CN111806214B - 用于多速电动桥组件的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于具有三个传动比的多速电动桥组件的各种方法和系统。该多速电动桥组件包括一个或多个动力源、可操作地联接到一个或多个动力源的一个或多个轴以及差速器，以及与一个或多个轴集成在一起的一个或多个拉威挪齿轮组件。多速电动桥组件中的一个或多个拉威挪齿轮组件提供三个传动比。

Description

用于多速电动桥组件的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于于2019年4月10日提交的题为“多速电动桥组件(Multi-SpeedElectric Axle Assembly)”的美国临时申请第62/831,784号的优先权。为了所有目的，通过引用将上面列出的申请全部内容并入本文。
技术领域
.本文公开的主题的实施例涉及一种多速电动车辆(车)桥组件。
背景技术
.用于电动车辆的桥组件可包括单速变速器，因为与内燃发动机相比，电动马达具有可以在其中高效运行的较宽的RPM窗口。然而，在电动汽车中使用单速变速器需要在低端的(low-end)加速度和增加的速度之间做出折衷，并且大多数制造商更倾向于加速而不是更高的速度。
发明内容
.此外，即使在多速电动车辆变速器中，对最小重量和紧凑包装的期望也会限制可用的速度比率。这样，在一个实施例中，一种系统包括：具有三个传动比的多速电动桥组件。该多速电动桥组件包括：一个或多个动力源、可操作地联接到一个或多个动力源的一个或多个轴以及差速器，以及与一个或多个轴集成在一起的一个或多个拉威挪齿轮组件。多速电动桥组件中的一个或多个拉威挪齿轮组件提供三个传动比。
.应当理解，提供以上简要描述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
.参考附图，通过阅读以下非限制性实施例的描述，将会更好地理解本公开，附图中：
.图1是根据本公开的多速电动桥组件的第一实施例的示意图；
.图2是根据本公开的多速电动桥组件的第二实施例的示意图；
.图3是根据本公开的多速电动桥组件的第三实施例的示意图；
.图4是根据本公开的多速电动桥组件的第四实施例的示意图；以及
.图5是根据本公开的多速电动桥组件的第五实施例的示意图。
具体实施方式
.电动汽车(EV)可以采用单个齿轮来驱动车轮，因为与传统的内燃发动机相比，电动机具有可以在其中高效运行的较宽的RPM窗口，并且电机在整个RPM窗口内都是高能效的。这样，EV不需要被用于低速行驶或加速期间的特定的RPM范围，并且可从零转速产生几乎瞬时的扭矩。因此，要选择包含加速度和最高速度之间的平衡的、用于电动车辆车桥组件的传动比。如果传动比太低，则EV可能会非常快速地加速，但会限制在较低的最高速度。替代地，如果传动比较高，则传动比对于最高速度可能是最佳的，但是加速度将受到限制。因此，对于EV而言需要的是，在不影响加速的情况下实现增加的速度。此外，不同的客户应用(例如赛车应用)可能需要具有多个传动比的电动桥组件或从该电动桥组件中受益。
.因此，根据本文公开的实施例，提供了一种允许EV具有三个单独的传动比的多速电动桥组件。多速电动桥组件包括一个或多个动力源以及与齿轮组件集成在一起的一组轴，并且通过锁定齿轮组件的不同部分获得实际上三个单独的传动比。可以使用成组的致动器和离合器，经由各种离合器致动来选择相应的传动比。通过采用多速电动桥组件，EV在使用较低档位时可具有更好的启动性能，在使用较高挡位时可以更高效地高速行驶，并且可以在不限制加速度的情况下获得增加的速度。此外，由于单个手动变速器型式的换挡同步器可以用于所有三个挡位，因此可以降低齿轮箱的成本、重量和复杂性。另外，通过有利地使用三个挡位，可以提高中速性能以及总体车辆效率，因为可以将电动机和传动系统维持在峰值效率区域。在一些示例中，齿轮组件可以是拉威挪(Ravigneaux)或拉威挪型齿轮组。当需要三个传动比时，拉威挪或拉威挪型齿轮组可能是有利的，因为与其它齿轮架构相比，该齿轮组提供了紧凑的解决方案。可以通过有选择地将拉威挪或拉威挪型齿轮组的部件(例如行星架、大型太阳齿轮)接地(固定)来实现所有三个传动比，其中第三齿轮使最终比率达到1:1。使用呈1:1的最终比率也可以借助于减少摩擦来提高车辆效率，这又引起车辆的行驶里程增加。
.在图1至5中示出了多速电动桥组件的实施例。每个实施例可以用作电驱动桥。每个实施例可以应用于商用车辆、轻型和重型车辆以及在客车、越野车和运动型多用途车辆。另外，多速电动桥组件的每个实施例可适于在前驱动桥和/或后驱动桥以及可转向桥和不可转向桥中使用。本文所述的多速电动桥组件还可具有工业、机车、军事、农业和航空航天方面的应用。
