CN107559389A - 并联式双电机驱动变速器总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种并联式双电机驱动变速器总成，包括第一电机和第二电机，第二电机的空心电机轴与空心轴的一端固联，空心轴的另一端周向固定有第二主动齿轮，第二主动齿轮上设有第二安装孔，输入轴的一端与第一电机固联，输入轴的另一端周向固定有第一主动齿轮，第一主动齿轮上设有第一安装孔；中间轴通过滚针轴承安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一从动齿轮与第一主动齿轮相啮合，第二从动齿轮与第二主动齿轮相啮合，第一从动齿轮和第二从动齿轮之间设有中间轴同步器，中间轴同步器安装在中间轴上可沿轴向滑动与第一从动齿轮或第二从动齿轮相配合。本发明采用两个电机进行驱动，避免了驱动系统在换挡过程中的动力中断现象，整车爬坡性能提高。

Description

并联式双电机驱动变速器总成

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种并联式双电机驱动变速器总成。

背景技术

新能源汽车是步入节能型社会的一个重要突破，电动汽车（纯电动汽车或混合动力汽车）作为新能源动力车辆，具有高效节能，零排放的特点，为环保和节能提供了全新的途径。市场上电动汽车的动力总成主要包括电机直驱以及电机匹配变速器动力系统两种形式。电机直驱式动力系统由于整车工况多变，其工作范围广（覆盖低速、中速和高速），电机的高效益区不可能覆盖全工况，故其整车实际工况运行的效率低；对于电机匹配变速器式动力系统，其在不同工况下利用变速器可调节电机高效区使用率，从而使整车实际工况运行的效率大有提高，故电机匹配变速器组合的动力系统为电动汽车的主流动力系统。目前用于匹配电动汽车动力总成的变速器包括减速器、多挡位变速器等。由于电机具有低速恒扭矩、高速恒功率的曲线特点，在同时满足整车爬坡度和最高车速的要求下，通常要求匹配大功率、高转速电机，随着功率增加电机的体积相应增加，整车所需电池容量也相应增加，因此不利于电动汽车的整体布置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑的并联式双电机驱动变速器总成，便于布置，能避免驱动系统在换挡过程中的动力中断现象，整车爬坡性能提高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种并联式双电机驱动变速器总成，包括壳体，设置在壳体内的输入轴、中间轴和输出轴，其特征在于：还包括第一电机、第二电机和空心轴，所述第二电机的电机轴为空心电机轴，所述第二电机的空心电机轴与空心轴的一端固联，空心轴的另一端周向固定有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮上设有第二安装孔，所述空心电机轴和空心轴空套在输入轴上，输入轴的两端延伸出空心电机轴和空心轴，所述输入轴通过第一轴承安装在第二主动齿轮的第二安装孔内，所述输入轴的一端与第一电机固联，输入轴的另一端周向固定有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮上设有第一安装孔；所述中间轴通过滚针轴承安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮与输入轴的第一主动齿轮相啮合，所述第二从动齿轮与空心轴的第二主动齿轮相啮合，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮之间设有中间轴同步器，中间轴同步器安装在中间轴上可沿轴向滑动与第一从动齿轮或第二从动齿轮相配合，所述中间轴上依次周向固定有二挡主动齿轮、三挡主动齿轮和一挡主动齿轮，所述输出轴的一端通过第二轴承安装在第一主动齿轮的第一安装孔内，另一端通过第三轴承安装在壳体上，所述输出轴通过第二滚针轴承依次安装有与二挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮、与三挡主动齿轮相啮合的三挡从动齿轮和与一挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮，所述三挡从动齿轮与一挡从动齿轮之间设有一三挡同步器，所述二挡从动齿轮与第一主动齿轮之间设有二四挡同步器，所述一三挡同步器和二四挡同步器安装在输出轴上可沿轴向滑动。

所述输入轴和第一主动齿轮采用齿轮轴。

所述空心轴和第二主动齿轮采用齿轮轴。

所述中间轴的两端分别通过第四轴承安装在壳体中。

所述空心轴通过第五轴承安装在壳体中。

所述第一轴承和第二轴承均采用无外圈滚子轴承。

所述中间轴上还周向固定有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，所述输出轴上通过滚针轴承安装有与五挡主动齿轮相啮合的五挡从动齿轮、与六挡主动齿轮相啮合的六挡从动齿轮，所述五挡从动齿轮与六挡从动齿轮之间设有五六挡同步器，所述五六挡同步器安装在输出轴上可沿轴向滑动。

