CN110605963A

CN110605963A - 尤其用于机动车辆的传动装置

Info

Publication number: CN110605963A
Application number: CN201910515589.1A
Authority: CN
Inventors: C.莫利尔; C.吉范
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2019-12-24
Also published as: FR3082461A1; FR3082461B1; EP3581416B1; EP3581416A1

Abstract

本发明涉及一种传动装置(T)，具有至少两个传动比，尤其用于电动车辆，所述传动装置(T)包括：‑连接到主轴(1)的第一电机(M1)，‑连接到副轴(2)的第二电机(M2)，‑通过对应于所述传动比的齿轮(10,20,30)连接到所述主轴(1)和所述副轴(2)的第三轴(3)，其特征在于，所述第一电机(M1)具有与所述第二电机(M2)不同的技术特征。

Description

尤其用于机动车辆的传动装置

技术领域

本发明涉及具有至少两个传动比的变速器领域，其用于电动机动车辆。在本申请的意义上，术语“电动机动车辆”是指使用电机作为主马达的所有车辆，电机是唯一的驱动机器(纯电动车辆)或与内燃发动机相关联(混合动力车辆)。

背景技术

具有多于一个比的变速器，尤其是具有两个比的变速器，用于装备电动车辆并允许电机以其最佳旋转速度操作，即以对应于电机的最大效率的旋转速度。该优点既适用于马达操作模式，其中电机作为马达操作以产生车辆移位所需的功率，也适用于发电机操作模式，其中电机作为用于将车辆的动能转换成电能的发电机操作。

为了限制成本并且为了在改变比时补偿可能的扭矩变化，已知使用包括两个相同电机的变速器。这种变速器例如从文献EP 2 529 967中已知。

目前需要进一步降低这种变速器的成本。

发明内容

为此，本发明提出一种具有至少两个传动比的传动装置，特别是用于电动车辆，该传动装置包括：

-连接到主轴的第一电机，

-连接到副轴的第二电机，

-通过对应于所述传动比的齿轮连接到主轴和副轴的第三轴，

其特征在于，第一电机具有与第二电机不同的技术特征。

每个电机的技术特征尤其可以是以下特征中的一个或多个：供电电压，额定电流，额定功率，相数，极数，旋转速度与供电电压的比，额定旋转速度，额定扭矩，转子惯量，最大电流，最大旋转速度，最大扭矩，效率，所用永磁体类型，尺寸(直径、长度、宽度)，质量。

传动比是传动装置的输入旋转速度与输出旋转速度之间的比，输入旋转速度即在本发明的情况下所涉及的电机的转子的旋转速度。

使用具有不同技术特征的两个电机允许：使用第一电机，例如在大多数操作情况下确保车辆的推进；作为补充使用第二电机，例如在加速阶段期间需要增加扭矩的情况下和/或用于在改变第一电机上的速度比时补偿扭矩中断。在这种情况下，，第二电机可以具有比第一电机更低的成本和/或相比于第一电机的技术特征降低的技术特征。

主轴和第三轴可以通过对应于第一传动比的第一齿轮或通过对应于第二传动比的第二齿轮连接，联接器件允许通过启用或停用所述第一齿轮和第二齿轮中的一个或另一个来选择所述传动比。

