CN114643847A - 电动车、集成式动力装置及其传动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车动力技术领域，提供了一种电动车、集成式动力装置及其传动方法。集成式动力装置主要包括第一动力单元、第二动力单元、第三电机和差速器等部件，可以实现多种动力传送运行方式的功能性组合，以适应电动车的不同工况，使车辆在全工况条件下运行在宽泛的高效率工作区间；并且可以前置及后置安放，结构紧凑，占用空间少，功率体积密度比值低，动力性能好，传动功能多，综合效率高，可以降低电动车能耗、增加续航里程、降低整车配置和运行成本。

Description

电动车、集成式动力装置及其传动方法

技术领域

本发明涉及电动车动力技术领域，尤其涉及一种电动车、集成式动力装置及其传动方法。

背景技术

新能源电动车具有高效节能环保等特点，电动车动力装置的运行模式直接影响电动车运行功能及行驶里程，并且影响电动车全工况运行的效率及运行成本。

相关技术中，电动车动力装置的体积较大、运行模式和功能较少，导致电动车耗能高，续航里程少，运行成本高。

发明内容

本发明提供一种电动车、集成式动力装置及其传动方法，可以实现多种动力传送运行方式的功能性组合，以适应电动车的不同工况，使车辆在全工况条件下运行在宽泛的高效率工作区间；并且可以前置及后置安放，结构紧凑，占用空间少，功率体积密度比值低，动力性能好，传动功能多，综合效率高，可以降低电动车能耗、增加续航里程、降低整车配置和运行成本。

本发明提供一种集成式动力装置，包括：

第一动力单元，包括第一电机、第一输出轴、第一行星机构、第一同步器和第二同步器，所述第一电机包括第一机壳和第一转子，所述第一机壳的相对两端设有第一外壳和第二外壳，所述第一转子设置于所述第一机壳内，所述第一转子的端部构造出第一转轴，所述第一转轴延伸至所述第一外壳内；所述第一输出轴贯穿设置于所述第一外壳的外端且与所述第一转轴同心设置；所述第一行星机构设置于所述第一外壳内，包括第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一太阳轮设置于所述第一转轴，所述第一太阳轮的两侧端面设有第一接合齿圈和第二接合齿圈，所述第一齿圈固定于所述第一外壳的内壁，所述第一行星架设置于所述第一输出轴的内端且设有第一行星轮，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合；所述第一同步器适于与所述第一接合齿圈分离或啮合，所述第二同步器设置于所述第一转轴且适于与所述第二接合齿圈分离或啮合；

第二动力单元，包括第二电机、第二输出轴、第二行星机构、第三同步器和第四同步器，所述第二电机设置于所述第一转子的内部，所述第二电机包括第二转轴，所述第二转轴与所述第一转轴同心设置且延伸至所述第二外壳内，所述第二转轴靠近所述第二外壳的端面设有第三接合齿圈；所述第二输出轴贯穿所述第一输出轴、所述第一转轴和所述第二转轴且所述第二输出轴的两端延伸至所述第一外壳和所述第二外壳的外部，所述第二输出轴上设有所述第一同步器；所述第二行星机构设置于所述第二外壳内，包括第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二太阳轮设置于所述第二转轴，所述第二太阳轮背向所述第三接合齿圈的端面设有第四接合齿圈，所述第二齿圈固定于所述第二外壳的内壁，所述第二行星架设置于所述第二输出轴且设有第二行星轮，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合；所述第三同步器设置于所述第二输出轴且适于与所述第三接合齿圈分离或啮合，所述第四同步器设置于所述第二转轴且适于与所述第四接合齿圈分离或啮合；

