CN219523672U - 一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型、车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型、车辆，电驱桥构型包括：第一电机以及与第一电机匹配的齿轮轴系，第二电机以及与第二电机匹配的齿轮轴系，第一电机通过第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、第一侧的二挡主动齿轮连接，第二电机通过第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、第二侧的二挡主动齿轮连接，第一电机一侧的二轴与第二电机一侧的二轴以车桥轴线为中心前后对称布置。通过本申请电驱桥构型的质量分布合理地改善了车桥的受力与振动状况，实现了换挡动力不中断、且改善了换挡品质，避免了坡道溜车的风险；同时还实现了多种动力组合模式，增大了总成传动速比。本申请可用于新能源商用车。

Description

一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型、车辆

技术领域

本申请涉及驱动桥结构技术领域，具体涉及一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型、车辆。

背景技术

驱动桥结构，主要将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩。

相关技术中的双电机两挡或多挡的技术方案中，一种方案是在车桥两侧布设双电机，双电机经过各自的一轴、二轴后，在公共的三轴上进行动力汇流，并在公共的三轴上布设一个结合齿套机构用于换挡，这种结构在换挡时候，动力会产生中断，且没办法通过对双电机的调整控制避免动力中断，导致特殊路况下动力输出品质变差，甚至产生上坡过程中换挡出现溜坡问题。另一种方案是在车桥两侧布设双电机，双电机经过各自的一轴、二轴后，在公共的三轴上进行动力汇流，双电机各自的二轴上都有结合齿套机构用于换挡，不在公共的三轴上换挡，通过两侧换挡机构的交替工作，能够避免换挡时动力中断的问题，但是该结构因一轴、二轴、三轴的齿轮啮合关系，存在二挡工作的时候，一挡空转的小齿轮转速过高的问题。还有一种方案在总体上一挡和二挡都是两级齿轮传动，在最小离地间隙被严格限制的条件下，大齿轮直径不能做的足够大，所以存在总成速比小的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本申请公开了一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型、车辆，以达到实现换挡动力不中断、避免坡道溜车风险，同时改善换挡品质、增大总成传动速比、结构紧凑、质量分布合理的技术效果。

为达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型，所述电驱桥构型包括：

第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系，

第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系，其中所述第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系与所述第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置；

所述第一电机通过所述第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、第一侧的二挡主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、第二侧的二挡主动齿轮连接，所述第一电机一侧的二轴与第二电机一侧的二轴以车桥轴线为中心前后对称布置。

进一步地，第一侧的换挡结合套和第一侧的齿毂部署在所述第一电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第一侧的齿毂上往复滑动到第一位置、第二位置以及第一N位置；

第二侧的换挡结合套和第二侧的齿毂部署在所述第二电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第二侧的齿毂上往复滑动到第三位置、第四位置以及第二N位置；

所述电驱桥构型还包括：设置在所述第一电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，以及设置在所述第二电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，

其中，所述第一电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第一侧的齿毂的两侧，所述第二电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第二侧的齿毂的两侧，

所述第一电机一侧的二轴分别由所述第一电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，所述第二电机一侧的二轴分别由所述第二电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，且所述第一电机一侧的一档从动齿轮与所述第一侧的一挡主动齿轮啮合、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮与所述第一侧的二挡主动齿轮啮合，所述第二电机一侧的一档从动齿轮与所述第二侧的一挡主动齿轮啮合、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮与所述第二侧的二挡主动齿轮啮合。

进一步地，包括：布置在所述车桥轴线上的公共三轴，所述公共三轴上设有多个刚性连接的齿轮，以接受来自所述第一电机和第二电机的动力，

所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第一电机一侧的二轴刚性连接，所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第二电机一侧的二轴刚性连接，并且所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮、所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮分别与所述公共三轴上的输入齿轮啮合，

所述第一电机发出的动力经所述第一电机的输出轴，分别传至所述第一侧的一挡主动齿轮、所述第一侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第一电机一侧的一挡从动齿轮、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第一电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第一侧的齿毂和所述第一侧的换挡结合套之后，再由所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端；

所述第二电机发出的动力经所述第二电机的输出轴，分别传至所述第二侧的一挡主动齿轮、所述第二侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第二电机一侧的一挡从动齿轮、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第二电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第二侧的齿毂和所述第二侧的换挡结合套之后，再由所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端。