通过联接器件同时启用第一齿轮和第二齿轮允许锁止传动装置，特别是锁止第三轴。

第一齿轮和第二齿轮每个包括由主轴或副轴承载的空转齿轮，每个空转齿轮与联接器件协作，联接器件例如同步器，适于与承载它的主轴和副轴旋转地联结。

第一传动比和第二传动比可以是不同的传动比。

齿轮的启用使得可以通过相关的齿轮将扭矩从一个轴传递到另一个轴。停用齿轮允许防止这种扭矩传递。

副轴和第三轴可以适于通过对应于第三传动比的第三齿轮连接。

第三传动比可以与第一传动比和第二传动比不同。在一个变型中，第三传动比可以等于第一传动比和第二传动比中的一个。

第一传动比可以在26至10的范围内(包括端值)。第二传动比可以在12至5的范围内(包括端值)。第三传动比可以在19至8的范围内(包括端值)。

传动装置可包括能够启用或停用第三齿轮的联接器件。

联接器件可包括操控致动器。

第一电机和第二电机可位于齿轮的两侧。

第一电机和第二电机可以相对于齿轮位于同一侧，以便减小平行于主轴和副轴的方向上的体积。

第一齿轮可包括设置在主轴上的第一驱动齿轮和设置在第三轴上的第一从动齿轮，第一驱动齿轮或第一从动齿轮分别空转地安装在主轴或第三轴上，并且适于通过对应的联接器件分别旋转地联接到主轴或第三轴。

在这种情况下，第一从动齿轮或第一驱动齿轮可以分别与第三轴或主轴联结并永久地连接。

第二齿轮可包括设置在主轴上的第二驱动齿轮和设置在第三轴上的第二从动齿轮，第二驱动齿轮或第二从动齿轮分别空转地安装在主轴或第三轴上，并且适于通过对应的联接器件分别旋转地联接到主轴或第三轴。

在这种情况下，第二从动齿轮或第二驱动齿轮可以分别与第三轴或主轴联结并永久地连接。

第三齿轮可包括设置在副轴上的第三驱动齿轮和设置在第三轴上的第三从动齿轮，第三驱动齿轮或第三从动齿轮分别空转地安装在副轴或第三轴上，并且适于通过对应的联接器件分别旋转地联接到副轴或第三轴。

在这种情况下，第三从动齿轮或第三驱动齿轮可以分别与第三轴或副轴联结并永久地连接。

第二从动齿轮和第三从动齿轮可以由同一齿轮形成，以降低传动装置的复杂性和成本。

主轴、副轴和/或第三轴可包括轴的锁定装置。

可以启用这种锁定装置，以便例如在停止或停放车辆的情况下锁止对应的轴并防止其旋转。

联接器件可包括至少一个离合器(crabot)或至少一个同步器，其能够启用相关的齿轮。

在同步器的情况下，当相关的轴的旋转速度达到设定速度时，可以启用齿轮。

可选地或另外地，联接器件还可包括摩擦离合器，例如湿式多盘离合器。

支撑轴承可位于主轴、副轴和/或第三轴的每个端部处。

差速器可以通过差速齿轮连接到第三轴，所述差速器适于连接到车辆的车轮。

差速器允许车辆的驱动轮在通过弯道或转弯时以不同的速度旋转。位于转弯外侧的车轮则可以比位于转弯内侧的车轮转得更快。

第一电机可具有比第二电机低的技术特征。

技术特征可以涉及第一电机的额定功率和第二电机的额定功率。

技术特征可以涉及第一电机的额定扭矩和第二电机的额定扭矩。

多个速度比可与第一电机相关联。当改变第一电机上的速度比时，第二电机则可以补偿扭矩的中断。

附图说明

通过阅读参考附图以非限制性示例的方式给出的以下描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将显而易见，在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的扭矩传递装置的示意图；

图2是根据本发明第二实施例的扭矩传递装置的示意图；

图3是根据本发明第三实施例的扭矩传递装置的示意图；

图4是根据本发明第四实施例的扭矩传递装置的示意图；

图5是根据本发明第五实施例的扭矩传递装置的示意图；

图6是根据本发明第六实施例的扭矩传递装置的示意图。

具体实施方式

在所有附图中，具有相同的功能的元件带有相同的附图标记。

以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的简单特征也可以组合以提供其他实施例。

参考图1至图6，可以看到由第一电机M1和第二电机M2驱动的车辆的运动链的基本元件，第一电机M1和第二电机M2通过传动装置T连接到车辆的车轮R1、R2。传动装置T构成电机M1、M2和车辆的车轮R1、R2之间的变速箱，也就是说其目的是改变所涉及的电机M1、M2的输出轴和车辆的车轮R1、R2之间的速度比和/或扭矩比。

