CN113733883A - 双电机机械耦合电驱桥及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机机械耦合电驱桥及车辆，涉及车桥技术领域。该双电机机械耦合电驱桥，其包括第一电机、第二电机、动力耦合器及驱动轴。动力耦合器包括行星架、第一齿圈、第二齿圈以及设置于行星架的第一外行星轮及第二外行星轮。第一电机与第一齿圈传动连接，第二电机与第二齿圈传动连接。第一齿圈与第二齿圈同轴设置，第一外行星轮内啮合于第一齿圈内侧，第二外行星轮内啮合于第二齿圈内侧，且第一外行星轮与第二外行星轮反向传动连接。行星架与驱动轴连接，以通过驱动轴输出扭矩。该双电机机械耦合电驱桥及车辆均具有成本较低，且可靠性较高的特点。

Description

双电机机械耦合电驱桥及车辆

技术领域

本发明涉及车桥技术领域，具体而言，涉及一种双电机机械耦合电驱桥及车辆。

背景技术

车桥作为承受汽车的载荷，并维持汽车在道路上的正常行驶的关键机构，其动力稳定输出至关重要，现有的多电机电驱桥一般采用电子控制的方式控制电机的动力输出，其成本较高，可靠性较差。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的双电机机械耦合电驱桥及车辆显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电机机械耦合电驱桥及车辆，其均具有成本较低，且可靠性较高的特点。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种双电机机械耦合电驱桥，其包括第一电机、第二电机、动力耦合器及驱动轴；所述动力耦合器包括行星架、第一齿圈、第二齿圈以及设置于行星架的第一外行星轮及第二外行星轮；

所述第一电机与所述第一齿圈传动连接，所述第二电机与所述第二齿圈传动连接；

所述第一齿圈与所述第二齿圈同轴设置，所述第一外行星轮内啮合于所述第一齿圈内侧，所述第二外行星轮内啮合于所述第二齿圈内侧，且所述第一外行星轮与所述第二外行星轮反向传动连接；

所述行星架与所述驱动轴连接，以通过所述驱动轴输出扭矩。

结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，所述动力耦合器包括多个所述第一外行星轮及多个所述第二外行星轮，多个所述第一外行星轮与多个所述第二外行星轮一一反向传动连接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，多个所述第一外行星轮沿所述第一齿圈的内周均匀分布设置；多个所述第二外行星轮沿所述第二齿圈的内周均匀分布设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述动力耦合器还包括反向传动机构，所述反向传动机构设置于所述行星架，且所述第一外行星轮通过所述反向传动机构与所述第二外行星轮反向传动连接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述双电机机械耦合电驱桥还包括差速器，所述驱动轴包括第一半轴和第二半轴；所述差速器与所述行星架连接，且分别与所述第一半轴和所述第二半轴连接，以传输扭矩值所述第一半轴和/或所述第二半轴。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述差速器包括第一内行星轮、第一太阳轮、第二内行星轮及第二太阳轮；

所述第一内行星轮和所述第二内行星轮均连接于所述行星架，且反向传动连接；

所述第一太阳轮与所述第一半轴连接，所述第一内行星轮外啮合于所述第一太阳轮外周，以通过所述第一太阳轮带动所述第一半轴转动；

所述第二太阳轮与所述第二半轴连接，所述第二内行星轮外啮合于所述第二太阳轮外周，以通过所述第二太阳轮带动所述第一半轴转动。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述差速器包括多个所述第一内行星轮及多个所述第二内行星轮，多个所述第一内行星轮与多个所述第二内行星轮一一反向传动连接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，多个所述第一内行星轮沿所述第一太阳轮的外周均匀分布设置；多个所述第二内行星轮沿所述第二太阳轮的外周均匀分布设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述差速器包括差速壳体，所述第一内行星轮、所述第一太阳轮、所述第二内行星轮及所述第二太阳轮均设置于所述差速壳体内，且作为所述行星架。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，其包括所述的双电机机械耦合电驱桥。所述双电机机械耦合电驱桥包括第一电机、第二电机、动力耦合器及驱动轴；所述动力耦合器包括行星架、第一齿圈、第二齿圈以及设置于行星架的第一外行星轮及第二外行星轮；所述第一电机与所述第一齿圈传动连接，所述第二电机与所述第二齿圈传动连接；所述第一齿圈与所述第二齿圈同轴设置，所述第一外行星轮内啮合于所述第一齿圈内侧，所述第二外行星轮内啮合于所述第二齿圈内侧，且所述第一外行星轮与所述第二外行星轮反向传动连接；所述行星架与所述驱动轴连接，以通过所述驱动轴输出扭矩。

