CN108297618A - 一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥 - Google Patents

一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,包括:主驱动电机,其动力输出轴连接双级行星轮行星排差速器的齿圈;双级行星轮行星排差速器的太阳轮与第一半轴相连,双级行星轮行星排差速器的行星架与第二半轴相连;TV控制驱动电机;双联行星轮系,其包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一端行星齿轮、第二端行星齿轮和第一行星架;所述第一太阳轮与所述第一半轴连接,第二太阳轮可旋转的支撑在所述第一半轴上且与所述双级行星轮行星排差速器的行星架连接;所述第一端行星齿轮和第二端行星齿轮同轴设置在行星轴上,所述行星轴通过所述第一行星架连接所述TV控制驱动电机的动力输出轴。无需借助离合器来实现两侧车轮扭矩定向分配,结构简单。

Description

一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥
技术领域
本发明涉及电动汽车传动技术领域,更具体的是,本发明涉及一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥。
背景技术
近年来,随着人们生活水平的提高和技术的不断进步,人们对于汽车的品质也提出了越来越高的要求,由最初仅作为代步工具的需求逐步过渡到了对安全性、舒适性、经济性与驾驶乐趣等需求上,人们对于高性能汽车的需求也在逐年增加,因此,对于高性能汽车的研发投入也是十分必要。
电动汽车是未来交通方式适应节能减排的重要发展方向,受到了各国重视,并在近几年取得了很好的发展。中国电动汽车的发展起步于大型公交车和小型低端电动车,然而随着电子信息技术的发展,电动汽车逐步向信息化、高端化发展,促就了以特斯拉、比亚迪唐为代表的高性能、运动型电动汽车。因此,为了提高电动汽车的驾驶性能,发展高性能的电动汽车,带有转矩定向分配功能的电动驱动桥的应用是提高电动汽车技术水平和产品力的重要手段。
传统的汽车驱动桥位于传动系统末端,主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成,其中差速器是驱动桥中的重要部件。由于差速器的“差速不差扭”原理,导致发动机传递的驱动转矩只能平均分配到两侧车轮上,这样在路面附着不均等的情况下就无法很好的利用地面附着力,甚至在低附着一侧出现车轮打滑的情况,造成车辆的失稳。同时,汽车在高速转弯时,由于内侧的载荷向外侧转移,也可能造成内侧车轮达到附着极限产生滑转使汽车失稳。若驱动转矩可以在两侧车轮间任意分配,则可以充分利用每个车轮的附着极限,极大的减少上述失稳工况。另外,当两侧车轮处路面附着不均等时,驱动转矩可以由低附着一侧向高附着一侧转移,从而消除低附着一侧车轮打滑的工况。当汽车在高速转弯时,若驱动转矩由内侧车轮向外侧车轮转移,则可以防止内侧车轮滑转,并且增加整车的侧向力裕度,同时产生一个附加的横摆力矩,该力矩可以帮助推动和引导车辆转弯,提高车辆转弯机动性和极限转弯能力。
目前,该技术是以转矩定向分配差速器的形式应用于一些高端运动型轿车和SUV中,如本田的超级四驱系统(SH-AWD)和三菱的超级主动横摆控制系统(SAYC)等,然而该技术在电动汽车上却并没有过多的应用。中国发明专利201710266046.1公开了一种带有转矩定向分配功能的双电机耦合驱动桥,其借助于切换两组多片电磁或液压离合器控制行星齿轮机构来实现转矩的横向转移分配。由于离合器结合和断开时存在滑磨损失,增加了系统功耗。而且离合器锁止力矩有限,且动作存在响应滞后,这影响了转矩定向分配的执行效果和品质。另外,现有技术一般需要左右两组离合器来控制转矩的向左分配或向右分配,这增加了系统成本和轴向长度,对空间要求高。
发明内容
本发明的目的是设计开发了一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,能够解决传统驱动桥中差速器两侧输出扭矩相等且不能调节的缺陷,无需借助离合器来实现两侧车轮扭矩定向分配,结构简单,响应速度快。
本发明提供的技术方案为:
一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,包括:
