WO2023029340A1 - 电动动力传递系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动动力传递系统及车辆，该系统中第一电机(1)和第二电机(2)分别与离合器(3)的第一部(31)和第二部(32)连接；驱动控制器件(4)连接在第一电机(1)的输出轴和第一挡位齿轮组(5)之间；第一挡位齿轮组(5)和第二挡位齿轮组(6)均与传动齿轮组(7)连接；第二挡位齿轮组(6)与离合器(3)的第二部(32)可控制地连接和脱离，第二挡位齿轮组对应的速比与第一挡位齿轮组对应的速比不同。本申请公开的电动动力传递系统及车辆，具有较高的能量利用效率，能够降低能耗。

Description

电动动力传递系统及车辆

本申请要求于2021年8月31日提交的申请号为202111015030.6、发明名称为“电动动力传递系统及控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及汽车动力系统技术领域，具体涉及一种电动动力传递系统及车辆。

背景技术

随着汽车保有量的不断加大，汽车尾气污染已经成为城市空气污染的主要来源。为了减少汽车尾气对空气的污染，人们大力支持节能减排，由此电动汽汽车得到了快速的发展。

电机是电动汽车最为核心的部件之一，电源能够为电机提供电能，而电机的作用就是将电能转化为机械能，进而通过传动装置来驱动车轮前进。目前市场上的纯电动汽车主要以单电机电动汽车为主，单电机电动汽车是指仅由一个电机系统驱动行驶的纯电动车辆。单电机驱动系统在设计时，考虑到汽车需要应对爬坡以及一些复杂的路况，所选择的电机功率往往是偏大的。

而在实际的应用过程当中，很多情况下电机都处于低速运转点，所以电机的效率比较低，大部分能量会被浪费掉。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种电动动力传递系统及车辆。

本申请具体采用如下技术方案：

本申请的第一方面是公开了一种电动动力传递系统，所述系统包括第一电机、第二电机、离合器、驱动控制器件、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组、 传动齿轮组和车轮；

所述第一电机的输出轴与所述离合器的内毂连接；

所述第二电机的输出轴与所述离合器的外毂连接；

所述驱动控制器件设置在所述离合器的内毂和所述第一挡位齿轮组之间，用于在断开状态下切断所述第一电机和所述第一挡位齿轮组之间的动力传递，以及在连接状态下在所述第一电机和所述第一挡位齿轮组之间传递动力；

所述第一挡位齿轮组与所述传动齿轮组连接；

所述第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接或脱离，所述第二挡位齿轮组与所述传动齿轮组连接，所述第二挡位齿轮组对应的速比与所述第一挡位齿轮组对应的速比不同；

所述传动齿轮组与所述车轮连接。

可选地，所述驱动控制器件为单向离合器，用于仅从所述离合器向所述第一挡位齿轮组传递动力。

可选地，所述系统还包括挡位切换器，所述挡位切换器与所述离合器的外毂相连；

所述第二挡位齿轮组与所述挡位切换器可脱离地连接。

可选地，所述系统还包括第三挡位齿轮组，所述第三挡位齿轮组与所述传动齿轮组相连，并能与所述挡位切换器可脱离地连接；

所述挡位切换器用于与所述第二挡位齿轮组和所述第三挡位齿轮组中的至多一个可脱离地连接；

其中，所述第一挡位齿轮组对应的速比、所述第二挡位齿轮组对应的速比和所述第三挡位齿轮组对应的速比互不相同。

本申请的第二方面是提供了一种控制方法，所述控制方法包括：控制电动动力传递系统，以使所述电动动力传递系统处于单电机驱动模式、倒车模式、双电机驱动模式和能量回收模式中的任一种模式下，所述电动动力传递系统为上述电动动力传递系统。

可选地，控制所述电动动力传递系统，使所述电动动力传递系统处于单电 机驱动模式下，包括：

控制第一电机工作，第二电机不工作，离合器分离，驱动控制器件处于连接状态，第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂脱离；或者，

控制所述第一电机不工作，所述第二电机工作，所述离合器分离，所述第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接。

可选地，控制所述电动动力传递系统，使所述电动动力传递系统处于倒车模式下，包括：

控制第一电机不工作，第二电机工作，离合器分离，第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接；

其中所述第二电机在所述倒车模式下的旋转方向与其在所述单电机驱动模式下的旋转方向相反。

可选地，控制所述电动动力传递系统，使所述电动动力传递系统处于双电机驱动模式下，包括：

控制第一电机和第二电机均工作，离合器结合，驱动控制器件处于连接状态，第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂脱离；或者，

控制所述第一电机和所述第二电机均工作，所述离合器分离，所述驱动控制器件处于连接状态，所述第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接；或者，

控制所述第一电机和所述第二电机均工作，所述离合器结合，所述第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接。

