CN219172158U - 一种双电机四驱系统及装载机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双电机四驱系统及装载机，通过设置第一电机以及第二电机，第一电机和第二电机均传动连接前驱动桥和后驱动桥；其中，第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置；即可以利用第一电机或第二电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，并且在第一电机和第二电机中的一个或两个与前驱动桥、后驱动桥之间设置脱开装置，以实现第一电机或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输和动力中断，可以采用单个电机或两个电机(换挡不中断动力)实现四轮驱动，不仅可以保证驱动力，而且还可以提高单个电机的负载率和效率。

Description

一种双电机四驱系统及装载机

技术领域

本实用新型涉及电驱动系统领域，具体涉及一种双电机四驱系统及装载机。

背景技术

装载机用于土壤、砂石、煤炭等等散装物料的装卸、推运以及施工等等作业，其广泛应用于各类施工场所。目前，轮式装载机驱动控制系统大量采用的是以内燃机用动力，传动装置为液力传动，其主要由发动机、变矩器、换档变速器、传动轴、驱动桥等组成。发动机一般以柴油发动机为主，发动机在作业过程中会产生大量的有害气体，并且发动机若工作在低效率状态时，其燃油经济性会较低、且排放的有害气体更多。

随着近几年电动汽车行业的发展，慢慢也出现了电动机为动力的装载机，但是为了保证装载机的驱动能力，避免因为前轮或后轮翘起或打滑的现象，通常需要实现装载机的四轮驱动。然而，现有的处理方式多为采用多个电机和多个控制器分别驱动前轮和后轮，虽然这样能够实现四驱，但是由于多个控制器不仅增加了整车的布置空间需求，而且还增加了成本，并且部件的增加也会导致故障点的增加，另外装载机的动力需求也有较大变化，若一直采用多个电机驱动，不仅会造成能量的浪费，而且还会使得电机的负载率不高、效率不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例致力于提供了一种双电机四驱系统及装载机，解决了上述技术问题。

根据本实用新型的一方面，本实用新型一实施例提供的一种双电机四驱系统，包括：第一电机，所述第一电机传动连接前驱动桥和后驱动桥；以及第二电机，所述第二电机传动连接所述前驱动桥和所述后驱动桥；其中，所述第一电机与所述前驱动桥、所述后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或所述第二电机与所述前驱动桥、所述后驱动桥之间设置第二脱开装置。

在一实施例中，所述双电机四驱系统还包括第一减速装置，所述第一减速装置设置于所述第一电机与所述前驱动桥之间。

在一实施例中，所述双电机四驱系统还包括第二减速装置，所述第二减速装置设置于所述第二电机与所述前驱动桥之间。

在一实施例中，所述双电机四驱系统还包括第一减速装置和第二减速装置，所述第一减速装置设置于所述第一电机与所述前驱动桥之间，所述第二减速装置设置于所述第二电机与所述前驱动桥之间，所述第二减速装置与所述前驱动桥之间设置所述第二脱开装置；其中，所述第一减速装置的减速比小于所述第二减速装置的减速比。

在一实施例中，所述前驱动桥和后驱动桥通过传动轴连接。

在一实施例中，所述双电机四驱系统还包括：相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮设置于所述前驱动桥和所述传动轴之间，所述主动锥齿轮连接所述前驱动桥，所述从动锥齿轮连接所述传动轴。

在一实施例中，所述第一电机和所述第二电机设置于所述前驱动桥上。

在一实施例中，所述第一脱开装置包括第一换挡机构，所述第一换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。

在一实施例中，所述第二脱开装置包括第二换挡机构，所述第二换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型一实施例提供的一种装载机，，包括：前驱动桥；后驱动桥；以及如上述任一项所述的双电机四驱系统。