.在图1中示出车辆1中的多速电动桥组件10的第一实施例。桥组件10包括第一电动马达/发电机12，第二电动马达/发电机16和第一轴14。第一电动马达/发电机12和第二电动马达/发电机16各自提供可以驱动(车)桥组件10的动力。第一轴14可操作地联接至第一电动马达/发电机12以用于旋转。在一些示例中，第一轴14还可以可操作地联接至第二电动马达/发电机16以用于旋转。在一些示例中，第一轴14可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。第一轴14从第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机12、16延伸到第一齿轮组件18中。从第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机12、16连通至第一齿轮组件18的动力通过第一轴14传递到第一齿轮组件18的仅一侧20中。
.第一齿轮组件18包括第一太阳齿轮22。第一太阳齿轮22可操作地联接到第一轴14并与其一起旋转。第一太阳齿轮22与第一行星齿轮组24啮合。第一行星齿轮组24与第二行星齿轮组26啮合。第二行星齿轮组26与第一行星齿轮组24、第二太阳齿轮28和齿圈30啮合。第一太阳齿轮22的最外直径小于第二太阳齿轮28的最外直径。第一行星齿轮组24和第二行星齿轮组26联接至行星架52。第一行星齿轮组24和第二行星齿轮组26独立于该行星架旋转。第一行星齿轮组24和第二行星齿轮组26相对于彼此以固定的传动比共同旋转。在一些实施例中，第一齿轮组件18可以是拉威挪齿轮组。
.在一些实施例中，旋转锁定组件可以选择性地与第一齿轮组件18的不同部分接合，由此准许车辆1以三种不同的传动比操作。例如，旋转锁定组件可以是通信地联接到控制器54的离合器和致动器。响应于使用者的输入，控制器54可以发送如下的信号，该信号引起一个或多个离合器选择性地接合第一齿轮组件18的一部分。第一离合器56可以与行星架52的至少一部分选择性地接合。当第一离合器56与行星架52接合时，行星架52保持静止并且不旋转。第二离合器58可以与第二太阳齿轮28的至少一部分选择性地接合。当第二离合器58与第二太阳齿轮28接合时，第二太阳齿轮28保持静止并且不旋转。第三离合器60可以与第一太阳齿轮22和第二太阳齿轮28的至少一部分选择性地接合。当第三离合器60与第一太阳齿轮22和第二太阳齿轮28接合时，第一太阳齿轮22和第二太阳齿轮28被保持并且一起旋转。
.齿圈30固定地联接至第二齿轮组件32。第二齿轮组件32包括第一齿轮34。第一齿轮34与第二齿轮36啮合。第二齿轮36与第二轴38可操作地联接。第二轴38可以由一个或多个轴承来支承以用于旋转。在一些实施例中，第二轴38以与第一轴14平行的关系来设置。第三齿轮40可以设置在第二轴38的一端处。第三齿轮40可以是小齿轮变体(variety)，并且与设置在差速器44上的齿圈42啮合。差速器44可以可操作地附接到(车)桥46。桥46可以包括第一桥轴(半轴)48和第二桥轴(半轴)50。第一桥轴48可以可操作地联接到第一车轮62，且第二桥轴50可以可操作地联接到第二车轮64。
.因此，车辆可以以第一传动比、第二传动比和第三传动比运行。当行星架52保持静止并且不旋转时，可以输出第一传动比。当第二太阳齿轮28保持静止并且不旋转时，可以输出第二传动比。当第一太阳齿轮22和第二太阳齿轮28被保持并一起旋转时，可以输出第三传动比。第一、第二和第三传动比可以分别指定为3.850:1、1.974:1和1:1。对于电动马达/发电机12、16的rpm范围，该特定比率的选择和总比率扩展可以提供足够的比率重叠。在一些示例中，可以不将第一、第二和第三传动比分别指定为3.850:1、1.974:1和1:1。如图1中所示，多速桥组件10可以处于垂直构造。如本文中所使用的，短语“垂直构造”是指提供动力的电动马达/发电机，该动力垂直于驱动车轮旋转的桥(例如，桥46)的定向来传递。
.然而，如图2中的第二非限制性实施例所示，车辆1的多速电动桥组件100可以处于平行构造。如本文所使用的，短语“平行构造”是指提供动力的电动马达/发电机，该动力平行于驱动车轮旋转的桥的定向来传递。桥组件100包括差速器102，该差速器102可操作地附接到延伸穿过第一中空轴106的第一桥轴104以及延伸穿过第二中空轴110的第二桥轴108。第一桥轴104的旋转轴线可与第一中空轴106的旋转轴线对齐。类似地，第二桥轴108的旋转轴线可以与第二中空轴110的旋转轴线对齐。此外，第一中空轴106和第二中空轴110可以纵向对齐。第一桥轴104可以可操作地联接到第一车轮138，且第二桥轴108可以可操作地联接到第二车轮140。
