CN218440449U - 双电机四挡变速器及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双电机四挡变速器及车辆，属于汽车传动技术领域，包括：第一电机、第二电机、奇数输入轴、偶数输入轴、一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组、第二输入轴、输出轴以及第一传动齿轮组；奇数输入轴和偶数输入轴通过双离合器与第一电机连接，一挡齿轮组和三挡齿轮组套装于奇数输入轴上；偶数输入轴空套于奇数输入轴上，二挡齿轮组和四挡齿轮组套装于偶数输入轴上；第二输入轴上安装有第一同步器和第二同步器，第一同步器可选择地与一挡齿轮组或三挡齿轮组结合，第二同步器可选择地与二挡齿轮组或四挡齿轮组结合。本实用新型仅通过第二电机的正转，即可实现倒挡功能。

Description

双电机四挡变速器及车辆

技术领域

本实用新型属于汽车传动技术领域，具体涉及一种双电机四挡变速器及车辆。

背景技术

随着纯电动汽车的发展及产业化，在运行过程中也展示出一些问题，例如，汽车倒挡时，电机需要反转实现；对于无法反转的电机，则需增加机械倒挡结构，就会增加变速器重量及成本。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种双电机四挡变速器及车辆，旨在解决电机的正转实现汽车的倒挡功能中，变速器结构复杂，重量及成本增加的问题。

第一方面，为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种双电机四挡变速器，包括：第一电机、第二电机、奇数输入轴、偶数输入轴、一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组、第二输入轴以及输出轴；

所述偶数输入轴空套于所述奇数输入轴上，所述奇数输入轴和所述偶数输入轴通过双离合器与所述第一电机连接；

所述第二输入轴与所述第二电机连接，所述第二输入轴通过所述一挡齿轮组和所述三挡齿轮组与所述奇数输入轴连接；所述第二输入轴通过所述二挡齿轮组和所述四挡齿轮组与所述偶数输入轴连接；

所述第二输入轴上安装有第一同步器和第二同步器，所述第一同步器可选择地与所述一挡齿轮组和所述三挡齿轮组结合，所述第二同步器可选择地与所述二挡齿轮组和所述四挡齿轮组结合；

所述第二输入轴通过第一传动齿轮组与所述输出轴传动连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述一挡齿轮组包括一挡主动齿轮和一挡从动齿轮；所述三挡齿轮组包括三挡主动齿轮和三挡从动齿轮，一挡主动齿轮和三挡主动齿轮套装于所述奇数输入轴上；

所述二挡齿轮组包括二挡主动齿轮和二挡从动齿轮；所述四挡齿轮组包括四挡主动齿轮和四挡从动齿轮，二挡主动齿轮和四挡主动齿轮套装于所述偶数输入轴上；所述一挡从动齿轮、所述三挡从动齿轮、所述二挡从动齿轮以及所述四挡从动齿轮均空套于所述第二输入轴上；

所述第一同步器可选择地与所述一挡从动齿轮或所述三挡从动齿轮结合，所述第二同步器可选择地与所述二挡从动齿轮或所述四挡从动齿轮结合。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括行星齿轮系，所述行星齿轮系装配于所述输出轴上。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述行星齿轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述太阳轮装配在所述输出轴的输入端，所述行星轮与所述齿圈和所述太阳轮啮合，所述行星轮装配在所述行星架上，所述行星架装配在所述输出轴的输出端，所述齿圈装配在变速器的箱体上。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述输出轴的输出端设有接合齿，所述输出轴的输入端还设有齿毂；所述接合齿可选择地与所述行星架和所述齿毂接合。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括第一输入轴，所述第一电机通过链传动与所述第一输入轴传动连接，所述双离合器与所述第一输入轴连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括机械泵，所述机械泵通过第二齿轮传动组与所述第一输入轴传动连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二电机通过链传动与所述第二输入轴连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括连接于所述输出轴的输出端的差速器。

本实用新型提供的双电机四挡变速器，与现有技术相比，有益效果在于：一挡齿轮组与三挡齿轮组、二挡齿轮组与四挡齿轮组均需要通过同步器与第二输入轴进行结合；车辆倒挡时，同步器不结合任一挡位的齿轮组，此时，第一电机不工作，仅仅第二电机正转带动第二输入轴旋转，第二输入轴通过第一传动齿轮组与输出轴传动连接，即可实现第二电机正转下的倒挡功能。变速器无需增加机械倒挡结构，结构简单，传动线路简洁，减轻了变速器的重量，节约了变速器内部空间，减小了变速器尺寸，降低了变速器的制作成本；同时，由于电机正转的倒挡功能，还能提升变速器运行的稳定性。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，具有所述的双电机四挡变速器。

