CN108909426B - 一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，包括：主驱动电机，其为内转子电机；辅助电机，其为内转子电机；行星轮系，其为单排单级行星轮系，包括太阳轮、行星轮、内齿圈和行星架，太阳轮与主驱动电机的内转子输出轴花键连接；单向离合器；换挡机构，其包括一挡内齿圈、二挡齿轮、接合套、花键毂、输出轴、主减速器主动齿轮和轴承，一挡内齿圈与行星架固连，二挡齿轮与主驱动电机的内转子输出轴花键连接；差速器，其包括左锥齿轮、右锥齿轮、行星锥齿轮、行星锥齿轮轴、差速器壳体、左半轴、右半轴和主减速器从动齿轮。本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，在变换挡位时，还可在单电机驱动与双电机驱动间进行切换。

Description

一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥

技术领域

本发明属于电动汽车领域，特别涉及一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥。

背景技术

目前，汽车仍然是人们日常通行的重要交通工具。但随着汽车保有量的日益增多，传统内燃机汽车带来的环境问题已不容忽视。为此，多国政府都大力支持新能源汽车的发展，各大汽车企业也致力于新能源汽车的发展布局。从现有技术来看，电动汽车是新能源车型中较为成熟的。同时，电动汽车在简化整车机械结构和进行精准控制方面也具有很大的优势。因此，电动汽车代表了未来汽车的发展趋势，具有十分广阔的发展前景。

电机具有无级调速的特性，理论上可以满足汽车的全工况使用要求，因此目前市面上的电动汽车普遍没有变速器。为了尽可能提高电动汽车的续航能力，电动汽车主减速器速比的选择一般主要考虑电动汽车长时间行驶的经济性，而对其动力性的考虑有所欠缺。因此，往往导致电动汽车在爬坡、加速等工况中动力性稍差，对于时而超载的电动商用车更是如此。在这种情况下，如果完全依靠电动汽车主减速器进行减速增扭，则为了满足电动汽车的爬坡性等动力性要求，就必然需要选择较大的减速器速比，但较大的减速器速比会导致驱动电机的转速过高，最高每分钟甚至可达万转。若依靠控制器直接进行大电流发电来提高电动汽车的动力性，则会对电池产生不利影响。因此，为电动汽车匹配变速器就显得十分必要。变速器的设计水平对提高电动汽车的动力性、经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都具有重要意义。

目前，电动汽车匹配变速器一般为两挡变速器或直接匹配使用传统汽车的三挡、甚至四挡变速器。而在现有的电动汽车两挡变速器中，大部分均是从原有的手动定轴齿轮两轴变速器或中间轴变速器变形而来，变速器的布置形式基本没有发生变化，即采用平行轴布置的形式，因此，变速器的径向尺寸较大，结构布局不紧凑，集成化程度不高，所占据的布置空间较大。另外，现有电动汽车两挡变速器都是搭配单电机工作，即在任何工况下都只能由单一电机驱动车辆行驶，而不能根据车辆的实际运行工况搭配合适的动力源，导致动力性和经济性不高、工况适应性较差。因此，现有电动汽车两挡变速驱动桥还有很多需要改进提升的地方。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，面向电动汽车的性能需求，提出一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥。该双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥搭配两个电机作为动力源，采用接合套手动换挡，使驾驶员可以根据电动汽车的实际行驶工况，将变速器在不同挡位之间切换的同时，还可以在单电机驱动和双电机驱动模式之间进行切换，以适应电动汽车不同的行驶工况，克服了现有电动汽车两挡变速器径向尺寸大、工况适应性差的技术缺陷，满足了电动汽车对动力性、经济性等多方面的需求，提高了汽车的综合性能。

本发明提供的技术方案为：

一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，包括：

主驱动电机，所述主驱动电机为内转子电机，其包括定子、内转子、内转子输出轴；

辅助电机，所述辅助电机为内转子电机，其包括定子、内转子、内转子输出轴；

行星轮系，其为单排单级行星轮系；

单向离合器；

换挡机构；

差速器。

所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架；

其中，所述太阳轮与从其中心穿过延伸至右侧的所述主驱动电机的内转子输出轴花键连接；所述内齿圈与变速器壳体固连。

所述单向离合器的内圈与外圈均加工有花键，所述单向离合器的内圈与所述主驱动电机的内转子输出轴通过花键连接，所述单向离合器的外圈与所述辅助电机的内转子输出轴通过花键连接。

