CN215921855U - 一种动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力系统及车辆，属于车辆技术领域。车辆包括动力系统，动力系统的第一电机的输出轴连接第一多挡换挡机构的动力输入轴，第一多挡换挡机构的动力输出轴用于转动连接系统输出轴，第一多挡换挡机构能够更换不同的挡位以使得第一多挡换挡机构的动力输出轴输出不同的扭矩；动力系统的第二电机的输出轴连接多挡传动机构的动力输入轴，多挡传动机构的动力输出轴用于传动连接系统输出轴，多挡传动机构能够更换不同的挡位以使得多挡传动机构的动力输出轴输出不同的扭矩。该动力系统及车辆实现了电机小型化设计，进而实现电机的高速化设计；能够调整电机处于高效率工作区域，提高整车的系统效率。

Description

一种动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种动力系统及车辆。

背景技术

传统的动力系统采用主电机连接单行星排结构，辅电机连接两挡减速箱，主电机和辅电机可分别单独驱动，也可共同驱动电动车辆行驶；当辅电机连接的两挡减速箱在换挡过程中，主电机只能以单级速比输出，若此时整车扭矩需求较大，为保证整车的工况需求，则主电机功率较大，使得主电机体积较大，不利于实现主电机的高速化设计，且无法充分利用主电机的高效率工作区域，使得整车的系统效率较低。

因此，亟需一种能够实现电机小型化设计及整车系统效率高的动力系统及车辆，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种动力系统及车辆，该动力系统及车辆实现了电机小型化设计，进而实现电机的高速化设计；能够调整电机处于高效率工作区域，提高整车的系统效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力系统，包括：

第一电机；

第一多挡换挡机构，所述第一电机的输出轴连接所述第一多挡换挡机构的动力输入轴，所述第一多挡换挡机构的动力输出轴用于转动连接系统输出轴，所述第一多挡换挡机构能够更换不同的挡位以使得所述第一多挡换挡机构的动力输出轴输出不同的扭矩；

第二电机；

多挡传动机构，所述第二电机的输出轴连接所述多挡传动机构的动力输入轴，所述多挡传动机构的动力输出轴用于传动连接所述系统输出轴，所述多挡传动机构能够更换不同的挡位以使得所述多挡传动机构的动力输出轴输出不同的扭矩。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述第一多挡换挡机构为第一两挡换挡机构，所述第一两挡换挡机构包括常啮合齿轮、一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮，所述常啮合齿轮能够与所述一挡换挡齿轮和所述二挡换挡齿轮中的一个选择性啮合以实现换挡，所述一挡换挡齿轮和所述二挡换挡齿轮连接所述第一多挡换挡机构的动力输入轴，所述常啮合齿轮连接所述第一多挡换挡机构的动力输出轴，所述常啮合齿轮与所述一挡换挡齿轮结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮与所述二挡换挡齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述多挡传动机构包括多挡行星排变速机构，所述多挡行星排变速机构的动力输出轴与所述系统输出轴同轴设置。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述多挡行星排变速机构为两挡行星排变速机构，所述两挡行星排变速机构包括行星排、锁止器和同步齿轮，所述行星排的太阳轮连接所述多挡传动机构的动力输入轴，所述同步齿轮连接所述太阳轮，所述行星排的行星架连接所述锁止器，所述行星排的齿圈连接所述多挡传动机构的动力输出轴，所述锁止器被配置为能够将所述行星架锁止于壳体上或将所述行星架与所述太阳轮锁止。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述多挡传动机构与所述第一多挡换挡机构的结构相同。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述动力系统还包括系统动力输出齿轮，所述系统动力输出齿轮连接于所述系统输出轴上，所述第一多挡换挡机构的动力输出轴上的第一动力输出齿轮和所述多挡传动机构的动力输出轴上的第二动力输出齿轮均与所述系统动力输出齿轮啮合。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述动力系统还包括动力电池、第一电机控制器和第二电机控制器，所述动力电池通过所述第一电机控制器与所述第一电机连接，所述动力电池通过所述第二电机控制器与所述第二电机连接。

作为一种动力系统的优选技术方案，所述动力系统还包括整车控制器和换挡控制器，所述换挡控制器、所述第一电机控制器和所述第二电机控制器均与所述整车控制器电连接，所述换挡控制器与所述第一多挡换挡机构和所述多挡传动机构连接。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种车辆，包括如上所述的动力系统。

