CN107020937A - 一种双电机无动力中断变速装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电机无动力中断变速装置及控制方法，双电机无动力中断变速装置包括双电机、双向离合器（104），还包括变速装置及变速装置输入轴（108）、变速装置输出轴（101），双电机包括第一驱动电机TM1（16）和第二驱动电机TM2（15），第一驱动电机TM1（16）、第二驱动电机TM2（15）和变速装置构成动力耦合器（100）。本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法是对传统AMT电传动形式进行改进，将传统单电机形式转变为双电机动力耦合输出形式，两个电机峰值功率之和近似等于原单电机驱动构型相应单电机峰值功率，两个电机峰值扭矩可根据变速结构部分速比及整车动力性能来进行协同匹配设计，整体结构紧凑，功能集成度高，控制系统可靠性好。

Description

一种双电机无动力中断变速装置及控制方法

技术领域

本发明涉及电动车辆动力驱动技术领域，具体涉及一种用于纯电动车辆的双电机无动力中断变速装置及控制方法。

背景技术

为了进一步优化整车动力性和经济性，在纯电动车辆上搭载如AMT等变速器装置已经逐渐成为一种必然趋势。但是，传统的AMT装置在换档时必然会因离合器作用而产生动力中断；即便是纯电动车用无离合AMT装置，在换档时仍需驱动电机进行卸载（扭矩归零）处理，也会存在无法避免的动力中断。该现象会导致在换档时产生顿挫感甚至明显的冲击，影响汽车行驶中平顺性和乘坐舒适性。同时，电传动路径上驱动扭矩归零又加载也会产生较大的扭震等现象，影响传动系统零部件使用寿命。

目前，传统的无明显动力中断的变速装置或其变形结构，如DCT，CVT等，虽然在理论上可以消除上述动力中断现象，但这类变速装置结构复杂、成本较高、维护困难，也无法发挥出纯电动车电驱动的固有优势，并不适合在纯电动车上广泛推广应用。

目前，已有一些双电机无动力中断的换挡结构。公开号为CN106274460A的中国发明专利公开了一种双电机驱动变速箱控制方法，两个电机与变速箱连接，其第二电机在车辆整个换挡过程中引起的轮端驱动力矩损失由第一电机补偿，以便实现无动力中断换挡过程。公开号为CN106427511A的中国发明专利公开了一种无动力中断AMT电驱动结构，驱动电机与机械式自动变速器的输出端连接，驱动电机与机械式自动变速器、动力电机串联同轴布置并呈双电机同轴耦合结构，消除因传动轴扭矩归零再加载产生的扭振危害，提高车辆行驶平顺性和舒适性，提高AMT系统寿命。公开号为CN106382349A的发明专利公开了一种无动力中断的双电机紧凑型变速箱，在A、B两个电机及变速箱模块之间布设行星排减速装置，变速箱以两个电机为动力输入，变速箱通过对电机与变速箱整体空间的统筹规划而缩减尺寸，双电机的设置也避免其中一个电机故障而另一个电机可以继续提供动力保障车辆安全行驶。目前已有的双电机无动力中断的换挡结构，其虽然能消除动力中断现象，但其新引入的电机是在原结构上的简单叠加，会在一定程度上增大原结构的体积，提高了底盘布置的难度；新引入第二个电机主要作用是进行动力中断补偿，无法系统地分配变速挡位，发挥换挡变速作用的仍为原有的变速装置，结构显得冗余，并没有发挥出双电机固有的优势，有待进一步优化提高。公开号为CN106382349A的发明专利的技术方案，它虽然是紧凑型结构，但使用了2个行星排、2个离合器，且可实现的挡位数却较少。

发明内容

基于现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种双电机无动力中断变速装置及控制方法，双电机与双向离合器共同完成换挡操作，双电机的耦合驱动模式有利于解除单电机在在功率、扭矩方面的限制，提高电驱动系统的容错性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