进一步地，还包括：输出轴总成，所述输出轴总成至少包括：减速行星排总成、差速器总成，

所述减速行星排总成包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星轮框架，所述内齿圈与电驱桥壳体刚性固连，所述减速行星排的太阳轮接受来自所述公共三轴的动力产生旋转运动，所述行星轮包括多个，且绕车桥轴线均匀布置，可围绕所述太阳轮进行公转且相对于行星框架进行自转；

所述差速器总成包括差速器壳体、差速锥齿轮模块，

所述差速器壳体与所述行星轮框架刚性固连，所述差速器壳体内部套设有成组的所述差速锥齿轮模块，所述差速锥齿轮模块将来自于所述减速行星排总成的动力分配给左右两侧的半轴，并由所述半轴传至所述轮端。

进一步地，所述差速器总成还包括差速锁齿套，所述差速锁齿套设置在所述输出轴总成的右半轴上，且所述差速锁齿套与所述差速器壳体连接，

当车辆处于正常行驶工况时，所述差速锁齿套处于常开状态，所述输出轴总成的右半轴、所述公共三轴可相对于所述差速器壳体进行转动；

当车辆一侧驱动轮打滑时，所述差速锁齿套接合锁止，车桥动力经由所述差速器壳体沿着非打滑的另一侧驱动轮输出。

进一步地，在车辆起步至车辆速度变化的过程中，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机进行交替换挡，同时通过两侧的所述第一电机以及所述第二电机之间的挡位配合，形成多种动力组合模式。

进一步地，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，

所述第一电机和第二电机之间的多种动力组合模式包括：单电机两挡挡位组合关系的模式、双电机两挡挡位组合关系的模式、双电机断开模式，其中，挡位组合关系包括在第一电机采用空挡、一挡速比i1或者二挡速比i2，和/或，在第二电机采用空挡、一挡速比i3或者二挡速比i4。

进一步地，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，至少包括：

当车辆起步时，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于第一位置，该侧速比为i1，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于所述第三位置，该侧速比为i3，此时双电机输出的平均速比为(i1+i3)/2；

当车速提升至第一预设车速时，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到所述第一N位置，且所述第一电机一侧的动力不输出，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于所述第三位置，此时对所述第一电机的扭矩减小到零扭矩的状态，所述第二电机的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变，并同时调整所述第一电机的转速至预设范围数值，以使所述第一电机一侧的二挡从动齿轮的转速与所述第一侧的换挡结合套的转速相同，之后，再将所述第一侧的换挡结合套移位到所述第二位置，此时，所述第一电机一侧的速比为i2，所述第二电机一侧的速比为i3，双电机输出的平均速比变为(i2+i3)/2；

当车速继续提升至第二预设车速时，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到所述第二N位置，且所述第二电机一侧的动力不输出，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于所述第二位置，此时对所述第二电机的扭矩减小到零扭矩的状态，所述第一电机的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变，并同时调整第二电机的转速至预设范围数值，以使所述第二电机一侧的二挡从动齿轮的转速与所述第二侧的换挡结合套的转速相同，之后，再将所述第二侧的换挡结合套移位到所述第四位置，此时，所述第一电机一侧的速比为i2，所述第二电机一侧的速比为i4，此时双电机输出的平均速比变为(i2+i4)/2。

进一步地，当所述第一电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮，以及所述第二电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮的齿轮数均一致时，

所述第一电机一侧的速比i1等于所述第二电机一侧的速比i3，所述第一电机一侧的速比i2等于所述第二电机一侧的速比i4。

本申请的第二方面提供了一种车辆，所述车辆包括如上述第一方面任一项所述的双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型。

本申请的优点及有益效果是：通过第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系，第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置，使得总体结构的体积小、结构紧凑、电驱桥构型的质量分布合理、整车布置简单，改善了车桥的受力与振动状况；所述第一电机通过所述第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮连接，同时一挡、二挡主动齿轮分别与其对应设置的一挡、二挡从动齿轮相啮合，实现了双电机的交替换挡、且换挡动力不中断，改善了换挡品质，有助于换挡元件的寿命的提升，避免了坡道溜车风险；通过将换挡机构布设在二轴的方式，便于换挡机构的选型设计，避免了二挡工作时一挡空转的小齿轮转速过大等问题；通过在差速器前加装主减速行星排的方式，有利于增大总成传动速比。此外，可以通过对两侧换挡机构和电机的操控，实现多种动力组合模式，包括四种双电机动力组合模式、四种单电机动力组合模式，一种双电机断开模式，由此实现了根据道路工况或者作业任务来灵活分配动力模式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一个实施例中的双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型的结构示意图。

