CN219035473U - 一种无换挡动力中断的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无换挡动力中断的驱动系统，通过将第一电机和第二电机平行布置，分别与变速箱的第一输入轴和第二输入轴连接，且每根输入轴上装有2个档位的齿轮。变速箱包含3个换挡滑套结构，分别为C1滑套、C2滑套和C3滑套，通过3个滑套间的组合，可实现变速箱的8种工作模式，模式1至模式7之间顺序切换过程中，至少一个电机的扭矩经过变速箱能够输出到法兰盘，实现模式间换挡切换动力无中断。采用双电机和变速箱滑套换挡间的组合及控制，能够实现驱动过程换挡的无动力中断、动力损失最小，可灵活分配2个电机参与驱动及能量回收，使电机始终运行在最高效区域，减少电能消耗。

Description

一种无换挡动力中断的驱动系统

技术领域

本实用新型属于变速器换挡技术领域，涉及一种无换挡动力中断的驱动系统。

背景技术

目前纯电动中、重型商用车驱动系统大多为中央集成式结构，该结构通常包含单个电机，单个带自动操纵的机械变速器(AMT)，类似传统燃油车发动机单动力源结构及控制。因为AMT换挡有动力中断，但在一些要求动力不中断的工况、大坡度、路况较差的工况下，且对AMT变速器换挡可靠性和舒适性要求比较高的运营场景，由于AMT换挡失败导致的问题就比较突出，导致车辆会发生顿挫，由于动力中断，也会使车辆出现噪音，抖动的问题，也影响了司机的驾驶体验感。因此，现有的在纯电动中重卡、矿用车市场，在换挡过程中由于动力中断、导致动力损失和换挡失败的问题，从而影响汽车的动力性和经济性以及司机的驾驶体验感。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种无换挡动力中断的驱动系统，采用双电机和滑套换挡间的组合及控制，能够实现驱动过程换挡的无动力中断、动力损失最小，可避免AMT换挡动力中断、换挡失败等突出问题，提高了汽车的动力性和经济性以及司机的驾驶舒适度。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种无换挡动力中断的驱动系统，包括第一电机，第二电机和变速箱；

所述第一电机和第二电机的输出轴分别与变速箱的第一输入轴和第二输入轴刚性连接，所述第一输入轴和第二输入轴上分别安装有第一档位齿轮和第二档位齿轮；所述变速箱上装配有C1滑套，C2滑套和C3滑套，所述C1滑套和C2滑套均装配在第一输入轴上，所述C3滑套装配在第二输入轴上；

所述第一输入轴上装配有变速器第一输入轴浮动轮，所述变速器第一输入轴浮动轮空套在第一输入轴上；所述第二输入轴上装配有第二输入轴常齿合轮；所述第二输入轴常齿合轮与第二输入轴刚性连接；

所述变速箱的输出轴上装配有输出轴浮动轮，并分别与第一输入轴浮动轮和第二输入轴常齿合轮齿合。

优选的，所述C1滑套装配在C1滑套花键齿上，所述C1滑套花键齿固定装配在第一输入轴上，所述C2滑套空套在C2滑套花键齿轮上，所述C2滑套花键齿轮与第一输入轴刚性连接；所述C3滑套空套在C3滑套花键上，所述C3滑套花键与第二输入轴刚性连接。

优选的，所述第一档位齿轮包括第一输入轴1档浮动轮，第一输入轴1档结合齿，第一输入轴2档结合齿和第一输入轴2档浮动轮，所述第一输入轴1档浮动轮空套在第一输入轴上；所述第一输入轴1档结合齿空套在第一输入轴上，并与第一输入轴1档浮动轮刚性连接；第一输入轴2档结合齿与第一输入轴2档浮动轮固定连接，且共同空套在第一输入轴上。

优选的，所述第二档位齿轮包括第二输入轴1档浮动轮，第二输入轴1档结合齿，第二输入轴2档结合齿和第二输入轴2档浮动轮；所述第二输入轴1档浮动轮和第二输入轴1档结合齿之间刚性连接，且共同空套在第二输入轴上；所述第二输入轴2档结合齿和第二输入轴2档浮动轮刚性连接，且共同空套在第二输入轴上。