首先，本发明公开了一种结构紧凑、易于实现的双电机无动力中断变速装置。

本发明的双电机无动力中断变速装置包括双电机、双向离合器，还包括变速装置及变速装置输入轴、变速装置输出轴，所述双电机、双向离合器、变速装置及变速装置输入轴变速装置输出轴与整车控制系统连接，所述整车控制系统包括动力电池、动力控制单元TCU、电池管理系统BMS、整车CAN通讯网络CAN1、仪表控制单元ICU、整车控制单元VCU、离合器控制单元CCU、整车其它模块、车辆驱动轮、车辆驱动桥、车辆传动轴、耦合器输出轴转速传感器、电机控制单元MCU、联轴器、高速挡输出齿轮、低速挡输出齿轮、低速挡输入齿轮、高速挡输入齿轮；所述双电机包括第一驱动电机TM1和第二驱动电机TM2；所述第一驱动电机TM1、所述第二驱动电机TM2和所述变速装置构成动力耦合器；所述第二驱动电机TM2与所述变速装置输出轴之间增设有一对啮合齿轮；所述第一驱动电机TM1的动力接入所述变速装置输入轴处，经过一对啮合齿轮变速后将动力接入变速装置输出轴处；所述第二驱动电机TM2的动力直接接入变速装置输出轴处，即完成与第一驱动电机TM1的动力耦合；所述变速装置输出轴为动力耦合器的动力输出轴，所述变速装置输出轴将动力输出给整车主减速器。

优选的是，所述一对啮合齿轮包括TM2动力输出齿轮和TM2动力输入齿轮。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力耦合器连接耦合器输出轴转速传感器，所述耦合器输出轴转速传感器通过车辆传动轴连接车辆驱动桥，所述车辆驱动桥连接车辆驱动轮。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第一驱动电机TM1和所述第二驱动电机TM2与所述电机控制单元MCU相连接，所述电机控制单元MCU连接动力电池，所述动力电池连接电池管理系统BMS，所述电池管理系统BMS连接整车CAN通讯网络CAN1，所述整车CAN通讯网络CAN1与所述仪表控制单元ICU、整车控制单元VCU、整车其它模块连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第一驱动电机TM1的输出轴处设置有第一驱动电机输出轴转速传感器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第二驱动电机TM2的输出轴处设置有第二驱动电机输出轴转速传感器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第一驱动电机输出轴转速传感器与所述第二驱动电机输出轴转速传感器、所述耦合器输出轴转速传感器连接动力控制单元TCU，所述第一驱动电机输出轴转速传感器与所述第二驱动电机输出轴转速传感器、所述耦合器输出轴转速传感器将各自位置处的转速信号传送至动力控制单元TCU。

在上述任一技术方案中优选的是，所述双向离合器设置有离合执行器，所述离合执行器用于向双向离合器提供驱动力，使双向离合器能沿轴线方向移动。

在上述任一技术方案中优选的是，所述离合执行器的动力源形式包括但不限于电磁吸合式、电机驱动式、液压传动式或气压传动式。

在上述任一技术方案中优选的是，所述双电机无动力中断变速装置还设置有内部CAN通讯网络CAN2，所述内部CAN通讯网络CAN2连接所述整车控制单元VCU、动力控制单元TCU、离合器控制单元CCU、电机控制单元MCU；所述内部CAN通讯网络CAN2为独立的内部CAN通讯网络，其与原有整车CAN通讯网络CAN1良好关联且不产生通讯冗余。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力控制单元TCU为内部CAN通讯网络CAN2的主要控制节点，所述整车控制单元VCU用于实现原有整车CAN通讯网络CAN1、内部CAN通讯网络CAN2上信息的转发。

其次，本发明还公开了一种双电机无动力中断变速装置的控制方法，该控制方法基于上述任一项所述的双电机无动力中断变速装置。

本发明的双电机无动力中断变速装置的控制方法包括：

双电机无动力中断变速装置的换挡操作由第一驱动电机TM1和第二驱动电机TM2这两个电机的工作状态、双向离合器的工作状态共同完成，实现第一驱动电机TM1接入低速挡工作、第一驱动电机TM1接入高速挡工作、第二驱动电机TM2单独直驱工作、第一驱动电机TM1接入低速挡与第二驱动电机TM2耦合工作、第一驱动电机TM1接入高速挡与第二驱动电机TM2耦合工作、第一驱动电机TM1与第二驱动电机TM2均不工作的共计六种工作模式；

结合一般纯电动车挡位设计实际情况，高速挡速比一般设为1，在第一驱动电机TM1与第二驱动电机TM2电机相近的情况下，即第一驱动电机TM1接入高速挡工作与第二驱动电机TM2单独直驱工作的状态相近，无需以此速比差异定义新挡位；同时，第一驱动电机TM1与第二驱动电机TM2均不工作时即为一般意义上的空挡，则实用性较强的4挡位切换即实现纯电动车无动力中断变速控制。

