CN109835179A - 复合行星离合器双电机动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合行星离合器双电机动力总成，包括第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、行星离合器、输出轴；所述第一电机、第二电动机、行星离合器同轴安装；所述第二电机的第二电机轴为空心轴，所述第二电机轴与行星离合器连接，所述第一电机的第一电机轴穿过第二电机轴与行星离合器连接；所述第一制动器与第一电机轴连接，所述第二制动器与第二电机轴连接；所述行星离合器与输出轴连接。本发明大幅度减小了第一电机和第二电机的体积和重量，有效地提高了系统的驱动效率，降低了系统成本。

Description

复合行星离合器双电机动力总成

技术领域

本发明涉及汽车纯电动技术领域，特别涉及复合行星离合器双电机动力总成。

背景技术

随着纯电动商用车的不断发展，更高驱动性能要求的动力总成成为其研究热点。市面上主要存在几种方案：一是低速大功率单电机直接驱动方案；二是高速大功率单电机加减速器驱动方案；三是高速大功率单电机加多档变速箱方案；四是中等功率低速双电机驱动方案。对于方案一而言，该方案的驱动电机体积和重量极大，在低速和高速区间的驱动效率大幅度降低，逐渐被弃用。对于方案二而言，该方案虽然在一定程度上解决了方案一中电机体积重量大的问题，然而，在当量(考虑到减速器)低速和高速区间驱动效率低，考虑到降低了电驱动成本，因此，目前市场上逐渐开始采用；对于方案三而言，该方案相对前两种方案大幅度降低了电机体积和重量，同时，也大幅度提升了驱动效率，然而，目前比较适合电驱动特性的自动变速箱还没有真正研发出来；对于方案四而言，该方案将单电机一分为二，根据低速驱动区间特性设计低速电机和根据高速驱动区间特性设计高速电机，该方案是向方案三的一种过渡性产品，该方案相对前两种方案在电机体积和重量方面并没有改善，但是在驱动效率方面得到了较大提升，因此，目前市场上逐渐开始采用双电机动力总成。

对于方案四的双电机动力总成而言，存在：当低速电机驱动时高速驱动电机跟随转动，导致低速加速性能下降和机械损耗增加问题；当高速电机驱动时低速驱动电机跟随转动，导致低速驱动电机转子支撑轴承寿命大幅度降低等问题；同时，还低速驱动电机和高速驱动电机联合驱动时存在控制难度大以及复杂程度高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效降低电机体积、重量，提高系统驱动效率，降低系统成本的复合行星离合器双电机动力总成。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

复合行星离合器双电机动力总成，包括第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、行星离合器、输出轴；

所述第一电机、第二电动机、行星离合器同轴安装；所述第二电机的第二电机轴为空心轴，所述第二电机轴与行星离合器连接，所述第一电机的第一电机轴穿过第二电机轴与行星离合器连接；

所述第一制动器与第一电机轴连接，所述第二制动器与第二电机轴连接；所述行星离合器与输出轴连接。

优选地，所述行星离合器包括太阳轮、行星轮、内齿圈、转臂；

所述行星轮与转臂连接，所述太阳轮与行星轮外啮合连接，所述行星轮与内齿圈内啮合连接。

优选地，所述第二电机轴与内齿圈固定连接，所述第一电机轴穿过第二电机轴与太阳轮连接；所述输出轴与转臂连接。

优选地，所述第一制动器、第二制动器结构相同，所述第一制动器、或第二制动器均包括制动模块、制动盘；所述制动盘与制动模块的左摩擦片、右摩擦片间隙配合连接。

优选地，所述第一电机轴与第一制动器的制动盘固定连接。

优选地，所述第二电机轴与第二制动器的制动盘固定连接

采用上述技术方案，由于使用了第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、行星离合器、输出轴等技术特征。通过将第二电机轴设置成空心结构，并将第一电机轴穿过第二电机轴与行星离合器连接。在通过第一制动器、第二制动器的闭合与释放，使得总成有效工作在第一电机大速比驱动模式，第二电机小速比驱动模式，第一电机与第二电机联合驱动模式，以及空挡和驻车模式。本发明大幅度减小了第一电机和第二电机的体积和重量，同时，也较大程度上降低了第一电机和第二电机的驱动功率，利用行星离合器充分发挥了第一电机和第二电机的驱动性能，极大地提升了系统驱动效率和降低了系统成本，尤其是解决了第一电机单独驱动第二电机跟随转动、第二电机单独驱动第一电机跟随转动和第一电机与第二电机联合驱动等问题。

附图说明

图1为本发明原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如附图1所示，复合行星离合器双电机动力总成，包括第一电机1、第二电机2、第一制动器3、第二制动器4、行星离合器5、输出轴6。将第一电机1、第二电动机2、行星离合器5同轴安装；将第二电机2的第二电机轴7为空心轴，将第二电机轴7与行星离合器5连接，将第一电机1的第一电机轴8穿过第二电机轴7与行星离合器5连接。将第一制动器3与第一电机轴8连接，第二制动器4与第二电机轴7连接；将行星离合器5与输出轴6连接。

具体实施中，行星离合器5包括太阳轮9、行星轮10、内齿圈11、转臂12；将行星轮10与转臂12连接，将太阳轮9与行星轮10外啮合连接，将行星轮10与内齿圈11内啮合连接。将第二电机轴7与内齿圈11固定连接，将第一电机轴8穿过第二电机轴7与太阳轮9连接；将输出轴6与转臂12连接。