可选地，控制所述电动动力传递系统，使所述电动动力传递系统处于能量回收模式下，包括：

控制所述第一电机不工作，所述第二电机处于发电模式，所述离合器分离，所述驱动控制器件处于断开状态，所述第二挡位齿轮组与所述离合器的外毂连接。

本申请的第三方面是提供了一种电动动力传递系统，包括第一电机、第二电机、离合器、第一驱动控制器件、第一挡位齿轮组、第二挡位齿轮组和传动 齿轮组，所述离合器包括第一部和第二部，所述第一部和所述第二部可控制地结合或分离；

所述第一电机的输出轴与所述离合器的第一部连接；

所述第二电机的输出轴与所述离合器的第二部连接；

所述驱动控制器件连接在所述第一电机的输出轴和所述第一挡位齿轮组之间，用于传递或切断所述第一电机和所述第一挡位齿轮组之间的动力；

所述第一挡位齿轮组与所述传动齿轮组连接；

所述第二挡位齿轮组与所述传动齿轮组连接，并能与所述离合器的第二部可控制地连接和脱离，所述第二挡位齿轮组对应的速比与所述第一挡位齿轮组对应的速比不同；

所述传动齿轮组具有动力输出端。

可选地，所述驱动控制器件为单向离合器，所述单向离合器用于传递所述第一电机向所述第一挡位齿轮组输入的动力。

可选地，所述第一挡位齿轮组包括相互啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一主动齿轮与所述单向离合器连接，所述第一从动齿轮与所述传动齿轮组连接。

可选地，所述驱动控制器件为同步器，所述第一电机通过所述同步器与所述第一挡位齿轮组可控制地连接和脱离。

可选地，所述系统包括挡位切换器，所述挡位切换器与所述离合器的第二部相连；

所述第二挡位齿轮组与所述挡位切换器可脱离地连接。

可选地，所述第二挡位齿轮组包括相互啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二主动齿轮套设在所述离合器的第二部上并与所述第二部具有间距，所述第二从动齿轮与所述传动齿轮组连接；

所述挡位切换器与所述第二主动齿轮可脱离地连接。

可选地，所述系统包括第三挡位齿轮组，所述第三挡位齿轮组与所述传动齿轮组相连，并能与所述挡位切换器可脱离地连接；

所述挡位切换器用于与所述第二挡位齿轮组和所述第三挡位齿轮组中的至多一个连接；

其中，所述第一挡位齿轮组对应的速比、所述第二挡位齿轮组对应的速比和所述第三挡位齿轮组对应的速比互不相同。

可选地，所述第三挡位齿轮组包括相互啮合的第三主动齿轮和第三从动齿轮，所述第三主动齿轮套设在所述离合器的第二部上并与所述第二部具有间距，所述第三从动齿轮与所述传动齿轮组连接；

所述挡位切换器与所述第二主动齿轮可脱离地连接。

可选地，所述系统包括电源组件，所述电源组件包括电池组、第一电机控制器和第二电机控制器；

所述电池组与所述第一电机控制器电连接，所述第一电机控制器与所述第一电机电连接；

所述电池组与所述第二电机控制器电连接，所述第二电机控制器与所述第二电机电连接。

本申请的第四方面是提供了一种车辆，所述车辆包括控制单元、车轮以及如第三方面所述的电动动力传递系统；

所述控制单元与所述电动动力传递系统中的第一电机、第二电机、离合器和第一驱动控制器件电连接；

所述车轮与所述电动动力传递系统中的传动齿轮组的动力输出端连接。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电动动力传递系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种电动动力传递系统的结构示意图；

图3是第一种单电机驱动模式下的能量传输示意图；

图4是第二种单电机驱动模式下的能量传输示意图；

图5是第一种双电机驱动模式下的能量传输示意图；

图6是第二种双电机驱动模式下的能量传输示意图；

图7是第三种双电机驱动模式下的能量传输示意图；

图8是第三种单电机驱动模式下的能量传输示意图；

图9是第四种双电机驱动模式下的能量传输示意图；

图10是第五种双电机驱动模式下的能量传输示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种使用电能的电动动力传递系统，该系统可以直接应用于纯电动汽车，也可以与发动机动力传递系统结合而形成混合动力驱动系统，从而应用于混合动力汽车。

如图1所示，该电动动力传递系统包括第一电机1、第二电机2、离合器3、驱动控制器件4、第一挡位齿轮组5、第二挡位齿轮组6和传动齿轮组7，离合器3包括第一部31和第二部32，第一部和第二部可控制地结合或分离。在本申请实施例中，为了实现驱动汽车行驶的功能，电动动力传递系统与汽车的车轮8相连。

其中，第一电机1的输出轴与离合器3的第一部31连接，第二电机2的输出轴与离合器3的第二部32连接；驱动控制器件4连接在第一电机1的输出轴上，并位于离合器3的第一部31和第一挡位齿轮组5之间，用于传递或切断第一电机1和第一挡位齿轮组5之间的动力，例如在驱动控制器件4处于断开状 态时切断第一电机1和第一挡位齿轮组5之间的动力传递，以及在处于连接状态时在第一电机1和第一挡位齿轮组5之间传递动力；第一挡位齿轮组5与传动齿轮组7连接；第二挡位齿轮组6与传动齿轮组7连接，并能与所述离合器3的第二部32可控制地连接和脱离，第二挡位齿轮组6对应的速比与第一挡位齿轮组5对应的速比不同；传动齿轮组7具有动力输出端，示例性地，传动齿轮组7的动力输出端与车轮8连接。

