驱动系统加速性较好，但换档时有动力中断；多档传动装置和不带离合器的驱动系统传动效率较高、没有动力中断；驱动电机和一级减速器传动装置能实现无级变速，但是加速性、爬坡能力差，驱动电机的效率没有充分发挥。另一方面，汽车在加速行驶阶段、低速行驶阶段和高速行驶阶段对功率的需求不同，如果采用单电机驱动，电机很难一直工作在高效运转区，从而容易造成电能的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种车用双轴横置纯电驱动力系统，包括第一驱动电机、第二驱动电机和变速箱，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机相对设置于所述变速箱的两侧，所述第一驱动电机的主轴与所述变速箱内的第一输入轴连接，第一主动齿轮和第二主动齿轮与所述第一输入轴固连，所述第二驱动电机的主轴与所述变速箱内的第二输入轴连接，第三主动齿轮和第四主动齿轮与所述第二输入轴固连，在所述变速箱内设有中间轴，在所述中间轴上能够相对转动的设有与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮，与所述第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮，与所述第三主动齿轮啮合的第三从动齿轮，与所述第四主动齿轮啮合的第四从动齿轮；在所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间，在所述中间轴上能够滑动地设有第一结合套，在所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮之间，在所述中间轴上能够滑动地设有第二结合套；在所述第二从动齿轮和所述第四从动齿轮之间，与所述中间轴固连有中间轴主动齿轮；在所述变速箱内还设有两端伸出到所述变速箱外的输出轴，在所述输出轴上设有与所述中间轴主动齿轮啮合的输出轴从动齿轮。

进一步的，所述第一主动齿轮和第一从动齿轮构成第一齿轮系。

进一步的，所述第二主动齿轮和第二从动齿轮构成第二齿轮系。

进一步的，所述第三主动齿轮和第三从动齿轮构成第三齿轮系。

进一步的，所述第四主动齿轮和第四从动齿轮构成第四齿轮系。

进一步的，所述第一齿轮系和第三齿轮系为具有相同传动比的高速齿轮系。

进一步的，所述第二齿轮系和第四齿轮系为具有相同传动比的低速齿轮系。

进一步的，一种车用双轴横置纯电驱动力系统变速方法，包括：

1.低速传动：控制所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，使得两个电机转速相同，转向相反，将所述第一结合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，将所述第二结合套与所述第四从动齿轮结合，所述第四从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.低速换挡至高速传动：

2.1所述第一驱动电机单独低速挡传动：

控制所述第一驱动电机转动，将所述第一结合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.2所述第一驱动电机和所述第二驱动电机同时低速挡传动：

调节所述第二驱动电机的转速，使其所述第二输入轴与所述第一输入轴转速相同，转向相反，将所述第二接合套与所述第四从动齿轮结合，所述第四从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.3所述第二驱动电机单独低速挡传动：

将所述第一结合套与所述第二从动齿轮脱离，使得动力从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力有所述输出轴输出；

2.4所述第二驱动电机低速挡传动的同时所述第一驱动电机高速挡传动：

调节所述第一驱动电机的转速，使得所述第一输入轴的转速与所述中间轴的转速相同，方向与所述第二输入轴的方向相反，将所述第一接合套与所述第一从动齿轮结合，所述第一从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力从所述第一驱动电机经由所述第一齿轮系以高挡位，同时从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.5所述第一驱动电机和所述第二驱动电机同时高速挡传动：

调节所述第二驱动电机的转速，使得所述第二输入轴的转速与所述中间轴的转速相同，方向与所述第一输入轴的方向相反，将所述第二接合套与所述第三从动齿轮结合，所述第三从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第一齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第三齿轮系以高挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

3.倒挡传动：

所述第一驱动电机单独反转，所述第一接合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，使得反向动力从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系以反向低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴反向输出。

