CN107571728A - 纯电动汽车双电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车双电机驱动系统，包括：两个带有主、从动齿轮的电机、两个带有结合齿轮的同步机构、两个输出轴、两个挡位从动齿轮、带有传动齿轮的中间轴以及差速器，两个同步机构的齿毂分别与第一电机和第二电机的从动齿轮固定连接并空套于第一输出轴和第二输出轴上，两个同步机构的一端均为与输出轴固定连接的结合齿轮，另一端为作为EV档主动齿轮的结合齿轮，即分别空套在第一输出轴和第二输出轴上的EV一挡主动齿轮和EV二挡主动齿轮，第二级挡位从动齿轮固定设置于第一输出轴上并与中间轴的传动齿轮相啮合，第一级挡位从动齿轮固定设置于中间轴上，差速器通过主减速主动齿轮分别与两个同步机构相啮合。本发明采用双电机组合工作，结构简单，仅通过齿轴及新型的同步机构即可实现多种工作模式，成本较低，易于实现且换挡平顺，无动力中断。

Description

纯电动汽车双电机驱动系统

技术领域

本发明涉及的是一种纯电动汽车领域的技术，具体是一种纯电动汽车双电机、双电机均有两个以上纯电挡位的驱动系统。

背景技术

当前，大多数纯电动汽车驱动系统可分为两种：一是采用单级减速箱，仅依靠单级减速齿轮实现减速，而当车辆高速行驶时，电机保持较高的转速，对噪音控制及续航里程方面都不利，且汽车行驶工况从低速至高速阶段，电机很难一直工作在高效运转区，造成能量损失；二是采用多档变速器，该驱动系统增加速比范围、并根据不同工况进行速比的改变，改善电机工作效率，但行星齿轮机构结构复杂、离合器制动器等执行机构成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术工作模式少、结构复杂、操控繁琐、换挡动力中断的问题，提出一种纯电动汽车双电机驱动系统，采用双电机组合工作，结构简单，仅通过齿轴及新型的同步机构即可实现多种工作模式，成本较低，易于实现且换挡平顺，无动力中断。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：两个带有主、从动齿轮的电机、两个带有结合齿轮的同步机构、两个输出轴、两个挡位从动齿轮、带有传动齿轮的中间轴以及差速器，其中：两个同步机构的齿毂分别与第一电机和第二电机的从动齿轮固定连接并空套于第一输出轴和第二输出轴上，两个同步机构的一端均为与输出轴固定连接的结合齿轮，另一端为作为EV档主动齿轮的结合齿轮，即分别空套在第一输出轴和第二输出轴上的EV一挡主动齿轮和EV二挡主动齿轮，第二级挡位从动齿轮固定设置于第一输出轴上并与中间轴的传动齿轮相啮合，第一级挡位从动齿轮固定设置于中间轴上，差速器通过主减速主动齿轮分别与两个同步机构相啮合。

本发明涉及上述系统的工作模式，包括：

①电机驱动模式，包括单电机驱动和双电机驱动，当单电机驱动时，仅有一个电机工作，对应的同步机构左移，动力经EV档齿轮、中间轴、第一输出轴传递至差速器，驱动车辆，对应的同步机构右移，电机动力经主减速齿轮直接驱动车辆。另一个同步机构置于中位；当双电机驱动时，两个电机同时工作，两个相应的同步机构左移或者右移，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。

②电机倒车模式，即通过电机反转实现倒车模式，包括单电机倒车和双电机倒车。

③制动能量回收模式，包括单电机回收能量和双电机回收能量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为实施例中三个电动挡位的示意图；