第三电机，靠近所述第二外壳设置，所述第三电机连接有第三飞轮，所述第二输出轴的第一端设有与所述第三飞轮相适配的第三离合器；

差速器，靠近所述第一外壳设置，所述差速器设有第三输出轴，所述第三输出轴连接有第一离合器和第二离合器，所述第一输出轴的外端连接有与所述第一离合器相适配的第一飞轮，所述第二输出轴的第二端连接有与所述第二离合器相适配的第二飞轮。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机以不同的转速和转矩配置。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第一电机还包括第一定子，所述第一定子固定于所述第一机壳的内壁，所述第一转子设置于所述第一定子的内部，所述第一转轴位于所述第一定子的外部。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第一转轴的直径小于所述第一转子的直径。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第二电机还包括第二机壳、第二定子和第二转子，所述第二机壳固定于所述第一转子的内部，所述第二定子固定于所述第二机壳的内壁，所述第二转子设置于所述第二定子的内部且与所述第二转轴相连。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第一机壳包括第一端盖，所述第一端盖与所述第一外壳相连，所述第二机壳包括第二端盖，所述第一机壳与所述第二机壳设有公共端盖，所述公共端盖与所述第一端盖及所述第二端盖相对设置且与所述第二外壳相连。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第一端盖设有与所述第一转轴相适配的第一轴承，所述第二端盖和所述公共端盖设有与所述第二转轴相适配的第二轴承，所述第一外壳的外端设有与所述第一输出轴相适配的第三轴承，所述第二外壳的外端和所述第二端盖设有与所述第二输出轴相适配的第四轴承。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，所述第三电机置换为发动机，所述发动机适于拖动所述第二电机发电、或者所述发动机适于直驱所述第三输出轴、或者所述发动机适于与所述第一电机和/或所述第二电机同时驱动所述第三输出轴。

本发明还提供一种电动车，包括上述的集成式动力装置。

本发明还提供一种上述的集成式动力装置的传动方法，包括基本传动模式：

所述第一电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第二同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机直驱运行，使动力通过所述第三同步器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第三同步器、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴和所述差速器；

所述第二电机驱动所述第二行星机构变速运行，使动力通过所述第四同步器、所述第二行星机构、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机进行二级变速运行，使动力通过所述第四同步器、所述第二行星机构、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第三电机进行直驱运行，使动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第三电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器。

根据本发明提供的一种集成式动力装置的传动方法，还包括组合传动模式，所述组合传动模式由所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机中的至少两台电机的基本传动模式组合而成。

本发明还提供一种上述的集成式动力装置的传动方法，所述发动机包括发电模式、直驱模式和混动模式：

发电模式：所述发动机带动所述第二电机发电，所述发动机的动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第三同步器传送运动至所述第二转轴旋转，产生电磁感应发出电能；

直驱模式：所述发动机的动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴；

混动模式：所述发动机与所述第一电机和/或所述第二电机同时驱动所述第三输出轴。

本发明提供的电动车、集成式动力装置及其传动方法，通过集成第一动力单元、第二动力单元、第三电机和差速器，可以实现多种动力传送运行方式的功能性组合，以适应电动车的不同工况，使车辆在全工况条件下运行在宽泛的高效率工作区间；并且可以前置及后置安放，结构紧凑，占用空间少，功率体积密度比值低，动力性能好，传动功能多，综合效率高，可以降低电动车能耗、增加续航里程、降低整车配置和运行成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明提供的集成式动力装置构型示意图；

图2是本发明提供的第二电机进行直驱运行的传送运动示意图；

图3是本发明提供的第二电机驱动第一行星机构变速运行的传送运动示意图；

图4是本发明提供的第二电机驱动第二行星机构变速运行的传送运动示意图；

图5是本发明提供的第二电机进行二级变速运行的传送运动示意图；

图6是本发明提供的第三电机进行直驱运行的传送运动示意图；

图7是本发明提供的第三电机驱动第一行星机构变速运行的传送运动示意图；

图8是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行的传送运动示意图；

图9是本发明提供的第二电机驱动第二行星机构变速运行与第三电机进行直驱运行共同实施的传送运动示意图；

图10是本发明提供的第二电机驱动第一行星机构变速运行与第三电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图11是本发明提供的第二电机进行二级变速运行与第三电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图12是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机进行直驱运行共同实施的传送运动示意图；

图13是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机进行直驱运行及第三电机进行直驱运行共同实施的传送运动示意图；

图14是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机驱动第二行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图15是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机驱动第二行星机构变速运行及第三电机进行直驱运行共同实施的传送运动示意图；

图16是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第三电机进行直驱运行共同实施的传送运动示意图；

图17是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第三电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图18是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图19是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机驱动第一行星机构变速运行及第三电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图20是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机进行二级变速运行共同实施的传送运动示意图；