第一制动器3、第二制动器4结构相同，第一制动器3、或第二制动器4均包括制动模块13、制动盘14；将制动盘14与制动模块13的左摩擦片、右摩擦片间隙配合连接。制动模块13用于提供制动力，用于驱动左摩擦片、右摩擦片夹紧制动盘14实现制动，或者驱动左摩擦片、右摩擦片远离制动盘14，使左摩擦片、右摩擦片与制动盘14之间有较大间隙释放制动盘14。将第一电机轴8与第一制动器3的制动盘14固定连接。将第二电机轴7与第二制动器4的制动盘14固定连接。

本发明主要控制策略和工作模式如下：

一、第一电机大速比驱动模式

当整车中低车速行驶时，第一制动器3释放、第二制动器4闭合、第一电机1关闭和第二电机2处于驱动电机模式，即第一制动器3的制动盘14处于自动转动状态，第二制动器4的制动盘14处于制动状态，进而，第二电机轴7和内齿圈11处于制动状态；第一电机1从车载电源处获得电能通过第一电机转子转换成动力后由第一电机轴8传递给太阳轮9，由于内齿圈11处于制动状态，太阳轮9将动力传递给行星轮10，行星轮10将动力传递给转臂12，转臂12将动力传递给输出轴6。

该模式下，复合行星离合器双电机动力总成的第一电机轴8与输出轴6的转速关系：

其中：Z1表示太阳轮9的齿数，Z2表示内齿圈11齿数，n1表示第一电机轴8的转速，n2表示第二电机轴7的转速，n3表示输出轴6的转速。

二、第二电机小速比驱动模式

当整车中高车速行驶时，第一制动器3闭合、第二制动器4释放、第一电机1处于驱动电机模式和第二电机2关闭，即第一制动器3的制动盘14处于制动状态，第二制动器4的制动盘14处于自动转动状态，进而，第一电机轴8和太阳轮9处于制动状态；第二电机2从车载电源处获得电能通过第二电机转子转换成动力后由第二电机轴7传递给内齿圈11，由于太阳轮9处于制动状态，内齿圈11将动力传递给行星轮10，行星轮10将动力传递给转臂12，转臂12将动力传递给输出轴6。

该模式下，复合行星离合器双电机动力总的第二电机轴7与输出轴6的转速关系：

三、第一电机与第二电机联合驱动模式

当整车高车速行驶时，第一制动器3释放、第二制动器4释放、第一电机1和第二电机2处于驱动电机模式，即第一制动器3的制动盘14和第二制动器4的制动盘14处于自动转动状态；第一电机1和第二电机2从车载电源处获得电能，第一电机1通过第一电机转子转换成动力后由第一电机轴8传递给太阳轮9，第二电机2通过第二电机转子转换成动力后由第二电机轴7传递给内齿圈11；太阳轮9将来自第一电机1的动力传递给行星轮10，内齿圈11将来自第二电机2的动力传递给行星轮10，行星轮10将来自第一电机1和第二电机2的动力叠加后传递给转臂12，转臂12将动力传递给输出轴6。

该模式下，复合行星离合器双电机动力总的第一电机轴8、第二电机轴7与输出轴6的转速关系：

四、空挡和驻车模式

当第一制动器3和第二制动器4释放时，即第一制动器3的制动盘14和第二制动器4的制动盘14处于自动转动状态，太阳轮9和内齿圈11处于自由转动状态，输出轴6与第一电机1和第二电机2处于动力间断状态，复合行星离合器双电机动力总成处于空挡模式；当第一制动器3和第二制动器4闭合时，即第一制动器3的制动盘14和第二制动器4的制动盘14处于制动状态，太阳轮9和内齿圈11处于制动状态，进而，转臂12和输出轴6处于锁止状态，复合行星离合器双电机动力总成处于驻车模式。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，包括第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、行星离合器、输出轴；

所述第一电机、第二电动机、行星离合器同轴安装；所述第二电机的第二电机轴为空心轴，所述第二电机轴与行星离合器连接，所述第一电机的第一电机轴穿过第二电机轴与行星离合器连接；

所述第一制动器与第一电机轴连接，所述第二制动器与第二电机轴连接；所述行星离合器与输出轴连接。

2.根据权利要求1所述的复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，所述行星离合器包括太阳轮、行星轮、内齿圈、转臂；

所述行星轮与转臂连接，所述太阳轮与行星轮外啮合连接，所述行星轮与内齿圈内啮合连接。

3.根据权利要求2所述的复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，所述第二电机轴与内齿圈固定连接，所述第一电机轴穿过第二电机轴与太阳轮连接；所述输出轴与转臂连接。

4.根据权利要求3所述的复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，所述第一制动器、第二制动器结构相同，所述第一制动器、或第二制动器均包括制动模块、制动盘；所述制动盘与制动模块的左摩擦片、右摩擦片间隙配合连接。

5.根据权利要求4所述的复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，所述第一电机轴与第一制动器的制动盘固定连接。

6.根据权利要求5所述的复合行星离合器双电机动力总成，其特征在于，所述第二电机轴与第二制动器的制动盘固定连接。