优选的，所述变速箱的输出轴上装配有输出轴2档常齿合轮和输出轴1档常齿合轮，所述输出轴2档常齿合轮与输出轴刚性连接，并与第一输入轴2档浮动轮和第二输入轴2档浮动轮齿合，所述输出轴1档常齿合轮与输出轴刚性连接，并分别与第一输入轴1档浮动轮和第二输入轴1档浮动轮齿合。

优选的，所述第一输入轴上装配有第一输入轴浮动轮结合齿；第一输入轴浮动轮结合齿空套在第一输入轴，并与第一输入轴浮动轮固定连接。

优选的，所述第二输入轴常齿合齿轮上装配有取力器常齿合和取力器输出轴，所述取力器常齿合与第二输入轴常齿合齿轮齿合，并与取力器输出轴刚性连接，

优选的，所述取力器输出轴上装配有取力器输出法兰，所述取力器输出法兰刚性装配在取力器输出轴上。

优选的，所述变速箱的输出轴上装配有输出法兰。

优选的，所述第一输入轴上装配有轴承；第二输入轴上装配有轴承；所述变速箱的输出轴上装配有轴承。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本文提出的一种新型无换挡动力中断的驱动系统构型，具有2个高速电机，含3个换挡滑套的变速箱，系统可实现8种工作模式，采用双电机和滑套换挡间的组合及控制，能够实现驱动过程换挡的无动力中断、动力损失最小，可避免AMT换挡动力中断、换挡失败等突出问题。无动力中断换挡模式1至模式7，能够保证电机1和电机2动力输入给变速箱，在变速箱内部传递并耦合扭矩，第一电机、第二电机的动力经过变速箱最终均能输出到法兰盘。模式1至模式7之间顺序切换过程中，至少一个电机的扭矩经过变速箱能够输出到法兰盘，实现模式间换挡切换动力无中断。当保持某一个工作模式时，可根据当时的整车扭矩需求，调整2个电机的扭矩比例，改变电机的工作点，优化驱动系统效率。无换挡动力中断驱动系统，具有无动力中断换挡的要求，动力损失最小，可避免AMT换挡动力中断、换挡失败等突出问题，且能够优化驱动系统效率，减小能量消耗，实现纯电动驱动无动力中断功能可以通过不小于2个电机的动力来源，配合不小于2个滑套结构的挂挡结构，在一个电机传递动力的滑套摘空档时，其余电机传递动力的滑套能够在挡状态，并持续传递动力，保证换挡过程驱动系统总输出扭矩不会清为0，从而实现挡位切换时动力不中断，保证换挡平顺性，也可以降低换挡失败。

进一步，本实用新型的无换挡动力中断的驱动系统构型用于纯电动中重卡商用车、纯电动矿用车。采用双电机和变速箱滑套换挡间的组合及控制，能够实现驱动过程换挡的无动力中断、动力损失最小，可灵活分配2个电机参与驱动及能量回收，使电机始终运行在最高效区域，减少电能消耗。

附图说明

图1为无换挡动力中断的双电机驱动系统结构图；

图2为实施例中的双电机驱动系统为工作模式0的结构图；

图3为实施例中的双电机驱动系统为工作模式1的构图；

图4为实施例中的双电机驱动系统为工作模式2的结构图；

图5为实施例中的双电机驱动系统为工作模式3的结构图；

图6为实施例中的双电机驱动系统为工作模式4的结构图；

图7为实施例中的双电机驱动系统为工作模式5的结构图；

图8为实施例中的双电机驱动系统为工作模式6的结构图；

图9为实施例中的双电机驱动系统为工作模式7的结构图；

图中：10-第一电机；20-第一输入轴；30-轴承；40-第一输入轴浮动轮；50-第一输入轴浮动轮结合齿；60-C1滑套花键齿轮；70-C1滑套；80-第一输入轴1档浮动轮；90-第一输入轴1档结合齿；100-C2滑套花键齿轮；110-C2滑套；120-第一输入轴2档结合齿；130-第一输入轴2档浮动轮；140-第二电机；150-第二输入轴；160-第二输入轴常齿合轮；170-取力器常齿合轮，180-取力器输出轴；190-取力器输出法兰；200-第二输入轴1档浮动轮；210-第二输入轴1档结合齿；220-C3滑套花键；225-C3滑套；230-第二输入轴2档结合齿；240-第二输入轴2档浮动轮；250-输出轴浮动轮；260-输出轴；270-输出法兰；280-输出轴2档常齿合轮；290-输出轴1档常齿合轮。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种无换挡动力中断的驱动系统结构见图1。10-第一电机；20-第一输入轴；30-轴承；40-第一输入轴浮动轮；50-第一输入轴浮动轮结合齿；60-C1滑套花键齿轮；70-C1滑套；80-第一输入轴1档浮动轮；90-第一输入轴1档结合齿；100-C2滑套花键齿轮；110-C2滑套；120-第一输入轴2档结合齿；130-第一输入轴2档浮动轮；140-第二电机；150-第二输入轴；160-第二输入轴常齿合轮；170-取力器常齿合轮，180-取力器输出轴；190-取力器输出法兰；200-第二输入轴1档浮动轮；210-第二输入轴1档结合齿；220-C3滑套花键；225-C3滑套；230-第二输入轴2档结合齿；240-第二输入轴2档浮动轮；250-输出轴浮动轮；260-输出轴；270-输出法兰；280-输出轴2档常齿合轮；290-输出轴1档常齿合轮。

