CN112360935B - 用于电动车辆的传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动车辆的传动系统。所述传动系统具有第一电机和第二电机，并且具有两档减速器。根据本发明的电动车辆，通过设置功率较小的第二电机，来扩大电动车辆的工况范围。

Description

用于电动车辆的传动系统
技术领域
本发明属于车辆领域，具体涉及用于电动车辆的传动系统。
背景技术
电动车辆通常配备有驱动电机和减速器，但由于减速器档位较少，通常无法满足各种工况下的驾驶员要求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于电动车辆的传动系统。
具体通过如下技术手段实现：
用于电动车辆的传动系统包括第一电机、I挡小齿轮、同步器、II挡小齿轮、I挡大齿轮、单向离合器、主减小齿轮、主减大齿轮、II挡大齿轮、辅助驱动小齿轮和第二电机，所述第一电机具有第一输出轴，并且在所述第一输出轴上设置有I挡小齿轮、同步器和II挡小齿轮，所述I挡小齿轮和同步器与所述第一输出轴同步运动，所述II挡小齿轮能够与所述第一输出轴相对运动；所述第二电机具有与所述第一输出轴平行布置的第二输出轴，并且在所述第二输出轴上设置有辅助驱动小齿轮；在所述第一输出轴和所述第二输出轴之间还设置有中间轴，所述中间轴与所述第一输出轴和所述第二输出轴平行布置。
在所述中间轴上设置有I挡大齿轮、单向离合器、主减小齿轮和II挡大齿轮，所述单向离合器、主减小齿轮和II挡大齿轮与所述中间轴同步运动，所述I挡大齿轮固定设置在所述单向离合器外周上，以允许从I挡小齿轮至I挡大齿轮动力传递，而不允许从I挡大齿轮至I挡小齿轮动力传递，所述II挡大齿轮与所述II挡小齿轮和所述辅助驱动小齿轮啮合，所述同步器与所述II挡小齿轮选择性地连接，以通过所述II挡小齿轮将所述第一输出轴上的动力传递给II挡大齿轮；所述主减小齿轮与所述主减大齿轮啮合，并且所述主减大齿轮固定连接到差速器。
所述传动系统还包括控制器，所述控制器被配置为。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值并且驾驶员功率需求小于第一功率阈值，禁用所述第一电机、启用第二电机并且使所述同步器与所述II挡小齿轮断开连接，以使所述第二电机的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮、II挡大齿轮、主减小齿轮和主减大齿轮传递到差速器。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第一功率阈值且小于第二功率阈值，启用所述第一电机、禁用所述第二电机并且使所述同步器与所述II挡小齿轮断开连接，以使所述第一电机的输出功率通过所述I挡小齿轮、I挡大齿轮、主减小齿轮和主减大齿轮传递到差速器。
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值，启用所述第一电机、禁用所述第二电机并且使所述同步器与所述II挡小齿轮连接，以使所述第一电机的输出功率通过所述II挡小齿轮、II挡大齿轮、主减小齿轮和主减大齿轮传递到差速器，此时，单向离合器处于超越状态。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，启用所述第一电机、启用所述第二电机并且使所述同步器与所述II挡小齿轮断开连接，以使所述第一电机的输出功率通过所述I挡小齿轮和I挡大齿轮传递给主减小齿轮，并且使得使所述第二电机的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮和II挡大齿轮传递给主减小齿轮。
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，启用所述第一电机、启用所述第二电机并且使所述同步器与所述II挡小齿轮连接，以使所述第一电机的输出功率通过所述II挡小齿轮传递给II挡大齿轮，并且使得使所述第二电机的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮传递给II挡大齿轮，最终通过所述主减小齿轮和主减大齿轮传递到差速器。
本发明的效果在于：
1，通过设置功率较小的第二电机，可扩大电动车辆的工况范围，并且在拥堵路段可单独使用第二电机驱动电动车辆行驶，从而可避免具有较大功率的第一电机在非高效区工作，以提升整车的功率效率。
2，通过在车辆负载较大或者车辆爬坡时启动第二电机作为辅助动力驱动，可提升电动车辆动力性，同时使用功率较小的第二电机，可有利于减小整车重量和布置空间要求。
3，传统车辆中，从I挡换到II挡时需要先断开I挡小齿轮与同步器的连接再接合II挡小齿轮与同步器，然而，在本发明中，通过使I挡大齿轮与单向离合器固定连接，可无需执行断开I挡小齿轮与同步器的连接的操作，从而缩短换挡时间。
附图说明
图1是根据第一实施例的电动车辆的传动系统的示意图。
图2是根据第二实施例的电动车辆的传动系统的示意图。
其中：1-第一电机，2-I挡小齿轮，3-同步器，4-II挡小齿轮，5-滚动轴承，6-I挡大齿轮，7-单向离合器，8-主减小齿轮，9-主减大齿轮，10-II挡大齿轮，11-辅助驱动小齿轮，12-第二电机，13-差速器。