.第一中空轴106从第一电动马达/发电机112垂直地延伸并且可操作地联接到该第一电动马达/发电机112。第二中空轴110从第二电动马达/发电机114垂直地延伸并且可操作地联接到第二电动马达/发电机114。将第一中空轴106联接到第一电动马达/发电机112能使得第一中空轴106可围绕其旋转轴线旋转。将第二中空轴110联接至第二电动马达/发电机114能使得第二中空轴110可围绕其旋转轴线旋转。第一中空轴106和第二中空轴110可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。
.第一中空轴106可以可操作地连接到第一齿轮系116。第一齿轮系116可以用来经由第一中空轴106对第一电动马达/发电机112提供输入和提供来自第一电动马达/发电机112的输出。第二中空轴110可以可操作地连接到第二齿轮系118。第二齿轮系118可以用来经由第二中空轴110对第二电动马达/发电机114提供输入和提供来自第二电动马达/发电机114的输出。第一齿轮系116和第二齿轮系118被类似地构造，因此，为简洁起见，下面仅描述第一齿轮系116。
.第一齿轮系116包括第一齿轮120，该第一齿轮120可操作地附接到第一中空轴106并随其旋转。第一齿轮120和第二齿轮122接合并一起旋转。第二齿轮122可操作地附接到第一轴124并随其旋转。第一轴124朝向第二齿轮系118延伸，并且可操作地附接到第二齿轮系118的第二齿轮126，第二齿轮126随第一轴124旋转。第一轴124可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。在一些实施例中，第一轴124以与第一中空轴106和第二中空轴110平行的关系来设置。第一轴124延伸进入到第一齿轮组件128和第二齿轮组件130中并穿过它们。
.第一轴124将由第一电动马达/发电机112和第二电动马达/发电机114提供的动力传递至第一齿轮组件128。从第一电动马达/发电机112和第二电动马达/发电机114传递到第一齿轮组件128的动力通过第一轴124传递到第一齿轮组件128的两侧。在一些示例中，第一齿轮组件128可以被构造为类似于图1中所示的多速电动桥组件10的第一齿轮组件18的实施例。在第二实施例中，第一齿轮组件128的齿圈132固定地联接至第二齿轮组件130。更具体地，齿圈132与第二齿轮组件130的第一齿轮134联接。第一齿轮134与第二齿轮136啮合。在一些实施例中，第一齿轮134和第二齿轮136可以各自是正齿轮。例如，第一齿轮134可以是小齿轮，且第二齿轮136可以是大齿轮(bull gear)。第二齿轮136可以设置在差速器102上。差速器102可被构造为类似图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的差速器44并且类似于其来操作。
.因此，车辆可以以第一传动比、第二传动比和第三传动比运行。例如，通信地联接至控制器54的离合器可以响应于使用者的输入而选择性地接合第一齿轮组件128的不同部分。例如，第一离合器142可以在车辆从初始停止位置的初始启动期间选择性地接合。如果车辆已经处于第二传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机112、114不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第一离合器142也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第二离合器144可以在中速行驶和低速行驶期间选择性地接合。如果车辆已经处于第三传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机112、114不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第二离合器144也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第三离合器146可以在高速行驶和中速行驶期间选择性地接合。
.如图3所示，在第三实施例中，车辆1的多速电动桥组件200可以呈平行构造，并且动力仅从第一齿轮组件的一侧连通至第一齿轮组件。例如，桥组件200可包括可操作地附接到桥204的差速器202。桥204可以包括第一桥轴206和第二桥轴208。第一桥轴206延伸穿过中空轴210。第一桥轴206的旋转轴线可以与中空轴210的旋转轴线对齐。第一桥轴206可以可操作地联接到第一车轮234，且第二桥轴208可以可操作地联接到第二车轮236。中空轴210从第一电动马达/发电机212垂直地延伸并且可操作地联接到第一电动马达/发电机212。将中空轴210联接到第一电动马达/发电机212能使得中空轴210可围绕其旋转轴线旋转。中空轴210可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。
