CN113682119B - 一种双电机变速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双电机变速系统，包括第一驱动电机(EM1)、第一电机中间轴(4)、第一中间传动轴(19)，第二驱动电机(EM2)、第二电机中间轴(5)、第二中间传动轴(14)、及输出轴(18)；采用模块化设计、通过双电机驱动可实现多模式、多挡位、序列式换挡，可有效实现纯电动重卡的自动变速器的传动机构优化；通过轻量化设计，实现结构紧凑，有效提高经济性；采用模块化设计理念，变速器由两个输入轴、四个中间轴，一个输出轴组成，可以作为双电机三挡多模式变速器存在；采用两个电机为动力源，变速器有两个输入轴分别连接两个电机，可以由两个电机同时驱动，也可以由其中一个电机驱动，使用灵活，适用范围广。

Description

一种双电机变速系统
技术领域
本发明涉及车辆变速系统的技术领域，具体涉及一种双电机变速系统。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，对新能源汽车驱动系统的效率需求逐步提高。针对纯电重卡市场，目前多采用单电机结合AMT的功力系统组合，但受限于目前的技术，单电机功率受限，很难满足重卡高功率需求，AMT换挡时存在动力中断，对于卡车存在爬坡换挡成功率不高的问题，而现有的双电机电动驱动变速系统传动机构结构复杂，不易于加工。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种双电机变速系统。
本发明提供的技术方案如下：一种双电机变速系统，所述系统包括第一驱动电机、第一电机中间轴、第二驱动电机、第二电机中间轴、至少一个中间传动轴、动力输出轴；其中，
第一驱动电机输出轴经第一电机齿轮副与第一电机中间轴传动连接，所述第一电机中间轴经中间轴齿轮副与至少一个中间传动轴传动连接；
第二驱动电机输出轴经第二电机齿轮副与第二电机中间轴传动连接，所述第二电机中间轴经中间轴齿轮副与至少一个中间传动轴传动连接；
至少一个中间传动轴经输出齿轮副与动力输出轴传动连接；
所述第一电机中间轴和第二电机中间轴为嵌套轴且第二电机中间轴设置于第一电机中间轴的内部；还包括
离合器A，所述离合器A设置于第一电机中间轴上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
离合器UC，所述离合器UC设置于第二电机中间轴上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
所述离合器A与所述离合器UC相邻设置且能够以可选择性地方式将第一电机中间轴与第二电机中间轴连接。
进一步地，所述至少一个中间传动轴包括第一中间传动轴；
所述中间轴齿轮副包括第一中间传动轴主动齿轮GR1和第二中间传动轴主动齿轮GR2，所述第一中间传动轴主动齿轮GR1套设于所述第一电机中间轴上，所述第二中间传动轴主动齿轮GR2套设于所述第二电机中间轴上；
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第一中间传动轴上的第一中间传动轴第一从动齿轮和第一中间传动轴第二从动齿轮，所述第一中间传动轴第一从动齿轮与第一中间传动轴主动齿轮GR1对应啮合，所述第一中间传动轴第二从动齿轮与第二中间传动轴主动齿轮GR2对应啮合。
进一步地，所述至少一个中间传动轴还包括第二中间传动轴；
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第二中间传动轴上的第二中间传动轴第一从动齿轮和第二中间传动轴第二从动齿轮，所述第二中间传动轴第一从动齿轮与第一中间传动轴主动齿轮GR1对应啮合，所述第二中间传动轴第二从动齿轮与第二中间传动轴主动齿轮GR2对应啮合。
进一步地，所述输出齿轮副包括固定设置于所述第一中间传动轴上的第一中间传动轴输出主动齿轮，以及固定设置于所述动力输出轴上的输出从动齿轮，所述第一中间传动轴输出主动齿轮与所述输出从动齿轮对应啮合。
进一步地，所述输出齿轮副还包括固定设置于所述第二中间传动轴上的第二中间传动轴输出主动齿轮，以及固定设置于所述动力输出轴上的输出从动齿轮，所述第二中间传动轴输出主动齿轮与所述输出从动齿轮对应啮合。
进一步地，所述第一电机齿轮副包括第一电机输入主动齿轮和第一电机输入从动齿轮，所述第一电机输入主动齿轮与所述第一驱动电机输出轴固定连接，所述第一电机输入从动齿轮与所述第一电机中间轴固定连接。
进一步地，所述第二电机齿轮副包括第二电机输入主动齿轮和第二电机输入从动齿轮，所述第二电机输入主动齿轮与所述第二驱动电机输出轴固定连接，所述第二电机输入从动齿轮与所述第二电机中间轴固定连接。
进一步地，第一电机中间轴、第二电机中间轴、动力输出轴同轴心设置。