相比现有技术，本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥相对于现有技术的有益效果包括：

该双电机机械耦合电驱桥包括第一电机、第二电机、动力耦合器及驱动轴，其中，动力耦合器包括行星架、第一齿圈、第一外行星轮、第二齿圈及第二外行星轮。第一电机与第一齿圈传动连接，第二电机与第二齿圈传动连接，以分别带动第一齿圈及第二齿圈转动。并且，第一齿圈与第二齿圈同轴设置，且均设置于行星架，第一外行星轮内啮合于第一齿圈内侧，第二外行星轮内啮合于第二齿圈内侧，而第一外行星轮与第二外行星轮反向传动连接，而行星架与驱动轴连接，以通过驱动轴输出扭矩，换言之，第一外行星轮和第二外行星轮均处于浮动状态，且两者反向传动连接。这样一来，在双电机机械耦合电驱桥的第一电机和第二电机各自输出的扭矩相同时，由于第一外行星轮与第二外行星轮反向传动连接，所以第一外行星轮和第二外行星轮相对静止，仅公转，不自转，不影响第一电机和第二电机输出扭矩；在第一电机输出的扭矩大于第二电机输出的扭矩时，第一电机能够通过第一齿圈带动第一外行星轮正向自转，由于第一外行星轮与第二外行星轮反向传动连接，第一外行星轮将带动第二外行星轮反向自转，以通过内啮合于第二齿圈的第二外行星轮施力行星架；而在第一电机输出的扭矩小于第二电机输出的扭矩时，第二电机能够通过第二齿圈带动第二外行星轮正向自转，由于第二外行星轮与第一外行星轮反向传动连接，第二外行星轮将带动第一外行星轮反向自转，以通过内啮合于第一齿圈的第一外行星轮施力行星架，从而实现动力耦合的作用，通过机械的方式实现动力耦合，其成本较低，且可靠性较高。

本发明实施例提供的车辆相对于现有技术的有益效果与上述的双电机机械耦合电驱桥相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥的动力耦合器及差速器部分的结构示意图。

图标：50-车轮；10-双电机机械耦合电驱桥；11-第一电机；12-第二电机；13-动力耦合器；130-行星架；131-第一齿圈；1311-第一外行星轮；132-第二齿圈；1322-第二外行星轮；135-反向传动机构；14-驱动轴；141-第一半轴；142-第二半轴；15-差速器；151-第一内行星轮；1511-第一太阳轮；152-第二内行星轮；1522-第二太阳轮；155-差速壳体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥10的结构示意图。

本发明实施例提供一种双电机机械耦合电驱桥10，该双电机机械耦合电驱桥10具有成本较低，且可靠性较高的特点。该双电机机械耦合电驱桥10能够应用于货车、客车等车辆。在双电机机械耦合电驱桥10应用于车辆时，双电机机械耦合电驱桥10与车辆的车轮50连接，以带动车轮50转动，维持车辆行驶的状态。由于车辆采用了本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥10，所以该车辆也具有成本较低，且可靠性较高的特点。

以下将具体介绍本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥10的结构组成、工作原理及有益效果。

请继续参阅图1，以及参阅图2，图2为本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥10的动力耦合器13及差速器15部分的结构示意图。