.中空轴210可以可操作地连接到第一齿轮系214。第一齿轮系214可以用来对第一电动马达/发电机212提供输入和提供来自第一电动马达/发电机212的输出。第一齿轮系214包括第一齿轮216和第二齿轮218。第一齿轮216可操作地附接到中空轴210并随其旋转。第一齿轮216和第二齿轮218接合并一起旋转。第二齿轮218可操作地附接到第一轴220并随其旋转。
.第一轴220朝向第二电动马达/发电机222纵向延伸并且可操作地联接至第二电动马达/发电机222。第一轴220通过从第二电动马达/发电机222和第一电动马达/发电机212传递来的动力而围绕旋转轴线旋转，并且动力是借助于第一齿轮系214和中空轴210从第一电动马达/发电机212传递来的。第一轴220可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。在一些实施例中，第一轴220以与中空轴210平行的关系来设置。第一轴220还朝向第一齿轮组件224和第二齿轮组件226延伸，延伸进入到它们中并且穿过它们。
.第一轴220将由第一电动马达/发电机212和第二电动马达/发电机222提供的动力传递至第一齿轮组件224。如图3所示，从第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机212、222传递到第一齿轮组件224的动力通过第一轴220传递到第一齿轮组件224的仅一侧。在一些示例中，第一齿轮组件224可以被构造为类似于图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的第一齿轮组件18。
.在第三实施例中，第一齿轮组件224的齿圈228固定地联接到第二齿轮组件226。更具体地，齿圈228与第二齿轮组件226的第一齿轮230联接。第一齿轮230与第二齿轮232啮合。在一些实施例中，第一齿轮230和第二齿轮232可以各自是正齿轮。例如，第一齿轮230可以是小齿轮，且第二齿轮232可以是大齿轮。第二齿轮232可以设置在差速器202上。差速器202可被构造为类似图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的差速器44并且类似于其来操作。
.因此，车辆可以以第一传动比、第二传动比和第三传动比运行。例如，通信地联接至控制器54的离合器可以响应于使用者的输入而选择性地接合第一齿轮组件224的不同部分。例如，第一离合器238可以在车辆从初始停止位置的初始启动期间选择性地接合。如果车辆已经处于第二传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机212、222不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第一离合器238也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第二离合器240可以在中速行驶和低速行驶期间选择性地接合。如果车辆已经处于第三传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机212、222不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第二离合器240也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第三离合器242可以在高速行驶和中速行驶期间选择性地接合。
.如图4所示，在第四实施例中，车辆1的多速电动桥组件300可以呈平行构造，并且动力从第一齿轮组件的两侧连通至第一齿轮组件。桥组件300包括可操作地附接到桥304的差速器302。桥304可以包括第一桥轴306和第二桥轴308。第二桥轴308延伸穿过中空轴310。第一桥轴306可以可操作地联接到第一车轮334，且第二桥轴308可以可操作地联接到第二车轮336。第二桥轴308的旋转轴线可以与中空轴310的旋转轴线对齐。
.中空轴310从第一电动马达/发电机312垂直地延伸并且可操作地联接到第一电动马达/发电机312。将中空轴310联接到第一电动马达/发电机312能使得中空轴310可围绕其旋转轴线旋转。中空轴310可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。中空轴310可以可操作地连接到第一齿轮系314。第一齿轮系314可以用来对第一电动马达/发电机312提供输入和提供来自第一电动马达/发电机312的输出。第一齿轮系314包括第一齿轮316，该第一齿轮316可操作地附接到第一中空轴310并随其旋转。第一齿轮316和第二齿轮318接合并一起旋转。第二齿轮318可操作地附接到第一轴320并随其旋转。