本实用新型实施例提供的车辆，由于采用了这种无需增加机械倒挡结构的正转电机实现倒挡功能，在减轻变速器的重量、节约变速器内部空间、减小变速器尺寸、降低变速器的制作成本的同时，利于整车的集约化、轻质化及制作成本的降低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器的传动结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器的速率曲线图；

图3为现有技术提供的变速器的速率曲线图；

附图标记说明：

1、第一电机；2、偶数输入轴；3、奇数输入轴；4、输出轴；5、行星齿轮系；51、齿圈；52、行星轮；53、太阳轮；54、齿毂；55、接合齿；56、行星架；6、差速器；7、第二电机；8、机械泵；9、第一输入轴；10、第二输入轴；A、第二同步器；B、第一同步器；C1/C2、双离合器；G1、一挡齿轮组；G11、一挡主动齿轮；G12、一挡从动齿轮；G2、二挡齿轮组；G21、二挡主动齿轮；G22、二挡从动齿轮；G3、三挡齿轮组；G31、三挡主动齿轮；G32、三挡从动齿轮；G4、四挡齿轮组；G41、四挡主动齿轮；G42、四挡从动齿轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，现对本实用新型提供的双电机四挡变速器进行说明。所述双电机四挡变速器，包括：第一电机1、第二电机7、奇数输入轴3、偶数输入轴2、一挡齿轮组G1、二挡齿轮组G2、三挡齿轮组G3、四挡齿轮组G4、第二输入轴10、输出轴4以及第一传动齿轮组。

偶数输入轴2空套于奇数输入轴3上，奇数输入轴3和偶数输入轴2通过双离合器C1/C2与第一电机1连接；第二输入轴10与第二电机7连接，第二输入轴10通过一挡齿轮组G1和三挡齿轮组G3与奇数输入轴3连接；第二输入轴10通过二挡齿轮组G2和四挡齿轮组G4与偶数输入轴2连接。

第二输入轴10上安装有第一同步器B和第二同步器A，第一同步器B可选择地与一挡齿轮组G1和三挡齿轮组G3结合，第二同步器A可选择地与二挡齿轮组G2和四挡齿轮组G4结合；第二输入轴10通过第一传动齿轮组与输出轴4传动连接。

本实用新型提供的双电机四挡变速器，一挡齿轮组G1、三挡齿轮组G3、二挡齿轮组G2以及四挡齿轮组G4均需要通过同步器与第二输入轴10进行结合；车辆倒挡时，同步器不结合任一挡位的齿轮组，此时，第一电机1不工作，仅仅第二电机7正转带动第二输入轴10旋转，第二输入轴10通过第一传动齿轮组与输出轴4传动连接，即可实现第二电机7正转下的倒挡功能。变速器无需增加机械倒挡结构，结构简单，传动线路简洁，减轻了变速器的重量，节约了变速器内部空间，减小了变速器尺寸，降低了变速器的制作成本；同时，由于电机正转的倒挡功能，还能提升变速器运行的稳定性。

本实用新型提供的双电机四挡变速器用于纯电动汽车，当D挡行驶时，第一电机1和第二电机7均工作，通过动力耦合，实现高扭矩输出，提高整车的动力性；当R挡行驶时，第二电机7正转工作，第一电机1不工作，可以实现倒挡功能。

本实施例中，一挡齿轮组G1包括一挡主动齿轮G11和一挡从动齿轮G12，三挡齿轮组G3包括三挡主动齿轮G31和三挡从动齿轮G32，一挡主动齿轮G11和三挡主动齿轮G31套装于奇数输入轴3上；具体地，一挡主动齿轮G11和三挡主动齿轮G31可通过键连接于奇数输入轴3上，当第一电机1通过双离合器C1/C2结合奇数输入轴3时，第一电机1通过双离合器的第一离合端C1驱动奇数输入轴3旋转，奇数输入轴3即可带动一挡齿轮组G1和三挡齿轮组G3同步旋转，此时，一挡从动齿轮G12和三挡从动齿轮G32与第二输入轴10保持空转，当第一同步器B连接一挡从动齿轮G12或三挡从动齿轮G32时，一挡从动齿轮G12或三挡从动齿轮G32才能与第二输入轴10同步旋转。

