CN216783245U - 一种同轴心双出轴动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同轴心双出轴动力系统，包括壳体，所述壳体内部安装有驱动电机，所述驱动电机连接有行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器的换挡机构分布在驱动电机的两端侧，该动力系统的输出轴从动力系统两端侧伸出且同心。不用取力器即可满足双向动力输出，减少设备节约成本，没有取力器的能量损耗，节约能源。单行星排实现三个挡位，减少行星排，降低总成成本，行星排减少，运动零件减少，从而能量损失减小，零件间相互作用引起的故障点减少，从而提高系统可靠性。同轴输出动力传递更加稳定，结构紧凑，系统成本更低。应用更灵活，可以一个挡位，也可以两个、三个挡位输出，满足不同的需要。

Description

一种同轴心双出轴动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及一种同轴心双出轴动力系统及车辆，尤其涉及新能源汽车动力系统及车辆。

背景技术

在汽车领域，尤其新能源汽车领域，某些车辆，尤其一些工程机械类车辆需要四轮驱动，在现有的技术中主要三种实现方式：不带变速器和减速器的直驱系统，电机两端同时输出动力，此方案电机成本高、能耗大；带变速器或减速器的系统，通过平行轴的方式从变速器或减速器两端输出，此方案系统体积大、占用空间大，同时易造成动力传递不稳定；在电机输出端增加取力器，此方案成本高、额外增加取力器能量损耗。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种同轴心双出轴动力系统及车辆。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种同轴心双出轴动力系统，包括壳体，所述壳体内部安装有驱动电机，所述驱动电机连接有行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器的换挡机构分布在驱动电机的两端侧，该动力系统的输出轴从动力系统两端侧伸出且同心。

优选的，所述行星齿轮变速器包括太阳轮、包含行星轮的行星架总成、齿圈；所述换挡机构包括C1离合器、B1离合器、C2离合器、B2离合器；其中，C1离合器和B1离合器分布在驱动电机右侧行星齿轮变速器壳体内，C2离合器和B2离合器设置在驱动电机左侧；所述驱动电机的驱动电机轴轴心线上设置有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴。

优选的，C1离合器的C1离合器毂与第一轴固接或花键滑动连接，C1离合器的C1离合器鼓与齿圈花键滑动连接；B1离合器的B1离合器毂与C1离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B1离合器的B1离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B1离合器具有制动功能；C2离合器的C2离合器毂与驱动电机轴左端花键滑动连接，C2离合器的C2离合器鼓与第二轴左端花键滑动连接；B2离合器的B2离合器毂与C2离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B2离合器的B2离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B2离合器具有制动功能。

优选的，所述驱动电机轴、第一轴和第二轴均为空心轴，第二轴从驱动电机轴和第一轴中穿过，第四轴从第二轴中穿过。

优选的，所述第一轴与驱动电机轴右端花键滑动连接，第二轴右端与太阳轮固定连接或花键滑动连接，第三轴中间与行星架固定连接或花键滑动连接，第三轴左端与第四轴右端固定连接或第三轴与第四轴做成一体。

优选的，所述第一轴通过第一轴承与壳体转动连接，第二轴通过第二轴承与驱动电机轴转动连接，第三轴通过第三轴承与壳体转动连接，第四轴通过第四轴承与壳体转动连接。

优选的，所述第三轴右端与第四轴左端均设置有与受力装置对接的接口，第三轴与第四轴形成动力系统的输出轴。

一种车辆，包括车辆本体，所述车辆本体上设置有动力系统，所述动力系统为同轴心双出轴动力系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：不用取力器即可满足双向动力输出，减少设备节约成本，没有取力器的能量损耗，节约能源。同轴输出动力传递更加稳定，结构紧凑，系统成本更低。应用更灵活。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的构造示意图。