图中：1、电驱桥壳体及与其固连不动的支撑结构；2、电机A；3、电机A的输出轴；4、电机A侧的二挡主动齿轮；5、电机A侧的一挡主动齿轮；6、电机A侧的换挡结合套；7、电机A侧的一挡从动齿轮；8、电机A侧的换挡二轴(集成换挡齿毂)；9、电机A侧换挡二轴上的输出齿轮；10、减速行星排太阳轮；11、总成左半轴；12、公共三轴上的输入齿轮；13、电机B侧换挡二轴上的输出齿轮；14、电机B侧的换挡二轴(集成换挡齿毂)；15、电机B侧的一挡从动齿轮；16、电机B侧的一挡主动齿轮；17、电机B的输出轴；18、电机B侧的二挡主动齿轮；19、电机B；20、电机B侧的二挡从动齿轮；21、电机B侧的换挡结合套；22、减速行星排的行星轮；23、减速行星排的行星轮框架；24、差速器壳；25、差速器锥齿轮模块；26、总成右半轴；27、差速锁齿套；28、差速锁动作操控机构；29、减速行星排内齿圈；30、电机A侧的二挡从动齿轮；31、公共三轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。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。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

在本申请的一个实施例中，提出了一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型，所述电驱桥构型包括：第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系，第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系，其中所述第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系与所述第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置；所述第一电机通过所述第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、第一侧的二挡主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、第二侧的二挡主动齿轮连接，所述第一电机一侧的二轴与第二电机一侧的二轴以车桥轴线为中心前后对称布置。

为了更好地对第一电机和第二电机以及两者分别匹配的齿轮轴系进行说明，以下以“电机A”、“电机B”以及其对应的具体的齿轮轴系部件进行详细说明。可以理解，“电机A”即第一电机，“电机B”即第二电机。

在一些实施例中，所述电机A和所述电机B不一定具有相同的动力特性，也不一定具有相同的尺寸和重量。具有相同动力特性、或者相同尺寸或者相同重量的电机A、电机B只是一种可行的特殊实施例，在本申请的实施例中并不进行具体限定。

具体地，如图1所示，本申请中的电驱桥构型整体包括：对称布置在车桥轴线两侧的电机A和电机B，其与各自侧的一轴(电机A或电机B的输出轴)总成机械联结；两套两挡换挡执行机构，分别布置在车桥轴线两侧电机A和电机B的换挡二轴上；布置在车桥轴线上的公共三轴总成、减速行星排总成、差速器总成、左右半轴、差速锁等部件，组成公共的输出轴总成；三轴总成上设有刚性联结的输入齿轮，接受来自电机A和电机B的动力。

在本实施例中，所述电机A发出的动力经其一轴总成、换挡二轴总成上两挡换挡执行机构以后，再传至公共三轴总成、差速器、左右半轴后，输出到轮端；所述电机B发出的动力经其一轴总成、换挡二轴总成上的两挡换挡执行机构以后，再传至公共三轴总成、差速器、左右半轴后，输出到轮端。

可以理解，由于电驱桥包括双电机及其各自匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置，总成质量分布合理，多挡位电驱桥构型的质心与桥壳轴线接近理论上的同轴，较好地改善了受力与振动状况。

进一步地，第一侧的换挡结合套和第一侧的齿毂部署在所述第一电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第一侧的齿毂上往复滑动到第一位置、第二位置以及第一N位置；

第二侧的换挡结合套和第二侧的齿毂部署在所述第二电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第二侧的齿毂上往复滑动到第三位置、第四位置以及第二N位置；

所述电驱桥构型还包括：设置在所述第一电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，以及设置在所述第二电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，

其中，所述第一电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第一侧的齿毂的两侧，所述第二电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第二侧的齿毂的两侧，

所述第一电机一侧的二轴分别由所述第一电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，所述第二电机一侧的二轴分别由所述第二电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，且所述第一电机一侧的一档从动齿轮与所述第一侧的一挡主动齿轮啮合、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮与所述第一侧的二挡主动齿轮啮合，所述第二电机一侧的一档从动齿轮与所述第二侧的一挡主动齿轮啮合、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮与所述第二侧的二挡主动齿轮啮合。

具体地，如图1所示，电机A(2)与电机B(19)对称布设于车桥轴线的前后两侧；电机A的输出轴3分别与电机A侧的二挡主动齿轮4、电机A侧的一挡主动齿轮5刚性连接；电机B的输出轴17分别与电机B侧的一挡主动齿轮16、电机B侧的二挡主动齿轮18刚性连接；

