CN220577053U - 矿卡用双电机动力总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源矿卡动力总成技术领域，具体提供了一种矿卡用双电机动力总成，包括电机一、电机二、输出齿轮组和输出轴组件，电机一与电机二同轴设置且电机一为实心轴电机、电机二为空心轴电机，输出齿轮组与输出轴组件连接；电机一和电机二分别通过传动单元一和传动单元二与输出齿轮组连接；传动单元一包括输入轴组件一和齿轮组一，齿轮组一的齿轮之间设有同步器一；同步器一与输出齿轮组之间由中间轴组件一连接；传动单元二包括输入轴组件二和齿轮组二，齿轮组二的齿轮之间包括同步器二，同步器二与输出齿轮组之间由中间轴组件二连接。本方案可实现双电机同时驱动，预同步交替换挡，可解决传统动力总成的换挡速度慢及动力中断问题。

Description

矿卡用双电机动力总成

技术领域

本实用新型涉及新能源矿卡动力总成技术领域，尤其涉及一种矿卡用双电机动力总成。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，新能源汽车得到了迅速的发展，在商用车领域，越来越多的企业开始主推纯电动、换电式纯电动以及混合动力等新能源车型，且新能源车型的市场占比越来越大。在商用车矿山运输领域，矿用卡车也在朝着大型化、电动化、智能化的方向发展。

在实际设计应用过程中，矿用卡车的动力总成除了用电机代替传统内燃机外，传动系统的设计几乎照搬原来的内燃机传动系统，虽然技术条件及生产制造工艺相对稳定，但存在如下问题：1）换挡速度慢、换挡时间长、换挡过程动力中断明显；2）换挡错挂档位，出现明显换挡顿挫，换挡时的安全性低；动力总成能量密度低。

因此，如何设计一种换挡速度快、换挡过程无动力中断、可实现大扭矩输出、可提高功率密度的矿卡用动力总成，是当下亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种矿卡用双电机动力总成，可通过双电机同时驱动并输出扭矩，解决现有技术中的换挡速度慢、换挡顿挫或错挂、动力中断及功率密度低等问题。

为达到上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种矿卡用双电机动力总成，包括电机一、电机二、输出齿轮组和输出轴组件，电机一与电机二同轴设置且电机一为实心轴电机、电机二为空心轴电机，输出齿轮组与输出轴组件连接；电机一和电机二分别通过传动单元一和传动单元二与输出齿轮组连接并由输出轴组件将驱动力输出；

传动单元一包括与电机一连接的输入轴组件一和连接于输入轴组件一上的齿轮组一，齿轮组一的齿轮之间设有同步器一；同步器一与输出齿轮组之间由中间轴组件一连接；

传动单元二包括与电机二连接的输入轴组件二和连接于输入轴组件二上的齿轮组二，齿轮组二的齿轮之间包括同步器二，同步器二与输出齿轮组之间由中间轴组件二连接。

进一步地，齿轮组一包括与输入轴组件一连接的一档主动齿轮和三档主动齿轮，一档主动齿轮啮合有一档从动齿轮，三档主动齿轮啮合有三档从动齿轮；同步器一与一档从动齿轮结合或断开、或同步器一与三档从动齿轮结合或断开；同步器一与中间轴组件一连接。

进一步地，齿轮组二包括与输入轴组件二连接的二档主动齿轮和四档主动齿轮，二档主动齿轮啮合有二档从动齿轮，四档主动齿轮啮合有四档从动齿轮；同步器二与二档从动齿轮结合或断开、或同步器二与四档从动齿轮结合或断开；同步器二与中间轴组件二连接。

进一步地，输出齿轮组包括与输出轴组件连接的输出从动齿轮、与输出从动齿轮啮合的输出主动齿轮一和输出主动齿轮二；输出主动齿轮一与同步器一连接，输出主动齿轮二与同步器二连接。

进一步地，同步器一为1/3档同步器。

进一步地，同步器一为2/4档同步器。

进一步地，一档从动齿轮和三档从动齿轮均空套于中间轴组件一上。

进一步地，二档从动齿轮和四档从动齿轮均空套于中间轴组件二上。

进一步地，在换挡期间，电机一和电机二至少保持一个电机有持续动力输出。

进一步地，当车辆处于任意档位爬坡时，同步器一和同步器二同时处于啮合状态，电机一和电机二通过转速协同同时向输出轴组件输出扭矩。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可通过协调电机一和电机二的转速，实现档位齿轮预同步啮合，交替快速换挡；可通过双电机交替输出扭矩，保证换挡过程无动力中断；可在扭矩模式下，双电机通过转速协同，实现大扭矩输出；可避免换挡速度慢、动力中断、换挡顿挫及错挂等问题。

2、本实用新型使用电机一和电机二两个小电机取代大电机，缩小了动力总成的总体尺寸，提升了动力总成的功率密度，更加有利于整车的空间布局。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双电机动力总成的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一档时的动力传递路线图（如S1所示）。