该双电机机械耦合电驱桥10包括第一电机11、第二电机12、动力耦合器13及驱动轴14，其中，动力耦合器13包括行星架130、第一齿圈131、第一外行星轮1311、第二齿圈132及第二外行星轮1322。第一电机11与第一齿圈131传动连接，第二电机12与第二齿圈132传动连接，以分别带动第一齿圈131及第二齿圈132转动。并且，第一齿圈131与第二齿圈132同轴设置，且均设置于行星架130，第一外行星轮1311内啮合于第一齿圈131内侧，第二外行星轮1322内啮合于第二齿圈132内侧，而第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，而行星架130与驱动轴14连接，以通过驱动轴14输出扭矩，换言之，第一外行星轮1311和第二外行星轮1322均处于浮动状态，且两者反向传动连接。

这样一来，在双电机机械耦合电驱桥10的第一电机11和第二电机12各自输出的扭矩相同时，由于第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，所以第一外行星轮1311和第二外行星轮1322相对静止，仅公转，不自转，不影响第一电机11和第二电机12输出扭矩；

在第一电机11输出的扭矩大于第二电机12输出的扭矩时，第一电机11能够通过第一齿圈131带动第一外行星轮1311正向自转，由于第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，第一外行星轮1311将带动第二外行星轮1322反向自转，以通过内啮合于第二齿圈132的第二外行星轮1322施力行星架130；

而在第一电机11输出的扭矩小于第二电机12输出的扭矩时，第二电机12能够通过第二齿圈132带动第二外行星轮1322正向自转，由于第二外行星轮1322与第一外行星轮1311反向传动连接，第二外行星轮1322将带动第一外行星轮1311反向自转，以通过内啮合于第一齿圈131的第一外行星轮1311施力行星架130，从而实现动力耦合的作用，通过机械的方式实现动力耦合，其成本较低，且可靠性较高。

需要说明的是，驱动轴14的两端分别与车轮50连接，以用于带动车轮50转动，并且，在本实施例中，还可设有轮边减速器，以输出适配的扭矩值车轮50。

进一步地，动力耦合器13可包括多个第一外行星轮1311及多个第二外行星轮1322，多个第一外行星轮1311与多个第二外行星轮1322一一反向传动连接，从而通过多组第一外行星轮1311和第二外行星轮1322来提高传动的稳定性。

需要说明的是，多个第一外行星轮1311可沿第一齿圈131的内周均匀分布设置。多个第二外行星轮1322可沿第二齿圈132的内周均匀分布设置。以使第一齿圈131及第二齿圈132所受径向力抵消，起到均载的作用。

进一步地，动力耦合器13还可包括反向传动机构135，该反向传动机构135设置于行星架130，并且，第一外行星轮1311通过反向传动机构135与第二外行星轮1322反向传动连接。需要说明的是，该反向传动机构135可包括两根圆柱齿轮，一根圆柱齿轮的一端与第一外行星轮1311外啮合，另一端与另一根圆柱齿轮的一端外啮合，另一根圆柱齿轮的另一端与第二外行星轮1322外啮合，从而实现第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接的目的。当然，在其他实施例中，反向传动也可为齿轮箱等其他反向传动机构135。

进一步地，双电机机械耦合电驱桥10还可包括差速器15，而驱动轴14可包括第一半轴141和第二半轴142。其中，差速器15与行星架130连接，且分别与第一半轴141和第二半轴142连接，以通过差速器15传输扭矩值第一半轴141和/或第二半轴142，以提高双电机机械耦合电驱桥10的通用性。

需要说明的是，差速器15可包括第一内行星轮151、第一太阳轮1511、第二内行星轮152及第二太阳轮1522，其中，第一内行星轮151和第二内行星轮152均连接于行星架130，而第一太阳轮1511与第一半轴141连接，第一内行星轮151外啮合于第一太阳轮1511外周，以通过第一太阳轮1511带动第一半轴141转动，换言之，在工作时，转动的行星架130通过第一内行星轮151带动第一太阳轮1511转动，从而带动第一半轴141转动。而第二太阳轮1522与第二半轴142连接，第二内行星轮152外啮合于第二太阳轮1522外周，以通过第二太阳轮1522带动第一半轴141转动，换言之，在工作时，转动的行星架130通过第二内行星轮152带动第二太阳轮1522转动，从而带动第二半轴142转动。

