CN213954275U - 一种双行星排变速箱驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及行星排变速箱驱动系统技术领域，特别涉及一种双行星排变速箱驱动系统，包括第一行星排机构、第二行星排机构、第一动力输入源、第二动力输入源和输出轴，第一行星排机构包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，第二行星排机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，第一太阳轮与第一动力输入源连接，第一齿圈与第二齿圈连接，第二太阳轮与第二动力输入源连接，第一行星架与输出轴连接，第二行星架接地，第一动力输入源和第二动力输入源均作为输入，和输出轴构成一个三轴的传动系统，相比较直驱或者AMT的驱动系统，有两个动力输入源共同参与驱动，并且两个动力输入源处于不同的输入轴上，可以有不同的工作方式，工作模式更多样化。

Description

一种双行星排变速箱驱动系统

技术领域

本实用新型涉及行星排变速箱驱动系统技术领域，特别涉及一种双行星排变速箱驱动系统。

背景技术

随着新能源汽车的发展，越来越多的车型逐渐朝着电动化的方向发展；工程机械车辆作为高耗能车型，也顺应趋势逐渐电动化。对于工程机械的复杂工况及特定工作需求，常规直驱和AMT方案往往无法满足其工况性能要求。

装载机做为工程机械车辆的典型代表；其特殊的工况要求，装载掘进过程要持续保持大扭矩输出并且车速降为零时还要保持扭矩输出。在传统燃油车上，由于动力系统有液力变矩器的耦合，能够在零车速下仍有扭矩输出发动机不会堵转。电动化后取消液力变矩器，而采用直驱或AMT等直联刚性连接，驱动过程受阻或掘进作业过程阻力过大导致车速降为零，此时司机仍保持最大油门，电机长时间堵转温升过高进而控制器保护失去动力，车辆将发生严重抖动并失去作业能力，如果处于坡道可能发生溜坡事故。

硬连接电驱动工程机械车辆，电机经堵转，电机温度会持续上升，温度达到一定值时，电机会降功率输出，再持续堵转，温度持续上升，会停止输出，车辆将失去动力。

单一电机电驱动工程机械车辆，电机堵转时，通过电机控制器降低扭矩，一定时间之后再提升扭矩，这样的控制策略能够防止持续堵转导致电机控制器报警，但是这样的策略会对车辆有冲击，并且对电机本体也有损害，降扭后电机扭矩无法提供足够扭矩，可能导致溜坡。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种双行星排变速箱驱动系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种双行星排变速箱驱动系统，包括第一行星排机构、第二行星排机构、第一动力输入源、第二动力输入源和输出轴，所述第一行星排机构包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一太阳轮与第一动力输入源连接，所述第一齿圈与第二齿圈连接，所述第二太阳轮与第二动力输入源连接，所述第一行星架与输出轴连接，所述第二行星架接地。

进一步的，所述第一动力输入源和第二动力输入源均为电机。

进一步的，所述第一行星排机构还包括第一行星齿轮，所述第一行星齿轮与第一太阳轮相啮合，所述第一太阳轮和第一行星齿轮均位于第一齿圈内且第一行星齿轮与第一齿圈相啮合，所述第一行星齿轮上插接有第一行星轮轴，所述第一行星轮轴与第一行星架固定连接。

进一步的，所述第二行星排机构还包括第二行星齿轮，所述第二行星齿轮与第二太阳轮相啮合，所述第二太阳轮和第二行星齿轮均位于第二齿圈内且第二行星齿轮与第二齿圈相啮合，所述第二行星齿轮上插接有第二行星轮轴，所述第二行星轮轴与第二行星架固定连接。

本实用新型的有益效果在于：

通过第一太阳轮与第一动力输入源连接，第一齿圈与第二齿圈连接，第二太阳轮与第二动力输入源连接，第一行星架与输出轴连接，第二行星架接地，第一动力输入源和第二动力输入源均作为输入，和输出轴构成一个三轴的传动系统，相比较直驱或者AMT的驱动系统，有两个动力输入源共同参与驱动，并且两个动力输入源处于不同的输入轴上，可以有不同的工作方式，工作模式更多样化。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的一种双行星排变速箱驱动系统的系统结构图；