电机A侧的换挡二轴8与电机B侧的换挡二轴14为电机A与电机B的两个换挡二轴，且分别对称布设在车桥轴线两侧，同时电机A侧的换挡二轴8与电机B侧的换挡二轴14上都集成有用于换挡的齿毂；电机A侧的换挡二轴8上套设有电机A侧的一挡从动齿轮7和电机A侧的二挡从动齿轮30；电机A侧的一挡从动齿轮7和电机A侧的二挡从动齿轮30分列在电机A侧的换挡二轴8上的换挡齿毂两侧。

电机A侧的一挡主动齿轮5与电机A侧的一挡从动齿轮7相啮合，电机A侧的二挡主动齿轮4与电机A侧的二挡从动齿轮30相啮合；

电机A侧的换挡结合套6套设于电机A侧的换挡二轴8上的换挡齿毂上，同时，电机A侧的换挡结合套6与电机A侧的换挡二轴8上的换挡齿毂以花键连接，电机A侧的换挡结合套6可以在换挡齿毂上往复滑动到‘1’(第一位置)、‘N’(第一N位置)、‘2’(第二位置)等位置。

电机B侧的换挡二轴14套设有电机B侧的一挡从动齿轮15和电机B侧的二挡从动齿轮20，电机B侧的一挡从动齿轮15和电机B侧的二挡从动齿轮20分列在电机B侧的换挡二轴14上的换挡齿毂两侧。同时，电机B侧的一挡主动齿轮16与电机B侧的一挡从动齿轮15相啮合；电机B侧的二挡主动齿轮18与电机B侧的二挡从动齿轮20相啮合。

电机B侧的换挡结合套21套设于电机B侧的换挡二轴14上的换挡齿毂上；电机B侧的换挡二轴14套设有电机B侧的一挡从动齿轮15和电机B侧的二挡从动齿轮20，电机B侧的一挡从动齿轮15和电机B侧的二挡从动齿轮20分列在电机B侧的换挡二轴14上的换挡齿毂两侧。电机B侧的一挡主动齿轮16与电机B侧的一挡从动齿轮15相啮合，电机B侧的二挡主动齿轮18与电机B侧的二挡从动齿轮20相啮合。

电机B侧的换挡结合套21套设于电机B侧的换挡二轴14换挡二轴上的换挡齿毂上，电机B侧的换挡结合套21可以在换挡齿毂上往复滑动到‘3’(第三位置)、‘N’(第二N位置)、‘4’(第四位置)等位置。

在本申请的一个实施例中，所述电驱桥构型包括：布置在所述车桥轴线上的公共三轴，所述公共三轴上设有多个刚性连接的齿轮，以接受来自所述第一电机和第二电机的动力，所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第一电机一侧的二轴刚性连接，所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第二电机一侧的二轴刚性连接，并且所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮、所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮分别与所述公共三轴上的输入齿轮啮合。

所述第一电机发出的动力经所述第一电机的输出轴，分别传至所述第一侧的一挡主动齿轮、所述第一侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第一电机一侧的一挡从动齿轮、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第一电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第一侧的齿毂和所述第一侧的换挡结合套之后，再由所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端；

所述第二电机发出的动力经所述第二电机的输出轴，分别传至所述第二侧的一挡主动齿轮、所述第二侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第二电机一侧的一挡从动齿轮、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第二电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第二侧的齿毂和所述第二侧的换挡结合套之后，再由所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端。

具体地，参照图1，可以看出，电机A侧换挡二轴上的输出齿轮9、电机B侧换挡二轴上的输出齿轮13分别与电机A侧的换挡二轴8、电机B侧的换挡二轴14刚性连接；电机A侧换挡二轴上的输出齿轮9、电机B侧换挡二轴上的输出齿轮13与公共三轴上的输入齿轮12相啮合。

因此，电机A(2)发出的动力经电机A的输出轴3，分别传至电机A侧的二挡主动齿轮4、电机A侧的一挡主动齿轮5，并分别经由电机A侧的二挡从动齿轮30、电机A侧的一挡从动齿轮7传至电机A侧的换挡二轴8上两挡换挡执行机构的齿毂和电机A侧的换挡结合套6之后，再由电机A侧换挡二轴上的输出齿轮9，传至公共三轴31后输出到轮端。