偶数输入轴2通过双离合器中的第二离合端C2与第一电机1连接，偶数输入轴2空套于奇数输入轴3上，二挡齿轮组G2包括二挡主动齿轮G21和二挡从动齿轮G22，四挡齿轮组G4包括四挡主动齿轮G41和四挡从动齿轮G42，二挡主动齿轮G21和四挡主动齿轮G41套装于偶数输入轴2上；同理地，二挡主动齿轮G21和四挡主动齿轮G41键连接于偶数输入轴2上，当第一电机1通过第二离合器C2结合偶数输入轴2时，第一电机1通过第二离合器C2驱动偶数输入轴2旋转，偶数输入轴2即可带动二挡齿轮组G2和四挡齿轮组G4同步旋转，此时，二挡从动齿轮G22和四挡从动齿轮G42与第二输入轴10保持空转，当第二同步器A连接二挡从动齿轮G22或四挡从动齿轮G42时，二挡从动齿轮G22或四挡从动齿轮G42才能与第二输入轴10同步旋转。

偶数输入轴2套装在奇数输入轴3上，与奇数输入轴3保持空转。

第二输入轴10与第二电机7连接，一挡从动齿轮G12、三挡从动齿轮G32、二挡从动齿轮G22以及四挡从动齿轮G42均空套于第二输入轴10上；各从动齿轮需要同步器的结合才能与第二输入轴10保持同步旋转，为第二输入轴10的单独旋转创造了条件，第二电机7可单独的驱动第二输入轴10旋转，并通过第一传动齿轮组带动输出轴4旋转，以便于实现第二电机7正转下的倒挡功能。

具体地，第二输入轴10上安装有第一同步器B和第二同步器A，第一同步器B可选择地与一挡从动齿轮G12或三挡从动齿轮G32结合，第二同步器A可选择地与二挡从动齿轮G22或四挡从动齿轮G42结合；第二输入轴10通过第一传动齿轮组与输出轴4传动连接。

本实用新型提供的变速器采用双电机四挡工作，在整车需求扭矩低的工况下，可以选择一个电机在高效率区间工作，另一个电机进行能量回收，直接给电池充电，能够提升能量的利用效率；具有4个挡位变速器的车辆，还具有良好的驾驶性。

本实用新型提供的双电机四挡变速器的工作过程如下：

如图1所示，一挡模式下，双离合器结合奇数输入轴3，第一电机1通过双离合器驱动奇数输入轴3旋转，奇数输入轴3即可带动一挡主动齿轮G11和三挡主动齿轮G31同步旋转，此时，第一同步器B连接一挡从动齿轮G12，一挡从动齿轮G12与第二输入轴10同步旋转，三挡从动齿轮G32与第二输入轴10保持空转；同时，第二电机7驱动第二输入轴10与奇数输入轴3同步旋转，再由第二输入轴10通过第一传动齿轮组传递到输出轴4上，实现一挡传动。

如图1所示，二挡模式下，双离合器中的第二离合端C2结合偶数输入轴2，第一电机1驱动偶数输入轴2旋转，偶数输入轴2即可带动二挡主动齿轮G21和四挡主动齿轮G41同步旋转，此时，第二同步器A连接二挡从动齿轮G22，二挡从动齿轮G22与第二输入轴10同步旋转，四挡从动齿轮G42与第二输入轴10保持空转；同时，第二电机7驱动第二输入轴10与偶数输入轴2同步旋转，再由第二输入轴10通过第一传动齿轮组传递到输出轴4上，实现二挡传动。

如图1所示，三挡模式下，双离合器的第一离合端C1结合奇数输入轴3，第一电机1驱动奇数输入轴3旋转，奇数输入轴3即可带动一挡主动齿轮G11和三挡主动齿轮G31同步旋转，此时，第一同步器B连接三挡从动齿轮G32，三挡从动齿轮G32与第二输入轴10同步旋转，一挡从动齿轮G12与第二输入轴10保持空转；同时，第二电机7驱动第二输入轴10与奇数输入轴3同步旋转，再由第二输入轴10通过第一传动齿轮组传递到输出轴4上，实现三挡传动。

如图1所示，四挡模式下，双离合器的第二离合端C2结合偶数输入轴2，第一电机1驱动偶数输入轴2旋转，偶数输入轴2即可带动二挡主动齿轮G21和四挡主动齿轮G41同步旋转，此时，第二同步器A连接四挡从动齿轮G42，四挡从动齿轮G42与第二输入轴10同步旋转，二挡从动齿轮G22与第二输入轴10保持空转；同时，第二电机7驱动第二输入轴10与偶数输入轴2同步旋转，再由第二输入轴10通过第一传动齿轮组传递到输出轴4上，实现四挡传动。