图3为实施例中第一和第二同步机构A、B的具体结构

图中：第一电机1、第一电机主动齿轮2、从动齿轮3、第一结合齿4、第二级挡位从动齿轮5、EV一挡主动齿轮6、第一输出轴7、第二级挡位齿轮8、挡位从动齿轮9、中间轴10、EV二挡主动齿轮11、第二结合齿轮12、从动齿轮13、第二输出轴14、第二电机15、第二电机主动齿轮16、差速器17、中间轴前轴承18、主减速主动齿轮19、EV挡结合齿轮20、电机传动被动齿轮21、挡位齿轮22、中间轴后轴承23、同步器齿套24、第一和第二同步机构A、B、第一传递档I、第二传递档II、第一电机直驱档A1、第二电机直驱档B1。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例包括：第一电机1、第二电机15、第一电机主动齿轮2和从动齿轮3、第二电机主动齿轮16和从动齿轮13、第一和第二同步机构A和B、EV一挡主动齿轮6、EV二挡主动齿轮11、挡位从动齿轮9、第一输出轴7、第二输出轴14、中间轴10、差速器17。

如图3所示，所述的第一同步机构A和第二同步机构B结构相同，均包括：主减速主动齿轮19、EV挡结合齿轮20、电机传动被动齿轮21、挡位齿轮22、中间轴后轴承23和同步器齿套24，其中：差速器17的主减速从动齿与主减速主动齿轮19啮合，挡位齿轮22、电机传动被动齿轮21、EV挡结合齿轮20依次设置于主减速主动齿轮19所在的输出轴7上；挡位齿轮22、同步器齿套24和电机传动被动齿轮21空套于输出轴7上，同步器齿套24与电机传动被动齿轮21间隙花键连接，且同步器齿套24可部分穿过电机传动被动齿轮21的中空减重孔，两者间能够实现轴向滑动。

所述的电机传动被动齿轮21上设有一体式的同步器齿毂，同步器齿毂与电机传动被动齿轮21固定连接。

所述的挡位齿轮22上设有一体式的结合齿，结合齿与EV挡位齿轮22固定连接。

所述的EV挡结合齿轮20与输出轴7花键连接。

所述的同步器齿套24存在轴向伸出部分，同步器齿套24向一侧拨动时与EV挡结合齿轮20啮合并挂入EV挡，实现与差速器17连接；向相反一侧拨动时与挡位结合齿轮啮合，挂入挡位传递挡，实现与中间轴10连接；位于中位时，与中间轴10和差速器17均断开。

所述的同步机构A和B的齿毂分别与第一电机1的从动齿轮3和第二电机15的从动齿轮13固定连接，并通过滚针轴承空套于第一输出轴7和第二输出轴14上，同步机构A和B的一端分别为与第一输出轴7、第二输出轴14固定连接的第一和第二结合齿4和12，另一端分别为EV一挡主动齿轮6和EV二挡主动齿轮11的结合齿。

本发明的纯电动汽车双电机驱动系统可以实现多种工作模式：

单电机工作模式：

第一电机1工作，同步机构A左移，动力经EV一挡齿轮6、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17，驱动车辆；同步机构A右移，第一电机1动力直接经第一输出轴7传递至差速器17，驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现单电机倒车模式。

第二电机15工作，同步机构B左移，动力经EV二挡齿轮11、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17，驱动车辆；同步机构B右移，第二电机15动力直接经第二输出轴14传递至差速器17，驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现单电机倒车模式。

双电机工作模式：

当功率需求较大时，第一电机1和第二电机15同时工作。同步机构A左移，同步机构B左移，第一电机1动力经EV一挡齿轮6、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17；第二电机动力经EV二挡齿轮11、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现双电机倒车模式。

同步机构A左移，同步机构B右移，第一电机1动力经EV一挡齿轮6、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17；第二电机15动力直接经第二输出轴14传递至差速器17，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现双电机倒车模式。

同步机构A右移，同步机构B左移，第一电机1动力直接经第一输出轴7传递至差速器17；第二电机15动力经EV二挡齿轮11、挡位从动齿轮9、中间轴10、第二级挡位从动齿轮5、第一输出轴7传递至差速器17，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现双电机倒车模式。

同步机构A右移，同步机构B右移，第一电机1动力直接经第一输出轴7传递至差速器17，第二电机15动力直接经第二输出轴14传递至差速器17，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。同样可以实现制动能量回收，电机反转，实现双电机倒车模式。