图21是本发明提供的第一电机驱动第一行星机构变速运行与第二电机进行二级变速运行及第三电机驱动第一行星机构变速运行共同实施的传送运动示意图；

图22是本发明提供的发动机带动第二电机发电的传送运动示意图。

附图标记：

1：第一电机；2：第一输出轴；3:第一同步器；4：第二同步器；

5：第一机壳；7：第一外壳；8：第二外壳；9：第一转轴；

10：第一太阳轮；11：第一齿圈；12：第一行星架；

15：第一行星轮；16：第二电机；17：第二输出轴；

18：第三同步器；19：第四同步器；20：第二转轴；

22：第二太阳轮；23：第二齿圈；24：第二行星架；

26：第二行星轮；27：第三电机；28：第三飞轮；

29：第三离合器；30：差速器；31：第三输出轴；

32：第一离合器；33：第二离合器；34：第一飞轮；

35：第二飞轮；37：第二机壳；40：第一端盖；41：第二端盖；42：公共端盖；48：发动机。

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

根据本发明第一方面的实施例，如图1所示，本发明提供的集成式动力装置，主要包括：第一动力单元、第二动力单元、第三电机27和差速器30。

其中，第一动力单元包括第一电机1、第一输出轴2、第一行星机构、第一同步器3和第二同步器4，第一电机1包括第一机壳5和第一转子，第一机壳5的左右相对两端分别设有第一外壳7和第二外壳8，第一转子可转动地设置于第一机壳5内，第一转子具有空腔，第一转子的左端部构造出第一转轴9，第一转轴9为中空结构，第一转轴9的左端延伸至第一外壳7内，第一转子可以与第一转轴9一起转动；第一输出轴2为中空结构，第一输出轴2贯穿设置于第一外壳7的外端，且第一输出轴2与第一转轴9同心设置；第一行星机构设置于第一外壳7内，第一行星机构包括第一太阳轮10、第一齿圈11和第一行星架12，第一太阳轮10设置于第一转轴9上，第一太阳轮10的左右两侧端面分别设有第一接合齿圈和第二接合齿圈，第一齿圈11固定于第一外壳7的内壁，第一行星架12设置于第一输出轴2的内端且第一行星架12通过支承轴连接有第一行星轮15，第一行星轮15位于第一太阳轮10和第一齿圈11之间，且第一行星轮15分别与第一太阳轮10的外齿和第一齿圈11的内齿相互啮合，实现变速运行；第一同步器3位于第一外壳7内且设置于第二动力单元的第二输出轴17上，第一同步器3适于与第一接合齿圈分离或啮合，第二同步器4位于第一外壳7内且设置于第一转轴9上，第二同步器4适于与第二接合齿圈分离或啮合。

第二动力单元包括第二电机16、第二输出轴17、第二行星机构、第三同步器18和第四同步器19，第二电机16设置于第一转子的空腔内部，第二电机16包括第二转轴20，第二转轴20为中空结构，第二转轴20与第一转轴9同心设置，且第二转轴20的右端延伸至第二外壳8内，第二转轴20靠近第二外壳8的右端面设有第三接合齿圈；第二输出轴17贯穿第一输出轴2、第一转轴9和第二转轴20，第二输出轴17的左右两端分别延伸至第一外壳7和第二外壳8的外部，便于与第三电机27和差速器30连接；第二行星机构设置于第二外壳8内，包括第二太阳轮22、第二齿圈23和第二行星架24，第二太阳轮22设置于第二转轴20上，第二太阳轮22背向第三接合齿圈的左端面设有第四接合齿圈，第二齿圈23固定于第二外壳8的内壁，第二行星架24设置于第二输出轴17上，第二行星架24通过支承轴连接有第二行星轮26，第二行星轮26位于第二太阳轮22和第二齿圈23之间，且第二行星轮26分别与第二太阳轮22的外齿和第二齿圈23的内齿相互啮合，实现变速运行；第三同步器18位于第二外壳8内且设置于第二输出轴17上，第三同步器18适于与第三接合齿圈分离或啮合，第四同步器19位于第二外壳8内且设置于第二转轴20上，第四同步器19适于与第四接合齿圈分离或啮合。