为了提升电机的传输效率，如图1所示，本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器，还包括行星齿轮系5，行星齿轮系5装配于输出轴4上。行星齿轮系5是一种先进的齿轮传动机构，具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、传递功率范围及传动范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点。本实施例提供的变速器，在输出轴4配置行星齿轮系5，利用行星齿轮系5的优点，提升变速器的动力性能。

在一些实施例中，如图1所示，行星齿轮系5包括太阳轮53、行星轮52、行星架和齿圈51，太阳轮53装配在输出轴4的输入端，行星轮52与齿圈51和太阳轮53啮合，行星轮52装配在行星架56上，行星架56装配在输出轴4的输出端，齿圈51装配在变速器的箱体上。本实施例提供的变速器，两个电机传递的动力，经行星齿轮系5，大大提升了变速器的动力性能。

在一些实施例中，如图1所示，输出轴4的输出端设有接合齿55，输出轴4的输入端还设有齿毂54；接合齿55可选择地与行星架56和齿毂54接合。通过接合齿55使行星齿轮系5具有2个挡位(高速挡位和低速挡位)，当接合齿55与齿毂54接合时，接合齿55与行星架56分离，从电机传递的速比，经太阳轮、齿毂、接合齿传递到输出轴的输出端，形成高速比；当接合齿55与行星架56接合时，从电机传递的速比，经太阳轮、行星轮、行星轮架、接合齿传递到输出轴的输出端，形成低速挡位；顾客在倒挡时，可根据使用场景选择不同的输出速比，更好的满足顾客需求。通过行星轮系为车辆提供两个倒挡挡位，提升了整车的性能。

本实施例提供的四挡变速器，输出轴4的输出端增加行星齿轮系5，行星架与输出轴的输出端通过接合齿相连，为变速器提供两个挡位，从而输出不同的速比以实现高速范围和低速范围的运行；在这种架构中，可以实现高速范围和低速范围中的每个范围内的换挡，可以满足车辆行驶中的各种极端工况；例如，在低速爬坡时，使用低速范围内速比换挡，爬坡的同时，不用增加变速器内各个挡位轮和轴及轴承的强度，大大降低成本；在高速行驶时，使用高速范围内速比换挡，可以提高整车最高车速，同时又无需增大同步器的同步容量，轴承的强度也无需增加，在降低成本的同时缩小了变速器箱体的尺寸。

本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器，如图1所示，还包括第一输入轴9，第一电机1通过链传动与第一输入轴9传动连接，双离合器C1/C2与第一输入轴9连接。具体地，本实施例的两个电机与输入轴均通过链传动连接，主动链轮与从动链轮均与对应的轴花键连接，动力通过链条传递，效率高于齿轮啮合的配合方式，也利于提升电机的传动效率，从而提升变速器的动力性能。

如图2及图3提供的曲线图，经数据对比，电机安装方式由现有技术的齿轮啮合改为本申请的链条传动后，变速器效率在常用工况提升了2.47％。

本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器，如图1所示，还包括机械泵8，机械泵8通过第二齿轮传动组与第一输入轴9传动连接。第一电机1驱动第一输入轴9旋转，第一输入轴9带动第二齿轮传动组同步旋转，第二齿轮传动组带动机械泵8的泵轴旋转，为变速器内的部件提供润滑。

具体地，第二电机7通过链传动与第二输入轴10连接。

本实用新型实施例提供的双电机四挡变速器，如图1所示，还包括连接于输出轴4的输出端的差速器6，当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。

本实用新型实施例的电机为GA电机(交流电机)，采用GA电机(换挡，具有较高的工作效率，且利于减小变速器的尺寸和重量，利于变速器成本的降低。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种车辆，具有所述的双电机四挡变速器。

本实用新型实施例提供的车辆工作原理如下：

当驾驶员调整挡位时，TCU(变速箱控制器)接收到调档信号，根据当前挡位和目标挡位确定换挡类型；

换档电机执行机构总成包括选档电机和换档电机。TCU在得到相应信号后，会计算得到一个初步的档位，并发送给换档电机执行机构总成，换档电机执行机构总成根据TCU指令进行挂档动作，换档指会拨动相应的拨叉，拨叉再拨叉相应的同步器完成换档动作。