所述电机B(19)发出的动力经电机B的输出轴17，分别传至电机B侧的二挡主动齿轮18、电机B侧的一挡主动齿轮16，并分别经由电机B侧的二挡从动齿轮20、电机B侧的一挡从动齿轮15传至电机B侧的换挡二轴14上两挡换挡执行机构的齿毂和电机B侧的换挡结合套21之后，再由电机B侧换挡二轴上的输出齿轮13，传至所述公共三轴31后输出到轮端。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述电驱桥构型，还包括：输出轴总成，所述输出轴总成至少包括：减速行星排总成、差速器总成，

所述减速行星排总成包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星轮框架，所述内齿圈与电驱桥壳体刚性固连，所述减速行星排的太阳轮接受来自所述公共三轴的动力产生旋转运动，所述行星轮包括多个，且绕车桥轴线均匀布置，可围绕所述太阳轮进行公转且相对于行星框架进行自转；

所述差速器总成包括差速器壳体、差速锥齿轮模块，

所述差速器壳体与所述行星轮框架刚性固连，所述差速器壳体内部套设有成组的所述差速锥齿轮模块，所述差速锥齿轮模块将来自于所述减速行星排总成的动力分配给左右两侧的半轴，并由所述半轴传至所述轮端。

具体地，如图1所示，减速行星排总成由减速行星排太阳轮10、减速行星排的行星轮22、减速行星排的行星轮框架23、减速行星排内齿圈29共同构成；差速器总成由差速器壳24、差速器锥齿轮模块25构成；同时，布置在车桥轴线上的公共三轴31、减速行星排总成、差速器总成、总成左半轴11、总成右半轴26、差速锁齿套27等部件，组成公共的输出轴总成。

可以理解，减速行星排总成的减速行星排内齿圈29刚性固连在电驱桥壳体及与其固连不动的支撑结构1上(无相对运动)，有若干数量的减速行星排的行星轮22均布于减速行星排太阳轮10周围，行星轮既可以相对于减速行星排的行星轮框架23产生自转，又可以随着减速行星排的行星轮框架23绕减速行星排太阳轮10公转，这样能够使得减速行星排可以从减速行星排太阳轮10输入动力，从减速行星排的行星轮框架23输出动力，并产生减速增扭的效果。

进一步的，所述差速器总成还包括差速锁齿套27、差速锁动作操控机构28，所述差速锁齿套27套设在所述输出轴总成的总成右半轴26上，且所述差速锁齿套27与所述差速器壳24连接，可以理解，差速锁齿套27是可以相互嵌合的左右平面齿牙，其一与差速器壳24相连，其二与总成右半轴26相连。

当车辆处于正常行驶工况时，所述差速锁齿套27处于常开状态，所述输出轴总成的总成右半轴26、所述公共三轴31可相对于所述差速器壳24自由转动；当车辆一侧驱动轮因地面附着条件等打滑时，所述差速锁齿套27会在差速锁动作操控机构28的作用下接合，即差速锁齿套27的左右平面齿牙相互接合锁止，车桥动力经由所述差速器壳24沿着非打滑的另一侧驱动轮输出。可以理解，常见的差速锁作动操控可以由气动、液动或者电动机构来实现。

在本申请的实施例中，在车辆起步至车辆速度变化的过程中，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机进行交替换挡，同时通过两侧的所述第一电机以及所述第二电机之间的挡位配合，形成多种动力组合模式。

进一步地，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，所述第一电机和第二电机之间的多种动力组合模式包括：单电机两挡挡位组合关系的模式、双电机两挡挡位组合关系的模式、双电机断开模式，其中，挡位组合关系包括在第一电机采用空挡、一挡速比i1或者二挡速比i2，和/或，在第二电机采用空挡、一挡速比i3或者二挡速比i4。

具体实施时，所述两侧的换挡执行机构，是通过拨叉的形式推动结合套动作来完成换挡，拨叉在拨叉杆上相对移动或者随拨叉杆一起相对于车桥壳体运动，拨叉或者拨叉杆的运动可以由气动、或者液动、或者电动的操控机构来推动完成。

在本实施例中，电机A侧的换挡结合套6在其外部的气动、液动或者电动等机构的作用和控制下，会有‘1’(第一位置)、‘N’(第一N位置，即为空挡位)、‘2’(第二位置)三种工作位置。当电机A侧的换挡结合套6在‘1’(第一位置)时表示电机A一侧处于一挡工作状态，当电机A侧的换挡结合套6在‘2’(第二位置)时表示电机A一侧处于二挡工作状态，当电机A侧的换挡结合套6在‘1’‘2’之间的‘N’(第一N位置)的空挡位时表示电机A一侧处于脱开动力输出的空挡工作状态。