在本申请实施例中，第一电机1和第二电机2是用于输出动力的部件。第一电机1和第二电机2可以具有两种模式：工作模式和发电模式。电机被启动后，可以按照执行这两种模式中的任一种，其中，当电机处于工作模式时，电机能够将接收到的电能转换为机械能并进行输出；当电机处于发电模式时，电机能够将接收到的机械能转换为电能并进行输出。当电机不工作，即未被启动时，电机既不会将电能转化为机械能，也不会将机械能转化为电能。

在一些实施例中，第一电机1和第二电机2具有不同的功率。在车辆低速行驶时，可以通过功率较低的电机进行驱动；在车辆高速行驶时，可以通过功率较高的电机进行驱动，从而大幅度提高了能量利用效率，相比于单电机动力传递系统，更加节能环保，而且续航能力也更强。

离合器3和驱动控制器件4均位于动力源和变速箱之间，用于在动力源和变速箱之间传递动力或切断动力传递。在本申请实施例提供的电动动力传递系统中，包括离合器3和驱动控制器件4，其中离合器3可以与第二挡位齿轮组6对应相连，驱动控制器件4与第一挡位齿轮组5对应相连。离合器3具有结合和分离两种状态，在结合状态下，离合器3能够将动力源输出的动力传递至变速箱中对应的挡位齿轮组处；在分离状态下，离合器3不能将动力源输出的动力传递至变速箱中对应的挡位齿轮组处。驱动控制器件4具有断开和连接两种状态，在断开状态下，驱动控制器能够切断第一电机1和第一挡位齿轮组5之间的动力传递；在连接状态下，驱动控制器能够在第一电机1和第一挡位齿轮组5之间传递动力。示例性地，离合器3的第一部31可以为离合器3的内毂，离合器3的第二部32可以为离合器3的外毂；或者，离合器3的第一部31也 可以为离合器3的外毂，离合器3的第二部32则为离合器3的内毂。

第一挡位齿轮组5和第二挡位齿轮组6是用于改变来自动力源的转速和转矩的部件。第一电机1和/或第二电机2输出的动力传递到挡位齿轮组后，由挡位齿轮组实现传动比的改变，然后继续向后传递动力。在本申请实施例中，各个挡位齿轮组可以布置在变速箱内。每个挡位齿轮组可以包括多个齿轮，多个齿轮相互啮合和连接，不同的挡位齿轮组对应的速比不同。

示例性地，第一挡位齿轮组5可以包括相互啮合的第一主动齿轮51和第一从动齿轮52，其中第一主动齿轮51通过驱动控制器件4与离合器3的第一部31连接，第一从动齿轮52与传动齿轮组7连接。第一主动齿轮51和第一从动齿轮52的齿数可以相同，也可以不同。

示例性地，第二挡位齿轮组6可以包括相互啮合的第二主动齿轮61和第二从动齿轮62，其中第二主动齿轮61套设在离合器3的第二部32上并与离合器3的第二部32具有间距，第二从动齿轮62与传动齿轮组7连接。第二主动齿轮61与离合器3的第二部32可脱离地连接，其中当第二主动齿轮61与离合器3的第二部32脱离时，第二电机2输出的动力无法传递至第二挡位齿轮组6处；当第二主动齿轮61与离合器3的第二部32连接时，第二电机2输出的动力能够传递至第二挡位齿轮组6处。第二从动齿轮62与传动齿轮组7连接，第二主动齿轮61和第二从动齿轮62的齿数可以相同，也可以不同。

传动齿轮组7也是用于传递动力的部件。第一电机1和/或第二电机2输出的动力经过挡位齿轮组传递到传动齿轮组7后，由传动齿轮组7继续向后传递直至驱动车轮8转动。传动齿轮组7也可以布置在变速箱内，传动齿轮组7包括多个齿轮，多个齿轮相互啮合和连接，并且多个齿轮的齿数彼此不同。

示例性的，传动齿轮组7可以包括传动齿轮71、中间轴72和差速器73，传动齿轮71、第一从动齿轮52和第二从动齿轮62均固定在中间轴72上，差速器73与传动齿轮71啮合。差速器73固定在汽车的驱动轴81上，驱动轴81的两端分别连接汽车的两个车轮8。差速器73用于使位于驱动轴81两端的两个车轮8以不同的转速运动。

综上所述，本申请实施例提供的电动动力传递系统，包括第一电机1和第二电机2两个动力源，以及两个挡位齿轮组，两个挡位齿轮组分别可以通过离合器3和驱动控制器件4实现动力传递和动力切断，因此本系统既能够实现单电机在中低负荷工况下以多个不同的挡位驱动车辆，也能实现双电机在高负荷下以多个不同的挡位驱动车辆，从而显著提升了车辆的动力性。并且，由于可以利用多挡速比使得第一电机1和第二电机2始终工作在高效区，因此还能够降低车辆的能耗。

