CN111762010A - 一种双电机驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电机驱动系统，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、两组齿轮减速机构、差速锁和驻车机构；第一电机和第二电机同轴布置，两组齿轮减速机构的一级齿轮分别设置在第一电机输出轴和第二电机输出轴上，差速锁机构设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴的末端；差速锁机构包括活动齿盘组件、固定齿盘组件和固定衔铁组件，当双电机之间的相对转动需要锁止时，活动齿盘组件和固定齿盘组件在轴向上实现啮合锁止；需要驻车时，可联合差速锁机构及驻车机构实现驻车功能。上述双电机驱动系统的结构能够缩短变速箱轴向尺寸，并且通过差速锁机构实现了双电机输出功率的耦合，提升了最大输出功率，提高了车辆的脱困能力。

Description

一种双电机驱动系统
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种双电机驱动系统。
背景技术
纯电动汽车的驱动系统目前主要有单电机集中式驱动和多电机分布式驱动两种。目前市场上的一些纯电动汽车大都采用集中式驱动方案，电机驱动力通过齿轮、轴等连接到差速器，大致均分到左右半轴处，对于单个车轮无法进行独立控制。相对与单电机集中式驱动的电动汽车，采用双电机分布式独立车轮驱动的优点：结构紧凑、布局方便、车辆驾驶灵活性强。
双电机独立驱动系统的设计需要考虑空间布局、减速器各轴系的受力等情况，作为电动汽车核心零部件，不仅对性能有较高要求，对其安全性及动力性要求更加严格，尤其是运营到越野车型上，提高其脱困能力及驻车安全性是亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种双电机驱动系统，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明实施例公开了一种双电机驱动系统，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、两组齿轮减速机构、差速锁机构和驻车机构；
所述第一电机和第二电机同轴布置，两组所述齿轮减速机构的一级小齿轮分别设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴上，所述差速锁机构设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴的末端；所述驻车机构与所述差速锁机构集成，设置在所述差速锁机构的一侧；
所述差速锁机构包括活动齿盘组件、固定齿盘组件和固定衔铁组件，所述活动齿盘组件滑动连接在所述第一电机输出轴上，所述固定齿盘组件固定连接在所述第二电机输出轴上，当双电机之间的相对转动需要锁止时，所述固定衔铁组件通电产生电磁力，使所述活动齿盘组件向所述固定齿盘组件移动，并通过所述活动齿盘组件和所述固定齿盘组件上的端面齿相互啮合锁止。
可选地，所述活动齿盘组件与所述第一电机输出轴之间设置有复位弹簧，用于在所述固定衔铁组件断电后断开所述活动齿盘组件和所述固定齿盘组件的啮合连接。
可选地，两个所述齿轮减速机构包括至少两级齿轮传动，且各级齿轮同轴布置。
可选地，各所述齿轮减速机构具体包括一级大齿轮、二级小齿轮和二级大齿轮，所述一级大齿轮与所述一级小齿轮啮合并靠近电机，所述二级小齿轮与所述一级大齿轮同轴布置，所述二级小齿轮远离电机在减速箱中间布置，且所述二级小齿轮与二级大齿轮啮合，从而缩小所述双电机驱动系统的轴向尺寸。
可选地，所述驻车机构可在所述差速锁机构处于锁止状态时执行驻入或驻出动作。
可选地，所述驻车机构包括驻车齿轮、驻车棘爪和驻车执行机构，所述驻车齿轮和所述固定齿盘组件一体设置，所述驻车棘爪和所述驻车齿轮接合，所述驻车执行机构用于驱动所述驻车棘爪在驻入位置和驻出位置变换。
可选地，所述差速锁机构和所述一级齿轮之间还设置有电机旋变转子，电机旋变定子设置在减速器壳体上。
可选地，所述第一电机转子和所述第二电机转子两侧的壳体上布置有滚动轴承，所述滚动轴承的位置靠近所述第一电机定子和第二电机定子出线端，从而缩短所述第一电机和第二电机的轴向距离。
可选地，所述固定齿盘组件靠近所述第二电机输出轴一侧设置有第一辅助轴承。
可选地，所述第一电机输出轴前端设置有圆柱形凹槽，所述第二电机输出轴末端设置有圆柱形突出部，所述凹槽和所述突出部之间设置有第二辅助轴承。
本发明的优点及有益效果是：
本发明实施例公开的上述双电机驱动系统方案可独立调节各驱动轮的运行状态，提供驾驶灵活性；通过所述差速锁机构实现差速锁功能，可在脱困或极限越野时合理耦合双电机驱动力，提高脱困能力。