优选的是，所述单向离合器接合时，所述辅助电机对传动系统输出力矩，与所述主驱动电机共同驱动车辆行驶；所述单向离合器断开时，所述辅助电机对传动系统不输出力矩，所述主驱动电机单独驱动车辆行驶。

所述换挡机构包括一挡内齿圈、二挡齿轮、接合套、花键毂、输出轴、主减速器主动齿轮、轴承；

其中，所述一挡内齿圈与所述行星架固连；所述二挡齿轮与从其中心穿过延伸至右侧的所述主驱动电机的内转子输出轴花键连接；所述花键毂与所述输出轴左端花键连接；所述主减速器主动齿轮与所述输出轴右端固连。

优选的是，所述一挡内齿圈加工有滑动内花键；所述二挡齿轮加工有滑动外花键；所述花键毂加工有滑动外花键；所述接合套左侧加工有滑动外花键，可与所述一挡内齿圈的滑动内花键滑动连接，所述接合套右侧加工有滑动内花键，可与所述二挡齿轮的滑动外花键以及所述花键毂的滑动外花键滑动连接；所述输出轴为中空的空心轴，所述主驱动电机的内转子输出轴从所述输出轴的内部从左至右穿过，且所述输出轴与所述主驱动电机的内转子输出轴之间通过所述轴承连接。

优选的是，所述接合套的滑动外花键长度应小于所述二挡齿轮的滑动外花键右侧端部与所述花键毂的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动内花键长度应大于或等于所述二挡齿轮的滑动外花键左侧端部与所述花键毂的滑动外花键右侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动外花键与所述一挡内齿圈的滑动内花键啮合时，所述接合套的滑动内花键只与所述花键毂的滑动外花键啮合，所述接合套的滑动内花键与所述二挡齿轮的滑动外花键啮合时，所述接合套的滑动外花键与所述一挡内齿圈的滑动内花键处于不啮合状态，所述接合套的整个可移动行程范围为所述二挡齿轮的滑动外花键左侧端部与所述花键毂的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动内花键与所述花键毂的滑动外花键在所述接合套的整个可移动行程范围内一直处于花键滑动啮合状态。

优选的是，所述主驱动电机的中心轴线、所述辅助电机的中心轴线、所述行星轮系的中心轴线和所述换挡机构的中心轴线重合在一起。

所述差速器为常规锥齿轮差速器，包括左锥齿轮、右锥齿轮、行星锥齿轮、行星锥齿轮轴、差速器壳体、左半轴、右半轴、主减速器从动齿轮；

其中，所述左半轴与所述左锥齿轮花键连接；所述右半轴与所述右锥齿轮花键连接；所述行星锥齿轮轴与所述差速器壳体固连，所述行星锥齿轮与所述行星锥齿轮轴空套在一起，所述行星锥齿轮可绕所述行星锥齿轮轴自转；所述主减速器从动齿轮与所述差速器壳体固连，并与所述主减速器主动齿轮常啮合。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，采用行星轮系代替定轴轮系，克服了现有电动汽车两挡变速器径向尺寸大、占用空间大的技术缺陷，并采用共中心轴线的布置方式，将主驱动电机中心轴线、辅助电机中心轴线、行星轮系中心轴线和换挡机构中心轴线重合在一起，结构紧凑，布局对称合理，载荷分布均匀。

2、本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，相比于现有电动汽车两挡变速器，其可搭配双电机工作，即在变换挡位的同时，还可以根据电动汽车的实际行驶工况，在单电机驱动和双电机驱动之间进行切换，从而实现电动汽车的多模式驱动，充分发挥了主副电机性能优势，优化两电机工作效率。

3、本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，由于搭配双电机工作，因此相比于现有电动汽车两挡变速器，其对电动汽车的动力性和经济性的改善效果更加显著，工况适应性更好，提高了电动汽车的综合性能。

4、本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，换挡过程中可以通过控制主驱动电机的转速，可以实施主动同步调速，减少换挡动力中断时间，提高汽车动力性能。