主驱动电机,其动力输出轴通过减速机构连接双级行星轮行星排差速器的齿圈;
其中,所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮与第一半轴相连,所述双级行星轮行星排差速器的行星架与第二半轴相连;
TV控制驱动电机;
双联行星轮系,其包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一端行星齿轮、第二端行星齿轮和第一行星架;
其中,所述第一太阳轮与所述第一半轴连接,所述第二太阳轮可旋转的支撑在所述第一半轴上且与所述双级行星轮行星排差速器的行星架连接;所述第一端行星齿轮和第二端行星齿轮同轴设置在行星轴上,所述行星轴通过所述第一行星架连接所述TV控制驱动电机的动力输出轴。
优选的是,所述第一端行星齿轮绕第一太阳轮周向均匀排布且与第一太阳轮啮合,所述第二端行星齿轮绕第二太阳轮周向均匀排布且与第二太阳轮啮合。
优选的是,所述双级行星轮行星排差速器还包括第一行星轮,其绕所述所述双级行星轮行星排差速器的行星架周向均匀分布且中心空套支撑在所述双级行星轮行星排差速器的行星架上,相邻两个所述第一行星轮啮合,所述第一行星轮内侧与所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮啮合。
优选的是,所述双级行星轮行星排差速器的齿圈设置在所述第一行星轮外围且与所述第一行星轮外侧啮合。
优选的是,所述双级行星轮行星排差速器的齿圈两端设置有空心颈部,分别穿过所述第一半轴和双级行星轮行星排差速器的行星架的一端;所述双级行星轮行星排差速器的齿圈通过两端空心轴颈部可旋转地支撑在驱动桥壳体上。
优选的是,所述减速机构包括:
第一单排行星轮系,其包括第三太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第一齿圈;所述第三太阳轮可旋转地支撑在第二半轴上,所述第一齿圈固定在驱动桥壳体上,所述第二行星架与所述双级行星轮行星排差速器的齿圈连接;
第二单排行星轮系,其包括第四太阳轮、第三行星轮、第三行星架和第二齿圈;所述第四太阳轮可旋转地支撑在第二半轴上并与所述主驱动电机连接,所述第二齿圈固定在驱动桥壳体上,所述第三行星架与所述第三太阳轮连接。
优选的是,所述第一半轴和第二半轴分别连接车辆两侧车轮。
优选的是,所述双级行星轮行星排差速器的行星排特性参数为2。
优选的是,所述第一太阳轮与第一端行星齿轮的传动比和第二太阳轮与第二端行星齿轮的传动比不相等。
相应地,本发明还提供一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,包括:
主驱动电机,其动力输出轴通过减速机构连接双级行星轮行星排差速器的齿圈;
其中,所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮与第一半轴相连,所述双级行星轮行星排差速器的行星架与第二半轴相连;
TV控制驱动电机;
双联行星轮系,其包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一端行星齿轮、第二端行星齿轮和第一行星架;
其中,所述第一太阳轮与所述第一半轴连接,所述第二太阳轮可旋转的支撑在所述第一半轴上且与所述双级行星轮行星排差速器的行星架连接;所述第一端行星齿轮和第二端行星齿轮同轴设置在行星轴上,所述行星轴通过所述第一行星架连接所述TV控制驱动电机的动力输出轴,所述双级行星轮行星排差速器还包括第一行星轮,其绕所述所述双级行星轮行星排差速器的行星架周向均匀分布且中心空套支撑在所述双级行星轮行星排差速器的行星架上,相邻两个所述第一行星轮啮合,所述第一行星轮内侧与所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮啮合,外侧与所述双级行星轮行星排差速器的齿圈啮合。
本发明所述的有益效果为:
(1)本发明所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,解决了传统差速器“差速不差扭”的弊端,也无需借助于离合器,使得汽车的驱动转矩可以按照控制逻辑的控制需求定向的分配到后轴左右两侧车轮,既可以实现转矩从转速快一侧车轮转移至转速慢的一侧,亦可以实现转矩从转速慢一侧车轮转移至转速快的一侧车。通过行星齿轮速比的设计,可以在大致不改变纵向总驱动转矩的前提下,实现了左右两侧车轮转矩的任意分配,提高了车辆的转弯机动性和驾驶乐趣。