具体地，当车辆处于空挡时，TCU接收到换挡信号，将信号发送到选档电机，选档电机根据目标挡位移动选档轴，从而选取对应挡位的拨叉。

具体地，TCU根据接收到的换挡信号，同步将信号发送到换挡电机，换挡电机根据指令选取对应的挡位，拨动挡位拨叉，完成换挡动作。

本实用新型实施例提供的车辆，由于采用了这种无需增加机械倒挡结构的正转电机实现倒挡功能，在减轻变速器的重量、节约变速器内部空间、减小变速器尺寸、降低变速器的制作成本的同时，利于整车的集约化、轻质化及制作成本的降低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双电机四挡变速器，其特征在于，包括：第一电机(1)、第二电机(7)、奇数输入轴(3)、偶数输入轴(2)、一挡齿轮组(G1)、二挡齿轮组(G2)、三挡齿轮组(G3)、四挡齿轮组(G4)、第二输入轴(10)以及输出轴(4)；

所述偶数输入轴(2)空套于所述奇数输入轴(3)上，所述奇数输入轴(3)和所述偶数输入轴(2)通过双离合器(C1/C2)与所述第一电机(1)连接；

所述第二输入轴(10)与所述第二电机(7)连接，所述第二输入轴(10)通过所述一挡齿轮组(G1)和所述三挡齿轮组(G3)与所述奇数输入轴(3)连接；所述第二输入轴(10)通过所述二挡齿轮组(G2)和所述四挡齿轮组(G4)与所述偶数输入轴(2)连接；

所述第二输入轴(10)上安装有第一同步器(B)和第二同步器(A)，所述第一同步器(B)可选择地与所述一挡齿轮组(G1)和所述三挡齿轮组(G3)结合，所述第二同步器(A)可选择地与所述二挡齿轮组(G2)和所述四挡齿轮组(G4)结合；

所述第二输入轴(10)通过第一传动齿轮组与所述输出轴(4)传动连接。

2.如权利要求1所述的双电机四挡变速器，其特征在于，所述一挡齿轮组(G1)包括一挡主动齿轮(G11)和一挡从动齿轮(G12)；所述三挡齿轮组(G3)包括三挡主动齿轮(G31)和三挡从动齿轮(G32)；所述一挡主动齿轮(G11)和所述三挡主动齿轮(G31)套装于所述奇数输入轴(3)上；

所述二挡齿轮组(G2)包括二挡主动齿轮(G21)和二挡从动齿轮(G22)，所述四挡齿轮组(G4)包括四挡主动齿轮(G41)和四挡从动齿轮(G42)；所述二挡从动齿轮(G22)和所述四挡主动齿轮(G41)套装于所述偶数输入轴(2)上；

所述一挡从动齿轮(G12)、所述三挡从动齿轮(G32)、所述二挡从动齿轮(G22)以及所述四挡从动齿轮(G42)均空套于所述第二输入轴(10)上；

所述第一同步器(B)可选择地与所述一挡从动齿轮(G12)或所述三挡从动齿轮(G32)结合，所述第二同步器(A)可选择地与所述二挡从动齿轮(G22)或所述四挡从动齿轮(G42)结合。

3.如权利要求1所述的双电机四挡变速器，其特征在于，还包括行星齿轮系(5)，所述行星齿轮系(5)装配于所述输出轴(4)上。

4.如权利要求3所述的双电机四挡变速器，其特征在于，所述行星齿轮系(5)包括太阳轮(53)、行星轮(52)、行星架(56)和齿圈(51)，所述太阳轮(53)装配在所述输出轴(4)的输入端，所述行星轮(52)与所述齿圈(51)和所述太阳轮(53)啮合，所述行星轮(52)装配在所述行星架(56)上，所述行星架(56)装配在所述输出轴(4)的输出端，所述齿圈(51)装配在变速器的箱体上。

5.如权利要求4所述的双电机四挡变速器，其特征在于，所述输出轴(4)的输出端设有接合齿(55)，所述输出轴(4)的输入端还设有齿毂(54)；所述接合齿(55)可选择地与所述行星架(56)和所述齿毂(54)接合。

6.如权利要求1所述的双电机四挡变速器，其特征在于，还包括第一输入轴(9)，所述第一电机(1)通过链传动与所述第一输入轴(9)传动连接，所述双离合器(C1/C2)与所述第一输入轴(9)连接。

7.如权利要求6所述的双电机四挡变速器，其特征在于，还包括机械泵(8)，所述机械泵(8)通过第二齿轮传动组与所述第一输入轴(9)传动连接。

8.如权利要求1所述的双电机四挡变速器，其特征在于，所述第二电机(7)通过链传动与所述第二输入轴(10)连接。

9.如权利要求1所述的双电机四挡变速器，其特征在于，还包括连接于所述输出轴(4)的输出端的差速器(6)。

10.一种车辆，其特征在于，具有如权利要求1-9任一项所述的双电机四挡变速器。

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