5、本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，采用单向离合器连接辅助电机，可以直接通过控制辅助电机的力矩输出，从而通过单向离合器机械地控制辅助电机的驱动介入，避免了使用电控离合器需要额外消耗离合器执行机构能量的问题，降低成本的同时可以减少驱动模式切换能耗。

附图说明

图1为本发明所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥结构示意图(空挡状态)。

图2为本发明所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥在主驱动电机100驱动，一挡状态时的动力传递路线示意图。

图3为本发明所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥在主驱动电机100驱动，二挡状态时的动力传递路线示意图。

图4为本发明所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥在双电机驱动，一挡状态时的动力传递路线示意图。

图5为本发明所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥在双电机驱动，二挡状态时的动力传递路线示意图。

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，本发明提供了一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其主要由主驱动电机100、行星轮系200、换挡机构300、差速器400、辅助电机500和单向离合器600构成。

所述主驱动电机100为内转子电机，其主要包括定子101、内转子102和内转子输出轴103。

所述行星轮系200位于主驱动电机100右侧，包括太阳轮201、沿圆周方向均匀分布的行星轮202、行星架203和内齿圈204。其中，太阳轮201和从其中心穿过延伸至右侧的主驱动电机100的内转子输出轴103通过花键固连在一起，内齿圈204与变速器壳体205固连。行星轮系200的行星排特征参数大于1，所述的行星排特征参数为机械领域通常定义，指的是行星轮系中内齿圈与太阳轮的齿数之比。需要说明的是，本发明中的行星轮系200采用的是单排单级行星轮系，选用其它种类的行星轮系或多排行星轮系，并不构成有别于本发明的新结构。

所述换挡机构300位于行星轮系200右侧，包括一挡内齿圈301、二挡齿轮302、接合套303、花键毂304、输出轴305、主减速器主动齿轮306和轴承307。其中，一挡内齿圈301与行星轮系200的行星架203固连，且一挡内齿圈301加工有滑动内花键。二挡齿轮302和从其中心穿过延伸至右侧的主驱动电机100的内转子输出轴103通过花键固连在一起，且二挡齿轮302加工有滑动外花键。花键毂304加工有滑动外花键。接合套303为中空轴，其左侧端部外径加工有滑动外花键，右侧端部内径加工有滑动内花键，接合套303的滑动外花键长度应小于二挡齿轮302的滑动外花键右侧端部与花键毂304的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，接合套303的滑动内花键长度应大于或等于二挡齿轮302的滑动外花键左侧端部与花键毂304的滑动外花键右侧端部之间的轴向距离，接合套303的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键啮合时，接合套303的滑动内花键只与花键毂304的滑动外花键啮合，接合套303的滑动内花键与二挡齿轮302的滑动外花键啮合时，接合套303的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键处于不啮合状态，接合套303的整个可移动行程范围为二挡齿轮302的滑动外花键左侧端部与花键毂304的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，接合套303的滑动内花键与花键毂304的滑动外花键在整个接合套303可移动行程范围内一直处于花键滑动啮合状态。输出轴305为中空的空心轴，主驱动电机100的内转子输出轴103从其中心孔自左至右不接触穿出，并在两者之间布置成对的轴承307，起到减少两者之间相对转动时的摩擦和相互支撑作用；输出轴305的左侧端部外径和右侧端部外径均加工有花键，输出轴305的左侧端部与花键毂304的中心孔通过花键固连在一起，输出轴305的右侧端部与主减速器主动齿轮306的中心孔通过花键固连在一起。

所述差速器400为常规锥齿轮差速器，包括左锥齿轮401、右锥齿轮402、行星锥齿轮403、行星锥齿轮轴404、差速器壳体405、左半轴406、右半轴407和主减速器从动齿轮408。其中，左锥齿轮401中心与左半轴406通过花键固连，右锥齿轮402中心与右半轴407通过花键固连，行星锥齿轮403与行星锥齿轮轴404空套在一起，行星锥齿轮轴404与差速器壳体405固连，行星锥齿轮403可绕行星锥齿轮轴404自转。左半轴406和右半轴407从差速器壳体405两侧的中心孔洞内穿出与汽车两侧驱动轮连接，主减速器从动齿轮408与差速器壳体405固连，且主减速器从动齿轮408与主减速器主动齿轮306处于常啮合状态。