作为一种车辆的优选技术方案，所述车辆还包括油泵，所述第一电机的输出轴和所述第二电机的输出轴均能够连接所述油泵。

本实用新型提供了一种动力系统及车辆，车辆包括动力系统，动力系统包括第一电机、第一多挡换挡机构、第二电机和多挡传动机构，第一多挡换挡机构能够更换不同的挡位以使得第一多挡换挡机构的动力输出轴输出不同的扭矩，多挡传动机构能够更换不同的挡位以使得多挡传动机构的动力输出轴输出不同的扭矩，第一电机和第二电机可分别单独驱动，也可共同驱动车辆行驶，双电机的设置方式可在不同的扭矩和功率需求时，分别驱动或共同驱动，降低电机的扭矩和功率冗余，整车驱动效率高；第一多挡换挡机构和多挡传动机构均能够实现减速增扭的作用，使得第一电机和第二电机均可以选择较小扭矩的电机，从而实现了电机的小型化设计，进而实现电机的高速化设计；且通过第一多挡换挡机构和多挡传动机构调整第一电机和第二电机的工作工况点，使得第一电机和第二电机处于高效率工作区域，提高整车的系统效率；第一电机和第二电机共同驱动时，可以实现在换挡时其中一个电机始终啮合，另一个电机调速换挡，实现换挡动力不中断。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种动力系统的原理示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的另一种动力系统的原理示意图。

附图标记：

1、第一电机；

2、第一多挡换挡机构；21、常啮合齿轮；22、一挡换挡齿轮；23、二挡换挡齿轮；24、一挡主动齿轮；25、二挡主动齿轮；26、第三动力输出齿轮；

3、第二电机；

4、多挡行星排变速机构；41、锁止器；42、同步齿轮；43、太阳轮；44、行星架；45、齿圈；46、动力传递从动齿轮；47、动力传递主动齿轮；

5、第二多挡换挡机构；6、系统输出轴；7、动力电池；8、第一电机控制器；9、第二电机控制器；10、整车控制器；11、换挡控制器；12、系统动力输出齿轮；13、油泵；14、减速器；15、车轮。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种动力系统，该动力系统包括第一电机1、第一多挡换挡机构2、第二电机3和多挡传动机构，其中，第一电机1的输出轴连接第一多挡换挡机构2的动力输入轴，第一多挡换挡机构2的动力输出轴用于转动连接系统输出轴6，第一多挡换挡机构2能够更换不同的挡位以使得第一多挡换挡机构2的动力输出轴输出不同的扭矩；第二电机3的输出轴连接多挡传动机构的动力输入轴，多挡传动机构的动力输出轴用于传动连接系统输出轴6，多挡传动机构能够更换不同的挡位以使得多挡传动机构的动力输出轴输出不同的扭矩。

第一电机1和第二电机3可分别单独驱动，也可共同驱动车辆行驶，双电机的设置方式可在不同的扭矩和功率需求时，分别驱动或共同驱动，降低电机的扭矩和功率冗余，整车驱动效率高；第一多挡换挡机构2和多挡传动机构均能够实现减速增扭的作用，使得第一电机1和第二电机3均可以选择较小扭矩的电机，从而实现了电机的小型化设计，进而实现电机的高速化设计；且通过第一多挡换挡机构2和多挡传动机构调整第一电机1和第二电机3的工作工况点，使得第一电机1和第二电机3处于高效率工作区域，提高整车的系统效率；第一电机1和第二电机3共同驱动时，可以实现在换挡时其中一个电机始终啮合，另一个电机调速换挡，实现换挡动力不中断。

具体地，在本实施例中，第一多挡换挡机构2为第一两挡换挡机构，第一两挡换挡机构包括常啮合齿轮21、一挡换挡齿轮22和二挡换挡齿轮23，常啮合齿轮21能够与一挡换挡齿轮22和二挡换挡齿轮23中的一个选择性啮合以实现换挡；常啮合齿轮21既不与一挡换挡齿轮22啮合，也不与二挡换挡齿轮23啮合时，第一两挡换挡机构处于空挡状态；一挡换挡齿轮22和二挡换挡齿轮23连接第一多挡换挡机构2的动力输入轴，具体为一挡换挡齿轮22和二挡换挡齿轮23分别啮合连接于第一多挡换挡机构2的动力输入轴上的一挡主动齿轮24和二挡主动齿轮25，常啮合齿轮21连接第一多挡换挡机构2的动力输出轴，常啮合齿轮21与一挡换挡齿轮22结合时输出的扭矩与常啮合齿轮21与二挡换挡齿轮23结合时输出的扭矩大小不相等。通过常啮合齿轮21的移动实现第一两挡换挡机构的两种变速状态和空挡状态。