每个电机M1、M2可以例如是在低电压下操作的具有永磁体的同步电机，特别是30至60伏(包括端值)的电压，例如对于电机M1、M2至少一个电压为约48伏的电压。

第一电机M1具有与第二电机M2的不同技术特征。

每个电机的技术特征尤其可以是以下特征中的一个或多个：供电电压，额定电流，额定功率，相数，极数，旋转速度与供电电压的比，额定旋转速度，额定扭矩，转子惯量，最大电流，最大旋转速度，最大扭矩，效率，所用永磁体类型，尺寸，质量。

图1的传动装置T包括主轴1，主轴1由第一电机M1的输出轴形成。

在一个变形中，主轴1可以联接到第一电机M1的输出轴。该联接则是等速转动(homocinétique)的，并且可以是两个轴之间的任何类型的机械联接，例如通过沟槽实现的联接。

传动装置T还包括副轴2，副轴2由第二电机M2的输出轴形成。

替代地并且如前所述，副轴2可以联接到第二电机M2的输出轴。该联接则是等速转动的，并且可以是两个轴之间的任何类型的机械联接，例如通过沟槽实现的联接。

传动装置T还包括第三轴3。第三轴3适于连接到差速器D，该差速器D本身连接到车辆的车轮R1、R2。

对应于第一传动比的第一齿轮10包括设置在主轴1上的第一驱动齿轮11和设置在第三轴3上的第一从动齿轮12。第一驱动齿轮11和第一从动齿轮12永久啮合。

对应于第二传动比的第二齿轮20包括设置在主轴1上的第二驱动齿轮21和设置在第三轴3上的第二从动齿轮22。第二驱动齿轮21和第二从动齿轮22永久啮合。

第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮21通过滚针轴承空转地安装在主轴1上，并因此可相对于主轴1旋转。

第一从动齿轮12和第二从动齿轮22与第三轴3联结。

第一驱动齿轮11和第一从动齿轮12之间的减速比可以例如在5至2的范围内(包括端值)。

第二驱动齿轮21和第二从动齿轮22之间的减速比可以例如在3.5至1的范围内(包括端值)。

对应于第三传动比的第三齿轮30包括设置在副轴2上的第三驱动齿轮31和设置在第三轴3上的第三从动齿轮32。第三驱动齿轮31和第三从动齿轮32永久啮合。

第三驱动齿轮31与副轴2联结。第三从动齿轮32通过滚针轴承空转地安装在第三轴3上，并因此可相对于第三轴3旋转。

第三驱动齿轮31和第三从动齿轮32之间的减速比可以例如在5至1.5的范围内(包括端值)。

对应于差速器D的齿轮40的第四齿轮包括设置在第三轴3上的第四驱动齿轮41和对应于差速器D的输入的第四从动齿轮42。第四驱动齿轮41固定地安装在第三轴上。第四驱动齿轮41和第四从动齿轮42永久啮合。

第四驱动齿轮41和第四从动齿轮42之间的减速比可以例如在5至2.5的范围内(包括端值)。

四个齿轮10、20、30、40平行地取向。以相同的方式，三个轴1、2、3平行地取向。在图1所示的实施例中，不同的齿轮11、12、21、22、31、32、41、42是彼此分离的部件，并且具有直齿。在变型中，这些齿轮可具有倾斜的、螺旋的或人字形的齿。

因此，在第一电机M1的输出轴和车辆的车轮R1、R2之间可以有两个扭矩路径。第一扭矩路径通过第一齿轮10，然后通过差速器D的齿轮40。第二扭矩路径通过第二齿轮20，然后通过差速器D的齿轮40。

通过第三齿轮30和差速器D的齿轮40的另一个扭矩路径使得可以连接第二电机M2和车辆的车轮R1、R2。

第一电机M1可以单独使用，或者作为第二电机M2的补充使用，以便使车辆移位。特别地，当所需扭矩小于确定的扭矩时，可以单独使用第一电机M1，例如，当所需扭矩大于所述确定的扭矩时，可以使用第二电机M2。