装配关系：

第一电机10与第一输入轴20刚性连接，第一输入轴20上装配了2处轴承30，变速器第一输入轴浮动轮40空套在第一输入轴20上自由旋转，第一输入轴浮动轮结合齿50空套在第一输入轴20上，与第一输入轴浮动轮40固定连接；C1滑套花键齿60固定装配在第一输入轴20，C1滑套70装配在C1滑套花键齿60上，并可以沿着第一输入轴20轴向左右滑动；第一输入轴1档浮动轮80空套在第一输入轴20上，可自由旋转；第一输入轴1档结合齿90空套在第一输入轴20上，并与第一输入轴1档浮动轮80刚性连接；C2滑套花键齿轮100与第一输入轴20刚性连接，C2滑套110空套在C2滑套花键齿轮100，可沿着第一输入轴20轴向左右移动；第一输入轴2档结合齿120与第一输入轴2档浮动轮130固定连接，并同时空套在第一输入轴20。第二电机140与第二输入轴150刚性连接，第二输入轴150上装配了2出轴承30；第二输入轴常齿合齿轮160与第二输入轴150刚性连接；取力器常齿合170与第二输入轴常齿合齿轮160齿合，并与取力器输出轴180刚性连接，取力器输出法兰190刚性装配在取力器输出轴180上；第二输入轴1档浮动轮200和第二输入轴1档结合齿210刚性连接，共同空套在第二输入轴150上；C3滑套花键齿轮220与第二输入轴150刚性连接，C3滑套225空套在C3滑套花键220上，并可沿着第二输入轴150左右移动；第二输入轴2档结合齿230和第二输入轴2档浮动轮240刚性连接，共同空套在第二输入轴150上，可自由转动；输出轴浮动轮250空套在输出轴260上，可自由转动，并分别与第一输入轴浮动轮40和第二输入轴常齿合轮160齿合；输出轴2档常齿合轮280与输出轴260刚性连接，并与第一输入轴2档浮动轮130和第二输入轴2档浮动轮240齿合；输出轴1档常齿合轮290与输出轴260刚性连接，并分别与第一输入轴1档浮动轮80和第二输入轴1档浮动轮200齿合；输出法兰270刚性装配在输出轴260上；

(1)动力输入具有第一电机和第二电机，2个电机平行布置，分别为最大额定功率80kW-280kW范围内的电机，电机转速范围5000rpm-12000rpm。

(2)变速箱包含3个换挡滑套结构，分别为C1滑套、C2滑套、C3滑套，通过3个滑套间的组合，可实现变速箱的8种工作模式，见表1。

(3)电机1和电机2分别与变速箱的2个输入轴连接，每根输入轴上装有2个档位的齿轮。

(4)电机1和电机2的扭矩、转速在变速器输出轴上进行耦合，通过法兰输出动力给整车传动轴。

工作特点：

本文所述无换挡动力中断驱动系统，具有8中工作模式，可实现换挡无动力中断，各模式动力传递路线如下：

表1系统工作模式

工作模式0：

图2所示C1滑套70、C2滑套110、C3滑套225均处于中间位置，不与任何结合齿轮齿合；

工作模式1：

图3所示，C1滑套70与第一输入轴浮动轮结合齿50齿合，C2滑套110在空挡位置，C3滑套225与第二输入轴1档结合齿210齿合。

工作模式2：

图4所示，C1滑套70在空挡位置，C2滑套110与第一输入轴1档结合齿90齿合，C3滑套225与第二输入轴1档结合齿210齿合。

工作模式3：

图5所示，C1滑套70与第一输入轴浮动轮结合齿50齿合,C2滑套110与第一输入轴1档结合齿90齿合，C3滑套225在空挡位置。

Claims (10)

