CN111216534B

CN111216534B - 一种纯电双电机驱动系统及车辆

Info

Publication number: CN111216534B
Application number: CN201811407079.4A
Authority: CN
Inventors: 李兵兵; 王印束; 王富生; 刘小伟; 乔振扬
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2038-11-23
Also published as: CN111216534A

Abstract

本发明涉及电动车辆驱动领域，特别是一种纯电双电机驱动系统及车辆。该系统包括第一电机、第二电机、行星排、系统输出轴、第一锁止离合器和第二锁止离合器，第一电机的驱动轴连接第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是行星排的第一端，一个是行星排的第二端，一个是行星排的第三端，第一锁止离合器的另一端连接第三端，第二锁止离合器的另一端连接第二端，第二电机的驱动轴连接第三端，第二端或者第一端连接系统输出轴，其中，当第二端连接系统输出轴时，第一端固定；通过上述的设定，在双电机驱动模式下，系统只能够输出不止一个扭矩值，可以根据实际需要调节输出扭矩值，提高了系统运行效率。

Description

一种纯电双电机驱动系统及车辆

技术领域

本发明涉及电动车辆驱动领域，特别是一种纯电双电机驱动系统及车辆。

背景技术

目前市场上主流使用的纯电车辆驱动系统为电机直接驱动或驱动电机+AMT的传动形式，此种形式结构和布置简单，但存在以下缺点：①整车匹配的电机后备扭矩大，实际使用时电机多在低扭矩低效率区，制动和能量回收效果差，整车经济性不好；②大电机成本和重量高，且关联的冷却系统匹配要求高，竞争力弱；③驱动电机+AMT在换挡过程中存在动力中断，换挡平顺性很差。

授权公告号为CN207796004U的中国专利文件中公开了一种纯电动动力系统，包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，第一电机和第二电机分别连接行星排的其中两个传动端，行星排的第三个传动端连接系统输出轴。该纯电动动力系统虽然能够实现双电机驱动模式，但是，在双电机驱动模式下，系统只能够输出一个扭矩值，无法根据实际需要调节输出扭矩值，系统运行效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯电双电机驱动系统及车辆，用以解决在双电机驱动模式下，系统只能够输出一个扭矩值，无法根据实际需要调节输出扭矩值，造成系统运行效率低的问题。

为了实现双电机驱动，解决在双电机驱动模式下，系统只能够输出一个扭矩值，无法根据实际需要调节输出扭矩值，造成系统运行效率低的问题。本发明提供一种纯电双电机驱动系统，包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，还包括第一锁止离合器和第二锁止离合器，所述第一电机的驱动轴连接所述第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是行星排的第一端，一个是行星排的第二端，一个是行星排的第三端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第三端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机的驱动轴连接所述第三端，所述第二端或者第一端连接系统输出轴，其中，当所述第二端连接系统输出轴时，所述第一端固定。

有益效果是，若第一电机工作、第二电机工作，在第一锁止离合器锁死、第二锁止离合器非锁死的情况下第一电机与第二电机形成一种扭矩配合进行输出，或者在第二锁止离合器锁死、第一锁止离合器非锁死的情况下，第一电机与第二电机形成另一种扭矩配合进行输出，构成了两种形式的扭矩输出，可根据实际需要调节输出扭矩值，提高系统运行效率。

进一步地，为了使行星排的结构更加简单，所述第二端连接系统输出轴。

进一步地，为了减小行星排传动时能量的损失，所述第一端为太阳轮，所述第二端为行星架，所述第三端为齿圈。

本发明提供一种车辆，包括车辆本体以及一种纯电双电机驱动系统，所述驱动系统包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，所述驱动系统还包括第一锁止离合器和第二锁止离合器，所述第一电机的驱动轴连接所述第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是行星排的第一端，一个是行星排的第二端，一个是行星排的第三端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述第三端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第二端，所述第二电机的驱动轴连接所述第三端，所述第二端或者第一端连接系统输出轴，其中，当所述第二端连接系统输出轴时，所述第一端固定。