图2为本实用新型实施例2的构造示意图。

图3为本实用新型实施例3的构造示意图。

图4为本实用新型实施例4的构造示意图。

图中：1-壳体、2-驱动电机、3-行星齿轮变速器、4-驱动电机轴、5-第一轴、6-第二轴、7-第三轴、8-第四轴、9-太阳轮、10-行星架总成、11-齿圈、12- B1离合器、13-C1离合器、14- C2离合器、15- B2离合器、16-第三轴承、17-第一轴承、18-第二轴承、19-第四轴承、20-C1离合器毂、21-C1离合器鼓、22-B1离合器毂、23-B1离合器鼓、24-C2离合器鼓、25-B2离合器毂、26-B2离合器鼓、27-第一受力装置对接的接口、28-第二受力装置对接的接口、29-第五轴承、30-第六轴承、31-C2离合器毂。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1-4所示，本实施例提供了一种同轴心双出轴动力系统，包括壳体，所述壳体内部安装有驱动电机，所述驱动电机连接有行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器的换挡机构分布在驱动电机的两端，该动力系统的输出轴从动力系统两端伸出且同心。

如图1所示：

在本实用新型实施例1中，所述行星齿轮变速器包括太阳轮、包含行星轮的行星架总成、齿圈；所述换挡机构包括C1离合器、B1离合器、C2离合器、B2离合器；其中，C1离合器和B1离合器分布在驱动电机右侧行星齿轮变速器壳体内，C2离合器和B2离合器设置在驱动电机左侧；所述驱动电机的驱动电机轴轴心线上设置有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴。

在本实用新型实施例1中，C1离合器的C1离合器毂与第一轴固接或花键滑动连接，C1离合器的C1离合器鼓与齿圈花键滑动连接；B1离合器的B1离合器毂与C1离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B1离合器的B1离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B1离合器具有制动功能；C2离合器的C2离合器毂与驱动电机轴左端花键滑动连接，C2离合器的C2离合器鼓与第二轴左端花键滑动连接；B2离合器的B2离合器毂与C2离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B2离合器的B2离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B2离合器具有制动功能。

在本实用新型实施例1中，所述驱动电机轴、第一轴和第二轴均为空心轴，第二轴从驱动电机轴和第一轴中穿过，第四轴从第二轴中穿过。

在本实用新型实施例1中，所述第一轴与驱动电机轴右端花键滑动连接，第二轴右端与太阳轮固定连接或花键滑动连接，第三轴中间与行星架固定连接或花键滑动连接，第三轴左端与第四轴右端固定连接或第三轴与第四轴做成一体。

在本实用新型实施例1中，所述第一轴通过第一轴承与壳体转动连接，第二轴通过第二轴承与驱动电机轴转动连接，第三轴通过第三轴承与壳体转动连接，第四轴通过第四轴承与壳体转动连接。

在本实用新型实施例1中，所述第三轴右端与第四轴左端分别设置有与第一、二受力装置对接的接口，第三轴与第四轴形成动力系统的输出轴。

在本实用新型实施例1中，C1离合器、C2离合器、B1离合器和B2离合器为多片式湿式离合器；或者C1离合器、C2离合器、B1离合器和B2离合器中一个或多个为电磁离合器；或者C1离合器和B1离合器为湿式多片式离合器，C2离合器和B2离合器为干式离合器；或者C1离合器、C2离合器、B1离合器和B2离合器中一个或多个为在先专利202010174847.7 所提供的活动楔形块换挡机构；或者C1离合器和B1离合器为在先专利201820762234.3所提供的一种单控互锁式电动汽车变速器换挡执行机构；或者C2离合器和B2离合器为在先专利201820762234.3所提供的一种单控互锁式电动汽车变速器换挡执行机构。

本实用新型实施例1的工作原理为：

1、空挡：C1离合器、B1离合器、C2离合器和B2离合器均处于分离状态，太阳轮和齿圈既没有动力输入也没有制动，变速器为空挡，动力系统没有动力输出。

2、一挡：当C1离合器分离，C2离合器结合，B1离合器结合，B2离合器分离时，动力从驱动电机轴依次传递到C2离合器、第二轴、太阳轮，齿圈制动，按行星齿轮运动规律，动力从行星架输出，且此时的速比最大，为一挡，行星架的动力传递到第三轴并通过第三轴向第四轴传递，确保第三轴和第四轴同时对外输出动力，当驱动电机反转时，动力系统以一挡速比驱动车辆倒车，当驱动电机正转时，动力系统一挡速比驱动车辆前进。