在本申请的一些实现方式中，驱动控制器件可以为同步器，第一电机1通过同步器与第一挡位齿轮组5可控制地连接和脱离。

在本申请实施例的另一些实现方式中，如图1所示，驱动控制器件4还可以为单向离合器，单向离合器用于仅传递从第一电机1向第一挡位齿轮组5输入的动力。此时第一挡位齿轮组5中的第一主动齿轮51可以与单向离合器连接。

在本申请实施例中，驱动控制器件4用于实现车辆在多个挡位之间的切换和控制，相比于同步器等涉及的控制成本通常较高的控制器件，当驱动控制器采用单向离合器3时，既能满足功能需求和成本需求，还能节约成本。

继续参见图1，在本申请实施例的一些实现方式中，系统还包括挡位切换器9，挡位切换器9与离合器3的第二部32相连，第二挡位齿轮组6与挡位切换器9可脱离地连接。

示例性地，挡位切换器9可以为同步器，同步器可以与套设在离合器3的第二部32上的第二主动齿轮61可脱离地连接。当同步器与第二主动齿轮61连接时，第二电机2和第二挡位齿轮组6之间能够进行动力传递；当同步器与第二主动齿轮61脱离时，第二电机2和第二挡位齿轮组6之间不能进行动力传递。

在本申请实施例的一些实现方式中，如图2所示，电动动力传递系统还包括第三挡位齿轮组10，第三挡位齿轮组10与传动齿轮组7相连，并能与挡位切换器9可脱离地连接。挡位切换器9用于与第二挡位齿轮组6和第三挡位齿轮组10中的至多一个可脱离地连接。

示例性地，第三挡位齿轮组10可以包括相互啮合的第三主动齿轮101和第 三从动齿轮102，第三主动齿轮101可以套设在离合器3的第二部32上并与第二部32具有间距，第三从动齿轮102与传动齿轮组7连接。第三主动齿轮101能与固定在离合器3的第二部32上的同步器可脱离地连接。因而同步器能够与第二主动齿轮61连接，或者与第三主动齿轮101连接，或者与第二主动齿轮61和第三主动齿轮101均不连接。第三从动齿轮102可以固定在传动齿轮组7的中间轴72上。

在本申请实施例中，第一挡位齿轮组5对应的速比、第二挡位齿轮组6对应的速比以及第三挡位齿轮组10对应的速比互不相同，因此本系统能够为汽车提供至少三个挡位，满足汽车在多种路况下的动力传动需求。

在本申请实施例中，系统还可以包括电源组件11，电源组件11包括电池组111(电池组111包括动力电池和电池管理系统)、第一电机控制器112和第二电机控制器114。电机控制器能够根据挡位、油门、刹车等指令，将电池组111所存储的电能转化为驱动对应的电机所需的电能，从而控制车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者在车辆处于滑行或制动状态时，将部分动能回收并存储到电池组111中。

其中，电池组111与第一电机控制器112电性连接，第一电机控制器112与第一电机1电性连接；电池组111与第二电机控制器114电性连接，第二电机控制器114与第二电机2电性连接，从而在电池组111与电机之间传递电能。第一电机控制器112和第二电机控制器114通常被单独布置在对应的电机周围，但在一些实施例中，第一电机控制器112和第二电机控制器114还可以集成在一起，以减少对布置空间的占用。

在本申请的一些实施例中，电源组件11还可以包括两个逆变器或变压器113，两个逆变器或变压器113分别对应一个电机，每个逆变器或变压器113设置在对应的电机和电机控制器之间，用于把电池组111中的直流电能转变成定频定压或调频调压交流电。

在本申请的实施例中，电动动力传递系统还可以包括控制单元，控制单元能够根据当前车辆状态确定出对应的运行模式，当前运行状态至少包括当前油 门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前电池组电量、当前车速和当前工况，系统的运行模式至少包括单电机驱动模式、倒车模式、双电机驱动模式和能量回收模式。

综上所述，本申请实施例提供的电动动力传递系统，包括第一电机1和第二电机2两个动力源，以及两个挡位齿轮组，两个挡位齿轮组分别可以通过离合器3和驱动控制器件4实现动力传递和动力切断，因此本系统既能够实现单电机在中低负荷工况下以多个不同的挡位驱动车辆，也能实现双电机在高负荷下以多个不同的挡位驱动车辆，从而显著提升了车辆的动力性。并且，由于可以利用多挡速比使得第一电机1和第二电机2始终工作在高效区，因此还能够降低车辆的能耗。

本申请实施例还提供了一种控制方法，该控制方法由车辆的控制单元执行，该控制方法包括：电动动力传递系统，以使其处于单电机驱动模式、倒车模式、双电机驱动模式和能量回收模式中的任一种模式下，该电动动力传递系统的结构如图1所示。