并且通过所述驻车机构实现驻车功能(P档)，可提高驻车安全性及可靠性；可缩减双电机驱动系统的轴向尺寸，合理利用空间，并且把电机旋变器安装在减速器壳体内部，以达到结构更紧凑的目的。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一个实施例中双电机驱动系统的结构示意图；
图2为图1中差速锁机构的结构示意图。
图中：11为第一电机后轴承；12为第一电机定子；13为第一电机转子；14为第一电机主轴承；15为第一电机旋变转子；16为第一电机旋变定子；
21为第二电机旋变转子；22为第二电机旋变定子；23为第二电机主轴承；24为第二电机定子；25为第二电机转子；26为第二电机后轴承；
31为第一辅助轴承；32为第二辅助轴承；
41为活动齿盘组件；42为复位弹簧；43为固定衔铁组件；44为固定齿盘组件；
51为一级小齿轮；52为一级大齿轮；53为二级小齿轮；54为二级大齿轮；
61为一级小齿轮；62为一级大齿轮；63为二级小齿轮；64为二级大齿轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
为便于理解，本发明将说明书附图1中的右侧方向定义为后端，左侧方向定义为前端，但术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
参见图1示出的双电机驱动系统的结构示意图，本发明实施例公开的一种双电机驱动系统，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、两组齿轮减速机构、差速锁机构和驻车机构；
所述第一电机和第二电机同轴布置，两组所述齿轮减速机构的一级小齿轮(51，61)分别设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴上，所述差速锁机构设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴的末端，根据图1可知，所述末端位置为居中的位置，从而便于差速锁机构的安装固定。
所述驻车机构与所述差速锁机构集成在一起，比如驻车机构的部分零部件与差速锁机构的部分零部件一体设置，且驻车机构设置在差速锁机构的一侧，根据需要可与所述差速锁机构实现联动的设置。
参见图2示出的差速锁机构结构示意图，所述差速锁机构包括活动齿盘组件41、固定齿盘组件44和固定衔铁组件43，所述活动齿盘组件41滑动连接在所述第一电机输出轴上，所述固定齿盘组件44固定连接在所述第二电机输出轴上，且所述固定衔铁组件43固定在减速器的壳体上。当双电机之间的相对转动需要锁止时，所述固定衔铁组件43通电产生电磁力，使所述活动齿盘组件41向所述固定齿盘组件44移动，两者可吸合在一起，同时所述活动齿盘组件和所述固定齿盘组件上的端面齿相互啮合，从而将双电机的两个输出轴锁止在一起，作为一个动力源为车轮提供动力。
本发明实施例通过双电机的同轴布置以及齿轮减速机构的合理布局，能够缩短变速箱轴向尺寸，并且通过差速锁机构实现了双电机输出功率的耦合，提升了最大输出功率，提高了车辆的脱困能力。
在一个实施例中，参见图2，所述活动齿盘组件41与所述第一电机输出轴之间设置有复位弹簧42，用于在所述固定衔铁组件43通电时复位弹簧42被压缩，当断电后利用复位弹簧使活动齿盘组件41复位，从而断开所述活动齿盘组件41和所述固定齿盘组件44的啮合连接。
复位弹簧42的作用是在不需要锁止时保持差速锁机构断开的可靠性，复位弹簧42所需提供的力由活动齿盘组件的重量、抗冲击能力以及复位相应时间等因素共同决定。
在一个实施例中，继续参见图1，分别设置的两个所述齿轮减速机构包括至少两级齿轮传动，且各级齿轮均可选择同轴布置。
具体地，各所述齿轮减速机构具体还包括一级大齿轮(52,62)、二级小齿轮(53,63)和二级大齿轮(54,64)，根据图1可知，所述一级大齿轮与所述一级小齿轮啮合并靠近电机，且所述二级小齿轮与所述一级大齿轮同轴布置，所述二级小齿轮远离电机在减速箱中间布置，且所述二级小齿轮与二级大齿轮啮合，从而缩小所述双电机驱动系统的轴向尺寸。并且因二级齿轮布置在远离电机侧，致使左右两个一级小齿轮之间有较大的轴向空间；利用该空间可布置下面的差速锁机构以及下述的旋变器和驻车机构。
在一个实施例中，所述驻车机构可在所述差速锁机构处于锁止状态时执行驻入或驻出动作。
具体地，所述驻车机构包括驻车齿轮、驻车棘爪和驻车执行机构(图中未示出)，所述驻车齿轮和所述固定齿盘组件一体设置，优选将驻车齿轮设置在固定齿盘组件的外圆周上；然后利用所述驻车棘爪和所述驻车齿轮接合，而所述驻车执行机构用于驱动所述驻车棘爪在驻入位置和驻出位置变换，上述的驻车棘爪和驻车执行机构可以为任一能够实现驻车的结构，在此不作具体的限制。