在上述任一技术方案中优选的是，所述4挡位切换实现纯电动车无动力中断变速控制包括：将第一驱动电机TM1接入低速挡与第二驱动电机TM2耦合工作定义为1档，将第一驱动电机TM1接入低速挡工作定义为2挡，将第一驱动电机TM1接入高速挡与第二驱动电机TM2耦合工作定义为3挡，将第一驱动电机TM1接入高速挡工作定义为4挡；在1挡切换入2挡过程中，第二驱动电机TM2会滞后停机在第一驱动电机TM1换挡时仍输出扭矩；在2挡切换入3挡过程中，第二驱动电机TM2会提前工作，在第一驱动电机TM1换挡时先输出动力；在3挡切换入4挡过程中，第二驱动电机TM2会滞后停机在第一驱动电机TM1换挡时仍输出动力；上述4挡位切换过程即可保证在挡位切换时，传动系上始终有动力存在，即实现纯电动车无动力中断变速。

本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法，是对传统AMT电传动形式进行改进，将传统单电机形式转变为双电机动力耦合输出形式，两个电机峰值功率之和近似等于原单电机驱动构型相应单电机峰值功率，两个电机峰值扭矩可根据变速结构部分速比及整车动力性能来进行协同匹配设计。本发明的双电机无动力中断变速装置，动力耦合形式为扭矩耦合，双电机与双向离合器共同完成换挡操作，结构紧凑，功能集成度高；基于双电机无动力中断变速装置的控制方法，可靠性好。

需要指出的是，现有技术中，一般的无动力中断AMT，其第二电机多半是一种“换挡时动力补偿”的概念，而在本发明技术方案中，其第二电机（即第二驱动电机TM2）是完全参与换挡的，第二电机的启停（即第二驱动电机TM2的启停）、扭矩调节直接影响当前挡位，第一、第二电机（即第一驱动电机TM1、第二驱动电机TM2）的地位基本等同，第一、第二电机（即第一驱动电机TM1、第二驱动电机TM2）共同配合才能完成换挡。

进一步需要指出的是，与本发明布置方案、效果接近或雷同的结构均应纳入本发明范围内，如考虑到两电机布置空间，而在第二驱动电机TM2与变速装置输出轴间增加一对啮合齿轮传动。

再进一步需要指出的是，本发明的技术方案易于延拓，即通过增加电机个数或增加变速装置离合器处挡位即可使整个装置挡位数大大增加。但考虑到实际情况，本发明所直接指出的4挡变速即可满足纯电动车一般行驶需要。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下技术优势：

1、本发明所涉及的一种双电机无动力中断变速装置及其控制方法可以良好地消除一般变速器在换档过程中的动力中断现象，从而提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性，并进一步消除因传动轴上扭矩归零又加载所产生的扭震等危害，提高各零部件使用寿命。

2、本发明所提出的双电机耦合驱动模式，解除了单电机在在功率、扭矩方面的限制；同功率、扭矩情况下，也使得成本大大降低；同时，双电机耦合驱动也提高了电驱动系统的容错性。

3、本发明在第一驱动电机TM1后接入变速装置；第一驱动电机TM1，变速装置及第二驱动电机TM2这三者的自由组合可以使得电驱动系统的外特性（扭矩，转速）范围得到极大的扩展，可以在保证车辆动力性前提下，使两个电机尽可能均工作在高效率区，提高其经济性；同时，系统的适用性也大大提高。

4、本发明可以良好地实现速比梯度配置，使得整车实际换挡过程中，档位划分更加平顺合理，换挡时也会更加自然柔和，能够满足车辆行驶过程中真实换挡需要；即该系统具有较高的实用性。

5、本发明相比于传统电驱动构型，所新加入的第二驱动电机TM2会根据整车行驶需要，适时向传动系输出动力，且该电机的引入减小了原单电机的体积和质量；因此，本发明在一定程度上并未过多增加车辆整备质量或占用布置空间，而消除了传统变速器换挡时的动力中断并大大优化了电驱动系统的外特性，也使得换挡过程操作更加简单。

6、本发明提出多种理论换挡控制策略，在此基础上充分有效地利用了其中的4种。在只具有1个双向离合器的前提下，即可实现4挡切换，这4档切换可以满足纯电动车的一般行驶需求。