图3是本实用新型实施例提供的四档时的动力传递路线图（如S4所示）。

图4是本实用新型实施例提供的三档时的动力传递路线图（如S3所示）。

图5是本实用新型实施例提供的二档时的动力传递路线图（如S2所示）。

附图标记：四档主动齿轮1、输入轴组件一2、二档主动齿轮3、输入轴组件二4、二档从动齿轮5、同步器二6、四档从动齿轮7、中间轴组件二8、输出主动齿轮二9、三档主动齿轮10、一档主动齿轮11、输出从动齿轮12、输出轴组件13、三档从动齿轮14、同步器一15、中间轴组件一16、输出主动齿轮一17、一档从动齿轮18、电机一19、电机二20。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及具体实施例，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用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

一种矿卡用双电机动力总成，如图1所示，包括电机一19、电机二20、输出齿轮组和输出轴组件13，电机一19与电机二20同轴设置，电机一19为实心轴电机、电机二20为空心轴电机。输出齿轮组与输出轴组件13连接，输出齿轮组包括与输出轴组件13连接的输出从动齿轮12、与输出从动齿轮12啮合的输出主动齿轮一17和输出主动齿轮二9。

电机一19和电机二20分别通过传动单元一和传动单元二与输出齿轮组连接并由输出轴组件13将驱动力输出。如图1所示，传动单元一包括与电机一19连接的输入轴组件一2和连接于输入轴组件一2上的齿轮组一，齿轮组一的齿轮之间设有同步器一15；同步器一15与输出齿轮组中的输出主动齿轮一17之间由中间轴组件一16连接。

如图1所示，齿轮组一包括与输入轴组件一2连接的一档主动齿轮11和三档主动齿轮10，一档主动齿轮11啮合有一档从动齿轮18，三档主动齿轮10啮合有三档从动齿轮14。在使用过程中，同步器一15与一档从动齿轮18结合或断开、或同步器一15与三档从动齿轮14结合或断开；同步器一15与中间轴组件一16连接。

传动单元二包括与电机二20连接的输入轴组件二4和连接于输入轴组件二4上的齿轮组二，齿轮组二的齿轮之间包括同步器二6，同步器二6与输出齿轮组中的输出主动齿轮二9之间由中间轴组件二8连接。如图1所示，齿轮组二包括与输入轴组件二4连接的二档主动齿轮3和四档主动齿轮1，二档主动齿轮3啮合有二档从动齿轮5，四档主动齿轮1啮合有四档从动齿轮7。在使用过程中，同步器二6与二档从动齿轮5结合或断开、或同步器二6与四档从动齿轮7结合或断开；同步器二6与中间轴组件二8连接。

其中，输出主动齿轮一17与同步器一15连接，输出主动齿轮二9与同步器二6连接。同步器一15为1/3档同步器，同步器一15为2/4档同步器。一档从动齿轮18和三档从动齿轮14均空套于中间轴组件一16上，二档从动齿轮5和四档从动齿轮7均空套于中间轴组件二8上。

车辆启动时，动力总成位于一档位置，同步器二6置空，同步器一15与一档从动齿轮18结合，如图2所示，此时电机一19作为主要功率输出电机，将扭矩输出到输入轴组件一2处，再通过一档主动齿轮11将扭矩传递到一档从动齿轮18处，通过同步器一15将扭矩传递到中间轴组件一16处，再通过输出主动齿轮一17将扭矩传递到输出从动齿轮12处，并由输出轴组件13完成扭矩输出。

因输出从动齿轮12与输出主动齿轮二9固连，将带动中间轴组件二8与同步器二6转动，此时，电机二20通过其控制器的转速调节，其转速已通过二档主动齿轮3带动二档从动齿轮5与同步器二6保持转速一致，完成变速器从一档到二档的预同步动作。当司机需要从一档升到二档时，二档从动齿轮5与同步器二6结合，一档从动齿轮18与同步器一15分离，实现无动力中断快速换挡。

在换挡期间，电机一19和电机二20至少保持一个电机有持续动力输出，以实现无动力中断换挡。

在二档状态时，如图5所示，电机二20作为主要功率输出电机，将扭矩输出到输入轴组件一2处，再通过二档主动齿轮3将扭矩传递到二档从动齿轮5处，通过同步器二6将扭矩传递到中间轴组件二8处，再通过输出主动齿轮二9将扭矩传递到输出从动齿轮12处，并由输出轴组件13完成扭矩输出。

此时，电机一19可根据当前车速，自动判断升降档意图，并由其控制器进行转速调节，其转速通过输入轴组件一2，经一档主动齿轮11或三档主动齿轮10带动一档从动齿轮18或三档从动齿轮14与控制同步器一15保持转速一致，完成从二档到一档或二档到三档的预同步动作。在换挡期间，电机一19和电机二20至少保持一个电机有持续动力输出，以实现无动力中断换挡。