1.一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，包括第一电机(10)，第二电机(140)和变速箱；

所述第一电机(10)和第二电机(140)的输出轴分别与变速箱的第一输入轴(20)和第二输入轴(150)刚性连接，所述第一输入轴(20)和第二输入轴(150)上分别安装有第一档位齿轮和第二档位齿轮；所述变速箱上装配有C1滑套，C2滑套和C3滑套，所述C1滑套和C2滑套(110)均装配在第一输入轴(20)上，所述C3滑套装配在第二输入轴(150)上；所述第一输入轴(20)上装配有变速器第一输入轴浮动轮(40)，所述变速器第一输入轴浮动轮(40)空套在第一输入轴(20)上；所述第二输入轴(150)上装配有第二输入轴常齿合轮(160)；所述第二输入轴常齿合轮(160)与第二输入轴(150)刚性连接；所述变速箱的输出轴(260)上装配有输出轴浮动轮(250)，并分别与第一输入轴浮动轮(40)和第二输入轴常齿合轮(160)齿合。

2.根据权利要求1所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述C1滑套(70)装配在C1滑套花键齿(60)上，所述C1滑套花键齿(60)固定装配在第一输入轴(20)上，所述C2滑套(110)空套在C2滑套花键齿轮(100)上，所述C2滑套花键齿轮(100)与第一输入轴(20)刚性连接；所述C3滑套(225)空套在C3滑套花键(220)上，所述C3滑套花键(220)与第二输入轴(150)刚性连接。

3.根据权利要求2所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述第一档位齿轮包括第一输入轴1档浮动轮(80)，第一输入轴1档结合齿(90)，第一输入轴2档结合齿(120)和第一输入轴2档浮动轮(130)，所述第一输入轴1档浮动轮(80)空套在第一输入轴(20)上；所述第一输入轴1档结合齿(90)空套在第一输入轴(20)上，并与第一输入轴1档浮动轮(80)刚性连接；第一输入轴2档结合齿(120)与第一输入轴2档浮动轮(130)固定连接，且共同空套在第一输入轴(20)上。

4.根据权利要求3所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述第二档位齿轮包括第二输入轴1档浮动轮(200)，第二输入轴1档结合齿(210)，第二输入轴2档结合齿(230)和第二输入轴2档浮动轮(240)；所述第二输入轴1档浮动轮(200)和第二输入轴1档结合齿(210)之间刚性连接，且共同空套在第二输入轴(150)上；所述第二输入轴2档结合齿(230)和第二输入轴2档浮动轮(240)刚性连接，且共同空套在第二输入轴(150)上。

5.根据权利要求4所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述变速箱的输出轴(260)上装配有输出轴2档常齿合轮(280)和输出轴1档常齿合轮(290)，所述输出轴2档常齿合轮(280)与输出轴(260)刚性连接，并与第一输入轴2档浮动轮(130)和第二输入轴2档浮动轮(240)齿合，所述输出轴1档常齿合轮(290)与输出轴(260)刚性连接，并分别与第一输入轴1档浮动轮(80)和第二输入轴1档浮动轮(200)齿合。

6.根据权利要求1所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述第一输入轴(20)上装配有第一输入轴浮动轮结合齿(50)；第一输入轴浮动轮结合齿(50)空套在第一输入轴(20)，并与第一输入轴浮动轮(40)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述第二输入轴常齿合轮(160)上装配有取力器常齿合(170)和取力器输出轴(180)，所述取力器常齿合(170)与第二输入轴常齿合轮(160)齿合，并与取力器输出轴(180)刚性连接。

8.根据权利要求7所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述取力器输出轴(180)上装配有取力器输出法兰(190)，所述取力器输出法兰(190)刚性装配在取力器输出轴(180)上。

9.根据权利要求1所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述变速箱的输出轴(260)上装配有输出法兰(270)。

10.根据权利要求1所述的一种无换挡动力中断的驱动系统，其特征在于，所述第一输入轴(20)上装配有轴承(30)；第二输入轴(150)上装配有轴承(30)；所述变速箱的输出轴(260)上装配有轴承(30)。

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