因此，第二电机M2可以比第一电机M1更不频繁地使用，这特别解释了第二电机M2可以具有与第一电机M1不同的技术特征的事实，例如，较低的效率，较低的额定扭矩或较低的最大扭矩，或减小的尺寸。

为了特别是根据驾驶条件(上坡，下坡，高速公路驾驶，市区驾驶等)选择适当的扭矩路径，在传动装置T中布置联接装置C1、C2以便选择通过第一齿轮10、第二齿轮20或第三齿轮30的适当扭矩路径。

特别地，第一联接装置C1布置在主轴1上并且允许选择性地启用第一齿轮10或第二齿轮20，并且选择性地停用第二齿轮20或相应地第一齿轮10。

第二联接装置C2使得可以独立于第一联接装置C1启用或停用第三齿轮30。

每个联接装置C1、C2在此由离合器或同步器形成。

第一联接装置C1安装在主轴1上并且轴向地定位在第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮21之间。第一联接装置C1使得可以将第一驱动齿轮11或第二驱动齿轮21锁定在主轴1上。例如，当第一驱动齿轮11的或第二驱动齿轮21的旋转速度等于或接近主轴1的旋转速度时，发生锁定。

第二联接装置C2安装在第三轴3上并且可以锁定第三从动齿轮32。例如，当第三从动齿轮32的旋转速度等于或接近第三轴3的旋转速度时，发生锁定。

可以根据例如操作条件(车辆速度，所需扭矩)来操控联接装置C1、C2的致动。联接装置C1、C2的操控可以通过嵌入车辆中的计算机实现。所述计算机还可用于操控电机M1、M2的供电。

第三轴还配备有锁定装置V，其适于在例如停止或停放车辆的情况下锁定所述第三轴3。

每个电机M1、M2的定子可以通过任何固定器件(例如螺钉)固定在传动装置T的壳体上。主轴1、副轴2和第三轴3每个由位于轴的每个端部的轴承支撑。

特别地，主轴1由轴承1a和1b支撑，副轴2由轴承2a和2b支撑，第三轴3由轴承3a和3b支撑。这些轴承中的每一个都是滚珠轴承的形式，其具有与轴1、2、3接触的内圈和容纳在传动装置T的壳体中的外圈。

主轴1从轴承1a到轴承1b轴向地包括电机M1、第一驱动齿轮11、联接装置C1和第二驱动齿轮21。

副轴2从轴承2a到轴承2b轴向地包括第三驱动齿轮31和第二电机M2。轴承1b和2a彼此靠近，而轴承1a和2b彼此远离。

第三轴3从轴承3a到轴承3b轴向地包括锁定装置V，第一从动齿轮12，第四驱动齿轮41，第二从动齿轮22，第三从动齿轮32和第二联接装置C2。

在图1所示的实施例中，电机M1和M2轴向地位于齿轮10、20、30和/或40的两侧。

在操作中，操控装置允许选择要施用的一个或多个扭矩路径并相应地致动联接装置C1和C2。

允许将扭矩从第一电机M1通过第一齿轮10和第四齿轮40传递到车轮R1、R2的第一扭矩路径可用于车辆的低速前进，例如低于90km/h的速度。这种操作情况尤其可以在车辆起动时或在上坡期间发生。

允许将扭矩从第一电机M1通过第二齿轮20和第四齿轮40传递到车轮R1、R2的第二扭矩路径可用于车辆的高速前进，例如高于30km/h的速度。在车辆在道路上行驶期间尤其可能发生这种操作情况。

允许将第二电机M2的扭矩通过第三齿轮30和第四齿轮40传递到车轮R1、R2的第三扭矩路径可以单独使用，或者优选地作为第一扭矩路径或第二扭矩路径的补充使用。

作为第一扭矩路径或第二扭矩路径的补充使用第三扭矩路径使得可以增加传递到车轮R1、R2的总扭矩。因此，可以优化第一电机M1和第二电机M2的尺寸，以满足不同的操作情况，同时限制这种传动装置的成本。