(2)本发明所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,利用一个TV控制驱动电机作为转矩定向分配机构的驱动动力源,配合单一一个行星排就实现了转矩定向分配的功能,相比较现有技术,简化了转矩定向分配机构的结构,系统集成度高、结构紧凑、空间占用小。对于实现转矩定向分配功能的控制更加简单可靠。并且采用双级行星轮行星排圆柱齿轮差速器,轴向尺寸小,方便整套机构在驱动桥上紧凑布置。
(3)本发明所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,相比较同样可以实现自由转矩分配的轮毂电机分布式驱动系统,本发明没有增加簧下质量,不会影响汽车的平顺性。
附图说明
图1为本发明所述双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥结构示意简图。
图2为本发明所述双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥在没有转矩分配需求时的转矩流向示意图。
图3为本发明所述双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥在驱动转矩由第二半轴向第一半轴分配时的转矩流向示意图。
图4为本发明所述双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥在驱动转矩由第一半轴向第二半轴分配时的转矩流向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明提供一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,主要由转矩定向分配器2000、双级行星轮行星排差速器1300、主驱动机构(包括减速机构1000和主驱动电机1001)构成。
所述转矩定向分配器2000位于驱动桥左侧(亦可与主驱动电机1001和主减速机构1000组成的主驱动机构调换位置,将其布置在驱动桥右侧),主要由TV控制驱动机构(这里为TV控制驱动电机1002)、双联行星齿轮行星轮系1400构成。
所述TV控制驱动电机1002是一个空心轴式内转子电机,连接左侧车轮的第一半轴1301从其空心转子轴内孔穿出可旋转地支撑在TV控制驱动电机空心转子内孔。TV控制驱动电机1002的空心轴式内转子与双联行星齿轮行星轮系1400的行星架1404的一端空心轴部固定连接,TV控制驱动电机1002的输出转矩可通过行星架1404传递至双联行星齿轮行星轮系1400。所述TV控制驱动电机1002的定子及其壳体与驱动桥壳固定。
所述双联行星齿轮行星轮系1400主要包括第一太阳轮1401、三对圆周分布的双联行星齿轮1402、第二太阳轮1403和第一行星架1404。所述双联行星齿轮1402主要由第一端行星齿轮1405和第二端行星齿轮1406构成,两者固定连接也可整体加工为一体,所述第一端行星齿轮1405和和第二端行星齿轮1406同轴设置在行星轴上,所述行星轴与所述第一行星架1404另一端连接,所述第一端行星齿轮1405与第一太阳轮1401啮合,所述第二端行星齿轮1406与第二太阳轮1403啮合。所述第一太阳轮1401和第二太阳轮1403同轴设置,其中第一太阳轮1401与第一半轴1301花键连接,第二太阳轮1403的空心轴部穿过第一半轴1301与双级行星轮行星排差速器1300的行星架1304的一端空心轴部花键连接。
需要说明的是,TV控制驱动电机1002与双联行星齿轮行星轮系1400之间可增加齿轮传动装置构成减速机构对TV控制驱动电机1002输出的转矩进行放大,因此,在TV控制驱动电机1002与双联行星齿轮行星轮系1400之间增加任何形式的减速机构、离合器或变矩器均不能对本发明构成实质性创新。