所述辅助电机500位于换挡机构300右侧，其为内转子电机，主要包括定子501、内转子502和内转子输出轴503。

所述单向离合器600位于主驱动电机100和辅助电机500之间，单向离合器600的内圈与外圈均加工有花键，单向离合器600的内圈与主驱动电机100的内转子输出轴103通过花键固连在一起，单向离合器600的外圈与辅助电机500的内转子输出轴503通过花键固连在一起。单向离合器600的内圈相对其外圈向前转动时，单向离合器600断开，其内圈与外圈之间没有动力传递；单向离合器600的外圈相对其内圈向前转动时，单向离合器600接合，动力可在其内圈与外圈之间传递。

本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，采用共中心轴线的布置方式，将主驱动电机100的中心轴线、辅助电机500的中心轴线、行星轮系200的中心轴线和换挡机构300的中心轴线重合在一起，通过接合套303的轴向移动实现变速器在变换挡位的同时，还可以通过单向离合器600的开合，控制辅助电机500参与和退出驱动，实现多种驱动模式，以适应电动汽车多变的行驶工况。

本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥主要涉及六种工作模式：空挡状态；主驱动电机100工作，一挡状态；主驱动电机100工作，二挡状态；双电机工作，一挡状态；双电机工作，二挡状态；倒挡状态。下面分别对六种工作模式进行说明：

(1)空挡状态。

当电动汽车处于空挡状态时，接合套303的位置如图1所示。空挡状态下，接合套303只通过右侧端部的滑动内花键与花键毂304滑动连接，而与一挡内齿圈301和二挡齿轮302没有任何接触，处在中间空位位置，即接合套303的左侧端部的滑动外花键位于一挡内齿圈301的滑动内花键左侧，两者不接合；接合套303的右侧端部的滑动内花键位于二挡齿轮302的滑动外花键右侧，两者也不接合。此时，无论是主驱动电机100单独工作，还是主驱动电机100和辅助电机500双电机共同工作，动力均无法通过一挡内齿圈301或二挡齿轮302传递给接合套303，进而传递给花键毂304、输出轴305、主减速器主动齿轮306和差速器400，即此时驱动轮没有来自主驱动电机100或辅助电机500的动力，一挡内齿圈301和二挡齿轮302处于空转状态。

(2)主驱动电机100驱动，一挡状态。

当电动汽车在常规低负荷或中等负荷下行驶、对动力性要求不是很高时，只需要主驱动电机100单独工作便可满足电动汽车对动力性的要求，此时，主驱动电机负荷率较高，工作效率较好，电动汽车整车经济性好。此时，辅助电机500不通电工作，在辅助电机500的内转子输出轴503的惯性作用下，单向离合器600自动断开，减少主驱动电机100单独工作时的无功损耗。

电动汽车在常规的起步加速过程中，利用电机低速大扭矩的特性，主驱动电机100单独工作便可使电动汽车获得良好的起步加速性能。此时，主驱动电机100通电工作，辅助电机500不通电不工作，电动汽车需要由空挡切换到一挡，驾驶员可手动操纵换挡杆或通过电控液动或电控电动换挡操纵机构使拨叉推动接合套303向右移动，使接合套303的左侧端部的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键接合，而接合套303的右侧端部的滑动内花键仍然只与花键毂304的滑动外花键接合，二挡齿轮302随主驱动电机100的内转子输出轴103空转。此时，主驱动电机100正转，而辅助电机500转速为0，因此，单向离合器600的内圈随主驱动电机100的内转子输出轴103同步正转，单向离合器600的外圈与辅助电机500的内转子输出轴503一同保持转速为0。此时，单向离合器600的内圈相对其外圈向前转动，单向离合器600断开，其内圈与外圈之间没有动力传递。因此，动力经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给行星轮系200的太阳轮201，然后依次经行星轮202、行星架203、一挡内齿圈301、接合套303、花键毂304、输出轴305和主减速器主动齿轮306，将动力传递给差速器400的主减速器从动齿轮408，主减速器从动齿轮408再将动力依次经差速器壳体405、行星锥齿轮轴404和行星锥齿轮403分别传递给左锥齿轮401和右锥齿轮402，左锥齿轮401再将动力传递给左半轴406，进而传递给左驱动轮，右锥齿轮402再将动力传递给右半轴407，进而传递给右驱动轮。此时，双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥的一挡传动比为k+1(其中k为行星轮系200的行星排特征参数，且k>1)，其具体的动力传递路线如图2所示。