同理，电机B侧的换挡结合套21在其外部的气动、液动或者电动等机构的作用和控制下，会有‘3’(第三位置)、‘N’(第二N位置，即为空挡位)、‘4’(第四位置)三种工作位置。当电机B侧的换挡结合套21在‘3’(第三位置)时表示电机B一侧处于一挡工作状态，当电机B侧的换挡结合套21在‘4’(第四位置)时表示电机B一侧处于二挡工作状态，当电机B侧的换挡结合套21在‘3’‘4’之间的‘N’(第二N位置)的空挡位时表示电机B一侧处于脱开动力输出的空挡工作状态。可以理解，上述的一挡或二挡仅为举例，并不作为对具体档位控制的限定。

同时，在多种动力组合模式中，单电机两挡挡位组合关系的模式包括：

电机A(第一电机)一挡和电机B(第二电机)空挡的单电机组合一；

电机A(第一电机)二挡和电机B(第二电机)空挡的单电机组合二；

电机A(第一电机)空挡和电机B(第二电机)一挡的单电机组合三；

电机A(第一电机)空挡和电机B(第二电机)二挡的单电机组合四。

双电机两挡挡位组合关系的模式包括：

电机A(第一电机)一挡和电机B(第二电机)一挡的双电机组合一；

电机A(第一电机)一挡和电机B(第二电机)二挡的双电机组合二；

电机A(第一电机)二挡和电机B(第二电机)一挡的双电机组合三；

电机A(第一电机)二挡和电机B(第二电机)二挡的双电机组合四。

当然，动力组合模式还包括双电机断开模式，即电机A(第一电机)二挡和电机B(第二电机)均为空挡。这样的设计实现了更加合理的动力输出，扩展了电机高效区使用范围。当然，上述多种动力组合模式仅是为了便于说明，不能视为对本申请的限制。

进一步地，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，至少包括：

情况一，当车辆起步时，所述第一电机一侧(电机A侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于‘1’(第一位置)，该侧速比为i1，所述第二电机一侧(电机B侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于所述‘3’(第三位置)，该侧速比为i3，此时双电机输出的平均速比为(i1+i3)/2；

情况二，当车速提升至第一预设车速时，所述第一电机一侧(电机A侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到‘N’(第一N位置)，且该侧动力不输出，所述第二电机一侧(电机B侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于‘3’(第三位置)，此时对第一电机(电机A)的扭矩减小到零扭矩或者仅输出一个小扭矩的状态，所述第二电机(电机B)的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变或者不过多下降，并同时调整第一电机的转速至预设范围数值，以使所述第一电机一侧(电机A侧)的二挡从动齿轮的转速达到或者接近与该侧换挡二轴同步运转的换挡结合套的转速，之后，再将所述第一侧的换挡结合套移位到‘2’(第二位置)，此时，所述第一电机一侧(电机A侧)的速比为i2，所述第二电机一侧(电机B侧)的速比为i3，电机A和电机B输出的平均速比变为(i2+i3)/2；

情况三，当车速继续提升至第二预设车速时，所述第二电机一侧(电机B侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到所述‘N’(第二N位置)，且该侧动力不输出，所述第一电机一侧(电机A侧)的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于‘2’(第二位置)，此时对第二电机(电机B)的扭矩减小到零扭矩或者仅输出一个小扭矩的状态，所述第一电机(电机A)的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变或者不过多下降，并同时调整第二电机(电机B)的转速至预设范围数值，以使所述第二电机一侧(电机B侧)的二挡从动齿轮的转速达到或者接近与该侧换挡二轴同步运转的换挡结合套的转速，之后，再将所述第二侧的换挡结合套移位到‘4’(第四位置)，此时，所述第一电机一侧(电机A侧)的速比为i2，所述第二电机一侧(电机B侧)的速比为i4，此时双电机输出的平均速比变为(i2+i4)/2。

同理，电机A从二挡降为一挡或者电机B从二挡降为一挡，也是采用这种调节电机扭矩或者转速的换挡模式，进而使其一挡从动齿轮达到对应的接合套的转速。可以理解，基于上述原理，两侧电机的挡位速比组合，还可以匹配出(i1+i4)/2等平均速比关系。

