一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统。


背景技术：

2.随着国家碳中和计划的确定，使用清洁能源、加强节能减排等减少二氧化碳排放的方式变得越来越重要。传统商用车消耗石油，排放二氧化碳量大，将逐渐退出汽车市场。相比之下，混合动力汽车和纯电动汽车更加节能环保，更具有经济优势。其中，纯电动汽车因其行驶声音小、动力性能好、使用清洁能源、政府补贴力度大等优点，更易受到消费者的青睐，具有广阔的市场前景。然而，纯电动汽车受到电池容量低的制约，续航能力相对较差，不能进行长途驾驶。使用多电动机驱动可以提高驱动效率，而提高驱动效率是提升续航能力的关键所在。
3.就目前而言，受经济性、所占空间大小等因素影响，现有的电动机驱动一般分为单电动机驱动和双电动机驱动。与电动机相连的多速变速器能进一步提高动力传动系统的整体效率，并扩大有限行驶里程。如何发挥双电动机耦合运行的最佳性能，如何在节省空间、保证可靠性的前提下设计电动机位置与变速器行星机构成为研究重点与难点。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统，提供四种驱动模式用以解决目前电动汽车驱动系统运行效率低的难题。本发明能适应复杂的道路交通环境，提高续航里程，且设计结构紧凑，换挡过程平顺。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.本发明所提出的一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统，包括双排单太阳轮式行星机构、行星齿轮组壳体、第一电动机、第二电动机、制动器、离合器、减速齿轮、第一输入轴、第二输入轴、差速器和半轴；所述第一电动机与第一输入轴的一端连接，所述第一输入轴的另一端与双排单太阳轮式行星机构的一个输入端连接；所述第二电动机与第二输入轴的一端连接，所述第二输入轴的另一端与双排单太阳轮式行星机构的一个输入端连接；所述行星齿轮组壳体设置在双排单太阳轮式行星机构的外部；所述制动器一侧与第二输入轴连接，另一侧与行星齿轮组壳体连接；所述离合器一侧与双排单太阳轮式行星机构连接，另一侧与行星齿轮组壳体连接；所述差速器通过减速齿轮与双排单太阳轮式行星机构的输出端连接；所述半轴通过差速器与减速齿轮连接。
7.进一步的，所述双排单太阳轮式行星机构包括行星架、太阳轮、小行星轮、齿圈和大行星轮；所述太阳轮可视作一个复合齿轮同轴设置在小行星轮和大行星轮内侧，所述大行星轮与小行星轮和太阳轮平行布置；所述齿圈设置在小行星轮和大行星轮的圆周外侧之间；所述行星架设置在小行星轮间，并与第一输入轴连接；所述太阳轮与第二输入轴同轴连接；所述大行星轮与离合器连接；所述齿圈的输出端依次通过减速齿轮和差速器与半轴连
接。
8.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
9.本发明能够在不同的路况下，实现单电动机驱动模式和双电动机耦合驱动模式。当汽车实施双电动机耦合驱动模式时，制动器和离合器都不工作，为释放状态，当汽车实施单电动机驱动模式时，能够通过控制电动机的启停从而实现第一电动机单独驱动或第二电动机单独驱动，第一电动机单独驱动时可通过控制制动器与离合器的接合与释放实现两种不同驱动模式。所以，该驱动系统有双电动机驱动模式和单电动机驱动模式。单电动机驱动时有三种不同的驱动模式，满足在不同道路情况下汽车的驾驶需求，并根据实际路况将该动力系统运行在最适合的模式，保证兼顾动力性与高效率的同时，还可通过另一电动机反转进行发电，进而提高续航里程。双电动机驱动时动力总成可满足无动力中断，使换挡过程更加平顺，有效提升驾驶舒适度。
附图说明
10.图1是本发明所提出的一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统一个实施例的整体结构示意图；
11.图2是本发明模式一的动力传递示意图；
12.图3是本发明模式二的动力传递示意图；
13.图4是本发明模式t的动力传递示意图；
14.图5是本发明模式s的动力传递示意图。
15.其中，附图标记：1
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第一电动机；2
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第二电动机；3
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制动器；4
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离合器；5
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行星架；6
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太阳轮；7
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小行星轮；8
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齿圈；9
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大行星轮；10