在主驱动电机100单独工作的情况下，将电动汽车由二挡切换为一挡的工作过程与将电动汽车由空挡切换为一挡的工作过程相似，在此不再复述。

(3)主驱动电机100工作，二挡状态。

在主驱动电机100单独工作的情况下，当电动汽车需要由一挡切换到二挡时，驾驶员可手动操纵换挡杆或通过电控液动或电控电动换挡操纵机构使拨叉推动接合套303向左移动，使接合套303的左侧端部的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键脱离，一挡内齿圈301随行星轮系200的行星架203空转；随后，接合套303的右侧端部的滑动内花键与二挡齿轮302的滑动外花键接合，同时仍然与花键毂304的滑动外花键保持接合，实现了主驱动电机100的内转子输出轴103直接与输出轴305的直连。此时，主驱动电机100正转，而辅助电机500的转速仍为0，即单向离合器600仍处于断开状态，其内圈与外圈之间没有动力传递，辅助电机500不参与驱动。因此，动力经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给二挡齿轮302，然后依次经接合套303、花键毂304、输出轴305和主减速器主动齿轮306，将动力传递给差速器400的主减速器从动齿轮408，主减速器从动齿轮408再将动力依次经差速器壳体405、行星锥齿轮轴404和行星锥齿轮403分别传递给左锥齿轮401和右锥齿轮402，左锥齿轮401再将动力传递给左半轴406，进而传递给左驱动轮，右锥齿轮402再将动力传递给右半轴407，进而传递给右驱动轮。此时，双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥的二挡传动比为1，即二挡为直接挡，其具体的动力传递路线如图3所示。

在主驱动电机100单独驱动的情况下，将电动汽车由空挡直接切换为二挡的工作过程与将电动汽车由一挡切换为二挡的工作过程相似，在此不再复述。

(4)双电机工作，一挡状态。

当电动汽车在重负荷下工作、对动力性的要求较高时，主驱动电机100单独工作已不能满足电动汽车对动力性的要求。此时，需要将单向离合器600接合，启动辅助电机500进行转矩耦合、并联驱动，从而实现双电机工作，以满足电动汽车对动力性的要求。

当电动汽车在坡度较大的坡道上起步或需要长时间在大坡度坡道上行驶时，需要主驱动电机100和辅助电机500共同工作，为电动汽车提供足够的动力。现以电动汽车在坡度较大的坡道上起步为例，对此工作模式进行说明。电动汽车在坡度较大的坡道上起步时，需要由空挡切换到一挡，主驱动电机100和辅助电机500均通电工作，驾驶员可手动操纵换挡杆或通过电控液动或电控电动换挡操纵机构使拨叉推动接合套303向右移动，使接合套303的左侧端部的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键接合，而接合套303的右侧端部的滑动内花键仍然只与花键毂304的滑动外花键接合，二挡齿轮302随主驱动电机100的内转子输出轴103空转。此时，主驱动电机100和辅助电机500正转并输出力矩，因此，单向离合器600的内圈随主驱动电机100的内转子输出轴103同步正转，单向离合器600的外圈随辅助电机500的内转子输出轴503同步正转，且辅助电机500在输出力矩时，单向离合器600的外圈的转速一定大于其内圈的转速，即单向离合器600接合，动力可在其内圈与外圈之间传递。因此，主驱动电机100输出的动力经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给行星轮系200的太阳轮201；辅助电机500输出的动力经辅助电机500的内转子输出轴503传递给单向离合器600的外圈，单向离合器600的外圈再将动力传递给单向离合器600的内圈、进而经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给行星轮系200的太阳轮201。然后，来自主驱动电机100的动力与来自辅助电机500的动力在太阳轮201处进行耦合，并依次经行星轮202、行星架203、一挡内齿圈301、接合套303、花键毂304、输出轴305和主减速器主动齿轮306，共同传递给差速器400的主减速器从动齿轮408，主减速器从动齿轮408再将动力依次经差速器壳体405、行星锥齿轮轴404和行星锥齿轮403分别传递给左锥齿轮401和右锥齿轮402，左锥齿轮401再将动力传递给左半轴406，进而传递给左驱动轮，右锥齿轮402再将动力传递给右半轴407，进而传递给右驱动轮。此时，双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥的一挡传动比为k+1，其具体的动力传递路线如图4所示。