所述双级行星轮行星排差速器1300,其主要由第一半轴1301、第二半轴1302、第三齿圈1303、第四行星架1304、第五太阳轮1305和三对共6个绕第四行星架1304圆周分布的第一行星轮1306组成。其中第五太阳轮1305与第一半轴1301花键连接,第四行星架1304的一端空心轴部与双联行星齿轮行星轮系1400的第二太阳轮1403花键连接,第四行星架1304的另一端与第二半轴1302花键连接。第三齿圈1303为可拆分的箱体式结构,内部容置第五太阳轮1305、第四行星架1304、第一行星轮1306等差速器零部件。第三齿圈1303采用箱体式结构可增加刚性。第三齿圈1303可通过两端的空心轴颈部旋转地支撑驱动桥壳体上,第四行星架1304的一端空心轴和第二半轴1302分别从第三齿圈1303两端空心轴内孔伸出并可旋转支撑在第三齿圈1303上。第一半轴1301从第四行星架1304的一端空心轴部伸出与左轮相连,第二半轴1302从第三齿圈1303另一端中心孔伸出与右轮相连,三对共6个绕第四行星架1304圆周均布的第一行星轮1306的中心全部空套支撑在第四行星架1304上,一方面可以随着第四行星架1304的自转围绕第一半轴1301和第二半轴1302的共同轴线公转,另一方面亦可围绕穿过其中心孔的与第四行星架1304过盈固连的轴(称为行星轮轴)自转。位置相邻两个第一行星轮1306相互外啮合,且靠近内侧的第一行星轮1306与第五太阳轮1305外啮合,同时靠近外侧的第一行星轮1306与第三齿圈1303内啮合。第四行星架1304为开窗式整体箱体结构,内部容置第五太阳轮1305和6个成对互相啮合的第一行星轮1306。通过从第四行星架1304上拆卸穿过各个第一行星轮1306中心孔的行星轮轴,可将从第四行星架1304开窗部位放入的6个第一行星轮1306和第五太阳轮1305取出。采用整体箱体结构可增加支撑多个第一行星轮1306的第四行星架1304的刚性。需要说明的是,为保证双级行星轮行星排差速器1300等分主驱动电机1001传递而来的转矩到两边车轮,其行星排特性参数的值必须为2。
所述减速机构1000位于驱动桥的右侧,主要由第一单排行星轮系1100和第二单排行星轮系1200构成。所述第一行星轮系1100包括第一齿圈1101、三个圆周均布的第二行星轮1102、第三太阳轮1103和第二行星架1104。其中第一齿圈1101固定在驱动桥壳体上,第三太阳轮1103可旋转地支撑在第二半轴1302上,并与第二行星轮系1200的行星架1204固连为一体,第二行星架1104与双级行星轮行星排差速器1300的齿圈1303固定连接。所述第二行星轮系1200包括第二齿圈1201、三个圆周均布的第三行星轮1202、第四太阳轮1203和第三行星架1204。其中第二齿圈1201固定在驱动桥壳体上,第四太阳轮1203可旋转地支撑在第二半轴1302上,并与主驱动电机1001的空心内转子轴花键连接。优选的,减速机构1000可由单排行星轮系、多排行星轮系或其它形式的减速机构形成,因此,变换主减速机构1000的形式并不视为对本发明的创新。
所述主驱动电机1001位于主减速机构1000的右侧,其是一个空心轴式内转子电机,连接右侧车轮的第二半轴1302从其空心转子轴内孔穿出。空心轴式内转子与第二行星轮系1200的第四太阳轮1203花键连接,主驱动电机1001可通过第四太阳轮1203将驱动转矩传递至减速机构1000,并作用到差速器的齿圈1303上,最终等分到第一半轴1301和第二半轴1302上,驱动汽车行驶。所述主驱动电机1001的空心内转子可旋转的支撑在第二半轴1302上,其定子及其壳体与驱动桥壳体固定连接。
工作原理如下:
以图1所示的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥的结构简图为例,说明工作原理。
(1)当汽车工作在正常直线行驶工况,没有转矩分配需求时,TV控制驱动电机1002中没有控制信号,TV控制驱动电机1002不起动,此时汽车仅由主驱动电机1001驱动,主驱动电机1001输出的转矩经过主减速机构1000转矩增加作用到第三齿圈1303上,由于双级行星轮行星排差速器1300等分转矩的原理,作用到第三齿圈1303上的转矩等分到第一半轴1301和第二半轴1302上,驱动汽车行驶。此时,由于汽车直线行驶,左右两侧车轮转速相同,因此第一半轴1301和第二半轴1302的转速相同。又由于双联行星齿轮行星轮系1400的第一太阳轮1401与第一半轴1301花键连接,所以第一太阳轮1401与第一半轴1301转速相同。又由于双联行星齿轮行星轮系1400的第二太阳轮1403与第四行星架1304的一端固定连接,第四行星架1304的另一端又与第二半轴1302固定连接,所以第二太阳轮1403与第二半轴1302的转速相同,所以双联行星齿轮行星轮系1400的第一太阳轮1401与第二太阳轮1403的转速相同,由双联行星齿轮行星轮系的转速公式:
其中,nPC为双联行星齿轮行星轮系行星架的转速,nS1为第一太阳轮的转速,nS2为第二太阳轮的转速,r1为第一太阳轮分度圆半径,r2为第一端行星齿轮分度圆半径,r3为第二端行星齿轮分度圆半径,r4为第二太阳轮分度圆半径,且第一太阳轮1401与第一端行星轮1405的传动比与第二太阳轮1403与第二端行星轮1406的传动比之间的关系必须满足
由上述转速公式可以看出,当双联行星齿轮行星轮系1400的第一太阳轮1401与第二太阳轮1403的转速相同,即nS1=nS2时,有nPC=nS1=nS2,即第一行星架1404的转速与第一太阳轮1401和第二太阳轮1403的转速相同,此时第一端行星齿轮1405和第二端行星轮1406无自转,只是与两个太阳轮等速公转。又由于第一行星架1404与TV控制驱动电机1002的内转子固定连接,所以TV控制驱动电机内转子转速与第一太阳轮1401和第二太阳轮1403转速相同,也和第一半轴1301转速相同,TV控制驱动电机1002随动空转,但不起动、不输出转矩。转矩分配流如图2所示。
(2)当汽车正常差速转弯时,左右两侧车轮驱动转矩相同,无需转矩分配,因此,TV控制驱动电机1002没有控制信号,TV控制驱动电机不起动,不输出转矩,主驱动电机1001输出的转矩经过主减速机构1000转矩增加作用到第三齿圈1303上,再等分到第一半轴1301和第二半轴1302上,驱动汽车行驶。转矩分配流同样如图2所示。
(3)当汽车工作在驱动转矩由第二半轴1302向第一半轴1301分配时的工况时,若设定汽车向前行驶时车轮的旋转方向为正方向,反之为负方向。此时TV控制驱动电机1002接受到控制信号起动,开始对外输出转矩。
由输入进入双联行星齿轮行星轮系的功率守恒可得:
TPCnPC+TS1nS1+TS2nS2=0 (2)
其中TPC为外部输入进双联行星齿轮行星轮系行星架的转矩,TS1为外部输入进第一太阳轮的转矩,TS2为外部输入进第二太阳轮的转矩,nPC为双联行星齿轮行星轮系行星架的转速,nS1为第一太阳轮的转速,nS2为第二太阳轮的转速。由(1)式和(2)式可推导得出双联行星齿轮行星轮系的转矩公式为:
其中r1为第一太阳轮分度圆半径,r2为第一端行星齿轮分度圆半径,r3为第二端行星齿轮分度圆半径,r4为第二太阳轮分度圆半径。
若TV控制驱动电机输出转矩为T0(T0为正值),由(3)式所示的转矩公式可得,该转矩通过双联行星齿轮行星轮系1400的第一太阳轮1401输入进入第一半轴1301的转矩为通过第二太阳轮1403输入进入第四行星架1304的转矩为由于第四行星架1304的另一端端与第二半轴1302花键连接,TV控制驱动电机1002通过双联行星齿轮行星轮系1400输入进入第二半轴1302的转矩即为因此,第一半轴1301得到的转矩为第一太阳轮1401输入的转矩,结果为第二半轴1302得到的转矩第二太阳轮1401输入的转矩,结果是即第一半轴1301转矩增加第二半轴1302的转矩减少实现了驱动转矩由第二半轴1302向第一半轴1301的分配。需要说明的是,在设计双联行星齿轮行星轮系1400时,合理的设计第一太阳轮1401与第一端行星齿轮1405的传动比与第二太阳轮1403与第二端行星齿轮1406的传动比之间的关系,使得大致相同但不相等,即可使得第一半轴1301与第二半轴1302上的转矩改变量大致相等,则可维持在汽车纵向总驱动转矩大致保持不变的情况下,实现转矩由第二半轴1302向第一半轴1301分配。转矩分配流如图3所示。
(4)当汽车工作在驱动转矩由第一半轴1301向第二半轴1302分配时的工况时,若设定汽车向前行驶时车轮的旋转方向为正方向,反之为负方向。此时TV控制驱动电机1002接受到控制信号起动,开始对外输出转矩。同理可得,若TV控制驱动电机输出转矩为-T0(T0为正值),由(3)式所示的转矩公式可得,该转矩通过双联行星齿轮行星轮系1400的第一太阳轮1401输入进入第一半轴1301的转矩为通过第二太阳轮1403输入进入第四行星架1304的转矩为由于第四行星架1304的第二端与第二半轴1302花键连接,TV控制驱动电机通过双联行星齿轮行星轮系1400输入进入第二半轴1302的转矩即为因此,第一半轴1301得到的转矩为第一太阳轮1401输入的转矩,结果为第二半轴1302得到的转矩第二太阳轮1401输入的转矩,结果是即第一半轴1301转矩减少第二半轴1302的转矩增加实现了驱动转矩由第一半轴1301向第二半轴1302的分配。需要说明的是,在设计双联行星齿轮行星轮系1400时,合理的设计第一太阳轮1401与第一端行星齿轮1405的传动比与第二太阳轮1403与第二端行星齿轮1406的传动比之间的关系,使得大致相同但不相等,即可使得第一半轴1301与第二半轴1302上的转矩改变量大致相等,则可维持在汽车纵向总驱动转矩大致保持不变的情况下,实现转矩由第一半轴1301向第二半轴1302分配。转矩分配流如图4所示。