本发明的有益效果为：结构简单，布置方便，加速性和爬坡能力都比较高，且换档平顺，又能保证动力不中断，使在换档过程中延续行驶所需动力的产生；同时，可将车辆行驶产生动能在制动时转化为部分电能，节省部分电能量损失，从而降低电池成本，提高电动车的续驶里程。

附图说明

图1为所述系统的结构示意图。

图2为所述系统在低速挡模式下动力传递路线示意图。

图3为所述系统在高速挡模式下动力传递路线示意图。

图中：1-第一驱动电机，2-第一输入轴，3-第一主动齿轮，4-第二主动齿轮，5-第四主动齿轮，6-第三主动齿轮，7-第二输入轴，8-第二驱动电机，9-第一从动齿轮，10-第一结合套， 11-输出轴，12-第二从动齿轮，13-输出轴从动齿轮，14-中间轴主动齿轮，15-第四从动齿轮，16-第二结合套，17-第三从动齿轮，18-中间轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说明。

实施例一

所述系统，如图1所示，包括第一驱动电机1、第二驱动电机8和变速箱，所述第一驱动电机1和所述第二驱动电机8相对设置于所述变速箱的两侧，所述第一驱动电机1的主轴与所述变速箱内的第一输入轴2连接，第一主动齿轮3和第二主动齿轮4与所述第一输入轴2固连，所述第二驱动电机8的主轴与所述变速箱内的第二输入轴7连接，第三主动齿轮6 和第四主动齿轮5与所述第二输入轴7固连，在所述变速箱内设有中间轴18，在所述中间轴 18上能够相对转动的设有与所述第一主动齿轮3啮合的第一从动齿轮9，与所述第二主动齿轮4啮合的第二从动齿轮12，与所述第三主动齿轮6啮合的第三从动齿轮17，与所述第四主动齿轮5啮合的第四从动齿轮15；在所述第一从动齿轮9和所述第二从动齿轮12之间，在所述中间轴18上能够滑动地设有第一结合套10，在所述第三从动齿轮17和所述第四从动齿轮15之间，在所述中间轴18上能够滑动地设有第二结合套16；在所述第二从动齿轮12和所述第四从动齿轮15之间，与所述中间轴18固连有中间轴主动齿轮14；在所述变速箱内还设有两端伸出到所述变速箱外的输出轴11，在所述输出轴11上设有与所述中间轴主动齿轮 14啮合的输出轴从动齿轮13。

进一步的，所述第一主动齿轮3和第一从动齿轮9构成第一齿轮系。

进一步的，所述第二主动齿轮4和第二从动齿轮12构成第二齿轮系。

进一步的，所述第三主动齿轮6和第三从动齿轮17构成第三齿轮系。

进一步的，所述第四主动齿轮5和第四从动齿轮15构成第四齿轮系。

进一步的，所述第一齿轮系和第三齿轮系为具有相同传动比的高速齿轮系。

进一步的，所述第二齿轮系和第四齿轮系为具有相同传动比的低速齿轮系。

进一步的，所述系统的变速方法，包括：

1.低速传动：如图2所示，控制所述第一驱动电机1和所述第二驱动电机8，使得两个电机转速相同，转向相反，将所述第一结合套10与所述第二从动齿轮12结合，所述第二从动齿轮12与所述中间轴18固连，将所述第二结合套16与所述第四从动齿轮15结合，所述第四从动齿轮15与所述中间轴18固连，使得动力分别从所述第一驱动电机1经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机8经由所述第四齿轮系传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴11输出。

此时，动力传递路径，其一是从所述第一驱动电机1传递到所述第一输入轴2，经由所述第二齿轮系通过所述第一结合套10传递给所述中间轴18；其二是从所述第二驱动电机8 传递到所述第二输入轴7，经由所述第四齿轮系通过所述第二结合套16传递给所述中间轴18。上述两条路径传递给所述中间轴18的动力通过所述中间轴主动齿轮14和所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