3、二挡：当C1离合器结合，C2离合器分离，B1离合器分离，B2离合器结合时，动力从驱动电机轴依次传递到第一轴、C1离合器、齿圈，太阳轮制动，按行星齿轮运动规律，动力从行星架输出，且此时的速比仅次一挡，变速器处于二挡状态，行星架的动力传递到第三轴并通过第三轴向第四轴传递，确保第三轴和第四轴同时对外输出动力，动力系统以二挡速比驱动车辆前进。

4、三挡：当C1离合器结合，C2离合器结合，B1离合器分离，B2离合器分离时，动力从驱动电机轴依次传递到C2离合器、第二轴、太阳轮，同时动力从驱动电机轴依次传递到C1离合器、第一轴、齿圈，从而太阳轮与齿圈同步，并挟持行星架同步，动力将从行星架输出，此时速比为1，变速器处于三挡状态，行星架的动力传递到第三轴并通过第三轴向第四轴传递，确保第三轴和第四轴同时对外输出动力，动力系统以三挡速比驱动车辆前进。

5、馈电：当车辆刹车馈电或滑行馈电时，车辆反拖动力沿与驱动力传递相反的方向带动驱动电机发电，此时，若变速器处于直接挡状态，则变速器将反拖动力以1：1的速比带动驱动电机发电，若变速处于一挡或二挡状态，则变速器相应地将反拖动力以一挡速比或二挡速比的倒数的速比升速带动驱动电机发电，发电效率更高。

有益效果：不用取力器即可满足双向动力输出，减少设备节约成本，没有取力器的能量损耗，节约能源。单行星排实现三个挡位，减少行星排，降低总成成本，行星排减少，运动零件减少，从而能量损失减小，零件间相互作用引起的故障点减少，从而提高系统可靠性。同轴输出动力传递更加稳定，结构紧凑，系统成本更低。应用更灵活，可以一个挡位，也可以两个、三个挡位输出，满足不同的需要。

如图2所示：

在本实用新型实施例2中，结构在实施例1基础上，取消C2离合器和B2离合器，第一轴与第二轴按一体加工或固定连接，即可变形为两挡双出轴的动力系统，此变形例尤其适合对成本控制严格，而对速比要求低或换挡要求低的场合。

本实用新型实施例2的工作原理为：

1、空挡：C1离合器和B1离合器均处于分离状态，太阳轮和齿圈既没有动力输入也没有制动，变速器为空挡，没有动力输出。

2、一挡：当C1离合器分离，B1离合器结合时，动力从驱动电机轴依次传递到第一轴、第二轴、太阳轮，齿圈制动，按行星齿轮运动规律，动力从行星架输出，且此时的速比最大，为一挡，行星架的动力传递到第三轴并通过第三轴且第三轴带动第四轴向两端输出动力，当驱动电机反转时，动力系统以一挡速比驱动车辆倒车，驱动电机正转时，动力系统一挡速比驱动车辆前进。

3、二挡：当C1离合器结合，B1离合器分离时，动力从驱动电机轴依次传递到第一轴、第二轴、太阳轮，同时动力从驱动电机轴依次传递到第一轴、C1离合器、齿圈，从而太阳轮与齿圈同步，并挟持行星架同步，动力将从行星架输出，此时速比为1，变速器处于二挡状态，行星架的动力传递到第三轴并通过第三轴且第三轴带动第四轴向两端输出动力，动力系统二挡速比驱动车辆前进。

4、馈电：当车辆刹车馈电或滑行馈电时，车辆反拖动力沿与驱动力传递相反的方向带动驱动电机发电，此时，若变速器处于直接挡状态，则变速器将反拖动力以1：1的速比带动驱动电机发电，若变速处于一挡，则变速器将反拖动力以一挡速比的倒数的速比升速带动驱动电机发电，发电效率更高。

有益效果：转速较低，或换挡平顺性要求不高且对成本控制严格的驱动系统，减少两个离合器可以明显降低总成成本，且不影响同轴心双向输出。

如图3所示：

在本实用新型实施例3中，结构在实施例2基础上，第三轴左端通过第五轴承支撑在第一轴内，第四轴通过第六轴承支撑在驱动电机轴内，第三轴通过花键与第四轴滑动连接，变速器壳体与驱动电机壳体单独设置。