图2所示为根据本实用新型的一种双行星排变速箱驱动系统的第一行星排机构的结构示意图；

图3所示为根据本实用新型的一种双行星排变速箱驱动系统的正常驱动模式的等效杠杆图；

图4所示为根据本实用新型的一种双行星排变速箱驱动系统的制动能量回收模式的等效杠杆图；

图5所示为根据本实用新型的一种双行星排变速箱驱动系统的堵转输出模式的等效杠杆图；

标号说明：

1、第一行星排机构；11、第一太阳轮；12、第一行星架；13、第一齿圈； 14、第一行星齿轮；

2、第二行星排机构；21、第二太阳轮；22、第二行星架；23、第二齿圈；

3、第一动力输入源；

4、第二动力输入源；

5、输出轴。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：

一种双行星排变速箱驱动系统，包括第一行星排机构、第二行星排机构、第一动力输入源、第二动力输入源和输出轴，所述第一行星排机构包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一太阳轮与第一动力输入源连接，所述第一齿圈与第二齿圈连接，所述第二太阳轮与第二动力输入源连接，所述第一行星架与输出轴连接，所述第二行星架接地。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

通过第一太阳轮与第一动力输入源连接，第一齿圈与第二齿圈连接，第二太阳轮与第二动力输入源连接，第一行星架与输出轴连接，第二行星架接地，第一动力输入源和第二动力输入源均作为输入，和输出轴构成一个三轴的传动系统，相比较直驱或者AMT的驱动系统，有两个动力输入源共同参与驱动，并且两个动力输入源处于不同的输入轴上，可以有不同的工作方式，工作模式更多样化。

进一步的，所述第一动力输入源和第二动力输入源均为电机。

进一步的，所述第一行星排机构还包括第一行星齿轮，所述第一行星齿轮与第一太阳轮相啮合，所述第一太阳轮和第一行星齿轮均位于第一齿圈内且第一行星齿轮与第一齿圈相啮合，所述第一行星齿轮上插接有第一行星轮轴，所述第一行星轮轴与第一行星架固定连接。

进一步的，所述第二行星排机构还包括第二行星齿轮，所述第二行星齿轮与第二太阳轮相啮合，所述第二太阳轮和第二行星齿轮均位于第二齿圈内且第二行星齿轮与第二齿圈相啮合，所述第二行星齿轮上插接有第二行星轮轴，所述第二行星轮轴与第二行星架固定连接。

请参照图1至图5所示，本实用新型的实施例一为：

请参照图1，一种双行星排变速箱驱动系统，包括第一行星排机构、第二行星排机构、第一动力输入源3、第二动力输入源4和输出轴5，所述第一行星排机构1包括第一太阳轮11、第一行星架12和第一齿圈13，所述第二行星排机构2包括第二太阳轮21、第二行星架22和第二齿圈23，所述第一太阳轮11与第一动力输入源3连接，所述第一齿圈13与第二齿圈23连接，所述第二太阳轮21与第二动力输入源4连接，所述第一行星架12与输出轴5连接，所述第二行星架22接地。

所述第一动力输入源3和第二动力输入源4均为电机。

请参照图2，所述第一行星排机构1还包括第一行星齿轮14，所述第一行星齿轮14与第一太阳轮11相啮合，所述第一太阳轮11和第一行星齿轮14均位于第一齿圈13内且第一行星齿轮14与第一齿圈13相啮合，所述第一行星齿轮14上插接有第一行星轮轴，所述第一行星轮轴与第一行星架12固定连接。

所述第二行星排机构2还包括第二行星齿轮，所述第二行星齿轮与第二太阳轮21相啮合，所述第二太阳轮21和第二行星齿轮均位于第二齿圈23内且第二行星齿轮与第二齿圈23相啮合，所述第二行星齿轮上插接有第二行星轮轴，所述第二行星轮轴与第二行星架22固定连接。