进一步地，第一中间传动轴、第二中间传动轴分别位于第一电机中间轴及第二电机中间轴的两侧对称布置。
进一步地，所述变速系统能够实现以下工作模式：
1)N模式时，离合器A居中，离合器UC居中；
2)0.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；
3)1.0模式时，离合器A左接合，离合器UC左接合；
4)1.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；
5)2.0模式时，离合器A左接合，离合器UC右接合；
6)2.5模式时，离合器A居中，离合器UC右接合；
7)3.0模式时，离合器A右接合，离合器UC右接合。
本发明相对于现有技术取得的有益效果为：
1)本发明提供一种双电机变速系统，采用模块化设计、通过双电机驱动可实现多模式、多挡位、序列式换挡，可有效实现纯电动重卡的自动变速器的传动机构优化。
2)本发明提供一种双电机变速系统，通过轻量化设计，实现结构紧凑，有效提高经济性。
3)本发明提供一种双电机变速系统，采用模块化设计理念，变速器由两个输入轴、四个中间轴，一个输出轴组成，可以作为双电机三挡多模式变速器存在。
4)本发明提供一种双电机变速系统，采用两个电机为动力源，变速器有两个输入轴分别连接两个电机，可以由两个电机同时驱动，也可以由其中一个电机驱动，使用灵活，适用范围广。
附图说明
图1为本发明一种双电机变速系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示为本发明所提供的一种双电机变速系统，所述变速系统包括第一驱动电机EM1、第一电机中间轴4、第一中间传动轴19，第二驱动电机EM2、第二电机中间轴5、第二中间传动轴14、及动力输出轴18；其中，
第一驱动电机输出轴1经第一电机齿轮副EGR1与第一电机中间轴4传动连接，所述第一电机中间轴4经中间轴齿轮副与第一中间传动轴19及第二中间传动轴14传动连接，第一中间传动轴19及第二中间传动轴14经输出齿轮副与动力输出轴18传动连接。
作为本发明的进一步优选方案，所述第一电机齿轮副EGR1包括第一电机输入主动齿轮2和第一电机输入从动齿轮3，所述第一电机输入主动齿轮2与所述第一驱动电机输出轴1固定连接，所述第一电机输入从动齿轮3与所述第一电机中间轴4固定连接。
第二驱动电机输出轴7经第二电机齿轮副EGR2与第二电机中间轴5传动连接，所述第二电机中间轴5经中间轴齿轮副与第一中间传动轴19及第二中间传动轴14传动连接，第一中间传动轴19及第二中间传动轴14经输出齿轮副与动力输出轴18传动连接。
作为本发明的进一步优选方案，所述第二电机齿轮副EGR2包括第二电机输入主动齿轮8和第二电机输入从动齿轮6，所述第二电机输入主动齿轮8与所述第二驱动电机输出轴7固定连接，所述第二电机输入从动齿轮6与所述第二电机中间轴5固定连接。
所述第一电机中间轴4和第二电机中间轴5为嵌套轴且第二电机中间轴5设置于第一电机中间轴4的内部。
所述变速系统还包括：
离合器A10，所述离合器A10设置于第一电机中间轴4上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
离合器UC15，所述离合器UC15设置于第二电机中间轴5上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
所述离合器A10与所述离合器UC15相邻设置且能够以可选择性地方式将第一电机中间轴4与第二电机中间轴5连接；
离合器A10居中时不工作，离合器A10左接合时第一电机中间轴4与中间轴齿轮副连接传输动力，离合器A10右接合时第二电机中间轴5与第一电机中间轴4连接共同传输动力；
离合器UC15居中时不工作，离合器UC15右接合时第二电机中间轴5与中间轴齿轮副连接传输动力，离合器UC15左接合时第一电机中间轴4与第二电机中间轴5连接共同传输动力。
作为本发明的进一步优选方案，所述中间轴齿轮副包括第一中间传动轴主动齿轮GR19和第二中间传动轴主动齿轮GR216，所述第一中间传动轴主动齿轮GR19套设于所述第一电机中间轴4上，所述第二中间传动轴主动齿轮GR216套设于所述第二电机中间轴5上。
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第一中间传动轴19上的第一中间传动轴第一从动齿轮22和第一中间传动轴第二从动齿轮21，所述第一中间传动轴第一从动齿轮22与第一中间传动轴主动齿轮GR19对应啮合，所述第一中间传动轴第二从动齿轮21与第二中间传动轴主动齿轮GR216对应啮合。