并且，第一内行星轮151与第二内行星轮152反向传动连接，这样一来，在第一半轴141和第二半轴142的转速相同时，由于第一内行星轮151与第二内行星轮152反向传动连接，所以第一内行星轮151和第二内行星轮152相对静止，且仅公转，不自转，从而带动对应的太阳轮转动。

在第一半轴141的转速大于第二半轴142的转速时，第二内行星将正向自转，由于第一内行星轮151与第二内行星轮152反向传动连接，第二内行星轮152将带动第一内行星轮151反向自转，以通过外啮合于第一太阳轮1511的第一内行星轮151施力第一太阳轮1511；

而在第一半轴141的转速小于第二半轴142的转速时，第一内行星将正向自转，由于第二内行星轮152与第一内行星轮151反向传动连接，第一内行星轮151将带动第二内行星轮152反向自转，以通过外啮合于第二太阳轮1522的第二内行星轮152施力第二太阳轮1522，从而实现差速的作用。

进一步地，差速器15可包括多个第一内行星轮151及多个第二内行星轮152，且多个第一内行星轮151与多个第二内行星轮152一一反向传动连接，以通过多组第一内行星轮151和第二内行星轮152带动第一太阳轮1511和第二太阳轮1522，从而提高差速器15工作的稳定性。

并且，多个第一内行星轮151可沿第一太阳轮1511的外周均匀分布设置。多个第二内行星轮152可沿第二太阳轮1522的外周均匀分布设置，可使第一太阳轮1511及第二太阳轮1522所受径向力抵消，起到均载的作用。

进一步地，差速器15还可包括差速壳体155，且第一内行星轮151、第一太阳轮1511、第二内行星轮152及第二太阳轮1522均设置于差速壳体155内，并且，差速壳体155作为行星架130，以通过差速壳体155实现保护内部的第一内行星轮151、第一太阳轮1511、第二内行星轮152及第二太阳轮1522，且充当行星架130的作用，提高双电机机械耦合电驱桥10的紧凑性。

本发明实施例提供的双电机机械耦合电驱桥10的工作原理是：

该双电机机械耦合电驱桥10包括第一电机11、第二电机12、动力耦合器13及驱动轴14，其中，动力耦合器13包括行星架130、第一齿圈131、第一外行星轮1311、第二齿圈132及第二外行星轮1322。第一电机11与第一齿圈131传动连接，第二电机12与第二齿圈132传动连接，以分别带动第一齿圈131及第二齿圈132转动。并且，第一齿圈131与第二齿圈132同轴设置，且均设置于行星架130，第一外行星轮1311内啮合于第一齿圈131内侧，第二外行星轮1322内啮合于第二齿圈132内侧，而第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，而行星架130与驱动轴14连接，以通过驱动轴14输出扭矩，换言之，第一外行星轮1311和第二外行星轮1322均处于浮动状态，且两者反向传动连接。这样一来，在双电机机械耦合电驱桥10的第一电机11和第二电机12各自输出的扭矩相同时，由于第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，所以第一外行星轮1311和第二外行星轮1322相对静止，仅公转，不自转，不影响第一电机11和第二电机12输出扭矩；在第一电机11输出的扭矩大于第二电机12输出的扭矩时，第一电机11能够通过第一齿圈131带动第一外行星轮1311正向自转，由于第一外行星轮1311与第二外行星轮1322反向传动连接，第一外行星轮1311将带动第二外行星轮1322反向自转，以通过内啮合于第二齿圈132的第二外行星轮1322施力行星架130；而在第一电机11输出的扭矩小于第二电机12输出的扭矩时，第二电机12能够通过第二齿圈132带动第二外行星轮1322正向自转，由于第二外行星轮1322与第一外行星轮1311反向传动连接，第二外行星轮1322将带动第一外行星轮1311反向自转，以通过内啮合于第一齿圈131的第一外行星轮1311施力行星架130，从而实现动力耦合的作用，通过机械的方式实现动力耦合，其成本较低，且可靠性较高。