第三电机27靠近第二外壳8设置，第三电机27的传动轴连接有第三飞轮28，第二输出轴17的第一端(右端)设有与第三飞轮28相适配的第三离合器29，即第三飞轮28可以与第三离合器29分离或耦合。

差速器30靠近第一外壳7设置，差速器30设有第三输出轴31，第三输出轴31连接有第一离合器32和第二离合器33，第一输出轴2的外端连接有与第一离合器32相适配的第一飞轮34，即第一飞轮34可以与第一离合器32分离或耦合，第二输出轴17的第二端(左端)连接有与第二离合器33相适配的第二飞轮35，即第二飞轮35可以与第二离合器33分离或耦合。通过差速器30能够使电动车辆左、右(或前、后)驱动轮实现不同转速转动。

本发明实施例提供的集成式动力装置，通过集成第一动力单元、第二动力单元、第三电机27和差速器30，可以实现多种动力传送运行方式的功能性组合，以适应电动车的不同工况，使车辆在全工况条件下运行在宽泛的高效率工作区间；并且可以前置及后置安放，结构紧凑，占用空间少，功率体积密度比值低，动力性能好，传动功能多，综合效率高，可以降低电动车能耗、增加续航里程、降低整车配置和运行成本。

根据本发明的一个实施例，第一电机1、第二电机16和第三电机27以不同的转速和转矩配置，实现多样化动力驱动功能。

可以理解的是，第一电机1和第二电机16与第一行星机构、第二行星机构、第二输出轴有机融合一体，结构紧凑，有利于减小整体体积，占用空间小，可以降低运行成本以及提高装配性。

根据本发明的一个实施例，第一电机1还包括第一定子，第一定子固定于第一机壳5的内壁，第一转子可转动地设置于第一定子的内部，第一转轴9位于第一定子的外部，即延伸至第一外壳7内。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，第一转轴9的直径小于第一转子的直径，此时，第一转轴9也可以理解为第一转子左端的缩口结构，从而使得结构更加紧凑，有利于减小整体体积。

根据本发明的一个实施例，第二电机16还包括第二机壳37、第二定子和第二转子，第二机壳37固定于第一转子的内部空腔，第二定子固定于第二机壳37的内壁，第二转子可转动地设置于第二定子的内部，且第二转子与第二转轴20相连，第二转子可以与第二转轴20一起转动。

根据本发明的一个实施例，第一行星机构和第二行星机构分别位于第一机壳5的左右两侧，本发明通过合理的布置方式，有利于提高整体结构的紧凑性。

可以理解的是，第一行星机构和第二行星机构主要起到变速的作用，具体可以为减速或增速，可根据实际工况进行设计，本发明通过设置两个行星机构可以实现两档动力传送；并且第一行星机构和第二行星机构的速比不同，以实现两级变速。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，第一同步器3设置于第一转轴9与第一输出轴2之间；第三同步器18设置于第二转轴20与第二行星架24之间，结构紧凑，以进一步减小整体体积。并且本发明各个同步器和离合器的具体类型不做特别限制，可根据实际工况进行选择。

根据本发明的一个实施例，第三电机27的传动轴、第二输出轴17及第三输出轴31同心设置，便于传动。

根据本发明的一个实施例，第一机壳5包括左侧的第一端盖40，第一端盖40与第一外壳7相连，第二机壳37包括左侧的第二端盖41，第二端盖41位于第一电机1的第一转子的空腔内，第一机壳5与第二机壳37设有右侧的公共端盖42，公共端盖42与第一端盖40及第二端盖41相对设置且公共端盖42与第二外壳8相连。本发明实施例通过该设计，有利于优化整体结构，使得整体结构更加紧凑，进一步减小整体尺寸，缩减占用空间，便于装配至电动车的车体上。

根据本发明提供的一种集成式动力装置，第一端盖40设有与第一转轴9相适配的第一轴承，第二端盖41和公共端盖42设有与第二转轴20相适配的第二轴承，第一外壳7的外端设有与第一输出轴2相适配的第三轴承，第二外壳8的外端和第二端盖41设有与第二输出轴17相适配的第四轴承。