进一步地，当所述第一电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮，以及所述第二电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮的齿轮数均一致时，所述第一电机一侧的速比i1等于所述第二电机一侧的速比i3，所述第一电机一侧的速比i2等于所述第二电机一侧的速比i4。即，i1＝i3、i2＝i4。

当然，除了交替换挡的短暂的瞬时过程以外，系统总成是具备两挡速比的工作状态。

在本申请的实施例中，还提出了一种车辆，所述车辆包括如上述任一项所述的双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型。可以理解，采用这种两侧电机交替换挡、交替分担动力的电驱桥构型的车辆，能够有效地避免换挡动力中断，且有利于改善车辆的换挡品质，提升换挡元件的运行寿命。

综上所述，本实施例提出了一种双电机交替换挡的多档位电驱桥构型、车辆，通过第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系，第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置，使得总体结构的体积小、结构紧凑、电驱桥构型的质量分布合理、整车布置简单，改善了车桥的受力与振动状况；所述第一电机通过所述第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮连接，同时一挡、二挡主动齿轮分别与其对应设置的一挡、二挡从动齿轮相啮合，克服了现有技术中二挡时一挡空转的小齿轮转速过高的问题，且将换挡机构布设在二轴上，既不会转速过高，又不至于扭矩太大；本申请还实现了双电机的交替换挡、且换挡动力不中断，改善了换挡品质，有助于换挡元件的寿命的提升，避免了坡道溜车风险；通过在差速器前加装了一个主减速行星排的方式，有利于增大总成传动速比。此外，可以通过对两侧换挡机构和电机的操控，实现多种动力组合模式，包括四种双电机动力组合模式、四种单电机动力组合模式，一种双电机断开模式，由此实现了根据道路工况或者作业任务来灵活分配动力模式。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型，其特征在于，所述电驱桥构型包括：

第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系，

第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系，其中所述第一电机以及与所述第一电机匹配的齿轮轴系与所述第二电机以及与所述第二电机匹配的齿轮轴系均以车桥轴线为中心呈对称布置；

所述第一电机通过所述第一电机的输出轴分别与第一侧的一挡主动齿轮、第一侧的二挡主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机的输出轴分别与第二侧的一挡主动齿轮、第二侧的二挡主动齿轮连接，所述第一电机一侧的二轴与第二电机一侧的二轴以车桥轴线为中心前后对称布置。

2.如权利要求1所述电驱桥构型，其特征在于，

第一侧的换挡结合套和第一侧的齿毂部署在所述第一电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第一侧的齿毂上往复滑动到第一位置、第二位置以及第一N位置；

第二侧的换挡结合套和第二侧的齿毂部署在所述第二电机一侧的二轴上，所述换挡结合套用以在所述第二侧的齿毂上往复滑动到第三位置、第四位置以及第二N位置；

所述电驱桥构型还包括：设置在所述第一电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，以及设置在所述第二电机一侧的二轴上的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，

其中，所述第一电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第一侧的齿毂的两侧，所述第二电机一侧的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分列在所述第二侧的齿毂的两侧，

所述第一电机一侧的二轴分别由所述第一电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，所述第二电机一侧的二轴分别由所述第二电机一侧的一档从动齿轮和二挡从动齿轮驱动，且所述第一电机一侧的一档从动齿轮与所述第一侧的一挡主动齿轮啮合、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮与所述第一侧的二挡主动齿轮啮合，所述第二电机一侧的一档从动齿轮与所述第二侧的一挡主动齿轮啮合、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮与所述第二侧的二挡主动齿轮啮合。

3.如权利要求2所述电驱桥构型，其特征在于，包括：布置在所述车桥轴线上的公共三轴，所述公共三轴上设有多个刚性连接的齿轮，以接受来自所述第一电机和第二电机的动力，

所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第一电机一侧的二轴刚性连接，所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮与所述第二电机一侧的二轴刚性连接，并且所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮、所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮分别与所述公共三轴上的输入齿轮啮合，

所述第一电机发出的动力经所述第一电机的输出轴，分别传至所述第一侧的一挡主动齿轮、所述第一侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第一电机一侧的一挡从动齿轮、所述第一电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第一电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第一侧的齿毂和所述第一侧的换挡结合套之后，再由所述第一电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端；