7、本发明结构简单，布置紧凑，易于实现；两个电机并列布置，配合一个双向离合和齿轮系即可以实现4个挡位的切换；两个电机扭矩互补，可靠性高，容错性强；整个结构易于维护，具有良好的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的双电机无动力中断变速装置与整车控制系统连接结构示意图；

图2为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的动力耦合变速装置结构示意图；

图3为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的考虑了电机布置的动力耦合变速装置结构示意图；

图4为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的双电机无动力中断变速装置的控制方法在1挡功率流示意图；

图5为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的双电机无动力中断变速装置的控制方法在2挡功率流示意图；

图6为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的双电机无动力中断变速装置的控制方法在3挡功率流示意图；

图7为按照本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法的一优选实施例的双电机无动力中断变速装置的控制方法在4挡功率流示意图；

附图标记：

1、动力电池，2、动力控制单元TCU（Traction Control Unit, TCU），3、电池管理系统BMS（Battery Management System，BMS），4、内部CAN通讯网络CAN2，5、整车CAN通讯网络CAN1，6、仪表控制单元ICU（Instrument Control Unit, ICU），7、整车控制单元VCU（Vehicle Control Unit, VCU），8、第一驱动电机输出轴转速传感器，9、整车其它模块，10、车辆驱动轮，11 、车辆驱动桥，12、车辆传动轴，13、耦合器输出轴转速传感器，14、第二驱动电机输出轴转速传感器，15、第二驱动电机TM2（Traction Motor 2, TM2），16、第一驱动电机TM1（Traction Motor 1, TM1），17、电机控制单元MCU（Motor Control Unit, MCU），18、联轴器；

100、动力耦合器，101、变速装置输出轴，102、高速挡输出齿轮，103、低速挡输出齿轮，104、双向离合器，105、低速挡输入齿轮，106、离合执行器，107、高速挡输入齿轮，108、变速装置输入轴，109、TM2动力输出齿轮，110、TM2动力输入齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提供一种结构紧凑、功能集成度高、可靠性好的纯电动车用无动力中断变速装置及控制策略，以解决现有技术中所存在的问题，本发明实施例提出一种双电机无动力中断变速装置及控制方法。本发明的双电机无动力中断变速装置及控制方法是对传统AMT电传动形式进行改进，将传统单电机形式转变为双电机动力耦合输出形式，两个电机峰值功率之和近似等于原单电机驱动构型相应单电机峰值功率，两个电机峰值扭矩可根据变速结构部分速比及整车动力性能来进行协同匹配设计。

实施例1

如图1所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置包括由第一驱动电机TM1 16和第二驱动电机TM2 15构成的双电机，以及双向离合器104，还包括变速装置及变速装置输入轴108、变速装置输出轴101，第一驱动电机TM1 16、第二驱动电机TM2 15、双向离合器104、变速装置及变速装置输入轴108、变速装置输出轴101与整车控制系统连接。整车控制系统包括动力电池1、动力控制单元TCU 2、电池管理系统BMS 3、整车CAN通讯网络CAN1 5、仪表控制单元ICU 6、整车控制单元VCU 7、离合器控制单元CCU、整车其它模块9、车辆驱动轮10、车辆驱动桥11、车辆传动轴12、耦合器输出轴转速传感器13、电机控制单元MCU 17、联轴器18、高速挡输出齿轮102、低速挡输出齿轮103、低速挡输入齿轮105、高速挡输入齿轮107。

如图1所示，在本实施例所述的双电机无动力中断变速装置中，第一驱动电机TM116、第二驱动电机TM2 15和变速装置构成动力耦合器100；第二驱动电机TM2 15与变速装置输出轴101之间增设有一对啮合齿轮；第一驱动电机TM1 16的动力接入变速装置输入轴108处，经过一对啮合齿轮变速后将动力接入变速装置输出轴101处；第二驱动电机TM2 15的动力直接接入变速装置输出轴101处，即完成与第一驱动电机TM1 16的动力耦合；变速装置输出轴101为动力耦合器100的动力输出轴，变速装置输出轴101将动力输出给整车主减速器。

如图1所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，动力耦合器100连接耦合器输出轴转速传感器13，耦合器输出轴转速传感器13通过车辆传动轴12连接车辆驱动桥11，车辆驱动桥11连接车辆驱动轮10。第一驱动电机TM1 16和第二驱动电机TM2 15与电机控制单元MCU 17相连接，电机控制单元MCU 17连接动力电池1，动力电池1连接电池管理系统BMS 3，电池管理系统BMS 3连接整车CAN通讯网络CAN1 5，整车CAN通讯网络CAN1 5与仪表控制单元ICU 6、整车控制单元VCU 7、整车其它模块9连接。