由于第一转子左端的第一转轴9与第一轴承相连，为提高第一转子的转动性，第一转子的右端可以连接第五轴承，第五轴承可以设置于第二机壳37的右端。

根据本发明的一个实施例，如图22所示，将第三电机27置换为发动机48，发动机48适于拖动第二电机16发电，传送运动方式可参见后述。具体的，发动机48拖动第二电机16发电，将产生的电能存储至储能电池，可以再供第一电机1和第二电机16使用以驱动车辆，实现增程式运行方式，以增加续航里程。

在其他一些实施例中，发动机48可以经第二输出轴17直驱第三输出轴31，从而将动力传动输送至差速器30；当然，发动机48也可选择性地与第一电机1和/或第二电机16同时驱动第三输出轴31，实现多种混合动力运行方式，可以理解的是，发动机48的传动方式可参照第三电机27的传动方式，此处不作赘述。

根据本发明第二方面的实施例，下面结合图2-图22对本发明提供的集成式动力装置的传动方法进行描述，大致包括基本传动模式、组合传动模式及发电模式，参见图中虚线。

其中，三台电机的基本传动模式参见图2-图8。

如图2所示，第二电机16进行直驱运行，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30。

如图3所示，第二电机16驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31和差速器30。

如图4所示，第二电机16驱动第二行星机构变速运行，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30。

如图5所示，第二电机16进行二级变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30。

如图6所示，第三电机27进行直驱运行，第二离合器33和第三离合器29分别与对应的第二飞轮35和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30。

如图7所示，第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30。

如图8所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30。

三台电机的组合传动模式，由至少两台电机的上述基本传动模式组合而成，包括但不限于以下多种，参见图9-图21。

如图9所示，第二电机16驱动第二行星机构变速运行与第三电机27进行直驱运行共同实施；其中，第二电机16驱动第二行星机构变速运行，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27进行直驱运行，第二离合器33和第三离合器29分别与对应的第二飞轮35和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17上的角速度相同。

如图10所示，第二电机16驱动第一行星机构变速运行与第三电机27驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第二电机16驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31和差速器30；第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17上的角速度相同。

如图11所示，第二电机16进行二级变速运行与第三电机27驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第二电机16进行二级变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17上的角速度相同。

如图12所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16进行直驱运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16进行直驱运行，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第二电机16传送运动至第三输出轴31上的角速度相同。

如图13所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16进行直驱运行及第三电机27进行直驱运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16进行直驱运行，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27进行直驱运行，第二离合器33和第三离合器29分别与对应的第二飞轮35和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17的角速度相同，第二输出轴17与第一电机1传送运动至第三输出轴31的角速度相同。

如图14所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16驱动第二行星机构变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16驱动第二行星机构变速运行，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第二输出轴17传送运动至第三输出轴31的角速度相同。

如图15所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16驱动第二行星机构变速运行及第三电机27进行直驱运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16驱动第二行星机构变速运行，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第二离合器33与第二飞轮35耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27进行直驱运行，第二离合器33和第三离合器29分别与对应的第二飞轮35和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17的角速度相同；第二输出轴17与第一电机1传送运动至第三输出轴31的角速度相同。

如图16所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第三电机27进行直驱运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27进行直驱运行，第二离合器33和第三离合器29分别与对应的第二飞轮35和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第三电机27传送运动至第三输出轴31上的角速度相同。

如图17所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第三电机27驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第二输出轴17传送运动至第一太阳轮10的角速度相同。

如图18所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31和差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第二电机16传送运动至第一太阳轮10的角速度相同。

如图19所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16驱动第一行星机构变速运行及第三电机27驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第三同步器18、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31和差速器30；第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17的角速度相同，第二输出轴17与第一电机1传送运动至第一太阳轮10的角速度相同。

如图20所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16进行二级变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16进行二级变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第一电机1与第二电机16传送运动至第一太阳轮10的角速度相同。

如图21所示，第一电机1驱动第一行星机构变速运行与第二电机16进行二级变速运行及第三电机27驱动第一行星机构变速运行共同实施；其中，第一电机1驱动第一行星机构变速运行，第二同步器4与第一太阳轮10的第二接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第一电机1的动力通过第二同步器4、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第二电机16进行二级变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第四同步器19与第二太阳轮22的第四接合齿圈啮合，第一离合器32与第一飞轮34耦合，第二电机16的动力通过第四同步器19、第二行星机构、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；第三电机27驱动第一行星机构变速运行，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈啮合，第一离合器32及第三离合器29分别与对应的第一飞轮34和第三飞轮28耦合，第三电机27的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第一同步器3、第一行星机构、第一输出轴2、第一飞轮34、第一离合器32传送至第三输出轴31及差速器30；并且共同实施时，第二电机16与第三电机27传送运动至第二输出轴17的角速度相同，第二输出轴17与第一电机1传送运动至第一太阳轮10的角速度相同。