.第一轴320朝向第二电动马达/发电机322延伸并且可操作地联接至第二电动马达/发电机322。第一轴320通过第二电动马达/发电机322和第一电动马达/发电机312传递的动力而围绕旋转轴线旋转，并且动力是借助于第一齿轮系312和中空轴310从第一电动马达/发电机314传递来的。第一轴320可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。在一些实施例中，第一轴320以与中空轴310平行的关系来设置。
.第一轴320还远离第一齿轮系314朝向第一齿轮组件324和第二齿轮组件326延伸，延伸进入到它们中并且穿过它们。第一轴320将由第一电动马达/发电机312和第二电动马达/发电机322提供的动力传递至第一齿轮组件324。从第一电动马达/发电机312连通至第一齿轮组件324的动力由第一轴320传递到第一齿轮组件324的第一侧，并且从第二电动马达/发电机322连通至第一齿轮组件324的动力由第一轴320传递到第一齿轮组件324的第二侧。在一些实施例中，第一齿轮组件324被构造为类似于图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的第一齿轮组件18。
.在第四实施例中，第一齿轮组件324的齿圈328固定地联接至第二齿轮组件326。更具体地，齿圈328与第二齿轮组件326的第一齿轮330联接。第一齿轮330与第二齿轮332啮合。在一些实施例中，第一齿轮330和第二齿轮332可以各自是正齿轮。例如，第一齿轮330可以是小齿轮，且第二齿轮332可以是大齿轮。第二齿轮332可以设置在差速器302上。差速器302可被构造为类似图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的差速器44并且类似于其来操作。
.因此，车辆可以以第一传动比、第二传动比和第三传动比运行。例如，通信地联接至控制器54的离合器可以响应于使用者的输入而选择性地接合第一齿轮组件324的不同部分。例如，第一离合器338可以在车辆从初始停止位置的初始启动期间选择性地接合。如果车辆已经处于第二传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机312、322不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第一离合器338也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第二离合器340可以在中速行驶和低速行驶期间选择性地接合。如果车辆已经处于第三传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机312、322不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第二离合器340也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第三离合器342可以在高速行驶和中速行驶期间选择性地接合。
.在图5中示出车辆1的多速电动桥组件400的第五实施例。在第五实施例中，多速电动桥组件400包括第一电动马达/发电机402，并且第一轴404可操作地联接到第一电动马达/发电机402以用于旋转。第一轴404从第一电动马达/发电机402朝向第二电动马达/发电机406延伸，并且第一轴404也可操作地联接至第二电动马达/发电机406以用于旋转。第一电动马达/发电机402和第二电动马达/发电机406各自提供可以驱动桥组件400的动力。第一轴404可以由一个或多个轴承支承以用于旋转。
.第一轴404是中空的，并且还延伸到第一齿轮组件408中。动力可经由第一轴404从第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机402、406连通至第一齿轮组件408，其中动力传递到第一齿轮组件408的仅一侧。在一些示例中，第一齿轮组件408可以被构造为类似于图1中所示的多速电动桥组件10的第一实施例的第一齿轮组件18。在第五实施例中，第一齿轮组件408的齿圈410可操作地联接至差速器412。更具体地，齿圈410可操作地联接至差速器412的第一齿轮组414和第二齿轮组416。第一齿轮组414的每个齿轮与第二齿轮组416的齿轮啮合。在一些实施例中，第一齿轮组414和第二齿轮组416可各自包括行星齿轮。例如，第一齿轮组414的每个齿轮与太阳齿轮418啮合。第二齿轮组416的每个齿轮与齿圈420啮合。由于桥组件400的构造，差速器412可以以第一速度、第二速度和第三速度运行，如下文进一步描述的。