如图1所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，第一驱动电机TM1 16的输出轴处设置有第一驱动电机输出轴转速传感器8，第二驱动电机TM2 15的输出轴处设置有第二驱动电机输出轴转速传感器14；第一驱动电机输出轴转速传感器8与第二驱动电机输出轴转速传感器14、耦合器输出轴转速传感器13连接动力控制单元TCU 2，第一驱动电机输出轴转速传感器8与第二驱动电机输出轴转速传感器14、耦合器输出轴转速传感器13将各自位置处的转速信号传送至动力控制单元TCU 2。

如图2所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，双向离合器104设置有离合执行器106，离合执行器106用于向双向离合器104提供驱动力，使双向离合器104能沿轴线方向移动。该离合执行器106的动力源形式包括但不限于电磁吸合式、电机驱动式、液压传动式或气压传动式。

如图1所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，其内部CAN通讯网络CAN2 4连接整车控制单元VCU 7、动力控制单元TCU 2、离合器控制单元CCU、电机控制单元MCU 17；内部CAN通讯网络CAN2 4为独立的内部CAN通讯网络，其与原有整车CAN通讯网络CAN1 5良好关联且不产生通讯冗余。

如图1所示，本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，动力控制单元TCU 2为内部CAN通讯网络CAN2 4的主要控制节点，整车控制单元VCU 7用于实现原有整车CAN通讯网络CAN1 5、内部CAN通讯网络CAN2 4上信息的转发。

如图3所示，在本实施例所述的双电机无动力中断变速装置中，所述一对啮合齿轮包括TM2动力输出齿轮109和TM2动力输入齿轮110。

本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，结构简单，布置紧凑，易于实现。第一驱动电机TM1 16、第二驱动电机TM2 15这两个电机并列布置，配合一个双向离合器104和齿轮系即可以实现4个挡位的切换。两个电机扭矩互补，可靠性高，容错性强。整个结构易于维护，具有良好的适用性。

本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，其控制方法包括：

双电机无动力中断变速装置的换挡操作由第一驱动电机TM1 16和第二驱动电机TM215这两个电机的工作状态、双向离合器104的工作状态共同完成，实现第一驱动电机TM1 16接入低速挡工作、第一驱动电机TM1 16接入高速挡工作、第二驱动电机TM2 15单独直驱工作、第一驱动电机TM1 16接入低速挡与第二驱动电机TM2 15耦合工作、第一驱动电机TM116接入高速挡与第二驱动电机TM2 15耦合工作、第一驱动电机TM1 16与第二驱动电机TM215均不工作的共计六种工作模式；

结合一般纯电动车挡位设计实际情况，高速挡速比一般设为1，在第一驱动电机TM1 16与第二驱动电机TM2 15电机相近的情况下，即第一驱动电机TM1 16接入高速挡工作与第二驱动电机TM2 15单独直驱工作的状态相近，无需以此速比差异定义新挡位；同时，第一驱动电机TM1 16与第二驱动电机TM2 15均不工作时即为一般意义上的空挡，则实用性较强的4挡位切换即实现纯电动车无动力中断变速控制；

所述4挡位切换实现纯电动车无动力中断变速控制包括：将第一驱动电机TM1 16接入低速挡与第二驱动电机TM2 15耦合工作定义为1档，将第一驱动电机TM1 16接入低速挡工作定义为2挡，将第一驱动电机TM1 16接入高速挡与第二驱动电机TM2 15耦合工作定义为3挡，将第一驱动电机TM1 16接入高速挡工作定义为4挡；在1挡切换入2挡过程中，第二驱动电机TM2 15会滞后停机在第一驱动电机TM1 16换挡时仍输出扭矩；在2挡切换入3挡过程中，第二驱动电机TM2 15会提前工作，在第一驱动电机TM1 16换挡时先输出动力；在3挡切换入4挡过程中，第二驱动电机TM2 15会滞后停机在第一驱动电机TM1 16换挡时仍输出动力；上述4挡位切换过程即可保证在挡位切换时，传动系上始终有动力存在，即实现纯电动车无动力中断变速。