具体实施方式
参照图1，根据第一实施例的电动车辆的传动系统可包括第一电机1、I挡小齿轮2、同步器3、II挡小齿轮4、I挡大齿轮6、单向离合器7、主减小齿轮8、主减大齿轮9、II挡大齿轮10、辅助驱动小齿轮11和第二电机12。
第一电机1具有第一输出轴，并且在第一输出轴上设置有I挡小齿轮2、同步器3和II挡小齿轮4。I挡小齿轮2和同步器3可与第一输出轴同步运动，II挡小齿轮4能够与第一输出轴相对运动。例如，II挡小齿轮4可通过滚动轴承5设置在第一输出轴上，以相对于第一输出轴运动。
第二电机12可以是感应电机，并且第二电机12可具有与第一输出轴平行布置的第二输出轴，并且在第二输出轴上设置有辅助驱动小齿轮11，从而使第二电机12的输出动力传递给辅助驱动小齿轮11。
在第一输出轴和所述第二输出轴之间还设置有中间轴，并且中间轴与第一输出轴和所述第二输出轴平行布置。
在中间轴上设置有I挡大齿轮6、单向离合器7、主减小齿轮8和II挡大齿轮10。单向离合器7、主减小齿轮8和II挡大齿轮10与所述中间轴同步运动，I挡大齿轮6固定设置在单向离合器7外周上，并且I挡大齿轮6与I挡小齿轮2啮合，以允许从I挡小齿轮2至I挡大齿轮6动力传递，而不允许从I挡大齿轮6至I挡小齿轮2动力传递。
II挡大齿轮10与II挡小齿轮4和辅助驱动小齿轮11啮合，同步器3与II挡小齿轮4选择性地连接，以通过II挡小齿轮4将第一输出轴上的动力传递给II挡大齿轮10。主减小齿轮8与主减大齿轮9啮合，并且主减大齿轮9固定连接到差速器13。
根据实施例的电动车辆的传动系统还可包括控制器，所述控制器被配置为根据电动车辆的车速要求和驾驶员的功率需求而使传动系统处于不同的驱动模式，以下将详细描述。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值（例如，第一车速阈值可以是20km/h）并且驾驶员功率需求小于第一功率阈值（例如，第一功率阈值可以是25kw），例如，当电动车辆处于较为拥堵的道路上，或者在城市工况时启动跟随模式。在这种情况下，控制器可禁用第一电机1、启用第二电机1并且使同步器3与II挡小齿轮4断开连接，以使第二电机12的输出功率通过辅助驱动小齿轮11、II挡大齿轮10、主减小齿轮8和主减大齿轮9传递到差速器13，进而通过差速器13传递给车辆的车轮（未示出）。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第一功率阈值且小于第二功率阈值（例如，第二功率阈值可以是40kw），启用第一电机1、禁用第二电机12并且使同步器3与II挡小齿轮4断开连接，以使第一电机1的输出功率通过I挡小齿轮2、I挡大齿轮6、主减小齿轮8和主减大齿轮9传递到差速器13。
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值，启用第一电机1、禁用第二电机12并且使同步器3与II挡小齿轮4连接，以使第一电机1的输出功率通过II挡小齿轮4、II挡大齿轮10、主减小齿轮8和主减大齿轮9传递到差速器13，此时，单向离合器7处于超越状态。
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，例如，当电动车辆在爬坡时，此时对车辆功率需求较大。在这种情况下，控制器可被配置为启用第一电机1、启用第二电机12并且使同步器3与II挡小齿轮4断开连接，以使第一电机1的输出功率通过I挡小齿轮2和I挡大齿轮6传递给主减小齿轮8，并且使得使第二电机12的输出功率通过辅助驱动小齿轮11和II挡大齿轮10传递给主减小齿轮8。
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，例如，当车辆高速行驶并且驾驶员需要执行超车时，此时需要第二电机提供额外的功率，以实现车辆扭矩快速增加。在这种情况下，控制器可被配置为启用第一电机1、启用第二电机12并且使同步器3与II挡小齿轮4连接，以使第一电机1的输出功率通过II挡小齿轮4传递给II挡大齿轮10，并且使得使第二电机12的输出功率通过辅助驱动小齿轮11传递给II挡大齿轮10，最终通过主减小齿轮8和主减大齿轮9传递到差速器13。
此外，根据实施例的电动车辆的传动系统还可实现动力无中断换挡。具体而言，当车辆意图从I挡换至II挡时（例如，当前传动系统仅通第一电机、I挡小齿轮2、I挡大齿轮6、主减小齿轮8和主减大齿轮9向差速器13传递动力时，驾驶员意图/车辆自动检测到需要换挡至II挡），则可启用第二电机并且利用第二电机替代第一电机驱动车辆，之后再执行换挡操作（例如，接合同步器和II挡小齿轮），并且在换挡操作完成后，可停止第二电机。通过利用这种方法，可实现无动力中断的换挡。
图2示出了根据第二实施例的电动车辆的传动系统。根据第二实施例的电动车辆的传动系统与根据第一实施例的电动车辆的传动系统的不同之处在于：第二电机12直接驱动连接到II挡小齿轮4，并且省去辅助驱动小齿轮11。
在这种情况下，第二电机12的动力可通过II挡小齿轮4、II挡大齿轮10、主减小齿轮8和主减大齿轮9传递给差速器13，以实现第二电机12的单独驱动。
其他描述与上述根据第一实施例的电动车辆传动系统的描述类似，在此省略充分描述。

Claims (4)