有益效果是，若第一电机工作、第二电机工作，在第一锁止离合器锁死、第二锁止离合器非锁死的情况下第一电机与第二电机形成一种扭矩配合进行输出，或者在第二锁止离合器锁死、第一锁止离合器非锁死的情况下，第一电机与第二电机形成另一种扭矩配合进行输出，构成了两种形式的扭矩输出，可根据实际需要调节输出扭矩值，提高了系统运行效率，提高了车辆的适用性。

附图说明

图1是本发明的一种纯电双电机驱动系统的结构示意图；

其中，1、第一电机；2、第二电机；301、太阳轮；302、行星架；303、齿圈；4、第一锁止离合器；5、第二锁止离合器；6、系统输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

车辆实施例

本发明提供一种车辆包括车辆本体以及一种纯电双电机驱动系统，如图1所示，该驱动系统包括第一电机1、第二电机2、行星排和系统输出轴6，驱动系统还包括第一锁止离合器4和第二锁止离合器5，第一电机1的驱动轴连接第一锁止离合器4的一端和第二锁止离合器5的一端，行星排中的太阳轮301、行星架302和齿圈303中有一个是行星排的第一端，一个是行星排的第二端，一个是行星排的第三端，第一锁止离合器4的另一端连接第三端，第二锁止离合器5的另一端连接第二端，第二电机2的驱动轴连接第三端，第二端和第一端均能够输出动力，不同点仅在于输出传动比不同，因此，可以根据实际需要选择第二端或者第一端连接系统输出轴6。另外，当第二端连接系统输出轴6时由于第一端未连接任何输出输入，因此第一端必须固定。

上述的行星排包括三个端，分别称第一端、第二端和第三端，由于行星排的三个端分别是太阳轮301、行星架302和齿圈303，因此，第一端、第二端和第三端分别与太阳轮301、行星架302和齿圈303中的其中一个相对应。

以第二端连接系统输出轴6为例，此时第一端固定，另外，行星排的第一端、第二端和第三端与太阳轮301、行星架302和齿圈303的对应关系并不唯一，原则上总共有六种对应关系，不同的对应关系代表机械传动变比不同，因此，在满足运行要求的前提下，具体的对应关系可以根据实际需要进行设定，本车辆实施例中，给出一种具体的对应关系：第一端为太阳轮301，第二端为行星架302，第三端为齿圈303。那么，如图1所示，第一电机1的驱动轴连接第一锁止离合器4的一端和第二锁止离合器5的一端，第一锁止离合器4的另一端连接齿圈303，第二锁止离合器5的另一端连接行星架302，第二电机2的驱动轴连接齿圈303，太阳轮301固定在行星排的壳体上或者车辆的壳体上。对上述情况下系统的工作过程进行详细说明，如下。

(1)驱动工作模式包括单电机驱动模式1、单电机驱动模式2、双电机驱动模式1和双电机驱动模式2，具体如下：

单电机驱动模式1：

当第一电机1工作，第二电机2不工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为第一电机1，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：T_out＝T_MG1，T_MG1为第一电机1的转矩，T_out为系统输出轴6的输出扭矩。

单电机驱动模式2：

当第二电机2工作，第一电机1不工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：

T_out＝(k+1)/k*T_MG2，

其中，k为齿圈303半径与太阳轮301半径的比值，T_MG2为第二电机2的转矩，T_out为系统输出轴6的输出扭矩。

双电机驱动模式1：

当第一电机1工作，第二电机2工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为第一电机1和第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：

T_out＝(k+1)/k*T_MG2+T_MG1，

其中，k为齿圈303半径与太阳轮301半径的比值，T_MG1为第一电机1的转矩，T_MG2为第二电机2的转矩，T_out为系统输出轴6的输出扭矩。

双电机驱动模式2：

当第一电机1工作，第二电机2工作时，第一锁止离合器4锁死、第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为第一电机1和第二电机2，输出为系统输出轴6，具体的转矩关系为：

T_out＝(k+1)/k*(T_MG2+T_MG1)，

以上四种驱动工作模式，可以根据整车电机匹配、变速器速比选型的不同灵活择选或组合。

(2)制动能量回收模式包括单电机制动回收模式1、单电机制动回收模式2、双电机制动回收模式1和双电机制动回收模式2。

单电机制动回收模式1：

当第一电机1工作，第二电机2不工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1，具体的转矩关系为：T＝T_MG1，T_MG1为第一电机1发电转矩，T为系统输出轴6的输入转矩。

