一种基于拉维纳式行星轮系的双电机驱动系统

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，具体而言是一种基于拉维纳式行星轮系的双电机驱动系统。


背景技术：

2.近年来，石油资源日益紧缺，治理环境污染的力度也越来越大，汽车是人们日常出行不可缺少的主要交通工具，为缓解资源和环境压力，大力发展电动汽车是不容忽视的重要手段，电动汽车清洁环保，无有害废气，且噪音小、驾驶舒适。但电动汽车仍存在着动力性和经济性的矛盾以及受限于电池容量，续航时间不足等问题。
3.双电机驱动系统通过两台电机和制动器之间的配合，可提供多种驱动模式，大大提升了电动汽车面对不同的驾驶路况下的适应性，同时可以在保障电动汽车动力性的同时，提升汽车的经济性，以达到提升能源使用效率的目的。因此，双电机驱动系统将是新能源汽车领域的重点研究方向。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明意在提供一种具有双电机的耦合驱动系统，旨在保证汽车动力性的前提下，通过多种工作模式提高动力的使用效率，以提高汽车的经济性。本发明在单电机驱动系统基础上改进为双电机结构，搭配拉维纳式行星轮系，提供了多种驱动模式。
5.本发明采用的技术手段如下：
6.一种基于拉维纳式行星轮系的双电机驱动系统，驱动系统包括拉维纳式行星轮系，拉维纳式行星轮系包括小太阳轮、大太阳轮、内行星轮、外行星轮、行星架和齿圈；大太阳轮和小太阳轮平行设置，行星架、齿圈、大太阳轮和小太阳轮的旋转中心在同一条直线；内行星轮和外行星轮均安装在行星架上，且内行星轮处于外行星轮的内侧，内行星轮啮合连接在小太阳轮的圆周外侧，同时与外行星轮啮合，且外行星轮啮合连接在大太阳轮的圆周外侧；行星架与小太阳轮设置在同侧；齿圈设置在外行星轮的外侧与外行星轮啮合连接。
7.驱动系统还包括第一电机、第二电机、制动器和动力传动机构；
8.第一电机通过第一输入轴与大太阳轮的旋转中心连接；
9.第二电机通过第二输入轴与行星架的旋转中心连接；
10.制动器与拉维纳式行星轮系的小太阳轮的中心的旋转轴连接，用于制动小太阳轮。
11.动力传动机构包括主减速器输入齿轮、主减速器输出齿轮、差速器，齿圈的中心的输出轴与主减速器输入齿轮的中心连接，主减速器输出齿轮与主减速器输入齿轮啮合，主减速器输出齿轮的中心与差速器连接，最终用于驱动汽车行驶。拉维纳式行星轮系的外部具有壳体，制动器、主减速器输入齿轮和主减速器输出齿轮均设置在壳体内。
12.驱动系统具有四种驱动模式，分别为：
13.第一电机驱动模式：第一电机工作，第二电机不工作，制动器工作；
14.第二电机驱动模式：第一电机不工作，第二电机工作，制动器工作；
15.双电机转矩耦合模式：第一电机和第二电机同时工作，制动器工作；
16.双电机转速耦合模式：第一电机和第二电机同时工作，制动器不工作。
17.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
18.纯电动汽车在中低速行驶时，其安静、经济、性能优异，但到了高速，纯电动汽车的性价比就会变的很低，由于行驶阻力增加，导致纯电动汽车的电量消耗速度成倍数增加，本发明便可依靠两个电机和制动器的配合工作，为汽车的行驶提供更加宽泛的传动比，同时车辆可以在不同的行驶条件下进行模式切换，选择最合适、效率最高的模式进行驱动，以达到提高传动效率和能源利用率的目的。
19.基于上述理由本发明可在新能源汽车等领域广泛推广。
附图说明
20.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。
21.图1为本发明具体实施方式中一种基于拉维纳式行星轮系的双电机驱动系统结构示意图。
22.图2为本发明具体实施方式中模式一动力流向图。
23.图3为本发明具体实施方式中模式二动力流向图。
24.图4为本发明具体实施方式中模式三和模式四动力流向图。