本实施例所述的双电机无动力中断变速装置，提出了多种理论换挡控制策略，并在此基础上充分有效地利用了其中的4种。在只具有1个双向离合器的前提下，即可实现4挡切换，这4档切换可以满足纯电动车的一般行驶需求。

实施例2

在上述实施例1以及图1至图3的基础上，结合本发明技术方案，对纯电动车一般使用的4档切换控制策略的具体实施方式进行详细说明。

本实施例所述的双电机无动力中断变速装置主要涉及第一驱动电机TM1 16、第二驱动电机TM2 15、动力耦合器100，第一驱动电机TM1的动力可接入双向离合器104，该双向离合器104可通过离合执行器106驱动分别接入高速挡和低速挡，第二驱动电机TM2的动力则直接接入变速装置输出轴101，与第一驱动电机TM1动力进行耦合。

在本实施例所述的双电机无动力中断变速装置中，第一驱动电机TM1接入低速挡与第二驱动电机TM2耦合工作定义为1档，如图4所示；将第一驱动电机TM1接入低速挡工作定义为2挡，如图5所示；将第一驱动电机TM1接入高速挡与第二驱动电机TM2耦合工作定义为3挡，如图6所示；将第一驱动电机TM1接入高速挡工作定义为4挡，如图7所示。

在1挡切换入2挡过程中，第一驱动电机TM1会逐步增大扭矩，第二驱动电机TM2会逐步减小直至清除扭矩，最终第一驱动电机TM1单独在低速挡输出动力完成换挡；在2挡切换入3挡过程中，第一驱动电机TM1会逐步减小扭矩卸载，第二驱动电机TM2会逐步增大扭矩，当第一驱动电机TM1卸载完成后，离合执行机构106将双向离合器104拨至空挡，此时第二驱动电机TM2持续输出动力，第一驱动电机TM1调速后将双向离合器104拨至高速挡，当第一驱动电机TM1挂挡后逐步输出扭矩，最终与第二驱动电机TM2耦合输出动力完成换挡；在3挡切换入4挡过程中，第一驱动电机TM1会逐步增大扭矩，第二驱动电机TM2会逐步减小直至清除扭矩，最终第一驱动电机TM1单独在高速挡输出动力完成换挡。上述过程即可保证在挡位切换时，传动系上始终有动力存在，即实现无动力中断变速。

本实施例所述的双电机无动力中断变速装置及其控制策略，其上述的换挡过程操作简单，且能实现优良的速比梯度配置换挡，即各挡位最大输出扭矩间关系是灵活的、递进的。下面通过一组具体数据（一般性的1000、2000、3000、4000Nm）加以说明：设第一驱动电机TM1的峰值扭矩为1000Nm，第二驱动电机TM2的峰值扭矩为1000Nm，双向离合器104的低速挡速比为3，高速挡速比为1。在本实施例所述变速装置作用下，1挡最大输出扭矩为4000Nm，2挡最大输出扭矩为3000Nm，3挡最大输出扭矩为2000Nm，4挡最大输出扭矩为1000Nm，即速比设置时可以良好地实现梯度配比。

本实施例中，通过第一驱动电机输出轴转速传感器8、第二驱动电机输出轴转速传感器14和耦合器输出轴转速传感器13采集相应位置处转速信号，传送给动力控制单元2。其结合当前耦合变速装置100的挡位信息，综合判断所需各电机提供的扭矩，将控制命令发送给电机控制单元17，进行扭矩分配与调速。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

与本发明布置方案、效果接近或雷同的结构均应纳入本发明范围内，如考虑到两电机布置空间，而在第二驱动电机TM2与变速装置输出轴间增加一对啮合齿轮传动。

本发明易于延拓，即通过增加电机个数或增加变速装置离合器处挡位即可使整个装置挡位数大大增加。但考虑到实际情况，本发明所直接指出的4挡变速即可满足纯电动车一般行驶需要。

Claims (10)