本发明所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,解决了传统差速器“差速不差扭”的弊端,也无需借助于离合器,使得汽车的驱动转矩可以按照控制逻辑的控制需求定向的分配到后轴左右两侧车轮,既可以实现转矩从转速快一侧车轮转移至转速慢的一侧,亦可以实现转矩从转速慢一侧车轮转移至转速快的一侧车。通过行星齿轮速比的设计,可以在大致不改变纵向总驱动转矩的前提下,实现了左右两侧车轮转矩的任意分配,提高了车辆的转弯机动性和驾驶乐趣;利用一个TV控制驱动电机作为转矩定向分配机构的驱动动力源,配合单一一个行星排就实现了转矩定向分配的功能,相比较现有技术,简化了转矩定向分配机构的结构,系统集成度高、结构紧凑、空间占用小。对于实现转矩定向分配功能的控制更加简单可靠。并且采用双级行星轮行星排圆柱齿轮差速器,轴向尺寸小,方便整套机构在驱动桥上紧凑布置;相比较同样可以实现自由转矩分配的轮毂电机分布式驱动系统,本发明没有增加簧下质量,不会影响汽车的平顺性。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,包括:
主驱动电机,其动力输出轴通过减速机构连接双级行星轮行星排差速器的齿圈;
其中,所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮与第一半轴相连,所述双级行星轮行星排差速器的行星架与第二半轴相连;
TV控制驱动电机;
双联行星轮系,其包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一端行星齿轮、第二端行星齿轮和第一行星架;
其中,所述第一太阳轮与所述第一半轴连接,所述第二太阳轮可旋转的支撑在所述第一半轴上且与所述双级行星轮行星排差速器的行星架连接;所述第一端行星齿轮和第二端行星齿轮同轴设置在行星轴上,所述行星轴通过所述第一行星架连接所述TV控制驱动电机的动力输出轴。
2.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述第一端行星齿轮绕第一太阳轮周向均匀排布且与第一太阳轮啮合,所述第二端行星齿轮绕第二太阳轮周向均匀排布且与第二太阳轮啮合。
3.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述双级行星轮行星排差速器还包括第一行星轮,其绕所述所述双级行星轮行星排差速器的行星架周向均匀分布且中心空套支撑在所述双级行星轮行星排差速器的行星架上,相邻两个所述第一行星轮啮合,所述第一行星轮内侧与所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮啮合。
4.如权利要求3所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述双级行星轮行星排差速器的齿圈设置在所述第一行星轮外围且与所述第一行星轮外侧啮合。
5.如权利要求4所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述双级行星轮行星排差速器的齿圈两端设置有空心颈部,分别穿过所述第一半轴和双级行星轮行星排差速器的行星架的一端;所述双级行星轮行星排差速器的齿圈通过两端空心轴颈部可旋转地支撑在驱动桥壳体上。
6.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述减速机构包括:
第一单排行星轮系,其包括第三太阳轮、第二行星轮、第二行星架和第一齿圈;所述第三太阳轮可旋转地支撑在第二半轴上,所述第一齿圈固定在驱动桥壳体上,所述第二行星架与所述双级行星轮行星排差速器的齿圈连接;
第二单排行星轮系,其包括第四太阳轮、第三行星轮、第三行星架和第二齿圈;所述第四太阳轮可旋转地支撑在第二半轴上并与所述主驱动电机连接,所述第二齿圈固定在驱动桥壳体上,所述第三行星架与所述第三太阳轮连接。
7.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述第一半轴和第二半轴分别连接车辆两侧车轮。