本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括控制单元、车轮以及如图1所示的电动动力传递系统，控制单元与电动动力传递系统中的第一电机1、第二电机2、离合器3和驱动控制器件4电连接；车轮8与电动动力传递系统中的传动齿轮组7的动力输出端连接。

控制单元能够根据当前车辆状态，控制车辆切换至对应的运行模式下，并根据对应的运行模式调整第一电机1、第二电机2、离合器3和驱动控制器件4的状态。其中，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量、当前车速和当前工况；对应的运行模式可包括发动机直驱模式、纯电动模式、混合驱动模式、行车充电模式、驻车发电模式、能量回收模式等，每个运行模式下又可以根据挡位的不同而分为不同的情况。

下面结合附图3-7，对车辆在每一种运行模式下控制单元所执行的控制方 法、所适用的工况和动力传递路径做出详细的说明。

(1)单电机驱动模式

当车辆处于单电机驱动模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1工作，第二电机2不工作，离合器3分离，驱动控制器件4处于连接状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32脱离；或者，控制第一电机1不工作，第二电机2工作，离合器3分离，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。

单电机驱动模式是指仅使用一个电机驱动车辆向前行驶所对应的模式。这种运行模式通常是车辆在中低负荷工况下运行时使用，例如车辆起步加速阶段、低速行驶阶段等，能够更加节省电力。

在第一种单电机驱动模式下，如图3所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，控制离合器3分离，第一电机1和第一挡位齿轮组5通过驱动控制器件4连接，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32脱离。该单电机驱动模式下的动力传递路径如图3所示：电池组111输出的电能经第一电机1转化为机械能，依次经过驱动控制器件4、第一挡位齿轮组5、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第一电机1在第一挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV10挡。

在第二种单电机驱动模式下，如图4所示，控制单元控制电池组111放电以向第二电机2输送电能，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，控制离合器3分离，驱动控制器件4可以处于连接状态，也可以处于断开状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。该单电机驱动模式下的动力传递路径如图4所示：电池组111输出的电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、(挡位切换器9)、第二挡位齿轮组6、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第二电机2在第二挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV02挡。

在一些实施例中，第一电机1的功率小于第二电机2的功率，因此在车辆低速行驶的场景下，通常采用上述第一种单电机驱动模式；在车辆中高速行驶的场景下，通常采用上述第二种单电机驱动模式，从而大幅度提高了能量利用 效率，降低了能耗，进而提高了车辆的续航能力。

(2)倒车模式

当车辆处于倒车模式时，控制单元控制第一电机1不工作，第二电机2工作，离合器3分离，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。其中，第二电机2在倒车模式下的旋转方向与其在单电机驱动模式下的旋转方向相反。

倒车模式是指动力源驱动车辆后退行驶的所对应的模式，倒车模式通常根据驾驶员的驾驶需求而进入，例如当停车场景、倒车场景等，一般情况下，倒车模式仅使用一个动力源驱动即可。

在第一种倒车模式下，继续参见图4，控制单元控制电池组111放电以向第二电机2输送电能，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，并且此时第二电机2的转动方向与其在单电机驱动模式下的转动方向相反，通过第一电机控制器112控制第一电机1不工作，控制离合器3分离，驱动控制器件4可以处于连接状态或者断开状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。该单电机驱动模式下的动力传递路径如图4所示：电池组111输出的电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、(挡位切换器9)、第二挡位齿轮组6、传动齿轮组7，最后传递至车轮8，此时车轮8的转动方向与单电机驱动模式下车轮8的转动方向相反。

(3)双电机驱动模式

当车辆处于双电机驱动模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1和第二电机2均工作，离合器3结合，驱动控制器件4处于连接状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32脱离；或者，控制第一电机1和第二电机2均工作，离合器3分离，驱动控制器件4处于连接状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接；或者，控制第一电机1和第二电机2均工作，离合器3结合，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。

双电机驱动模式是指同时使用两个电机驱动车辆向前行驶所对应的模式，这种运行模式通常是车辆在高负荷工况下运行时使用，例如车辆处于中高速行驶阶段，此时两个动力源可以输出较大的功率，提高整车动力性。

在第一种双电机驱动模式下，如图5所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1和第二电机2输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，离合器3结合，驱动控制器件4连接离合器3的第一部31与第一挡位齿轮组5，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32脱离。该双电机驱动模式下的动力传递路径如图5所示：电池组111输出的一部分电能经第一电机1转化为机械能，并传递至离合器3处；电池组111输出的另一部分电能经第二电机2转化为机械能，并在离合器3处与第一电机1输出的机械能汇合，集中向后传递，依次经过驱动控制器件4、第一挡位齿轮组5、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第一电机1和第二电机2均在第一挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV11挡。

在第二种双电机驱动模式下，如图6所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1和第二电机2输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，离合器3分离，驱动控制器件4连接离合器3第二部32与第一挡位齿轮组5，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。该双电机驱动模式下的动力传递路径如图6所示：电池组111输出的一部分电能经第一电机1转化为机械能，依次经过驱动控制器件4、第一挡位齿轮组5后传递至传动齿轮组7；电池组111输出的另一部分电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、(挡位切换器9)、第二挡位齿轮组6和传动齿轮组7，并在传动齿轮组7处与第一电机1输出的动力汇合，集中传递至车轮8。此时第一电机1在第一挡位下驱动车辆行驶，第二电机2在第二挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV12挡。