1.一种双电机无动力中断变速装置，包括双电机、双向离合器（104），还包括变速装置及变速装置输入轴（108）、变速装置输出轴（101），所述双电机、双向离合器（104）、变速装置及变速装置输入轴（108）、变速装置输出轴（101）与整车控制系统连接，所述整车控制系统包括动力电池（1）、动力控制单元TCU（2）、电池管理系统BMS（3）、整车CAN通讯网络CAN1（5）、仪表控制单元ICU（6）、整车控制单元VCU（7）、离合器控制单元CCU、整车其它模块（9）、车辆驱动轮（10）、车辆驱动桥（11）、车辆传动轴（12）、耦合器输出轴转速传感器（13）、电机控制单元MCU（17）、联轴器（18）、高速挡输出齿轮（102）、低速挡输出齿轮（103）、低速挡输入齿轮（105）、高速挡输入齿轮（107），其特征在于：所述双电机包括第一驱动电机TM1（16）和第二驱动电机TM2（15）；所述第一驱动电机TM1（16）、所述第二驱动电机TM2（15）和所述变速装置构成动力耦合器（100）；所述第二驱动电机TM2（15）与所述变速装置输出轴（101）之间增设有一对啮合齿轮；所述第一驱动电机TM1（16）的动力接入所述变速装置输入轴（108）处，经过一对啮合齿轮变速后将动力接入变速装置输出轴（101）处；所述第二驱动电机TM2（15）的动力直接接入变速装置输出轴（101）处，即完成与第一驱动电机TM1（16）的动力耦合；所述变速装置输出轴（101）为动力耦合器（100）的动力输出轴，所述变速装置输出轴（101）将动力输出给整车主减速器。

2.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述一对啮合齿轮包括TM2动力输出齿轮（109）和TM2动力输入齿轮（110）。

3.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述动力耦合器（100）连接耦合器输出轴转速传感器（13），所述耦合器输出轴转速传感器（13）通过车辆传动轴（12）连接车辆驱动桥（11），所述车辆驱动桥（11）连接车辆驱动轮（10）。

4.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述第一驱动电机TM1（16）和所述第二驱动电机TM2（15）与所述电机控制单元MCU（17）相连接，所述电机控制单元MCU（17）连接动力电池（1），所述动力电池（1）连接电池管理系统BMS（3），所述电池管理系统BMS（3）连接整车CAN通讯网络CAN1（5），所述整车CAN通讯网络CAN1（5）与所述仪表控制单元ICU（6）、整车控制单元VCU（7）、整车其它模块（9）连接。

5.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述第一驱动电机TM1（16）的输出轴处设置有第一驱动电机输出轴转速传感器（8）。

6.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述第二驱动电机TM2（15）的输出轴处设置有第二驱动电机输出轴转速传感器（14）。

7.如权利要求5所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述第一驱动电机输出轴转速传感器（8）与所述第二驱动电机输出轴转速传感器（14）、所述耦合器输出轴转速传感器（13）连接动力控制单元TCU（2），所述第一驱动电机输出轴转速传感器（8）与所述第二驱动电机输出轴转速传感器（14）、所述耦合器输出轴转速传感器（13）将各自位置处的转速信号传送至动力控制单元TCU（2）。

8.如权利要求1所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述双向离合器（104）设置有离合执行器（106），所述离合执行器（106）用于向双向离合器（104）提供驱动力，使双向离合器（104）能沿轴线方向移动。

9.如权利要求8所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：所述离合执行器（106）的动力源形式包括但不限于电磁吸合式、电机驱动式、液压传动式或气压传动式。

10.一种双电机无动力中断变速装置的控制方法，包括如权利要求1至9中任一项所述的双电机无动力中断变速装置，其特征在于：该控制方法包括：

双电机无动力中断变速装置的换挡操作由第一驱动电机TM1（16）和第二驱动电机TM2（15）这两个电机的工作状态、双向离合器（104）的工作状态共同完成，实现第一驱动电机TM1（16）接入低速挡工作、第一驱动电机TM1（16）接入高速挡工作、第二驱动电机TM2（15）单独直驱工作、第一驱动电机TM1（16）接入低速挡与第二驱动电机TM2（15）耦合工作、第一驱动电机TM1（16）接入高速挡与第二驱动电机TM2（15）耦合工作、第一驱动电机TM1（16）与第二驱动电机TM2（15）均不工作的共计六种工作模式；

结合一般纯电动车挡位设计实际情况，高速挡速比一般设为1，在第一驱动电机TM1（16）与第二驱动电机TM2（15）电机相近的情况下，即第一驱动电机TM1（16）接入高速挡工作与第二驱动电机TM2（15）单独直驱工作的状态相近，无需以此速比差异定义新挡位；同时，第一驱动电机TM1（16）与第二驱动电机TM2（15）均不工作时即为一般意义上的空挡，则实用性较强的4挡位切换即实现纯电动车无动力中断变速控制。