8.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述双级行星轮行星排差速器的行星排特性参数为2。
9.如权利要求1所述的双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,所述第一太阳轮与第一端行星齿轮的传动比和第二太阳轮与第二端行星齿轮的传动比不相等。
10.一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥,其特征在于,包括:
主驱动电机,其动力输出轴通过减速机构连接双级行星轮行星排差速器的齿圈;
其中,所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮与第一半轴相连,所述双级行星轮行星排差速器的行星架与第二半轴相连;
TV控制驱动电机;
双联行星轮系,其包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一端行星齿轮、第二端行星齿轮和第一行星架;
其中,所述第一太阳轮与所述第一半轴连接,所述第二太阳轮可旋转的支撑在所述第一半轴上且与所述双级行星轮行星排差速器的行星架连接;所述第一端行星齿轮和第二端行星齿轮同轴设置在行星轴上,所述行星轴通过所述第一行星架连接所述TV控制驱动电机的动力输出轴,所述双级行星轮行星排差速器还包括第一行星轮,其绕所述所述双级行星轮行星排差速器的行星架周向均匀分布且中心空套支撑在所述双级行星轮行星排差速器的行星架上,相邻两个所述第一行星轮啮合,所述第一行星轮内侧与所述双级行星轮行星排差速器的太阳轮啮合,外侧与所述双级行星轮行星排差速器的齿圈啮合。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109866589A (zh) * 2019-04-01 2019-06-11 山东理工大学 一种基于对转双转子电机和轮毂电机的纯电驱动桥及其控制方法
CN111601984A (zh) * 2018-12-30 2020-08-28 罗灿 双内齿圈变线速行星排均衡减速器
CN112858905A (zh) * 2021-01-05 2021-05-28 上海宝准电源科技有限公司 一种新型加载器
CN113022227A (zh) * 2021-04-27 2021-06-25 吉林大学 一种多模式双电机耦合电动驱动桥
CN113103826A (zh) * 2021-05-12 2021-07-13 吉林大学 采用双行星轮圆柱齿轮差速器的转矩定向分配电动驱动桥
CN113400864A (zh) * 2021-08-12 2021-09-17 吉林大学 使用单向离合器的多模式转矩定向分配电动驱动桥
CN113400913A (zh) * 2021-08-03 2021-09-17 长安大学 一种具有双电机的电驱动桥结构及其工作方法
CN114508577A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508578A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508576A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508574A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN116494743A (zh) * 2023-06-12 2023-07-28 中国重汽集团济南动力有限公司 电驱动桥系统及汽车

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007177915A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Mitsubishi Motors Corp 左右駆動力配分装置
CN103640472A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 上海中科深江电动车辆有限公司 具有伺服转向功能的履带车辆电传动装置及相应控制方法
CN103770623A (zh) * 2014-02-20 2014-05-07 合肥工业大学 一种油电及液压复合的混合动力传动系统
CN107013654A (zh) * 2017-04-21 2017-08-04 吉林大学 一种带有转矩定向分配功能的电动差速器