所述第二电机发出的动力经所述第二电机的输出轴，分别传至所述第二侧的一挡主动齿轮、所述第二侧的二挡主动齿轮，并分别经由所述第二电机一侧的一挡从动齿轮、所述第二电机一侧的二挡从动齿轮传至所述第二电机一侧的二轴上两挡换挡执行机构的所述第二侧的齿毂和所述第二侧的换挡结合套之后，再由所述第二电机一侧的二轴上的输出齿轮，传至所述公共三轴后输出到轮端。

4.如权利要求3所述电驱桥构型，其特征在于，还包括：输出轴总成，所述输出轴总成至少包括：减速行星排总成、差速器总成，

所述减速行星排总成包括太阳轮、行星轮、内齿圈、行星轮框架，所述内齿圈与电驱桥壳体刚性固连，所述减速行星排的太阳轮接受来自所述公共三轴的动力产生旋转运动，所述行星轮包括多个，且绕车桥轴线均匀布置，可围绕所述太阳轮进行公转且相对于行星框架进行自转；

所述差速器总成包括差速器壳体、差速锥齿轮模块，

所述差速器壳体与所述行星轮框架刚性固连，所述差速器壳体内部套设有成组的所述差速锥齿轮模块，所述差速锥齿轮模块将来自于所述减速行星排总成的动力分配给左右两侧的半轴，并由所述半轴传至所述轮端。

5.如权利要求4所述电驱桥构型，其特征在于，所述差速器总成还包括差速锁齿套，所述差速锁齿套设置在所述输出轴总成的右半轴上，且所述差速锁齿套与所述差速器壳体连接，

当车辆处于正常行驶工况时，所述差速锁齿套处于常开状态，所述输出轴总成的右半轴、所述公共三轴可相对于所述差速器壳体进行转动；

当车辆一侧驱动轮打滑时，所述差速锁齿套接合锁止，车桥动力经由所述差速器壳体沿着非打滑的另一侧驱动轮输出。

6.如权利要求5所述电驱桥构型，其特征在于，

在车辆起步至车辆速度变化的过程中，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机进行交替换挡，同时通过两侧的所述第一电机以及所述第二电机之间的挡位配合，形成多种动力组合模式。

7.如权利要求6所述电驱桥构型，其特征在于，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，

所述第一电机和第二电机之间的多种动力组合模式包括：单电机两挡挡位组合关系的模式、双电机两挡挡位组合关系的模式、双电机断开模式，其中，挡位组合关系包括在第一电机采用空挡、一挡速比i1或者二挡速比i2，和/或，在第二电机采用空挡、一挡速比i3或者二挡速比i4。

8.如权利要求7所述电驱桥构型，其特征在于，所述电驱桥通过两侧的所述第一电机和第二电机的速比配合，形成多个工作挡位，至少包括：

当车辆起步时，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于第一位置，该侧速比为i1，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套位于所述第三位置，该侧速比为i3，此时双电机输出的平均速比为(i1+i3)/2；

当车速提升至第一预设车速时，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到所述第一N位置，且所述第一电机一侧的动力不输出，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于所述第三位置，此时对所述第一电机的扭矩减小到零扭矩的状态，所述第二电机的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变，并同时调整所述第一电机的转速至预设范围数值，以使所述第一电机一侧的二挡从动齿轮的转速与所述第一侧的换挡结合套的转速相同，之后，再将所述第一侧的换挡结合套移位到所述第二位置，此时，所述第一电机一侧的速比为i2，所述第二电机一侧的速比为i3，双电机输出的平均速比变为(i2+i3)/2；

当车速继续提升至第二预设车速时，所述第二电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套移位到所述第二N位置，且所述第二电机一侧的动力不输出，所述第一电机一侧的两挡换挡执行机构的换挡结合套仍处于所述第二位置，此时对所述第二电机的扭矩减小到零扭矩的状态，所述第一电机的扭矩瞬时升高以保证输出轴总成动力不变，并同时调整第二电机的转速至预设范围数值，以使所述第二电机一侧的二挡从动齿轮的转速与所述第二侧的换挡结合套的转速相同，之后，再将所述第二侧的换挡结合套移位到所述第四位置，此时，所述第一电机一侧的速比为i2，所述第二电机一侧的速比为i4，此时双电机输出的平均速比变为(i2+i4)/2。

9.如权利要求8所述电驱桥构型，其特征在于，当所述第一电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮，以及所述第二电机一侧的一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮的齿轮数均一致时，

所述第一电机一侧的速比i1等于所述第二电机一侧的速比i3，所述第一电机一侧的速比i2等于所述第二电机一侧的速比i4。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至9任一项所述的双电机交替换挡的多挡位电驱桥构型。