所述第二行星齿轮的结构与第一行星齿轮14的结构相同。

本方案设计的双行星排变速箱驱动系统有两个动力输入源EM1(EM1为第一动力输入源3，以下均用EM1表示第一动力输入源3)和EM2(EM2为第二动力输入源4，以下均用EM2表示第二动力输入源4)，一个输出轴5，构成一个三轴的传动系统，相比于直驱或AMT这类单轴输入一个自由度的系统，两个电机共同参与驱动并且通过扭矩调配，可以实现不同的工作模式。

本方案设计的双行星排变速箱驱动系统有三种工作模式，分为正常驱动模式、制动能量回收模式和堵转输出模式(堵转输出模式有两种输出模式)，三种模式的具体分析如下：

在正常驱动模式时，车辆从起步开始EM1和EM2两个共同驱动；这个状态下通过控制两个电机输入到第一行星排机构1的扭矩和转速，可以实现输出轴5的扭矩调配和转速控制；可以根据此时整车的扭矩及功率需求来分配，优化两个电机工作效率区间，调控整个系统的驱动效率达到最高；等效杠杆图如图3所示。

在制动能力回收模式时，两个电机由驱动模式转为发电模式，实现两个电机同时进行能量回收；等效杠杆图如图4所示。

在堵转输出模式一时，车辆起步行进过程中，通过对两个电机的扭矩进行调配；使EM1传递到输出轴5的扭矩略小于EM2传递到输出轴5(图5中用 OUT表示)的扭矩；当车辆的由于阻力过大无法前进时，输出轴5转速为零， EM2传递到输出轴5的扭矩大于EM1传递到输出轴5的扭矩，就会发生EM2 向正转速提升EM1向负转速提升，此时EM1处于发电状态，EM2处于驱动状态，输出轴5为最大扭矩输出，车辆阻力降低后输出转速提升上去，EM1保持原来正扭矩工况，转速从负转速主减过渡到正转速，转为驱动模式；等效杠杆图如图5所示。

在堵转输出模式二时，当车辆因阻力增加从有车速的状态逐渐降低到车速为零，由于EM2传递到输出轴5的扭矩大于EM1传递到输出轴5的扭矩，EM1 的转速下降较快，从正转速逐渐过渡到负转速并依旧保持正扭矩输出，此时进入堵转输出模式；EM2传递到输出轴5的扭矩大于EM1；等效杠杆图如图5所示。

综上所述，本实用新型提供的一种双行星排变速箱驱动系统，通过第一太阳轮与第一动力输入源连接，第一齿圈与第二齿圈连接，第二太阳轮与第二动力输入源连接，第一行星架与输出轴连接，第二行星架接地，第一动力输入源和第二动力输入源均作为输入，和输出轴构成一个三轴的传动系统，相比较直驱或者AMT的驱动系统，有两个动力输入源共同参与驱动，并且两个动力输入源处于不同的输入轴上，可以有不同的工作方式，工作模式更多样化。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种双行星排变速箱驱动系统，其特征在于，包括第一行星排机构、第二行星排机构、第一动力输入源、第二动力输入源和输出轴，所述第一行星排机构包括第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈，所述第二行星排机构包括第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈，所述第一太阳轮与第一动力输入源连接，所述第一齿圈与第二齿圈连接，所述第二太阳轮与第二动力输入源连接，所述第一行星架与输出轴连接，所述第二行星架接地。

2.根据权利要求1所述的双行星排变速箱驱动系统，其特征在于，所述第一动力输入源和第二动力输入源均为电机。

3.根据权利要求1所述的双行星排变速箱驱动系统，其特征在于，所述第一行星排机构还包括第一行星齿轮，所述第一行星齿轮与第一太阳轮相啮合，所述第一太阳轮和第一行星齿轮均位于第一齿圈内且第一行星齿轮与第一齿圈相啮合，所述第一行星齿轮上插接有第一行星轮轴，所述第一行星轮轴与第一行星架固定连接。

4.根据权利要求1所述的双行星排变速箱驱动系统，其特征在于，所述第二行星排机构还包括第二行星齿轮，所述第二行星齿轮与第二太阳轮相啮合，所述第二太阳轮和第二行星齿轮均位于第二齿圈内且第二行星齿轮与第二齿圈相啮合，所述第二行星齿轮上插接有第二行星轮轴，所述第二行星轮轴与第二行星架固定连接。

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