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第二中间传动轴14上的第二中间传动轴第一从动齿轮11和第二中间传动轴第二从动齿轮12，所述第二中间传动轴第一从动齿轮11与第一中间传动轴主动齿轮GR19对应啮合，所述第二中间传动轴第二从动齿轮12与第二中间传动轴主动齿轮GR216对应啮合。
作为本发明的进一步优选方案，所述输出齿轮副包括固定设置于所述第一中间传动轴19上的第一中间传动轴输出主动齿轮20，固定设置于所述第二中间传动轴14上的第二中间传动轴输出主动齿轮13，以及固定设置于所述动力输出轴18上的输出从动齿轮17，所述第一中间传动轴输出主动齿轮20及所述第二中间传动轴输出主动齿轮13分别与所述输出从动齿轮17对应啮合。
作为本发明的进一步优选方案，第一电机中间轴4、第二电机中间轴5、动力输出轴18同轴设置；第一驱动电机输出轴1、第二驱动电机输出轴7、第一中间传动轴19、第二中间传动轴14相互平行设置，且和两个电机中间轴、输出轴18平行设置；第一中间传动轴19、第二中间传动轴14分别位于第一电机中间轴4及第二电机中间轴5的两侧。进一步简化内部结构，节约布置空间，实现轻量化设计。
作为本发明的进一步优选方案，所述多电机变速系统能够实现以下工作模式：
1)N模式时，离合器A居中，离合器UC居中；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A居中，离合器UC居中均不工作，因而动力输出轴18无动力输出。
2)0.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A左接合，离合器UC居中不工作，因而第一驱动电机EM1单独输出动力经第一中间传动轴主动齿轮GR1 9传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
3)1.0模式时，离合器A左接合，离合器UC左接合；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A左接合，离合器UC左接合，因而第一驱动电机EM1和第二驱动电机EM2同时输出动力经第一中间传动轴主动齿轮GR1 9传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
4)1.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；此时动力传递路线与工作模式2)相同，第一驱动电机EM1单独输出动力经第一中间传动轴主动齿轮GR1 9传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
5)2.0模式时，离合器A左接合，离合器UC右接合；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A左接合，离合器UC右接合，因而第一驱动电机EM1和第二驱动电机EM2的输出动力经第一中间传动轴主动齿轮GR1 9传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出；第二驱动电机EM2输出动力经第二中间传动轴主动齿轮GR2 16传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
6)2.5模式时，离合器A居中，离合器UC右接合；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A居中，离合器UC右接合，因而第二驱动电机EM2单独输出动力经第二中间传动轴主动齿轮GR216传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
7)3.0模式时，离合器A右接合，离合器UC右接合；此时第一驱动电机输出轴1输出动力经第一电机齿轮副EGR1传输至第一电机中间轴4，第二驱动电机输出轴7输出动力经第二电机齿轮副EGR2传输至第二电机中间轴5，此时离合器A右接合，离合器UC右接合，因而第一驱动电机EM1和第二驱动电机EM2同时输出动力经第二中间传动轴主动齿轮GR2 16传输至第一中间传动轴19和第二中间传动轴14后，通过输出齿轮副由动力输出轴18输出。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种双电机变速系统，所述系统包括第一驱动电机(EM1)、第一电机中间轴(4)、第二驱动电机(EM2)、第二电机中间轴(5)、至少一个中间传动轴、动力输出轴(18)；其中，
第一驱动电机输出轴(1)经第一电机齿轮副(EGR1)与第一电机中间轴(4)传动连接，所述第一电机中间轴(4)经中间轴齿轮副与至少一个中间传动轴传动连接；
第二驱动电机输出轴(7)经第二电机齿轮副(EGR2)与第二电机中间轴(5)传动连接，所述第二电机中间轴(5)经中间轴齿轮副与至少一个中间传动轴传动连接；