单电机制动回收模式2：

当第一电机1工作，第二电机2不工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第二电机2，具体的转矩关系为：

T＝(k+1)/k*T_MG2，

其中，k为齿圈303半径与太阳轮301半径的比值，T_MG2为第二电机2发电转矩，T为系统输出轴6的输入转矩。

双电机制动回收模式1：

当第一电机1工作，第二电机2工作时，第一锁止离合器4非锁死、第二锁止离合器5锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1和第二电机2，具体的转矩关系为：

T＝(k+1)/k*T_MG2+T_MG1，

其中，k为齿圈303半径与太阳轮301半径的比值，T_MG1为第一电机1发电转矩，T_MG2为第二电机2发电转矩，T为系统输出轴6的输入转矩。

双电机制动回收模式2：

当第一电机1工作，第二电机2工作时，第一锁止离合器4锁死、第二锁止离合器5非锁死，此时系统的输入为系统输出轴6，输出为第一电机1和第二电机2，具体的转矩关系为：

T＝(k+1)/k*(T_MG2+T_MG1)，

以上四种制动回收工作模式，可以根据整车电机匹配、变速器速比选型的不同灵活择选或组合。

以下为几种模式下，具体各零部件的工作状态见表1：

表1

系统实施例

本发明提供一种纯电双电机驱动系统，包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，还包括第一锁止离合器和第二锁止离合器，第一电机的驱动轴连接第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是行星排的第一端，一个是行星排的第二端，一个是行星排的第三端，第一锁止离合器的另一端连接第三端，第二锁止离合器的另一端连接第二端，第二电机的驱动轴连接第三端，，第二端和第一端均能够输出动力，不同点仅在于输出传动比不同，因此，可以根据实际需要选择第二端或者第一端连接系统输出轴。另外，当第二端连接系统输出轴时由于第一端未连接任何输出输入，因此第一端必须固定。

该系统中具体的连接关系、设置、功能和使用过程在上述车辆实施例中已经说明，在此不再赘述。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种纯电双电机驱动系统，包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，其特征在于，还包括第一锁止离合器和第二锁止离合器，所述第一电机的驱动轴连接所述第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈分别为行星排的第一端、第二端、第三端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述齿圈，所述第二锁止离合器的另一端连接所述行星架，所述第二电机的驱动轴连接所述齿圈，所述行星架或者太阳轮连接系统输出轴，其中，当所述行星架连接系统输出轴时，所述太阳轮固定；

所述纯电双电机驱动系统的驱动工作模式包括单电机驱动模式1、单电机驱动模式2、双电机驱动模式1和双电机驱动模式2，具体如下：

单电机驱动模式1：

当第一电机工作，第二电机不工作时，第一锁止离合器非锁死、第二锁止离合器锁死；

单电机驱动模式2：

当第二电机工作，第一电机不工作时，第一锁止离合器非锁死、第二锁止离合器非锁死；

双电机驱动模式1：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器非锁死、第二锁止离合器锁死；

双电机驱动模式2：

当第一电机工作，第二电机工作时，第一锁止离合器锁死、第二锁止离合器非锁死。

2.根据权利要求1所述的纯电双电机驱动系统，其特征在于，所述行星架连接系统输出轴。

3.一种车辆，包括车辆本体以及一种纯电双电机驱动系统，所述驱动系统包括第一电机、第二电机、行星排和系统输出轴，其特征在于，所述驱动系统还包括第一锁止离合器和第二锁止离合器，所述第一电机的驱动轴连接所述第一锁止离合器的一端和第二锁止离合器的一端，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈分别为行星排的第一端、第二端、第三端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述齿圈，所述第二锁止离合器的另一端连接所述行星架，所述第二电机的驱动轴连接所述齿圈，所述行星架或者太阳轮连接系统输出轴，其中，当所述行星架连接系统输出轴时，所述太阳轮固定；

所述驱动系统的驱动工作模式包括单电机驱动模式1、单电机驱动模式2、双电机驱动模式1和双电机驱动模式2，具体如下：

单电机驱动模式1：

单电机驱动模式2：

双电机驱动模式1：

双电机驱动模式2：

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述第二端连接系统输出轴。