2.低速换挡至高速传动：

2.1所述第一驱动电机1单独低速挡传动：

控制所述第一驱动电机1转动，将所述第一结合套10与所述第二从动齿轮12结合，所述第二从动齿轮12与所述中间轴18固连，使得动力从所述第一驱动电机1经由所述第二齿轮系以低挡位传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴11输出。

此时，动力从所述第一驱动电机1传递给所述第一输入轴2，经由所述第二齿轮系通过所述第一结合套10传递给所述中间轴18，再经由所述中间轴主动齿轮14与所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

2.2所述第一驱动电机1和所述第二驱动电机8同时低速挡传动：

调节所述第二驱动电机8的转速，使得所述第二输入轴7与所述第一输入轴2转速相同，转向相反，将所述第二接合套16与所述第四从动齿轮15结合，所述第四从动齿轮15与所述中间轴18固连，使得动力分别从所述第一驱动电机1经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机8经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮 14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴 11输出。

此时，如图2所示，动力传递路径，其一是从所述第一驱动电机1传递到所述第一输入轴2，经由所述第二齿轮系通过所述第一结合套10传递给所述中间轴18；其二是从所述第二驱动电机8传递到所述第二输入轴7，经由所述第四齿轮系通过所述第二结合套16传递给所述中间轴18。上述两条路径以低速挡传递给所述中间轴18的动力通过所述中间轴主动齿轮 14和所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

2.3所述第二驱动电机8单独低速挡传动：

将所述第一结合套10与所述第二从动齿轮12脱离，使得动力从所述第二驱动电机8经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力有所述输出轴11输出。

此时，动力从所述第二驱动电机8传递给所述第二输入轴7，经由所述第四齿轮系通过所述第二结合套16传递给所述中间轴18，再经由所述中间轴主动齿轮14与所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

2.4所述第二驱动电机8低速挡传动的同时所述第一驱动电机1高速挡传动：

调节所述第一驱动电机1的转速，使得所述第一输入轴2的转速与所述中间轴18的转速相同，方向与所述第二输入轴2的方向相反，将所述第一接合套10与所述第一从动齿轮9结合，所述第一从动齿轮9与所述中间轴18固连，使得动力从所述第一驱动电机1经由所述第一齿轮系以高挡位，同时从所述第二驱动电机8经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴11输出。

此时，动力传递路径，其一是从所述第一驱动电机1传递到所述第一输入轴2，经由所述第一齿轮系通过所述第一结合套10以高速挡传递给所述中间轴18；其二是从所述第二驱动电机8传递到所述第二输入轴7，经由所述第四齿轮系通过所述第二结合套16以低速挡传递给所述中间轴18。上述两条路径传递给所述中间轴18的动力通过所述中间轴主动齿轮14 和所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

2.5所述第一驱动电机1和所述第二驱动电机8同时高速挡传动：

调节所述第二驱动电机8的转速，使得所述第二输入轴7的转速与所述中间轴18的转速相同，方向与所述第一输入轴2的方向相反，将所述第二接合套16与所述第三从动齿轮17 结合，所述第三从动齿轮17与所述中间轴18固连，使得动力分别从所述第一驱动电机1经由所述第一齿轮系，以及从所述第二驱动电机8经由所述第三齿轮系以高挡位传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮13啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴11输出。

此时，如图3所示，动力传递路径，其一是从所述第一驱动电机1传递到所述第一输入轴2，经由所述第一齿轮系通过所述第一结合套10传递给所述中间轴18；其二是从所述第二驱动电机8传递到所述第二输入轴7，经由所述第三齿轮系通过所述第二结合套16传递给所述中间轴18。上述两条路径以高速挡传递给所述中间轴18的动力通过所述中间轴主动齿轮14和所述输出轴从动齿轮13组成的齿轮系传递给所述输出轴11输出。