在三档状态时，如图4所示，电机一19作为主要功率输出电机，将扭矩输出到输入轴组件一2处，再通过三档主动齿轮10将扭矩传递到三档从动齿轮14处，通过同步器一15将扭矩传递到中间轴组件一16处，再通过输出主动齿轮一17将扭矩传递到输出从动齿轮12处，并由输出轴组件13完成扭矩输出。

此时，电机二20可根据当前车速，自动判断升降档意图，并由其控制器进行转速调节，其转速通过输入轴组件二4，经二档主动齿轮3或四档主动齿轮1带动二档从动齿轮5或四档从动齿轮7与控制同步器二6保持转速一致，完成从三档到二档或三档到四档的预同步动作。在换挡期间，电机一19和电机二20至少保持一个电机有持续动力输出，以实现无动力中断换挡。

在四档状态时，如图3所示，电机二20作为主要功率输出电机，将扭矩输出到输入轴组件一2处，再通过四档主动齿轮1将扭矩传递到四档从动齿轮7处，通过同步器二6将扭矩传递到中间轴组件二8处，再通过输出主动齿轮二9将扭矩传递到输出从动齿轮12处，并由输出轴组件13完成扭矩输出。

此时，电机一19由其控制器进行转速调节，其转速通过输入轴组件一2，经三档主动齿轮10带动三档从动齿轮14与控制同步器一15保持转速一致，完成从四档到三档的预同步动作。在换挡期间，电机一19和电机二20至少保持一个电机有持续动力输出，以实现无动力中断换挡。

当车辆处于任意档位爬坡时，同步器一15和同步器二6同时处于啮合状态，电机一19和电机二20通过转速协同同时向输出轴组件13输出扭矩。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制。本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种矿卡用双电机动力总成，其特征在于，包括电机一（19）、电机二（20）、输出齿轮组和输出轴组件（13），电机一（19）与电机二（20）同轴设置且电机一（19）为实心轴电机、电机二（20）为空心轴电机，输出齿轮组与输出轴组件（13）连接；电机一（19）和电机二（20）分别通过传动单元一和传动单元二与输出齿轮组连接并由输出轴组件（13）将驱动力输出；

传动单元一包括与电机一（19）连接的输入轴组件一（2）和连接于输入轴组件一（2）上的齿轮组一，齿轮组一的齿轮之间设有同步器一（15）；同步器一（15）与输出齿轮组之间由中间轴组件一（16）连接；

传动单元二包括与电机二（20）连接的输入轴组件二（4）和连接于输入轴组件二（4）上的齿轮组二，齿轮组二的齿轮之间包括同步器二（6），同步器二（6）与输出齿轮组之间由中间轴组件二（8）连接。

2.根据权利要求1所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述齿轮组一包括与输入轴组件一（2）连接的一档主动齿轮（11）和三档主动齿轮（10），一档主动齿轮（11）啮合有一档从动齿轮（18），三档主动齿轮（10）啮合有三档从动齿轮（14）；所述同步器一（15）与一档从动齿轮（18）结合或断开、或所述同步器一（15）与三档从动齿轮（14）结合或断开；同步器一（15）与中间轴组件一（16）连接。

3.根据权利要求2所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述齿轮组二包括与输入轴组件二（4）连接的二档主动齿轮（3）和四档主动齿轮（1），二档主动齿轮（3）啮合有二档从动齿轮（5），四档主动齿轮（1）啮合有四档从动齿轮（7）；所述同步器二（6）与二档从动齿轮（5）结合或断开、或所述同步器二（6）与四档从动齿轮（7）结合或断开；同步器二（6）与中间轴组件二（8）连接。

4.根据权利要求3所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述输出齿轮组包括与输出轴组件（13）连接的输出从动齿轮（12）、与输出从动齿轮（12）啮合的输出主动齿轮一（17）和输出主动齿轮二（9）；所述输出主动齿轮一（17）与同步器一（15）连接，所述输出主动齿轮二（9）与同步器二（6）连接。

5.根据权利要求4所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述同步器一（15）为1/3档同步器。

6.根据权利要求5所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述同步器一（15）为2/4档同步器。

7.根据权利要求6所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述一档从动齿轮（18）和三档从动齿轮（14）均空套于中间轴组件一（16）上。

8.根据权利要求7所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，所述二档从动齿轮（5）和四档从动齿轮（7）均空套于中间轴组件二（8）上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，在换挡期间，电机一（19）和电机二（20）至少保持一个电机有持续动力输出。

10.根据权利要求9所述的矿卡用双电机动力总成，其特征在于，当车辆处于任意档位爬坡时，同步器一（15）和同步器二（6）同时处于啮合状态，电机一（19）和电机二（20）通过转速协同同时向输出轴组件（13）输出扭矩。