1.一种用于电动车辆的传动系统，其特征在于，所述传动系统包括第一电机（1）、I挡小齿轮（2）、同步器（3）、II挡小齿轮（4）、I挡大齿轮（6）、单向离合器（7）、主减小齿轮（8）、主减大齿轮（9）、II挡大齿轮（10）、辅助驱动小齿轮（11）和第二电机（12）；
所述第一电机（1）具有第一输出轴，并且在所述第一输出轴上设置有I挡小齿轮（2）、同步器（3）和II挡小齿轮（4），所述I挡小齿轮（2）和同步器（3）与所述第一输出轴同步运动，所述II挡小齿轮（4）能够与所述第一输出轴相对运动；
所述第二电机（12）具有与所述第一输出轴平行布置的第二输出轴，并且在所述第二输出轴上设置有辅助驱动小齿轮（11）；
在所述第一输出轴和所述第二输出轴之间还设置有中间轴，所述中间轴与所述第一输出轴和所述第二输出轴平行布置；
在所述中间轴上设置有I挡大齿轮（6）、单向离合器（7）、主减小齿轮（8）和II挡大齿轮（10），所述单向离合器（7）、主减小齿轮（8）和II挡大齿轮（10）与所述中间轴同步运动，所述I挡大齿轮（6）固定设置在所述单向离合器（7）外周上，以允许从I挡小齿轮（2）至I挡大齿轮（6）动力传递，而不允许从I挡大齿轮（6）至I挡小齿轮（2）动力传递；
所述II挡大齿轮（10）与所述II挡小齿轮（4）和所述辅助驱动小齿轮（11）啮合，所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）选择性地连接，以通过所述II挡小齿轮（4）将所述第一输出轴上的动力传递给II挡大齿轮（10）；
所述主减小齿轮（8）与所述主减大齿轮（9）啮合，并且所述主减大齿轮（9）固定连接到差速器（13）；
所述传动系统还包括控制器，所述控制器被配置为：
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值并且驾驶员功率需求小于第一功率阈值，禁用所述第一电机（1）、启用第二电机（12）并且使所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）断开连接，以使所述第二电机（12）的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮（11）、II挡大齿轮（10）、主减小齿轮（8）和主减大齿轮（9）传递到差速器（13）；
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第一功率阈值且小于第二功率阈值，启用所述第一电机（1）、禁用所述第二电机（12）并且使所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）断开连接，以使所述第一电机（1）的输出功率通过所述I挡小齿轮（2）、I挡大齿轮（6）、主减小齿轮（8）和主减大齿轮（9）传递到差速器（13）；
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值，启用所述第一电机（1）、禁用所述第二电机（12）并且使所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）连接，以使所述第一电机（1）的输出功率通过所述II挡小齿轮（4）、II挡大齿轮（10）、主减小齿轮（8）和主减大齿轮（9）传递到差速器（13），此时，单向离合器（7）处于超越状态；
响应于电动车辆车速需求小于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，启用所述第一电机（1）、启用所述第二电机（12）并且使所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）断开连接，以使所述第一电机（1）的输出功率通过所述I挡小齿轮（2）和I挡大齿轮（6）传递给主减小齿轮（8），并且使得使所述第二电机（12）的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮（11）和II挡大齿轮（10）传递给主减小齿轮（8）；
响应于电动车辆车速需求大于第一车速阈值、驾驶员需求大于第二功率阈值，启用所述第一电机（1）、启用所述第二电机（12）并且使所述同步器（3）与所述II挡小齿轮（4）连接，以使所述第一电机（1）的输出功率通过所述II挡小齿轮（4）传递给II挡大齿轮（10），并且使得使所述第二电机（12）的输出功率通过所述辅助驱动小齿轮（11）传递给II挡大齿轮（10），最终通过所述主减小齿轮（8）和主减大齿轮（9）传递到差速器（13）。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述II挡小齿轮通过滚动轴承设置在所述第一输出轴上。
3.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述第二电机为感应电机。
4.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：响应于传动系统即将从I挡换挡至II挡，利用第二电机驱动电动车辆。
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