综上所述，本发明实施例提供一种双电机机械耦合电驱桥10，其具有成本较低，且可靠性较高的特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。并且，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)

1.一种双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，包括第一电机(11)、第二电机(12)、动力耦合器(13)及驱动轴(14)；所述动力耦合器(13)包括行星架(130)、第一齿圈(131)、第二齿圈(132)以及设置于行星架(130)的第一外行星轮(1311)及第二外行星轮(1322)；

所述第一电机(11)与所述第一齿圈(131)传动连接，所述第二电机(12)与所述第二齿圈(132)传动连接；

所述第一齿圈(131)与所述第二齿圈(132)同轴设置，所述第一外行星轮(1311)内啮合于所述第一齿圈(131)内侧，所述第二外行星轮(1322)内啮合于所述第二齿圈(132)内侧，且所述第一外行星轮(1311)与所述第二外行星轮(1322)反向传动连接；

所述行星架(130)与所述驱动轴(14)连接，以通过所述驱动轴(14)输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述动力耦合器(13)包括多个所述第一外行星轮(1311)及多个所述第二外行星轮(1322)，多个所述第一外行星轮(1311)与多个所述第二外行星轮(1322)一一反向传动连接。

3.根据权利要求2所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，多个所述第一外行星轮(1311)沿所述第一齿圈(131)的内周均匀分布设置；多个所述第二外行星轮(1322)沿所述第二齿圈(132)的内周均匀分布设置。

4.根据权利要求1所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述动力耦合器(13)还包括反向传动机构(135)，所述反向传动机构(135)设置于所述行星架(130)，且所述第一外行星轮(1311)通过所述反向传动机构(135)与所述第二外行星轮(1322)反向传动连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述双电机机械耦合电驱桥还包括差速器(15)，所述驱动轴(14)包括第一半轴(141)和第二半轴(142)；所述差速器(15)与所述行星架(130)连接，且分别与所述第一半轴(141)和所述第二半轴(142)连接，以传输扭矩值所述第一半轴(141)和/或所述第二半轴(142)。

6.根据权利要求5所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述差速器(15)包括第一内行星轮(151)、第一太阳轮(1511)、第二内行星轮(152)及第二太阳轮(1522)；

所述第一内行星轮(151)和所述第二内行星轮(152)均连接于所述行星架(130)，且反向传动连接；

所述第一太阳轮(1511)与所述第一半轴(141)连接，所述第一内行星轮(151)外啮合于所述第一太阳轮(1511)外周，以通过所述第一太阳轮(1511)带动所述第一半轴(141)转动；

所述第二太阳轮(1522)与所述第二半轴(142)连接，所述第二内行星轮(152)外啮合于所述第二太阳轮(1522)外周，以通过所述第二太阳轮(1522)带动所述第一半轴(141)转动。

7.根据权利要求6所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述差速器(15)包括多个所述第一内行星轮(151)及多个所述第二内行星轮(152)，多个所述第一内行星轮(151)与多个所述第二内行星轮(152)一一反向传动连接。

8.根据权利要求7所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，多个所述第一内行星轮(151)沿所述第一太阳轮(1511)的外周均匀分布设置；多个所述第二内行星轮(152)沿所述第二太阳轮(1522)的外周均匀分布设置。

9.根据权利要求6所述的双电机机械耦合电驱桥，其特征在于，所述差速器(15)包括差速壳体(155)，所述第一内行星轮(151)、所述第一太阳轮(1511)、所述第二内行星轮(152)及所述第二太阳轮(1522)均设置于所述差速壳体(155)内，且作为所述行星架(130)。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的双电机机械耦合电驱桥。

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