本实用新型实施例3的工作原理为：

1、驱动电机和变速器单独组装后，驱动电机轴和第一轴通过相互配合的花键连接，驱动电机右壳体和变速器左壳体通过相互配合的止口或定位销，然后用螺栓固定连接。

2、第四轴从驱动电机左端沿驱动电机轴的轴心穿过，第四轴右端通过与第三轴相互配合的花键连接，第四轴左端的第六轴承用轴承盖定位。

有益效果：驱动电机与变速器可独立组装，提高动力系统安装效率，方便测试。

如图4所示：

在本实用新型实施例4中，结构在实施例3基础上，取消C1离合器和B1离合器，且齿圈与壳体固定连接或通过花键连接，即可变形为单速变速器。

本实用新型实施例4的工作原理为：

1、驱动电机工作时，驱动电机轴通过第一轴、第二轴带动太阳轮转动，由于齿圈制动，按行星齿轮运动规律，变速器以最大速比从行星架输出动力。

2、行星架带动第三轴并通过第三轴带动第四轴双向输出动力。

3、馈电：当车辆刹车馈电或滑行馈电时，车辆反拖动力沿与驱动力传递相反的方向带动驱动电机发电，变速器将反拖动力以最大速比的倒数的速比升速带动驱动电机发电，发电效率更高。

有益效果：在对输出转速要求低的场合，没有离合器可大幅降低总成成本，降低故障点，没有离合器损耗能量，可节约能源。

一种车辆，包括车辆本体，所述车辆本体上设置有动力系统，所述动力系统为同轴心双出轴动力系统。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种同轴心双出轴动力系统，其特征在于：包括壳体，所述壳体内部安装有驱动电机，所述驱动电机连接有行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器的换挡机构分布在驱动电机的两端侧，该动力系统的输出轴从动力系统两端侧伸出且同心。

2.根据权利要求1所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：所述行星齿轮变速器包括太阳轮、包含行星轮的行星架总成、齿圈；所述换挡机构包括C1离合器、B1离合器、C2离合器、B2离合器；其中，C1离合器和B1离合器分布在驱动电机右侧行星齿轮变速器壳体内，C2离合器和B2离合器设置在驱动电机左侧；所述驱动电机的驱动电机轴轴心线上设置有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴。

3.根据权利要求2所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：C1离合器的C1离合器毂与第一轴固接或花键滑动连接，C1离合器的C1离合器鼓与齿圈花键滑动连接；B1离合器的B1离合器毂与C1离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B1离合器的B1离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B1离合器具有制动功能；C2离合器的C2离合器毂与驱动电机轴左端花键滑动连接，C2离合器的C2离合器鼓与第二轴左端花键滑动连接；B2离合器的B2离合器毂与C2离合器鼓固定连接或花键滑动连接，B2离合器的B2离合器鼓与壳体固定连接或花键滑动连接，从而使B2离合器具有制动功能。

4.根据权利要求2所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：所述驱动电机轴、第一轴和第二轴均为空心轴，第二轴从驱动电机轴和第一轴中穿过，第四轴从第二轴中穿过。

5.根据权利要求2所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：所述第一轴与驱动电机轴右端花键滑动连接，第二轴右端与太阳轮固定连接或花键滑动连接，第三轴中间与行星架固定连接或花键滑动连接，第三轴左端与第四轴右端固定连接或第三轴与第四轴做成一体。

6.根据权利要求2所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：所述第一轴通过第一轴承与壳体转动连接，第二轴通过第二轴承与驱动电机轴转动连接，第三轴通过第三轴承与壳体转动连接，第四轴通过第四轴承与壳体转动连接。

7.根据权利要求2所述的同轴心双出轴动力系统，其特征在于：所述第三轴右端与第四轴左端均设置有与受力装置对接的接口，第三轴与第四轴形成动力系统的输出轴。

8.一种车辆，其特征在于：包括车辆本体，所述车辆本体上设置有动力系统，所述动力系统为权利要求1-7任一所述的同轴心双出轴动力系统。

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