多挡传动机构可以为多挡行星排变速机构4或第二多挡换挡机构5，以实现多挡传动机构的减速增扭，使得第二电机3可以选择较小扭矩的电机，从而实现了第二电机3的小型化设计，进而实现第二电机3的高速化设计。

如图1所示，当多挡传动机构采用多挡行星排变速机构4时，多挡行星排变速机构4的动力输出轴与系统输出轴6同轴设置，可以实现动力的中心输入，中心输出，结构更加紧凑。具体地，多挡行星排变速机构4为两挡行星排变速机构，两挡行星排变速机构包括行星排、锁止器41和同步齿轮42，行星排的太阳轮43连接多挡传动机构的动力输入轴，具体为：太阳轮43与动力传递从动齿轮46连接，多挡传动机构的动力输入轴连接有动力传递主动齿轮47，动力传递主动齿轮47与动力传递从动齿轮46啮合；同步齿轮42连接太阳轮43，行星排的行星架44连接锁止器41，行星排的齿圈45连接多挡传动机构的动力输出轴，锁止器41被配置为能够将行星架44锁止于壳体上或将行星架44与太阳轮43锁止以实现太阳轮43和行星架44同步转动；当锁止器41既不锁止于壳体上，也不锁止于同步齿轮42上时，锁止器41处于自由状态，此时，两挡行星排变速机构处于空挡状态；通过锁止器41的移动实现了两挡行星排变速机构的两种变速状态和空挡状态。第一两挡换挡机构还包括第三动力输出齿轮26，第三动力输出齿轮26与齿圈45啮合，实现第一电机1和第二电机3的功率耦合，然后经系统输出轴6输出扭矩给整车。在本实施例中，定义：锁止器41将行星架44锁止于壳体上时为一挡；锁止器41将行星架44与太阳轮43锁止时为二挡。

如图2所示，当多挡传动机构采用第二多挡换挡机构5时，第二多挡换挡机构5与第一多挡换挡机构2结构相同，在此不再赘述。在本实施例中，第二多挡换挡机构5为第二两挡换挡机构，第二两挡换挡机构与第一两挡换挡机构结构相同。具体地，动力系统还包括系统动力输出齿轮12，系统动力输出齿轮12连接于系统输出轴6上，第一多挡换挡机构2的动力输出轴上的第一动力输出齿轮和第二多挡换挡机构5的动力输出轴上的第二动力输出齿轮均与系统动力输出齿轮12啮合，以实现第一电机1和第二电机3的功率耦合，然后经系统输出轴6输出扭矩给整车。

第一两挡换挡机构和两挡行星排变速机构或第二两挡换挡机构实现了第一电机1和第二电机3的两种变速状态和空挡状态，由于两个换挡动作互相独立，可以实现多种工作模式：第一电机1通过第一两挡换挡机构驱动、第二电机3通过两挡行星排变速机构或第二两挡换挡机构驱动、第一电机1和第二电机3同时驱动(同时在一挡、同时在二挡、第一电机1在一挡和第二电机3在二挡、第一电机1在二挡和第二电机3在一挡)等模式。

如图1所示，动力系统还包括动力电池7、第一电机控制器8和第二电机控制器9，动力电池7通过第一电机控制器8与第一电机1连接，动力电池7通过第二电机控制器9与第二电机3连接，动力电池7为第一电机1和第二电机3提供电量来源，通过第一电机控制器8和第二电机控制器9控制动力电池7是否为第一电机1和第二电机3供电。动力电池7和第一电机控制器8和第二电机控制器9之间通过正负高压线连接；第一电机控制器8和第一电机1以及第二电机控制器9和第二电机3通过三相高压线连接。动力系统还包括整车控制器10和换挡控制器11，整车控制器10与换挡控制器11、第一电机控制器8和第二电机控制器9电连接，换挡控制器11与第一多挡换挡机构2和多挡传动机构连接，整车控制器10接收和处理整车输入信息(例如，油门、刹车、车速)并与各个控制器进行交互，发出控制指令给换挡控制器11来执行换挡动作，控制第一电机控制器8和第二电机控制器9来驱动第一电机1和第二电机3工作状态。