在第三种双电机驱动模式下，如图7所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1和第二电机2输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，离合器3结合，驱动控制器件4处于断开状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。该双电机驱动模式下的动力传递路径如图7所示：电池组111输出的一部分电能经第一电机1转化为机械能，并传递至离合器3处；电池组111输出的另一 部分电能经第二电机2转化为机械能，并在离合器3处与第一电机1输出的机械能汇合，集中向后传递，依次经过(挡位切换器9)、第二挡位齿轮组6、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第一电机1和第二电机2均在第二挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV22挡。

(4)能量回收模式

当车辆处于能量回收模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1不工作，第二电机2处于发电模式，离合器3分离，驱动控制器件4处于断开状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接；或者，控制第一电机1和第二电机2均处于发电模式，离合器3结合，驱动控制器件4处于连接状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。

能量回收模式是指至少一个电机将车身的机械能转化为电能后存入电池组111所对应的模式。当电池组111的电量不足时，可以使用能量回收模式为电池组111充电。所回收的这部分电能，可以为后续车辆的运行提供能量，从而提高了车辆的续航里程。例如，在滑行和制动工况下，车辆运行状态可以设置为能量回收模式，在上述模式下，为使运行的车辆被制动，该车的动力系统为整车提供了反向力矩，同时将被制动的这部分动能经由电机转换为电能，并存入电池组111中备用。

在第一种能量回收模式下，控制单元通过第二电机控制器114控制第二电机2处于发电模式，控制离合器3分离，驱动控制器件4处于断开状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32连接。该能量回收模式下的动力传递路径为：由整车制动而减小的部分动能会通过车轮8转换为机械能，依次传递给传动齿轮组7、第二挡位齿轮组6、(挡位切换器9)、离合器3，最终传递给第二电机2，第二电机2将机械能转换为电能并存入电池组111中备用。该动力传递路径与图4中所示出的动力传递路径的传递方向相反。

需要说明的是，本申请实施例中由于当驱动控制器件4为单向离合器3时，能量仅能从第一电机1传递至第一挡位齿轮组5，而不能从第一挡位齿轮组5传递至第一电机1，因此该种情况下能量无法回收。但是当驱动控制器件不为单向 离合器时，即当能量能够经过驱动控制器件向任一方向传递时，还可能存在第二种能量回收模式：

在第二种能量回收模式下，通过第一电机控制器112控制第一电机1处于发电模式，控制离合器3分离，驱动控制器件4处于连接状态，第二挡位齿轮组6与离合器3的第二部32脱离。该能量回收模式下的动力传递路径为：由整车制动而减小的部分动能会通过车轮8转换为机械能，依次传递给传动齿轮组7、第一挡位齿轮组5、驱动控制器件4、离合器3，最终传递给第一电机1，第一电机1将机械能转换为电能并存入电池组111中备用。该动力传递路径与图3中所示出的动力传递路径的传递方向相反。

以上仅是能量回收模式的两种可能的实施例，这两个实施例是参考图3-4中的动力传递路径所设计的能量流反向的能量回收模式。在本申请中，所有的驱动模式均可实现能量回收，例如还可以参考图5-7中的动力传递路径来设计能量流反向的能量回收模式，在此不再赘述。

本实施例所提供的控制方法能够控制电动动力传递系统在上述多种模式之间切换，以及根据工况需求切换不同挡位，从而降低了对第一电机1和第二电机2的扭矩要求，提高了能量利用效率，使得两个动力源能够更多地在高效区工作，降低了系统能耗。此外，两个动力源配合使用能够满足不同工况下的动力需求，提升了整车动力性和平顺性。

本申请实施例还提供了另一种车辆，该车辆包括控制单元、车轮以及如图2所示的电动动力传递系统，控制单元与电动动力传递系统中的第一电机1、第二电机2、离合器3和驱动控制器件4电连接；车轮8与电动动力传递系统中的传动齿轮组7的动力输出端连接。

控制单元能够根据当前车辆状态，控制车辆切换至对应的运行模式下，并根据对应的运行模式调整第一电机1、第二电机2、离合器3和驱动控制器件4的状态。其中，当前车辆状态至少包括当前油门踏板开度、当前刹车踏板开度、当前动力电池电量、当前车速和当前工况；对应的运行模式可包括发动机直驱 模式、纯电动模式、混合驱动模式、行车充电模式、驻车发电模式、能量回收模式等，每个运行模式下又可以根据挡位的不同而分为不同的情况。

下面结合附图2和8-10，对该电动动力传递系统在每一种模式下的控制方法和动力传递路径做出详细的说明。

(1)单电机驱动模式

当车辆处于单电机驱动模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1不工作，第二电机2工作，离合器3分离，挡位切换器9与第三挡位齿轮组10连接。