具体的工作模式见下表：

注：○-工作，×-不工作，L-同步机构左移，R-同步机构右移，0-同步机构中位

当同步器齿套24向右拨动与EV挡结合齿轮20啮合时，第二电机15的动力依次经过电机传动主动齿轮16、电机传动被动齿轮21、同步器齿套24、EV挡结合齿轮20、中间轴10、主减速主动齿轮19、带主减速被动齿的差速器17传递到汽车的车轮，实现车辆的一种纯电驱动，或动力反向传输以实现整车制动能量回收。

当同步器齿套24向左拨动与挡位齿轮22的结合齿啮合，电机15的动力依次经过电机传动主动齿轮16、电机传动被动齿轮21、同步器齿套24、挡位齿轮22、档从动齿轮9，传递到中间轴。

当同步器齿套24位于中位时，电机15与中间轴、差速器17均断开，保证在另一电机驱动时变速器的传递效率。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (9)

1.一种纯电动汽车双电机驱动系统，其特征在于，包括：两个带有主、从动齿轮的电机、两个带有结合齿轮的同步机构、两个输出轴、两个挡位从动齿轮、带有传动齿轮的中间轴以及差速器，其中：两个同步机构的齿毂分别与第一电机和第二电机的从动齿轮固定连接并空套于第一输出轴和第二输出轴上，两个同步机构的一端均为与输出轴固定连接的结合齿轮，另一端为作为EV档主动齿轮的结合齿轮，即分别空套在第一输出轴和第二输出轴上的EV一挡主动齿轮和EV二挡主动齿轮，第二级挡位从动齿轮固定设置于第一输出轴上并与中间轴的传动齿轮相啮合，第一级挡位从动齿轮固定设置于中间轴上，差速器通过主减速主动齿轮分别与两个同步机构相啮合。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的两个同步机构结构相同，均包括：主减速主动齿轮、EV挡结合齿轮、电机传动被动齿轮、挡位齿轮、中间轴后轴承和同步器齿套，其中：差速器的主减速从动齿与主减速主动齿轮啮合，挡位齿轮、电机传动被动齿轮、EV挡结合齿轮和主减速主动齿轮依次设置于中间轴上；挡位齿轮、同步器齿套和电机传动被动齿轮空套于中间轴上，同步器齿套与电机传动被动齿轮间隙花键连接，且同步器齿套可部分穿过电机传动被动齿轮的中空减重孔，两者间能够实现轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的电机传动被动齿轮上设有一体式的同步器齿毂，该同步器齿毂与电机传动被动齿轮固定连接。

4.根据权利要求2所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的挡位齿轮上设有一体的挡位结合齿轮，挡位结合齿轮与挡位齿轮固定连接。

5.根据权利要求2所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的EV挡结合齿轮与中间轴花键连接。

6.根据权利要求2所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的同步器齿套两侧设有同步器齿环。

7.根据权利要求2所述的纯电动汽车双电机驱动系统，其特征是，所述的同步器齿套存在轴向伸出部分，同步器齿套向一侧拨动时与EV挡结合齿轮啮合并挂入EV挡，实现与差速器连接；向相反一侧拨动时与挡位结合齿轮啮合，实现与中间轴连接；位于中位时，与中间轴和差速器均断开。

8.一种根据上述任一权利要求所述系统的控制方法，其特征在于，包括：电机驱动模式、电机倒车模式和制动能量回收模式，其中：电机驱动模式，包括单电机驱动和双电机驱动；电机倒车模式，即通过电机反转实现倒车模式，包括单电机倒车和双电机倒车；制动能量回收模式，包括单电机回收能量和双电机回收能量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，当单电机驱动时，仅有一个电机工作，对应的同步机构左移，动力经EV档齿轮、中间轴、第一输出轴传递至差速器，驱动车辆，对应的同步机构右移，电机动力经主减速齿轮直接驱动车辆；另一个同步机构置于中位；当双电机驱动时，两个电机同时工作，两个相应的同步机构左移或者右移，两个电机动力耦合至差速器，共同驱动车辆。