示例性地，当第一电机1和第二电机3同时工作在一挡时，第二电机3首先换挡至二挡，然后第一电机1在换挡至二挡的过程：首先整车控制器10给换挡控制器11发出升挡请求，控制第一电机1按照整车工况需求进行驱动，如果整车需求的扭矩大于第一电机1的峰值扭矩，则第一电机1工作在峰值扭矩；控制第二电机3清扭，换挡控制器11控制常啮合齿轮21摘下一挡，然后进行二挡结合，待换挡控制器11反馈挂挡成功之后，第二电机3按照需求扭矩进行输出，第一电机1清扭后进行换挡过程(过程同第二电机3换挡)，通过交替进行的方式，实现挡位的更换；不用追求快速换挡，可以在精准控制换挡速差等过程时进行换挡操作，降低换挡冲击和换挡噪声，提升舒适性。

本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括动力系统。每个电机的输出轴均可以拓展输出功能，连接其它装置实现能量传递，优选地，在本实施例中，车辆还包括油泵13，第一电机1的输出轴和第二电机3的输出轴均能够连接油泵13。

车辆还包括减速器14和车轮15，系统输出轴6通过减速器14与车轮15驱动连接。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种动力系统，其特征在于，包括：

第一电机(1)；

第一多挡换挡机构(2)，所述第一电机(1)的输出轴连接所述第一多挡换挡机构(2)的动力输入轴，所述第一多挡换挡机构(2)的动力输出轴用于转动连接系统输出轴(6)，所述第一多挡换挡机构(2)能够更换不同的挡位以使得所述第一多挡换挡机构(2)的动力输出轴输出不同的扭矩；

第二电机(3)；

多挡传动机构，所述第二电机(3)的输出轴连接所述多挡传动机构的动力输入轴，所述多挡传动机构的动力输出轴用于传动连接所述系统输出轴(6)，所述多挡传动机构能够更换不同的挡位以使得所述多挡传动机构的动力输出轴输出不同的扭矩。

2.如权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述第一多挡换挡机构(2)为第一两挡换挡机构，所述第一两挡换挡机构包括常啮合齿轮(21)、一挡换挡齿轮(22)和二挡换挡齿轮(23)，所述常啮合齿轮(21)能够与所述一挡换挡齿轮(22)和所述二挡换挡齿轮(23)中的一个选择性啮合以实现换挡，所述一挡换挡齿轮(22)和所述二挡换挡齿轮(23)连接所述第一多挡换挡机构(2)的动力输入轴，所述常啮合齿轮(21)连接所述第一多挡换挡机构(2)的动力输出轴，所述常啮合齿轮(21)与所述一挡换挡齿轮(22)结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮(21)与所述二挡换挡齿轮(23)结合时输出的扭矩大小不相等。

3.如权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述多挡传动机构包括多挡行星排变速机构(4)，所述多挡行星排变速机构(4)的动力输出轴与所述系统输出轴(6)同轴设置。

4.如权利要求3所述的动力系统，其特征在于，所述多挡行星排变速机构(4)为两挡行星排变速机构，所述两挡行星排变速机构包括行星排、锁止器(41)和同步齿轮(42)，所述行星排的太阳轮(43)连接所述多挡传动机构的动力输入轴，所述同步齿轮(42)连接所述太阳轮(43)，所述行星排的行星架(44)连接所述锁止器(41)，所述行星排的齿圈(45)连接所述多挡传动机构的动力输出轴，所述锁止器(41)被配置为能够将所述行星架(44)锁止于壳体上或将所述行星架(44)与所述太阳轮(43)锁止。

5.如权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述多挡传动机构与所述第一多挡换挡机构(2)的结构相同。

6.如权利要求5所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括系统动力输出齿轮(12)，所述系统动力输出齿轮(12)连接于所述系统输出轴(6)上，所述第一多挡换挡机构(2)的动力输出轴上的第一动力输出齿轮和所述多挡传动机构的动力输出轴上的第二动力输出齿轮均与所述系统动力输出齿轮(12)啮合。

7.如权利要求1～6任一项所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括动力电池(7)、第一电机控制器(8)和第二电机控制器(9)，所述动力电池(7)通过所述第一电机控制器(8)与所述第一电机(1)连接，所述动力电池(7)通过所述第二电机控制器(9)与所述第二电机(3)连接。

8.如权利要求7所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括整车控制器(10)和换挡控制器(11)，所述换挡控制器(11)、所述第一电机控制器(8)和所述第二电机控制器(9)均与所述整车控制器(10)电连接，所述换挡控制器(11)与所述第一多挡换挡机构(2)和所述多挡传动机构连接。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的动力系统。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括油泵(13)，所述第一电机(1)的输出轴和所述第二电机(3)的输出轴均能够连接所述油泵(13)。

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