至少一个中间传动轴经输出齿轮副与动力输出轴(18)传动连接；
其特征在于：
所述第一电机中间轴(4)和第二电机中间轴(5)为嵌套轴且第二电机中间轴(5)设置于第一电机中间轴(4)的内部；还包括
离合器A(10)，所述离合器A(10)设置于第一电机中间轴(4)上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
离合器UC(15)，所述离合器UC(15)设置于第二电机中间轴(5)上以与中间轴齿轮副以可选择性地方式连接；
所述离合器A(10)与所述离合器UC(15)相邻设置且能够以可选择性地方式将第一电机中间轴(4)与第二电机中间轴(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种双电机变速系统，其特征在于：
所述至少一个中间传动轴包括第一中间传动轴(19)；
所述中间轴齿轮副包括第一中间传动轴主动齿轮GR1(9)和第二中间传动轴主动齿轮GR2(16)，所述第一中间传动轴主动齿轮GR1(9)套设于所述第一电机中间轴(4)上，所述第二中间传动轴主动齿轮GR2(16)套设于所述第二电机中间轴(5)上；
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第一中间传动轴(19)上的第一中间传动轴第一从动齿轮(22)和第一中间传动轴第二从动齿轮(21)，所述第一中间传动轴第一从动齿轮(22)与第一中间传动轴主动齿轮GR1(9)对应啮合，所述第一中间传动轴第二从动齿轮(21)与第二中间传动轴主动齿轮GR2(16)对应啮合。
3.根据权利要求2所述的一种双电机变速系统，其特征在于：
所述至少一个中间传动轴还包括第二中间传动轴(14)；
所述中间轴齿轮副还包括固定设置于所述第二中间传动轴(14)上的第二中间传动轴第一从动齿轮(11)和第二中间传动轴第二从动齿轮(12)，所述第二中间传动轴第一从动齿轮(11)与第一中间传动轴主动齿轮GR1(9)对应啮合，所述第二中间传动轴第二从动齿轮(12)与第二中间传动轴主动齿轮GR2(16)对应啮合。
4.根据权利要求2所述的一种双电机变速系统，其特征在于：所述输出齿轮副包括固定设置于所述第一中间传动轴(19)上的第一中间传动轴输出主动齿轮(20)，以及固定设置于所述动力输出轴(18)上的输出从动齿轮(17)，所述第一中间传动轴输出主动齿轮(20)与所述输出从动齿轮(17)对应啮合。
5.根据权利要求3所述的一种双电机变速系统，其特征在于：所述输出齿轮副还包括固定设置于所述第二中间传动轴(14)上的第二中间传动轴输出主动齿轮(13)，以及固定设置于所述动力输出轴(18)上的输出从动齿轮(17)，所述第二中间传动轴输出主动齿轮(13)与所述输出从动齿轮(17)对应啮合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种双电机变速系统，其特征在于：所述第一电机齿轮副(EGR1)包括第一电机输入主动齿轮(2)和第一电机输入从动齿轮(3)，所述第一电机输入主动齿轮(2)与所述第一驱动电机输出轴(1)固定连接，所述第一电机输入从动齿轮(3)与所述第一电机中间轴(4)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种双电机变速系统，其特征在于：所述第二电机齿轮副(EGR2)包括第二电机输入主动齿轮(8)和第二电机输入从动齿轮(6)，所述第二电机输入主动齿轮(8)与所述第二驱动电机输出轴(7)固定连接，所述第二电机输入从动齿轮(6)与所述第二电机中间轴(5)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种双电机变速系统，其特征在于：第一电机中间轴(4)、第二电机中间轴(5)、动力输出轴(18)同轴心设置。
9.根据权利要求8所述的一种双电机变速系统，其特征在于：第一中间传动轴(19)、第二中间传动轴(14)分别位于第一电机中间轴(4)及第二电机中间轴(5)的两侧对称布置。
10.根据权利要求1所述的一种双电机变速系统，其特征在于：所述变速系统能够实现以下工作模式：
1)N模式时，离合器A居中，离合器UC居中；
2)0.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；
3)1.0模式时，离合器A左接合，离合器UC左接合；
4)1.5模式时，离合器A左接合，离合器UC居中；
5)2.0模式时，离合器A左接合，离合器UC右接合；
6)2.5模式时，离合器A居中，离合器UC右接合；
7)3.0模式时，离合器A右接合，离合器UC右接合。
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