本实用新型实施例提供的一种双电机四驱系统及装载机，通过设置第一电机以及第二电机，第一电机传动连接前驱动桥和后驱动桥，第二电机传动连接前驱动桥和后驱动桥；其中，第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置；即可以利用第一电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，同时可以利用第二电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，并且在第一电机和第二电机中的一个或两个与前驱动桥、后驱动桥之间设置脱开装置，以实现第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或传输中断，或者第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或动力中断，可以采用单个电机实现四轮驱动，也可以采用两个电机(换挡不中断动力)实现四轮驱动，不仅可以保证驱动力，而且还可以提高单个电机的负载率和效率。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种双电机四驱系统的结构示意图。

附图标记说明：第一电机M1、第二电机M2、第一减速装置I、第二减速装置II、第二脱开装置K、传动轴D、主动锥齿轮G1、从动锥齿轮G2。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

图1所示为本申请一实施例提供的一种双电机四驱系统的结构示意图。如图1所示，该双电机四驱系统包括：第一电机M1和第二电机M2，第一电机M1传动连接前驱动桥和后驱动桥，第二电机M2传动连接前驱动桥和后驱动桥；其中，第一电机M1与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机M2与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置。

电机作为驱动车辆行驶的驱动装置，因其低排放(电机由电驱动，车辆运行过程中无排放)、响应速度快且可实现电动自动化，电机被广泛应用于车辆的驱动。对于装载机等负载较重的车辆，为了避免其前轮、后轮打滑或翘起而导致难以正常行驶的问题，通常装载机都会采用四轮驱动系统，即驱动装置可以同时驱动前轮和后轮转动。然而，对于电动装载机，若要实现四轮驱动，可以采用多个电机(例如2个或3个)分别与电动装载机的前驱动桥和后驱动桥连接，以分别驱动前驱动桥和后驱动桥，继而分别驱动前轮和后轮转动。这样分别驱动前轮和后轮转动的驱动系统，需要保证单个电机可以保证整个装载机的动力需求(保证车轮打滑时仍然能够正常行驶)，从而导致电机的功率冗余设置，即增加了电机的成本和体积；而在正常行驶(无打滑等现象)时，多个电机都不用输出较高的功率，这就会导致电机功率的浪费，其负载率不高、效率不高。

为了解决上述问题，本申请提出了一种双电机四驱系统，通过设置两个电机：第一电机和第二电机，第一电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥，第二电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥，并且第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置，即利用第一脱开装置实现第一电机与前驱动桥、后驱动桥传动连接和传动断开，或者利用第二脱开装置实现第二电机与前驱动桥、后驱动桥传动连接和动力中断，从而可以实现第一电机或第二电机单独传动至前驱动桥和后驱动桥，也可以实现第一电机和第二电机同时传动至前驱动桥和后驱动桥，即实现了第一电机和第二电机的并联驱动。例如仅在第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置，当装载机需要大扭矩(低速或负载较大)时，可以结合第二脱开装置以实现第一电机和第二电机耦合并联输出扭矩；当装载机需要小扭矩(中高速或负载较轻)时，可以断开第二脱开装置，由第一电机单独输出扭矩，不仅可以保证装载机的实时四轮驱动和大功率需求，还可以保证当前提供输出扭矩的电机的负载率和效率。

另外，在单个电机故障时还可以由另一个电机单独驱动以实现跛行模式，例如若第二电机失效时，可以断开第二脱开装置，由第一电机单独驱动，从而提高安全性。

本实用新型实施例提供的一种双电机四驱系统，通过设置第一电机以及第二电机，第一电机传动连接前驱动桥和后驱动桥，第二电机传动连接前驱动桥和后驱动桥；其中，第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置；即可以利用第一电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，同时可以利用第二电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，并且在第一电机和第二电机中的一个或两个与前驱动桥、后驱动桥之间设置脱开装置，以实现第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或传输中断，或者第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或动力中断，可以采用单个电机实现四轮驱动，也可以采用两个电机(换挡不中断动力)实现四轮驱动，不仅可以保证驱动力，而且还可以提高单个电机的负载率和效率。