发动机48包括发电模式、直驱模式和混动模式，其中，发电模式参照图22所示。

如图22所示，发动机48带动第二电机16发电；第三离合器29与第三飞轮28耦合，第二离合器33与第二飞轮35分离，第三同步器18与第二转轴20的第三接合齿圈啮合，第一同步器3与第一太阳轮10的第一接合齿圈分离，发动机48的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第三同步器18传送运动至第二转轴20，第二转轴20带动第二转子旋转并且与第二定子产生电磁感应发出电能。

直驱模式：发动机48的动力通过第三飞轮28、第三离合器29、第二输出轴17、第二飞轮35、第二离合器33传送至第三输出轴31，从而带动差速器30直驱车辆运行。

混动模式：发动机48与第一电机1和/或第二电机16同时驱动第三输出轴31，从而带动差速器30驱动车辆运行。

可以理解的是，直驱模式和混动模式的具体传动方式与第三电机27的传动方式相同，此处不作赘述。

并且本发明集成式动力装置具有多种传动方式，在此仅举上述的部分例子予以说明，并不用来限定本方案的所有传动方式，对于其他传动方式可根据本发明上述实施例进行组合类推。

因此，本发明集成式动力装置的传动方法，可以实现三电机两级两档多种动力组合，从而使电动车具有直驱和变速运行、增程式运行以及混合动力多种运行方式，并且通过多种动力组合可以适应车辆在全工况条件下运行在宽泛的高效率工作区间，动力性能好，传动功能多，综合效率高，可以增加续航里程，降低整车配置和运行成本。

根据本发明第三方面的实施例，本发明还提供一种电动车，包括车体和上述实施例的集成式动力装置，集成式动力装置可以前置或后置于车体上。

本发明提供的电动车，通过三电机两级双档行星变速机构及三离合器的集成，实现多种动力组合。三电机以不同转矩和转速与一级和二级传动及两档传动比的双行星机构进行各式动力互补与配置，可以满足性能电动车或者混合动力电动车的全工况运行，为电动车提供新型高效率的解决方案，使车辆运行更加合理可靠，车辆高效率运行区间更加宽泛，降低能耗和运行成本。本发明采用左右置的行星机构，具有结构紧凑，传动比宽，行星轮负荷承载能力强等特点，可以降低车辆生产成本和运行成本，增加车辆续航里程，实现不间断安全运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种集成式动力装置，其特征在于，包括：

第一动力单元，包括第一电机、第一输出轴、第一行星机构、第一同步器和第二同步器，所述第一电机包括第一机壳和第一转子，所述第一机壳的相对两端设有第一外壳和第二外壳，所述第一转子设置于所述第一机壳内，所述第一转子的端部构造出第一转轴，所述第一转轴延伸至所述第一外壳内；所述第一输出轴贯穿设置于所述第一外壳的外端且与所述第一转轴同心设置；所述第一行星机构设置于所述第一外壳内，包括第一太阳轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一太阳轮设置于所述第一转轴，所述第一太阳轮的两侧端面设有第一接合齿圈和第二接合齿圈，所述第一齿圈固定于所述第一外壳的内壁，所述第一行星架设置于所述第一输出轴的内端且设有第一行星轮，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合；所述第一同步器适于与所述第一接合齿圈分离或啮合，所述第二同步器设置于所述第一转轴且适于与所述第二接合齿圈分离或啮合；