25.图中：1-制动器；2-旋转轴；3-第二电机；4-行星架；5-外行星轮；6-齿圈；7-主减速器输入齿轮；8-第一输入轴；9-第一电机；10-差速器；11-主减速器输出齿轮；12-大太阳轮；13-内行星轮；14-小太阳轮；15-第二输入轴；16-壳体。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表
达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
31.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
32.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
33.如图1～4所示，一种基于拉维纳式行星轮系的双电机驱动系统，驱动系统包括拉维纳式行星轮系、第一电机9、第二电机3、制动器1和动力传动机构；
34.拉维纳式行星轮系包括小太阳轮14、大太阳轮12、内行星轮13、外行星轮5、行星架4和齿圈6；大太阳轮12和小太阳轮14平行设置，行星架4、齿圈6、大太阳轮12和小太阳轮14的旋转中心在同一条直线；内行星轮13 和外行星轮5均安装在行星架4上，且内行星轮13处于外行星轮5的内侧，内行星轮13一侧与小太阳轮14啮合，一侧与外行星轮5啮合，且外行星轮 5与大太阳轮12啮合；行星架4与小太阳轮14设置在同侧；齿圈6设置在外行星轮5的外侧与外行星轮5啮合连接。
35.第一电机9通过第一输入轴8与大太阳轮12的旋转中心连接；
36.第二电机3通过第二输入轴15与行星架4的旋转中心连接；
37.制动器1与小太阳轮14的中心的旋转轴2连接，用于制动小太阳轮14。
38.动力传动机构包括主减速器输入齿轮7、主减速器输出齿轮11、差速器 10，齿圈6的中心的输出轴与主减速器输入齿轮7的中心连接，主减速器输出齿轮11与主减速器输入齿轮7啮合，主减速器输出齿轮11的中心与差速器10连接，最终用于驱动汽车行驶。拉维纳式行星轮系的外部具有壳体16，制动器1、主减速器输入齿轮7和主减速器输出齿轮11均设置在壳体16内。
39.驱动系统具有四种驱动模式，分别为：
40.模式一，第一电机驱动模式：第一电机9工作，第二电机3不工作，制动器1工作；如图2所示，当处于这种驱动模式时，动力由第一电机9经过第一输入轴8输入至大太阳轮12，经过拉维纳行星轮系后，齿圈6将动力输出至主减速器输入齿轮7，并由主减速器输出齿轮11最终将动力输出。同时，驱动力可输入至第二电机3，使其产生转动，但此时第二电机3不提供扭矩。
41.模式二，第二电机驱动模式：第一电机不工作，第二电机工作，制动器工作；如图3所示。当处于这种驱动模式时，动力由第二电机3经过第二输入轴15输入至行星架4，经过拉维纳行星轮系后，齿圈6将动力输出至主减速器输入齿轮7，并由主减速器输出齿轮11最终将动力输出。同时，驱动力可输入至第一电机9，使其产生转动，但此时第一电机9不提供扭矩。
42.模式三，双电机转矩耦合模式：第一电机和第二电机同时工作，制动器工作；如图4所示，当处于这种驱动模式时，动力由经过第一电机9、第一输入轴8和第二电机3、第二输入轴15输入至大太阳轮12和行星架4，经过拉维纳行星轮系后，齿圈6将动力输出至主减速器输入齿轮7，并由主减速器输出齿轮11最终将动力输出。
43.模式四，双电机转速耦合模式：第一电机和第二电机同时工作，制动器不工作。该模式与双电机转矩耦合模式仅在于制动器1工作与否，其余完全相同。
44.本具体实施方式采用搭载双电机的拉维纳式行星轮系，以保证汽车的动力性作为前提，通过驱动电机和制动器的共同配合，可以在多种模式间共同切换，以适应不同的驾驶需求，提升能源的利用率。
45.上述不同工作模式对应构件工作状态见下表：
46.模式第一电机第二电机制动器一工作不工作工作二不工作工作工作三工作工作工作四工作工作不工作
47.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。