图8示出了第三种单电机驱动模式对应的动力传递路径：电池组111输出的电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、挡位切换器9、第三挡位齿轮组10、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第二电机2在第三挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV03挡。

需要说明的是，控制单元还可以使车辆处于第一种单电机驱动模式和第二种单电机驱动模式下。由于第一种单电机驱动模式和第二种单电机驱动模式下控制单元所执行的控制方法在前文中已经详细叙述过，在此不再赘述。

第一挡位齿轮组5对应的速比、第二挡位齿轮组6对应的速比和第三挡位齿轮组10对应的速比彼此不同。

(2)倒车模式

当车辆处于倒车模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1不工作，第二电机2工作，离合器3分离，挡位切换器9与第三挡位齿轮组10连接。其中，第二电机2在倒车模式下的旋转方向与其在单电机驱动模式下的旋转方向相反。

在第二种倒车模式下，继续参见图8，控制单元控制电池组111放电以向第二电机2输送电能，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，并且此时第二电机2的转动方向与其在单电机驱动模式下的转动方向相反，通过第一电机控制器112控制第一电机1不工作，控制离合器3分离，驱动控制器件4可以处于连接状态或者断开状态，第三挡位齿轮组10通过挡位切换器9与离合器3的第二部32连接。该单电机驱动模式下的动力传递路径如图8所示：电池组111输出的电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、挡位切换 器9、第三挡位齿轮组10、传动齿轮组7，最后传递至车轮8，此时车轮8的转动方向与第三种单电机驱动模式下车轮8的转动方向相反。

需要说明的是，控制单元还可以使车辆处于第一种倒车模式下。由于第一种倒车模式下控制单元所执行的控制方法在前文中已经详细叙述过，在此不再赘述。

(3)双电机驱动模式

当车辆处于双电机驱动模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1和第二电机2均工作，离合器3分离，驱动控制器件4处于连接状态，挡位切换器9与第三挡位齿轮组10连接；或者，控制第一电机1和第二电机2均工作，离合器3结合，驱动控制器件4处于断开状态，挡位切换器9与第三挡位齿轮组10连接。

在第四种双电机驱动模式下，如图9所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1和第二电机2输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，控制离合器3分离，驱动控制器件4连接离合器3的第一部31与第一挡位齿轮组5，第三挡位齿轮组10通过挡位切换器9与离合器3的第二部32连接。该双电机驱动模式下的动力传递路径如图9所示：电池组111输出的一部分电能经第一电机1转化为机械能，依次经过驱动控制器件4、第一挡位齿轮组5后传递至传动齿轮组7；电池组111输出的另一部分电能经第二电机2转化为机械能，依次经过第一离合器3、挡位切换器9、第三挡位齿轮组10和传动齿轮组7，并在传动齿轮组7处与第一电机1输出的机械能汇合，集中传递至车轮8。此时第一电机1在第一挡位下驱动车辆行驶，第二电机2在第三挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV13挡。

在第五种双电机驱动模式下，如图10所示，控制单元控制电池组111放电以向第一电机1和第二电机2输送电能，通过第一电机控制器112控制第一电机1工作，通过第二电机控制器114控制第二电机2工作，控制离合器3结合，驱动控制器件4处于断开状态，第三挡位齿轮组10通过挡位切换器9与离合器 3的第二部32连接。该双电机驱动模式下的动力传递路径如图10所示：电池组111输出的一部分电能经第一电机1转化为机械能，并传递至离合器3处；电池组111输出的另一部分电能经第二电机2转化为机械能，并在离合器3处与第一电机1输出的机械能汇合，集中向后传递，依次经过挡位切换器9、第三挡位齿轮组10、传动齿轮组7，最后传递至车轮8。此时第一电机1和第二电机2均在第但挡位下驱动车辆行驶，该挡位例如可以记为EV33挡。

需要说明的是，控制单元还可以使车辆处于第一种双电机驱动模式、第二种双电机驱动模式和第三种双电机驱动模式下。由于第一种双电机驱动模式、第二种双电机驱动模式和第三种双电机驱动模式下控制单元所执行的控制方法在前文中已经详细叙述过，在此不再赘述。

(4)能量回收模式

当车辆处于能量回收模式时，控制单元被配置为：控制第一电机1不工作，第二电机2处于发电模式，离合器3分离，挡位切换器9与第三挡位齿轮组10连接。

在第三种能量回收模式下的动力传递路径为：由整车制动而减小的部分动能会通过车轮8转换为机械能，依次传递给传动齿轮组7、第三挡位齿轮组10、挡位切换器9、离合器3，最终传递给第二电机2，第二电机2将机械能转换为电能并存入电池组111中备用。该动力传递路径与图8中所示出的动力传递路径的传递方向相反。

需要说明的是，控制单元还可以使车辆处于第一种能量回收模式和第二种能量回收模式下。由于第一种能量回收模式和第二种能量回收模式下控制单元所执行的控制方法在前文中已经详细叙述过，在此不再赘述。