.差速器412可以可操作地附接到桥421。桥421可以包括第一桥轴422和第二桥轴424。第一桥轴422可以可操作地联接到第一车轮438，且第二桥轴424可以可操作地联接到第二车轮440。太阳齿轮418附接到第一桥轴422。齿圈420可操作地联接至第二车轴424。在一些实施例中，齿圈420经由花键连接而联接至第二桥轴424。在一些实施例中，差速器412有周转变体(epicyclic variety)。第一桥轴422可以由一个或多个轴承(未描绘)支承以用于旋转。第一桥轴422从太阳齿轮418朝着第一齿轮组件408延伸并穿过它。第一桥轴422也朝向中空的第一轴404延伸并穿过它，终止在定位成超过第一电动马达/发电机和第二电动马达/发电机402、406的第一齿轮减速器426处。
.第一齿轮减速器426可操作地联接到第一桥轴422的一端(例如，与附接到太阳齿轮418的第一桥轴422的一端相对)。在一个实施例中，第一齿轮减速器426包括太阳齿轮428。太阳齿轮428与行星齿轮组430啮合。在一些实施例中，行星齿轮组430与固定圈432啮合。优选地，行星齿轮组430由行星架434保持。行星架434与车轮联接以与其一起旋转。
.第二桥轴424从差速器412朝向第二桥轴424的一端延伸。第二桥轴424可以由一个或多个轴承来支承以用于旋转。第二齿轮减速器426可操作地联接到第二桥轴424的一端。第二齿轮减速器436以类似于第一齿轮减速器426的方式构造，并且因此包括由行星架保持的行星齿轮组，其中该行星齿轮组与固定圈啮合
.因此，多速电动桥组件400可以以第一传动比、第二传动比和第三传动比运行。例如，通信地联接至控制器54的离合器可以响应于使用者的输入而选择性地接合第一齿轮组件408的不同部分。例如，第一离合器442可以在车辆从初始停止位置的初始启动期间选择性地接合。如果车辆已经处于第二传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机402、406不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第一离合器442也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第二离合器444可以在中速行驶和低速行驶期间选择性地接合。如果车辆已经处于第三传动比并且已经减速到第一电动马达/发电机或第二电动马达/发电机402、406不能产生足够的力使车辆以驾驶员要求的速率加速的速度，那么第二离合器444也可以被接合。如果车辆负载和由驾驶员所要求的要求加速度两者均相对较低，那么第三离合器446可以在高速行驶和中速行驶期间选择性地接合。
.前面的描述被认为仅是对本发明原理的说明。此外，由于本领域技术人员将容易想到许多修改和变化，因此不期望将本发明限制于本文所示和所述的确切结构和方法。因此，可以认为所有合适的修改和等同方案都落入由权利要求限定的本发明的范围内，权利要求的范围如下。
.图1至5示出了带有各个部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这样的元件可以分别被称为是直接接触或直接联接的。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连续或彼此相邻的元件可以是分别彼此连续或彼此相邻的。作为示例，彼此共面接触地放置的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其它部件的元件可以被如此称呼。作为又一示例，彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”，而最底下的元件或元件的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，在其它元件上方示出的元件垂直地位于其它元件上方。作为又一个示例，在附图中描绘的元件的形状可以被称为具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的，等等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。