CN107112929A (zh) * 2014-12-22 2017-08-29 格拉尔德·黑亨贝格尔 传动系统和用于运行传动系统的方法
CN207931389U (zh) * 2018-03-13 2018-10-02 吉林大学 一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007177915A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Mitsubishi Motors Corp 左右駆動力配分装置
CN103640472A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 上海中科深江电动车辆有限公司 具有伺服转向功能的履带车辆电传动装置及相应控制方法
CN103770623A (zh) * 2014-02-20 2014-05-07 合肥工业大学 一种油电及液压复合的混合动力传动系统
CN107112929A (zh) * 2014-12-22 2017-08-29 格拉尔德·黑亨贝格尔 传动系统和用于运行传动系统的方法
CN107013654A (zh) * 2017-04-21 2017-08-04 吉林大学 一种带有转矩定向分配功能的电动差速器
CN207931389U (zh) * 2018-03-13 2018-10-02 吉林大学 一种双联行星轮系转矩定向分配电动驱动桥

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111601984A (zh) * 2018-12-30 2020-08-28 罗灿 双内齿圈变线速行星排均衡减速器
CN111601984B (zh) * 2018-12-30 2022-05-24 罗灿 双内齿圈变线速行星排均衡减速器
CN109866589B (zh) * 2019-04-01 2022-04-22 山东理工大学 一种基于对转双转子电机和轮毂电机的纯电驱动桥及其控制方法
CN109866589A (zh) * 2019-04-01 2019-06-11 山东理工大学 一种基于对转双转子电机和轮毂电机的纯电驱动桥及其控制方法
CN112858905A (zh) * 2021-01-05 2021-05-28 上海宝准电源科技有限公司 一种新型加载器
CN113022227A (zh) * 2021-04-27 2021-06-25 吉林大学 一种多模式双电机耦合电动驱动桥
CN113103826A (zh) * 2021-05-12 2021-07-13 吉林大学 采用双行星轮圆柱齿轮差速器的转矩定向分配电动驱动桥
CN113400913A (zh) * 2021-08-03 2021-09-17 长安大学 一种具有双电机的电驱动桥结构及其工作方法
CN113400913B (zh) * 2021-08-03 2023-01-31 长安大学 一种具有双电机的电驱动桥结构及其工作方法
CN113400864A (zh) * 2021-08-12 2021-09-17 吉林大学 使用单向离合器的多模式转矩定向分配电动驱动桥
CN113400864B (zh) * 2021-08-12 2023-06-06 吉林大学 使用单向离合器的多模式转矩定向分配电动驱动桥
CN114508577A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508578A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508576A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN114508574A (zh) * 2022-02-23 2022-05-17 浙江吉利控股集团有限公司 双行星排变速器和车辆
CN116494743A (zh) * 2023-06-12 2023-07-28 中国重汽集团济南动力有限公司 电驱动桥系统及汽车
CN116494743B (zh) * 2023-06-12 2024-04-16 中国重汽集团济南动力有限公司 电驱动桥系统及汽车

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