以上仅是能量回收模式的一种可能的实施例，该实施例是参考图8中的动力传递路径所设计的能量流反向的能量回收模式。在本申请中，所有的驱动模式均可实现能量回收，例如还可以参考图5-7和图9-10中的动力传递路径来设计能量流反向的能量回收模式，在此不再赘述。

本实施例所提供的车辆能够在上述多种运行模式之间切换，以及根据工况 需求在8个挡位之间切换，从而降低了对第一电机1和第二电机2的扭矩要求，提高了能量利用效率，使得两个动力源能够更多地在高效区工作，降低了系统能耗。此外，两个动力源配合使用能够满足不同工况下的动力需求，提升了整车动力性和平顺性。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1. 一种电动动力传递系统，包括第一电机(1)、第二电机(2)、离合器(3)、驱动控制器件(4)、第一挡位齿轮组(5)、第二挡位齿轮组(6)和传动齿轮组(7)，所述离合器(3)包括第一部(31)和第二部(32)，所述第一部(31)和所述第二部(32)可控制地结合或分离；

   所述第一电机(1)的输出轴与所述离合器(3)的第一部(31)连接；

   所述第二电机(2)的输出轴与所述离合器(3)的第二部(32)连接；

   所述驱动控制器件(4)位于所述第一电机(1)的输出轴和所述第一挡位齿轮组(5)之间，用于传递或切断所述第一电机(1)和所述第一挡位齿轮组(5)之间的动力；

   所述第一挡位齿轮组(5)与所述传动齿轮组(7)连接；

   所述第二挡位齿轮组(6)与所述传动齿轮组(7)连接，并能与所述离合器(3)的第二部(32)可控制地连接和脱离，所述第二挡位齿轮组(6)对应的速比与所述第一挡位齿轮组(5)对应的速比不同；

   所述传动齿轮组(7)具有动力输出端。
2. 根据权利要求1所述的系统，所述驱动控制器件(4)为单向离合器，所述单向离合器用于传递所述第一电机(1)向所述第一挡位齿轮组(5)输入的动力。
3. 根据权利要求2所述的系统，所述第一挡位齿轮组(5)包括相互啮合的第一主动齿轮(51)和第一从动齿轮(52)，所述第一主动齿轮(51)与所述单向离合器连接，所述第一从动齿轮(52)与所述传动齿轮组(7)连接。
4. 根据权利要求1所述的系统，所述驱动控制器件(4)为同步器，所述第一电机(1)通过所述同步器与所述第一挡位齿轮组(5)可控制地连接和脱离。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的系统，包括挡位切换器(9)，所述挡位切换器(9)与所述离合器(3)的第二部(32)相连；

   所述第二挡位齿轮组(6)与所述挡位切换器(9)可脱离地连接。
6. 根据权利要求5所述的系统，所述第二挡位齿轮组(6)包括相互啮合的第二主动齿轮(61)和第二从动齿轮(62)，所述第二主动齿轮(61)套设在所述离合器(3)的第二部(32)上并与所述第二部(32)具有间距，所述第二从动齿轮(62)与所述传动齿轮组(7)连接；

   所述挡位切换器(9)与所述第二主动齿轮(61)可脱离地连接。
7. 根据权利要求5或6所述的系统，包括第三挡位齿轮组(10)，所述第三挡位齿轮组(10)与所述传动齿轮组(7)相连，并能与所述挡位切换器(9)可脱离地连接；

   所述挡位切换器(9)用于与所述第二挡位齿轮组(6)和所述第三挡位齿轮组(10)中的至多一个连接；

   其中，所述第一挡位齿轮组(5)对应的速比、所述第二挡位齿轮组(6)对应的速比和所述第三挡位齿轮组(10)对应的速比互不相同。
8. 根据权利要求7所述的系统，所述第三挡位齿轮组(10)包括相互啮合的第三主动齿轮(101)和第三从动齿轮(102)，所述第三主动齿轮(101)套设在所述离合器(3)的第二部(32)上并与所述第二部(32)具有间距，所述第三从动齿轮(102)与所述传动齿轮组(7)连接；

   所述挡位切换器(9)与所述第二主动齿轮(62)可脱离地连接。
9. 根据权利要求1所述的系统，包括电源组件(11)，所述电源组件(11)包括电池组(111)、第一电机控制器(112)和第二电机控制器(114)；

   所述电池组(111)与所述第一电机控制器(112)电连接，所述第一电机控制器(112)与所述第一电机(1)电连接；

   所述电池组(111)与所述第二电机控制器(114)电连接，所述第二电机控制器(114)与所述第二电机(2)电连接。
10. 一种车辆，所述车辆包括控制单元、车轮(8)以及如权利要求1-9任一项所述的电动动力传递系统；

    所述控制单元与所述电动动力传递系统中的第一电机(1)、第二电机(2)、离合器(3)和驱动控制器件(4)电连接；

    所述车轮(8)与所述电动动力传递系统中的传动齿轮组(7)的动力输出端连接。

Images