.以此方式，根据本文公开的实施例的多速电动桥组件可为使用者提供在驾驶EV时从其选择的恰好三个单独的传动比。多速电动桥组件包括一个或多个动力源以及与齿轮组件集成在一起的一个或多个轴，并且通过锁定齿轮组件的不同部分获得三个单独的传动比。可以使用经由各种离合器致动的成组的致动器和离合器来选择相应的传动比。通过使用本文所述的简单的离合器组件，多速电动桥组件可在维持高扭矩负载能力的同时在车辆内占据最小的空间。
.如本文中所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开始的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非这种排除被明确地指出。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在解释为排除也包括所述特征的其它实施例的存在。此外，除非有相反的明确说明，否则“包括(comprising)”，“包括(including)”或“具有”具有特定特性的一个或多个元件的实施例可以包括不具有该特性的其它这样的元件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明语言等效形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求或特定的位置顺序。
.本书面说明使用示例以公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其它示例。这样的其它示例，如果它们具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元件，那么它们旨在存在于权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种具有三个传动比的多速电动桥组件，所述多速电动桥组件包括：
一个或多个电动马达/发电机；
中空轴，所述中空轴同轴地连接至所述一个或多个电动马达/发电机；
一个或多个拉威挪齿轮组件，所述一个或多个拉威挪齿轮组件提供三个传动比；
第一拉威挪齿轮组件，所述第一拉威挪齿轮组件包括与所述中空轴同心连接的拉威挪太阳齿轮、以及联接至第一齿轮组和第二齿轮组的齿圈；
第一桥轴，所述第一桥轴延伸穿过所述中空轴和第一太阳齿轮，所述第一太阳齿轮由所述第一齿轮组驱动且与所述第一桥轴同心；
第二桥轴，所述第二桥轴联接至所述第二齿轮组。
2.根据权利要求1所述的多速电动桥组件，其特征在于，所述一个或多个拉威挪齿轮组件的不同部分被锁定以实现所述三个传动比。
3.根据权利要求1所述的多速电动桥组件，其特征在于，动力经由所述中空轴从所述一个或多个电动马达/发电机传递至所述一个或多个拉威挪齿轮组件的第一拉威挪齿轮组件的仅一侧。
4.根据权利要求1所述的多速电动桥组件，其特征在于，动力经由所述中空轴从所述一个或多个电动马达/发电机传递到所述一个或多个拉威挪齿轮组件的第一拉威挪齿轮组件的两侧。
5.根据权利要求1所述的多速电动桥组件，其特征在于，使用成组的致动器和离合器，经由不同的离合器致动来选择三个传动比。
6.一种用于车辆的多速电动桥组件，所述多速电动桥组件包括：
第一电动马达/发电机，所述第一电动马达/发电机定位成与第一桥轴和第二桥轴同轴，两个桥轴联接至两个车轮；
中空轴，所述中空轴操作地同轴连接到所述第一电动马达/发电机以用于旋转；
第一拉威挪齿轮组件，所述第一拉威挪齿轮组件与所述中空轴机械连通，所述第一拉威挪齿轮组件包括：
第一拉威挪太阳齿轮，所述第一拉威挪太阳齿轮操作地同心联接到所述中空轴；
齿圈，所述齿圈联接至第一齿轮组和第二齿轮组；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组与所述第一拉威挪太阳齿轮啮合；以及
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组与所述第一行星齿轮组和第二拉威挪太阳齿轮啮合，
其中所述第二行星齿轮组和所述第一行星齿轮组均联接至行星架并独立于所述行星架旋转；
第一桥轴，所述第一桥轴延伸穿过所述中空轴和第一太阳齿轮，所述第一太阳齿轮由所述第一齿轮组驱动且与所述第一桥轴同心；
第二桥轴，所述第二桥轴联接至所述第二齿轮组；
其中，所述多速电动桥组件以三个不同的传动比运行。
7.根据权利要求6所述的多速电动桥组件，其特征在于，当所述行星架保持在静止位置时，所述车辆以第一传动比运行。
8.根据权利要求7所述的多速电动桥组件，其特征在于，当所述第二拉威挪太阳齿轮保持在固定位置时，所述车辆以第二传动比运行。
9.根据权利要求8所述的多速电动桥组件，其特征在于，当所述第一拉威挪太阳齿轮和所述第二拉威挪太阳齿轮一起旋转时，所述车辆以第三传动比运行。
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