第二动力单元，包括第二电机、第二输出轴、第二行星机构、第三同步器和第四同步器，所述第二电机设置于所述第一转子的内部，所述第二电机包括第二转轴，所述第二转轴与所述第一转轴同心设置且延伸至所述第二外壳内，所述第二转轴靠近所述第二外壳的端面设有第三接合齿圈；所述第二输出轴贯穿所述第一输出轴、所述第一转轴和所述第二转轴且所述第二输出轴的两端延伸至所述第一外壳和所述第二外壳的外部，所述第二输出轴上设有所述第一同步器；所述第二行星机构设置于所述第二外壳内，包括第二太阳轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二太阳轮设置于所述第二转轴，所述第二太阳轮背向所述第三接合齿圈的端面设有第四接合齿圈，所述第二齿圈固定于所述第二外壳的内壁，所述第二行星架设置于所述第二输出轴且设有第二行星轮，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合；所述第三同步器设置于所述第二输出轴且适于与所述第三接合齿圈分离或啮合，所述第四同步器设置于所述第二转轴且适于与所述第四接合齿圈分离或啮合；

第三电机，靠近所述第二外壳设置，所述第三电机连接有第三飞轮，所述第二输出轴的第一端设有与所述第三飞轮相适配的第三离合器；

差速器，靠近所述第一外壳设置，所述差速器设有第三输出轴，所述第三输出轴连接有第一离合器和第二离合器，所述第一输出轴的外端连接有与所述第一离合器相适配的第一飞轮，所述第二输出轴的第二端连接有与所述第二离合器相适配的第二飞轮。

2.根据权利要求1所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机以不同的转速和转矩配置。

3.根据权利要求1所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第一电机还包括第一定子，所述第一定子固定于所述第一机壳的内壁，所述第一转子设置于所述第一定子的内部，所述第一转轴位于所述第一定子的外部。

4.根据权利要求1所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第一转轴的直径小于所述第一转子的直径。

5.根据权利要求1所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第二电机还包括第二机壳、第二定子和第二转子，所述第二机壳固定于所述第一转子的内部，所述第二定子固定于所述第二机壳的内壁，所述第二转子设置于所述第二定子的内部且与所述第二转轴相连。

6.根据权利要求5所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第一机壳包括第一端盖，所述第一端盖与所述第一外壳相连，所述第二机壳包括第二端盖，所述第一机壳与所述第二机壳设有公共端盖，所述公共端盖与所述第一端盖及所述第二端盖相对设置且与所述第二外壳相连。

7.根据权利要求6所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第一端盖设有与所述第一转轴相适配的第一轴承，所述第二端盖和所述公共端盖设有与所述第二转轴相适配的第二轴承，所述第一外壳的外端设有与所述第一输出轴相适配的第三轴承，所述第二外壳的外端和所述第二端盖设有与所述第二输出轴相适配的第四轴承。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的集成式动力装置，其特征在于，所述第三电机置换为发动机，所述发动机适于拖动所述第二电机发电、或者所述发动机适于直驱所述第三输出轴、或者所述发动机适于与所述第一电机和/或所述第二电机同时驱动所述第三输出轴。

9.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的集成式动力装置。

10.一种根据权利要求1-7中任一项所述的集成式动力装置的传动方法，其特征在于，包括基本传动模式：

所述第一电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第二同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机直驱运行，使动力通过所述第三同步器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第三同步器、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴和所述差速器；

所述第二电机驱动所述第二行星机构变速运行，使动力通过所述第四同步器、所述第二行星机构、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第二电机进行二级变速运行，使动力通过所述第四同步器、所述第二行星机构、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第三电机进行直驱运行，使动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器；

所述第三电机驱动所述第一行星机构变速运行，使动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第一同步器、所述第一行星机构、所述第一输出轴、所述第一飞轮、所述第一离合器传送至所述第三输出轴及所述差速器。

11.根据权利要求10所述的集成式动力装置的传动方法，其特征在于，还包括组合传动模式，所述组合传动模式由所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机中的至少两台电机的基本传动模式组合而成。

12.一种根据权利要求8所述的集成式动力装置的传动方法，其特征在于，所述发动机包括发电模式、直驱模式和混动模式：

发电模式：所述发动机带动所述第二电机发电，所述发动机的动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第三同步器传送运动至所述第二转轴旋转，产生电磁感应发出电能；

直驱模式：所述发动机的动力通过所述第三飞轮、所述第三离合器、所述第二输出轴、所述第二飞轮、所述第二离合器传送至所述第三输出轴；

混动模式：所述发动机与所述第一电机和/或所述第二电机同时驱动所述第三输出轴。

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