图2示出了根据本发明第二实施例的传动装置，其与参照图1描述的实施例的不同之处在于，第三驱动齿轮31空转地安装在副轴2上，并且第三从动齿轮32和第二从动齿轮22形成与第三轴3联结的单个同一齿轮。还在该实施例中，第二联接装置C2安装在副轴2上并且允许锁定第三驱动齿轮31。例如，当第三驱动齿轮31的旋转速度等于或接近副轴2的旋转速度时，发生锁定。

这样的实施例使得可以限制所使用的齿轮的数量，并因此降低传动装置T的成本和重量。这样的实施例还可以限制轴向尺寸。

图3示出了第三实施例，其与参照图2描述的实施例的不同之处在于，第四驱动齿轮41轴向地位于轴承3a和第一从动齿轮12之间。此外，锁定装置V轴向地设置在第二从动齿轮22(也形成第三从动齿轮32)和轴承3b之间。

这样的实施例可以便于组装操作。

图4示出了第四实施例，其与参照图2描述的实施例的不同之处在于，第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮21与主轴1联结，并且第一从动齿轮12和第二从动齿轮22空转地安装在第三轴3上。在该实施例中，联接装置C1a安装在第三轴3上并且轴向地定位在轴承3a和第一从动齿轮12之间，所述联接装置C1a允许将第一从动齿轮12锁定在第三轴3上。此外，联接装置C1b安装在第三轴3上并且轴向地定位在轴承3b和第二从动齿轮22之间，所述联接装置C1b允许将第二从动齿轮22锁定在第三轴3上。注意第二从动齿轮21也形成第三从动齿轮32。

换句话说，第一齿轮10可以通过联接装置C1a启用，第二齿轮20可以通过联接装置C1b启用，并且第三齿轮30可以通过联接装置C2启用。

还要注意，当齿轮10和20的比不同时，通过联接装置C1a、C1b同时启用第一齿轮10和第二齿轮20允许防止第三轴3的旋转。在该实施例中，传动装置T因此可以没有用于第三轴的锁定装置V。

这样的实施例允许移除锁定装置。

图5示出了第五实施例，其与参照图4描述的实施例的不同之处在于，第一电机M1轴向地位于第二驱动齿轮21和轴承1b之间。

更一般地，第一电机M1在主轴1上的轴向位置或第二电机M2在副轴2上的轴向位置可以根据需要进行修改，特别是根据尺寸规格。

图6示出了第六实施例，其与参照图2描述的实施例的不同之处在于，第一电机M1轴向地位于第二驱动齿轮21和轴承1b之间。此外，在该实施例中，第一驱动齿轮11与主轴1联结，并且第一从动齿轮12空转地安装在第三轴3上。第四驱动齿轮41轴向地位于轴承3a和第一从动齿轮12之间。

此外，在图6的实施例中，联接装置C1a安装在第三轴3上并且轴向地定位在第一从动齿轮12和第二从动齿轮22之间，所述联接装置C1a使得可以将第一从动齿轮12锁定在第三轴3上。此外，联接装置C1b安装在主轴1上并且轴向地定位在第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮21之间，所述联接装置C1b允许将第二驱动齿轮21锁定在主轴1上。

还应注意，当齿轮10和20的比不同时，通过联接装置C1a、C1b启用第一齿轮10和第二齿轮20尤其可以防止第三轴3的旋转。因此，在该实施例中，传动装置T可以没有用于第三轴3的锁定装置V.