在一实施例中，上述第一脱开装置可以包括第一换挡机构，第一换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。具体的，第一换挡机构仅包括在挡(第一脱开装置结合，即第一电机与前驱动桥、后驱动桥传动连接)和脱挡(第一脱开装置脱开，即第一电机与前驱动桥、后驱动桥传动断开)两种状态，不存在空挡等其他的挡位，通过机械精度保证第一脱开装置的状态稳定性，避免第一换挡机构在进入其他挡位时的打齿现象。

应当理解，本申请可以根据实际应用场景的需求而选取其他的第一脱开装置，例如离合器等结构，只要所选取的第一脱开装置可以实现第一电机与前驱动桥、后驱动桥的传动连接和传动断开即可，本申请实施例对于第一脱开装置的具体结构不做限定。

在一实施例中，上述第二脱开装置可以包括第二换挡机构，第二换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。具体的，第二换挡机构仅包括在挡(第二脱开装置结合，即第二电机与前驱动桥、后驱动桥传动连接)和脱挡(第二脱开装置脱开，即第二电机与前驱动桥、后驱动桥传动断开)两种状态，不存在空挡等其他的挡位，通过机械精度保证第二脱开装置的状态稳定性，避免第二换挡机构在进入其他挡位时的打齿现象。

应当理解，本申请可以根据实际应用场景的需求而选取其他的第二脱开装置，例如离合器等结构，只要所选取的第二脱开装置可以实现第二电机与前驱动桥、后驱动桥的传动连接和传动断开即可，本申请实施例对于第二脱开装置的具体结构不做限定。

在一实施例中，如图1所示，上述双电机四驱系统还可以包括第一减速装置I(虚线框内部分)，第一减速装置I设置于第一电机M1与前驱动桥之间。

通过在第一电机M1与前驱动桥之间设置第一减速装置I，通过第一减速装置I可以增加第一电机M1输出至前驱动桥的扭矩，从而提高第一电机M1的驱动能力。

在一实施例中，如图1所示，上述双电机四驱系统还可以包括第二减速装置II(虚线框内部分)，第二减速装置II设置于第二电机M2与前驱动桥之间。

通过在第二电机M2与前驱动桥之间设置第二减速装置II，通过第二减速装置II可以增加第二电机M2输出至前驱动桥的扭矩，从而提高第二电机M2的驱动能力。

在一实施例中，如图1所示，上述双电机四驱系统还可以包括第一减速装置I和第二减速装置II，第一减速装置I设置于第一电机M1与前驱动桥之间，第二减速装置II设置于第二电机M2与前驱动桥之间，第二减速装置II与前驱动桥之间设置第二脱开装置K；其中，第一减速装置I的减速比小于第二减速装置II的减速比。

通过在第一电机M1与前驱动桥之间设置第一减速装置I、在第二电机M2与前驱动桥之间设置第二减速装置II，以增加第一电机M1和第二电机M2输出至前驱动桥的扭矩，从而提高第一电机M1和第二电机M2的驱动能力，其中，第一减速装置I的减速比小于第二减速装置II的减速比。并且仅在第二减速装置II与前驱动桥之间设置第二脱开装置K，在低速大扭矩时第二脱开装置K结合，由第一电机M1和第二电机M2耦合共同驱动装载机行驶，提高装载机的铲装能力；在中高速工况时第二脱开装置K脱开，由第一电机M1单独提供驱动扭矩，以提高第一电机M1的负载率，从而提高整车的经济性，同时还能避免车速过高而导致第二电机M2的转速(第二减速装置II的减速比较大，导致第二电机M2的输出转速更高)超出上限。

在一实施例中，如图1所示，上述前驱动桥和后驱动桥通过传动轴D连接。前驱动桥和后驱动桥通过传动轴D连接，以实现前驱动桥和后驱动桥的传动连接，从而实现单个电机传动连接前驱动桥或后驱动桥即可同步驱动前轮和后轮，即单个电机即可实现四轮驱动。