在主驱动电机100和辅助电机500双电机工作的情况下，将电动汽车由二挡切换为一挡的工作过程与将电动汽车由空挡切换为一挡的工作过程相似，在此不再复述。

(5)双电机工作，二挡状态。

在主驱动电机100和辅助电机500双电机工作的情况下，当电动汽车需要由一挡切换到二挡时，驾驶员可手动操纵换挡杆或通过电控液动或电控电动换挡操纵机构使拨叉推动接合套303向左移动，使接合套303的左侧端部的滑动外花键与一挡内齿圈301的滑动内花键脱离，一挡内齿圈301随行星轮系200的行星架203空转；随后，接合套303的右侧端部的滑动内花键与二挡齿轮302的滑动外花键接合，同时仍然与花键毂304的滑动外花键接合。此时，主驱动电机100和辅助电机500正转一并输出力矩，此时单向离合器600仍处于接合状态，动力可在其内圈与外圈之间传递。因此，主驱动电机100输出的动力经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给二挡齿轮302；辅助电机500输出的动力经辅助电机500的内转子输出轴503传递给单向离合器600的外圈，单向离合器600的外圈再将动力传递给单向离合器600的内圈、进而经主驱动电机100的内转子输出轴103传递给二挡齿轮302。然后，来自主驱动电机100的动力与来自辅助电机500的动力在二挡齿轮302处进行耦合，并依次经接合套303、花键毂304、输出轴305和主减速器主动齿轮306，共同传递给差速器400的主减速器从动齿轮408，主减速器从动齿轮408再将动力依次经差速器壳体405、行星锥齿轮轴404和行星锥齿轮403分别传递给左锥齿轮401和右锥齿轮402，左锥齿轮401再将动力传递给左半轴406，进而传递给左驱动轮，右锥齿轮402再将动力传递给右半轴407，进而传递给右驱动轮。此时，双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥的二挡传动比为1，即二挡为直接挡，其具体的动力传递路线如图5所示。

在主驱动电机100和辅助电机500双电机工作的情况下，将电动汽车由空挡直接切换为二挡的工作过程与将电动汽车由一挡切换为二挡的工作过程相似，在此不再复述。

(6)倒挡状态。

电动汽车在倒车行驶时，车速相对较低，起步时所需转矩相对较大，对动力性要求较高，此时，主驱动电机100通电反转工作，辅助电机500不通电不工作，且驾驶员操纵换挡杆使电动汽车由空挡状态切换为一挡状态，以实现减速增扭的功能，满足电动汽车倒车行驶对动力性的要求。相对于前进行驶时主驱动电机100单独工作的一挡状态，为实现电动汽车的倒车行驶，只需使主驱动电机100反转即可，其余工作过程和动力传动路线与前进行驶时主驱动电机100单独工作的一挡状态的工作过程和动力传动路线完全相同，在此不再复述。需要说明的是，由于倒车行驶时，主驱动电机100反转，而辅助电机500转速为0，因此，单向离合器600的内圈随主驱动电机100的内转子输出轴103同步反转，单向离合器600的外圈与辅助电机500的内转子输出轴503一同保持转速为0。此时，单向离合器600的外圈相对其内圈向前转动，单向离合器600接合，动力可在其内圈与外圈之间传递。因此，单向离合器600的内圈会带动其外圈同步反转，主驱动电机100输出的动力会有极小的一部分通过单向离合器600传递给辅助电机500，从而带动辅助电机500反向空转，但这部分动力占主驱动电机100输出的总动力的比重极小，且倒车行驶的时间较短，因此，辅助电机500反向空转所消耗的能量极小，完全可以忽略不计，故对整车经济性没有影响。如果需要倒退行驶并爬坡时，此时需要的动力较高，此时也可控制辅助电机500同步反转输出力矩，与主驱动电机100一起驱动车辆倒挡爬坡。