这样的实施例允许移除锁定装置V并且还减小了轴向尺寸。

Claims

1.一种传动装置(T)，具有至少两个传动比，尤其用于电动车辆，所述传动装置(T)包括：

连接到主轴(1)的第一电机(M1)，

连接到副轴(2)的第二电机(M2)，

通过对应于所述传动比的齿轮(10,20,30)连接到所述主轴(1)和所述副轴(2)的第三轴(3)，

其特征在于，所述第一电机(M1)具有与所述第二电机(M2)不同的技术特征。

2.根据权利要求1所述的传动装置(T)，其特征在于，所述主轴(1)和所述第三轴(3)能够通过对应于第一传动比的第一齿轮(10)或通过对应于第二传动比的第二齿轮(20)连接，联接器件(C1，C1a，C1b)允许通过启用或停用所述第一齿轮(10)和所述第二齿轮(20)中的一个或另一个来选择所述传动比。

3.根据权利要求1或2所述的传动装置(T)，其特征在于，通过联接器件(C1a，C1b)同时启用所述第一齿轮(10)和所述第二齿轮(20)允许锁止所述传动装置，特别是锁止所述第三轴(3)。

4.根据权利要求3所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第一齿轮(10)和所述第二齿轮(20)每个包括由所述主轴(1)或所述副轴(2)承载的空转齿轮(12,21,22)，每个空转齿轮与联接器件协作，该联接器件例如是同步器，并适于与承载它的所述主轴和所述副轴旋转地联结。

5.根据权利要求1至4所述的传动装置(T)，其特征在于，所述副轴(2)和所述第三轴(3)适于通过对应于第三传动比的第三齿轮(30)连接。

6.根据权利要求5所述的传动装置(T)，其特征在于，所述传动装置包括适于启用或停用所述第三齿轮的联接器件(C2)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第一电机(M1)和所述第二电机(M2)位于齿轮(10,20,30)的两侧。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第一电机(M1)和所述第二电机(M2)相对于齿轮(10,20,30)位于同一侧。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第一齿轮(10)包括设置在所述主轴(1)上的第一驱动齿轮(11)和设置在所述第三轴(3)上的第一从动齿轮(12)，所述第一驱动齿轮(11)或第一从动齿轮(12)分别空转地安装在所述主轴(1)或所述第三轴(3)上，并且适于通过对应的联接器件(C1，C1a)分别旋转地联接到所述主轴(1)或所述第三轴(3)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第二齿轮(20)包括设置在所述主轴(1)上的第二驱动齿轮(21)和设置在所述第三轴(3)上的第二从动齿轮(22)，所述第二驱动齿轮(21)或所述第二从动齿轮(22)分别空转地安装在所述主轴(1)或所述第三轴(3)上，并且适于通过对应的联接器件(C1，C1b)分别旋转地联接到所述主轴(1)或所述第三轴(3)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第三齿轮(30)包括设置在所述副轴(2)上的第三驱动齿轮(31)和设置在所述第三轴(3)上的第三从动齿轮(32)，所述第三驱动齿轮(31)或所述第三从动齿轮(32)分别空转地安装在所述副轴(2)或所述第三轴(3)上，并且适于通过对应的联接器件(C2)分别旋转地联接到所述副轴(2)或所述第三轴(3)。

12.根据权利要求8和11所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第二从动齿轮(22)和所述第三从动齿轮(32)由同一齿轮形成。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述主轴(1)、所述副轴(2)和/或所述第三轴(3)包括轴的锁定装置(V)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，联接器件(C1，C1a，C1b，C2)能够包括适于启用相关的齿轮(10，20，30)至少一个离合器或至少一个同步器。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，支撑轴承(1a，1b，2a，2b，3a，3b)位于所述主轴(1)、所述副轴(2)和/或所述第三轴(3)的每个端部处。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述差速器(D)通过差速齿轮(40)连接到所述第三轴(3)，所述差速器(D)适于连接到车辆的车轮(R1，R2)。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述第一电机(M1)具有比所述第二电机(M2)低的技术特征。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述技术特征涉及所述第一电机(M1)的额定功率和所述第二电机(M2)的额定功率。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的传动装置(T)，其特征在于，所述技术特征涉及所述第一电机(M1)的额定扭矩和所述第二电机(M2)的额定扭矩。