在一个实施例中，所述差速锁机构和所述一级齿轮之间还设置有电机旋变转子(15,21)，而电机旋变定子(16,22)设置在减速器壳体上。
具体地，一级小齿轮51和一级小齿轮61分别靠近电机主轴承布置，第一电机和第二电机的旋变器分别紧挨着一级小齿轮51和一级小齿轮61，可以远离电机定子，降低电机定子对旋变器的影响。
在一个实施例中，所述第一电机转子13和所述第二电机转子25两侧的壳体上布置有滚动轴承，该滚动轴承具体包括第一电机主轴承14、第一电机后轴承11、第二电机主轴承23、第二电机后轴承26，上述滚动轴承的位置均靠近所述第一电机定子12和第二电机定子24的出线端的位置，具体参见图1可知第一电机定子的长度范围与滚动轴承在轴向上的位置有重叠，这样设置的目的在于缩短所述第一电机以及第二电机占用的轴向距离。
在一个实施例中，所述固定齿盘组件44靠近所述第二电机输出轴一侧设置有第一辅助轴承23。并且，所述第一电机输出轴前端设置有圆柱形凹槽，所述第二电机输出轴末端设置有圆柱形突出部，所述凹槽和所述突出部之间设置有第二辅助轴承。根据上述结构保证了端面齿啮合的同轴度和稳定性。
第一电机输出轴与第二电机输出轴上分别设置第一辅助轴承23和第二辅助轴承31作为辅助支撑，从而提高电机输出轴以及一级小齿轮(51,61)的支撑刚度。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双电机驱动系统，其特征在于，所述双电机驱动系统包括第一电机、第二电机、两组齿轮减速机构、差速锁机构和驻车机构；
所述第一电机和第二电机同轴布置，两组所述齿轮减速机构的一级小齿轮分别设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴上，所述差速锁机构设置在所述第一电机输出轴和第二电机输出轴的末端；所述驻车机构与所述差速锁机构集成，设置在所述差速锁机构的一侧；
所述差速锁机构包括活动齿盘组件、固定齿盘组件和固定衔铁组件，所述活动齿盘组件滑动连接在所述第一电机输出轴上，所述固定齿盘组件固定连接在所述第二电机输出轴上，当双电机之间的相对转动需要锁止时，所述固定衔铁组件通电产生电磁力，使所述活动齿盘组件向所述固定齿盘组件移动，并通过所述活动齿盘组件和所述固定齿盘组件上的端面齿相互啮合锁止。
2.根据权利要求1所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述活动齿盘组件与所述第一电机输出轴之间设置有复位弹簧，用于在所述固定衔铁组件断电后断开所述活动齿盘组件和所述固定齿盘组件的啮合连接。
3.根据权利要求1所述的双电机驱动系统，其特征在于，两个所述齿轮减速机构包括至少两级齿轮传动，且各级齿轮同轴布置。
4.根据权利要求3所述的双电机驱动系统，其特征在于，各所述齿轮减速机构具体包括一级大齿轮、二级小齿轮和二级大齿轮，所述一级大齿轮与所述一级小齿轮啮合并靠近电机，所述二级小齿轮与所述一级大齿轮同轴布置，所述二级小齿轮远离电机在减速箱中间布置，且所述二级小齿轮与二级大齿轮啮合，从而缩小所述双电机驱动系统的轴向尺寸。
5.根据权利要求1所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述驻车机构可在所述差速锁机构处于锁止状态时执行驻入或驻出动作。
6.根据权利要求4所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述驻车机构包括驻车齿轮、驻车棘爪和驻车执行机构，所述驻车齿轮和所述固定齿盘组件一体设置，所述驻车棘爪和所述驻车齿轮接合，所述驻车执行机构用于驱动所述驻车棘爪在驻入位置和驻出位置变换。
7.根据权利要求1-6任一项所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述差速锁机构和所述一级齿轮之间还设置有电机旋变转子，电机旋变定子设置在减速器壳体上。
8.根据权利要求1-6任一项所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述第一电机转子和所述第二电机转子两侧的壳体上布置有滚动轴承，所述滚动轴承的位置靠近所述第一电机定子和第二电机定子出线端，从而缩短所述第一电机和第二电机的轴向距离。
9.根据权利要求1-6任一项所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述固定齿盘组件靠近所述第二电机输出轴一侧设置有第一辅助轴承。
10.根据权利要求1-6任一项所述的双电机驱动系统，其特征在于，所述第一电机输出轴前端设置有圆柱形凹槽，所述第二电机输出轴末端设置有圆柱形突出部，所述凹槽和所述突出部之间设置有第二辅助轴承。
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