在一实施例中，如图1所示，上述双电机四驱系统还可以包括：相互啮合的主动锥齿轮G1和从动锥齿轮G2，主动锥齿轮G1与从动锥齿轮G2设置于前驱动桥和传动轴D之间，主动锥齿轮G1连接前驱动桥，从动锥齿轮G2连接传动轴D。

本申请还可以在前驱动桥和传动轴D之间设置相互啮合的主动锥齿轮G1和从动锥齿轮G2，其中，主动锥齿轮G1的一端与从动锥齿轮G2啮合，从动锥齿轮G2远离主动锥齿轮G1的一端连接传动轴D，从而实现前驱动桥和后驱动桥的传动连接(且保证传动方向一致)，从而实现实时四轮驱动。

在一实施例中，上述第一电机M1和第二电机M2可以设置于前驱动桥上。为了减少驱动系统占用的空间，本申请可以将第一电机M1和第二电机M2都设置于前驱动桥上，以减少对后驱动桥处空间的占用，从而优化了整车高压线束和冷却管路的布置。应当理解，本申请也可以将第一电机M1和第二电机M2都设置于后驱动桥上，或者将第一电机M1和第二电机M2分别设置于前驱动桥和后驱动桥上，本申请对于第一电机M1和第二电机M2的具体设置位置不做限定。

本实用新型还提供了一种装载机，包括：前驱动桥；后驱动桥；以及如上述任一项的双电机四驱系统。

本实用新型实施例提供的一种装载机，通过设置第一电机以及第二电机，第一电机传动连接前驱动桥和后驱动桥，第二电机传动连接前驱动桥和后驱动桥；其中，第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间设置第二脱开装置；即可以利用第一电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，同时可以利用第二电机同时驱动前驱动桥和后驱动桥以实现四轮驱动，并且在第一电机和第二电机中的一个或两个与前驱动桥、后驱动桥之间设置脱开装置，以实现第一电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或动力中断，或者第二电机与前驱动桥、后驱动桥之间的动力传输或传输中断，可以采用单个电机实现四轮驱动，也可以采用两个电机(换挡不中断动力)实现四轮驱动，不仅可以保证驱动力，而且还可以提高单个电机的负载率和效率。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

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)

1.一种双电机四驱系统，其特征在于，包括：

第一电机，所述第一电机传动连接前驱动桥和后驱动桥；以及

第二电机，所述第二电机传动连接所述前驱动桥和所述后驱动桥；

其中，所述第一电机与所述前驱动桥、所述后驱动桥之间设置第一脱开装置，和/或所述第二电机与所述前驱动桥、所述后驱动桥之间设置第二脱开装置。

2.根据权利要求1所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述双电机四驱系统还包括第一减速装置，所述第一减速装置设置于所述第一电机与所述前驱动桥之间。

3.根据权利要求1所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述双电机四驱系统还包括第二减速装置，所述第二减速装置设置于所述第二电机与所述前驱动桥之间。

4.根据权利要求1所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述双电机四驱系统还包括第一减速装置和第二减速装置，所述第一减速装置设置于所述第一电机与所述前驱动桥之间，所述第二减速装置设置于所述第二电机与所述前驱动桥之间，所述第二减速装置与所述前驱动桥之间设置所述第二脱开装置；其中，所述第一减速装置的减速比小于所述第二减速装置的减速比。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述前驱动桥和后驱动桥通过传动轴连接。

6.根据权利要求5所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述双电机四驱系统还包括：相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮设置于所述前驱动桥和所述传动轴之间，所述主动锥齿轮连接所述前驱动桥，所述从动锥齿轮连接所述传动轴。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机设置于所述前驱动桥上。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述第一脱开装置包括第一换挡机构，所述第一换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的双电机四驱系统，其特征在于，所述第二脱开装置包括第二换挡机构，所述第二换挡机构包括在挡和脱挡两个挡位。

10.一种装载机，其特征在于，包括：

前驱动桥；

后驱动桥；以及

如上述权利要求1-9中任一项所述的双电机四驱系统。

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