需要说明的是，本发明提供的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，采用的是接合套换挡的形式，通过改变接合套的结构进而改变换挡过程中接合套的移动方向，或将接合套换挡的形式改为同步器换挡的形式，并不构成有别于本发明的创新。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不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 (7)

1.一种双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，包括：

主驱动电机，所述主驱动电机为内转子电机，其包括定子、内转子、内转子输出轴；

辅助电机，所述辅助电机为内转子电机，其包括定子、内转子、内转子输出轴；

行星轮系，其为单排单级行星轮系，包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架；其中，所述太阳轮与从其中心穿过延伸至右侧的所述主驱动电机的内转子输出轴花键连接；所述内齿圈与变速器壳体固连；

单向离合器；

换挡机构，包括一挡内齿圈、二挡齿轮、接合套、花键毂、输出轴、主减速器主动齿轮、轴承；其中，所述一挡内齿圈与所述行星架固连；所述二挡齿轮与从其中心穿过延伸至右侧的所述主驱动电机的内转子输出轴花键连接；所述花键毂与所述输出轴左端花键连接；所述主减速器主动齿轮与所述输出轴右端固连；所述接合套沿轴向左右滑动实现将所述一挡内齿圈或所述二挡齿轮分别与所述花键毂连接；所述输出轴为中空的空心轴，所述主驱动电机的内转子输出轴从所述输出轴的内部从左至右穿过，并通过所述单向离合器与辅助电机连接，且所述输出轴与所述主驱动电机的内转子输出轴之间通过轴承连接；

差速器。

2.根据权利要求1所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述单向离合器的内圈与外圈均加工有花键，所述单向离合器的内圈与所述主驱动电机的内转子输出轴通过花键连接，所述单向离合器的外圈与所述辅助电机的内转子输出轴通过花键连接。

3.根据权利要求2所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述单向离合器接合时，所述辅助电机对传动系统输出力矩，与所述主驱动电机共同驱动车辆行驶；所述单向离合器断开时，所述辅助电机对传动系统不输出力矩，所述主驱动电机单独驱动车辆行驶。

4.根据权利要求1所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述一挡内齿圈加工有滑动内花键；所述二挡齿轮加工有滑动外花键；所述花键毂加工有滑动外花键；所述接合套左侧加工有滑动外花键，可与所述一挡内齿圈的滑动内花键滑动连接，所述接合套右侧加工有滑动内花键，可与所述二挡齿轮的滑动外花键以及所述花键毂的滑动外花键滑动连接。

5.根据权利要求4所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述接合套的滑动外花键长度应小于所述二挡齿轮的滑动外花键右侧端部与所述花键毂的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动内花键长度应大于或等于所述二挡齿轮的滑动外花键左侧端部与所述花键毂的滑动外花键右侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动外花键与所述一挡内齿圈的滑动内花键啮合时，所述接合套的滑动内花键只与所述花键毂的滑动外花键啮合，所述接合套的滑动内花键与所述二挡齿轮的滑动外花键啮合时，所述接合套的滑动外花键与所述一挡内齿圈的滑动内花键处于不啮合状态，所述接合套的整个可移动行程范围为所述二挡齿轮的滑动外花键左侧端部与所述花键毂的滑动外花键左侧端部之间的轴向距离，所述接合套的滑动内花键与所述花键毂的滑动外花键在所述接合套的整个可移动行程范围内一直处于花键滑动啮合状态。

6.根据权利要求1所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述主驱动电机的中心轴线、所述辅助电机的中心轴线、所述行星轮系的中心轴线和所述换挡机构的中心轴线重合在一起。

7.根据权利要求1所述的双电机耦合行星排式两挡变速驱动桥，其特征在于，所述差速器包括左锥齿轮、右锥齿轮、行星锥齿轮、行星锥齿轮轴、差速器壳体、左半轴、右半轴、主减速器从动齿轮；

其中，所述左半轴与所述左锥齿轮花键连接；所述右半轴与所述右锥齿轮花键连接；所述行星锥齿轮轴与所述差速器壳体固连，所述行星锥齿轮与所述行星锥齿轮轴空套在一起，所述行星锥齿轮可绕所述行星锥齿轮轴自转；所述主减速器从动齿轮与所述差速器壳体固连，并与所述主减速器主动齿轮常啮合。