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减速齿轮；11
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差速器；12
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半轴；13
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第二输入轴；14
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第一输入轴；15
‑
行星齿轮组壳体。
具体实施方式
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
17.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”、“间”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发明和简化描述，而不是指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。
18.参见附图1至5，给出了本发明所提出的一种基于双排单太阳轮式行星机构的双电机耦合驱动系统的一个实施例的具体结构。所述驱动系统包括第一电动机1、第二电动机2、制动器3、离合器4、双排单太阳轮式行星机构、减速齿轮10、差速器11、半轴12、第二输入轴13、第一输入轴14和行星齿轮组壳体15。
19.其中，所述双排单太阳轮式行星机构包括行星架5、太阳轮6、小行星轮7、齿圈8和大行星轮9；所述太阳轮6可视作一个复合齿轮同轴设置在小行星轮7和大行星轮9的内侧，所述大行星轮9与小行星轮7和太阳轮6平行布置；所述齿圈8设置在小行星轮7和大行星轮9
的圆周外侧；所述行星架5连接在小行星轮7之间。
20.所述第一电动机1与第一输入轴14的一端连接，所述第一输入轴14的另一端与双排单太阳轮式行星机构的行星架5连接；所述第二电动机2与第二输入轴13的一端连接，所述第二输入轴13的另一端与双排单太阳轮式行星机构的太阳轮6连接；所述行星齿轮组壳体15设置在双排单太阳轮式行星机构的外部；所述制动器3一侧与第二输入轴13连接，另一侧与行星齿轮组壳体15连接，用于制动第二输入轴13；所述离合器4一侧与双排单太阳轮式行星机构的大行星轮9连接，另一侧与行星齿轮组壳体15连接，用于制动大行星轮9；所述齿圈8的输出端与减速齿轮10连接，所述减速齿轮10通过差速器11与半轴12连接。
21.所述驱动系统具备模式一、模式二、模式t和模式s四种驱动模式；
22.其中，如图2所示，当驱动系统处于模式一时，所述第一电动机1开启，第二电动机2关闭，所述第一电动机1将动力从第一输入轴14传递至双排单太阳轮行星机构中的行星架5上，动力通过双排单太阳轮行星机构，其中，所述制动器3制动第二输入轴13，动力于双排单太阳轮行星机构中的齿圈8输出，所述齿圈8与减速齿轮10和差速器11相连，将动力输送至半轴12，
23.如图3所示，当驱动系统处于模式二时，所述第一电动机1开启，第二电动机2关闭，所述第一电动机1将动力从第一输入轴14传递至双排单太阳轮行星机构中的行星架5上，动力通过双排单太阳轮行星机构，其中，所述离合器4制动双排单太阳轮行星机构中的大行星轮9，动力于双排单太阳轮行星机构中的齿圈8输出，所述齿圈8与减速齿轮10和差速器11相连，将动力输送至半轴12，动力经差速器11分流带动车轮转动。此时动力可输入至第二电动机2，使第二电动机2反转充电。
24.如图4所示，当驱动系统位于模式t时，所述第一电动机1关闭，第二电动机2开启，所述第二电动机2将动力从第二输入轴13传递至双排单太阳轮行星机构中的太阳轮6上，动力通过双排单太阳轮行星机构，其中，所述离合器4制动双排单太阳轮行星机构中的大行星轮9，动力于双排单太阳轮行星机构中的齿圈8输出，所述齿圈8与减速齿轮10和差速器11相连，将动力输送至半轴12。此时动力可输入至第一电动机1。
25.如图5所示，当驱动系统位于模式s时，所述第一电动机1开启，第二电动机2开启，所述第一电动机1和第二电动机2将动力从第一输入轴14和第二输入轴13传递至双排单太阳轮行星机构中的行星架5和太阳轮6上，动力通过双排单太阳轮行星机构，其中，所述离合器4与制动器3均不工作，动力于双排单太阳轮行星机构中的齿圈8输出，所述齿圈8与减速齿轮10和差速器11相连，将动力输送至半轴12。
26.模式一、模式二与模式t的目的在于通过第一电动机1或第二电动机2单电机工作，让汽车在中低速行驶时提升电机的工作效率,其中模式二与模式t可通过离合器4制动大行星轮9，节约电能的同时提高行驶里程。汽车的整车控制器会根据扭矩需求的不同，自动切换不同的模式。
27.模式s的目的在于当单电机模式无法满足驾驶需求时，通过第一电动机1和第二电动机2配合工作，达到大功率需求的同时也使汽车在高速行驶时提高整车的工作效率，增加行驶里程，也可以减少电机控制器的控制要求，降低开发成本。
28.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方
案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。