3.倒挡传动：

所述第一驱动电机1单独反转，所述第一接合套10与所述第二从动齿轮12结合，所述第二从动齿轮12与所述中间轴18固连，使得反向动力从所述第一驱动电机1经由所述第二齿轮系以反向低挡位传递给所述中间轴18固连的所述中间轴主动齿轮14后，通过与所述中间轴主动齿轮14啮合的所述输出轴从动齿轮13将动力通过所述输出轴11反向输出。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种车用双轴横置纯电驱动力系统进行变速的方法，车用双轴横置纯电驱动力系统包括第一驱动电机、第二驱动电机和变速箱，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机相对设置于所述变速箱的两侧，所述第一驱动电机的主轴与所述变速箱内的第一输入轴连接，第一主动齿轮和第二主动齿轮与所述第一输入轴固连，所述第二驱动电机的主轴与所述变速箱内的第二输入轴连接，第三主动齿轮和第四主动齿轮与所述第二输入轴固连，在所述变速箱内设有中间轴，在所述中间轴上能够相对转动的设有与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮，与所述第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮，与所述第三主动齿轮啮合的第三从动齿轮，与所述第四主动齿轮啮合的第四从动齿轮；在所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间，在所述中间轴上能够滑动地设有第一结合套，在所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮之间，在所述中间轴上能够滑动地设有第二结合套；在所述第二从动齿轮和所述第四从动齿轮之间，与所述中间轴固连有中间轴主动齿轮；在所述变速箱内还设有两端伸出到所述变速箱外的输出轴，在所述输出轴上设有与所述中间轴主动齿轮啮合的输出轴从动齿轮；所述第一主动齿轮和第一从动齿轮构成第一齿轮系，所述第二主动齿轮和第二从动齿轮构成第二齿轮系，所述第三主动齿轮和第三从动齿轮构成第三齿轮系，所述第四主动齿轮和第四从动齿轮构成第四齿轮系；所述第一齿轮系和第三齿轮系为具有相同传动比的高速齿轮系，所述第二齿轮系和第四齿轮系为具有相同传动比的低速齿轮系；

其特征在于，所述方法包括：

1)低速传动：控制所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，使得两个电机转速相同，转向相反，将所述第一结合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，将所述第二结合套与所述第四从动齿轮结合，所述第四从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2)低速换挡至高速传动：

2.1)所述第一驱动电机单独低速挡传动：

控制所述第一驱动电机转动，将所述第一结合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.2)所述第一驱动电机和所述第二驱动电机同时低速挡传动：

调节所述第二驱动电机的转速，使其所述第二输入轴与所述第一输入轴转速相同，转向相反，将所述第二结合套与所述第四从动齿轮结合，所述第四从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.3)所述第二驱动电机单独低速挡传动：

将所述第一结合套与所述第二从动齿轮脱离，使得动力从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力有所述输出轴输出；

2.4)所述第二驱动电机低速挡传动的同时所述第一驱动电机高速挡传动：

调节所述第一驱动电机的转速，使得所述第一输入轴的转速与所述中间轴的转速相同，方向与所述第二输入轴的方向相反，将所述第一结合套与所述第一从动齿轮结合，所述第一从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力从所述第一驱动电机经由所述第一齿轮系以高挡位，同时从所述第二驱动电机经由所述第四齿轮系以低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

2.5)所述第一驱动电机和所述第二驱动电机同时高速挡传动：

调节所述第二驱动电机的转速，使得所述第二输入轴的转速与所述中间轴的转速相同，方向与所述第一输入轴的方向相反，将所述第二结合套与所述第三从动齿轮结合，所述第三从动齿轮与所述中间轴固连，使得动力分别从所述第一驱动电机经由所述第一齿轮系，以及从所述第二驱动电机经由所述第三齿轮系以高挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴输出；

3)倒挡传动：

所述第一驱动电机单独反转，所述第一结合套与所述第二从动齿轮结合，所述第二从动齿轮与所述中间轴固连，使得反向动力从所述第一驱动电机经由所述第二齿轮系以反向低挡位传递给所述中间轴固连的所述中间轴主动齿轮后，通过与所述中间轴主动齿轮啮合的所述输出轴从动齿轮将动力通过所述输出轴反向输出。