本发明的有益效果：本发明采用两个电机，第一电机与输入轴相连，第二电机与空心轴相连，输入轴上设置第一主动齿轮，空心轴上设置第二主动齿轮，通过第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合，第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合，带动中间轴上的一挡主动齿轮、二挡主动齿轮和三挡主动齿轮转动，通过一三挡同步器和二四挡同步器实现一、二、三挡的驱动；当第二电机停止，第一电机工作，输入轴的第一主动齿轮与二四挡同步器相啮合时，实现了四挡驱动。本发明采用两个电机，对应不同路况，实现了多挡位控制，第一电机进行二、四挡控制，第二电机进行一、三挡控制，在各档位之间进行转换时，实现了换挡过程的无动力中断，提高了乘坐的舒适性；当单电机驱动力矩不足难以满足整车行驶扭矩需求时，利用耦合变速器，变速器一挡可和二挡的耦合，二挡可与三挡耦合、三挡可与四挡耦合，保证了整车行驶的力矩。并且两个电机的功率小、电机体积小，重量轻，更节能，成本更低廉。由于第二电机采用空心电机轴，使第一电机相连的输入轴穿过第二电机的空心电机轴和空心轴，使结构布局更佳紧凑。本发明可以用于纯电动汽车，也可以用于混合动力电动汽车。

所述第一轴承和第二轴承均采用无外圈滚子轴承。减小了第一主动齿轮的第一安装孔和第二主动齿轮的第二安装孔孔径，保证了第一主动齿轮和第二主动齿轮的强度。

所述中间轴上还周向固定有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，实现了五挡、六挡的控制。

附图说明

图1为本发明具体实施例1的结构简化图。

附图中，1为第一电机，2为第二电机，3为第五轴承，4为空心轴，5第一轴承，6为输入轴，7为第二轴承，8为二四挡同步器，9为二挡从动齿轮，10为第二滚针轴承，11为三挡从动齿轮，12为第二主动齿轮，13为一三挡同步器，15为第三轴承，16为输出轴，17为第四轴承，18为第二从动齿轮，19为第一滚针轴承，20为中间轴同步器，21为第一从动齿轮，22为第一主动齿轮,23为二挡主动齿轮，24为三挡主动齿轮，25为一挡主动齿轮，26为中间轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步详细说明；

具体实施例1

参见图1所示，一种并联式双电机驱动变速器总成，包括壳体，设置在壳体内的输入轴6、中间轴26和输出轴16，第一电机1，第二电机2和空心轴4，所述第二电机2的电机轴为空心电机轴，所述第二电机2的空心电机轴通过花键与空心轴4的一端固联，从而实现第二电机的扭矩、转速输入；空心轴4的另一端通过花键周向固定有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮上设有第二安装孔，本实施例中空心轴和第二主动齿轮采用齿轮轴。所述空心轴4通过第五轴承3安装在壳体中，所述第五轴承采用圆柱滚子轴承。所述空心电机轴和空心轴空套在输入轴6上，输入轴6穿过空心电机轴和空心轴，输入轴6的两端延伸出空心电机轴和空心轴，所述输入轴6通过第一轴承5安装在第二主动齿轮12的第二安装孔内，所述第一轴承5采用无外圈圆柱滚子轴承，输入轴6通过第一轴承5支撑在第二主动齿轮12的第二安装孔中，所述输入轴6的一端通过花键与第一电机1固联，从而实现第一电机的扭矩、转速输入；输入轴5的另一端通过花键周向固定有第一主动齿轮22，所述第一主动齿轮22上设有第一安装孔，本实施例中输入轴和第一主动齿轮采用齿轮轴；实现了第一电机1和第二电机2的并联结构，该结构布局更紧凑，减小了两个电机的占用空间。所述中间轴26的两端分别通过第四轴承17安装在壳体中，第四轴承通过圆柱滚子轴承。所述中间轴26通过第一滚针轴承19安装有第一从动齿轮21和第二从动齿轮18，所述第一从动齿轮21与输入轴6的第一主动齿轮22相啮合，所述第二从动齿轮18与空心轴4的第二主动齿轮12相啮合，所述第一从动齿轮21和第二从动齿轮18之间设有中间轴同步器20，所述中间轴同步器20即同步器总成（包含结合套总成），中间轴同步器20安装在中间轴26上可沿轴向滑动与第一从动齿轮或第二从动齿轮相配合，所述中间轴26上依次周向固定有二挡主动齿轮23、三挡主动齿轮24和一挡主动齿轮25，所述一挡主动齿轮25、二挡主动齿轮23和三挡主动齿轮24过盈配合在中间轴26上，所述输出轴16的一端通过第二轴承7安装在第一主动齿轮22的第一安装孔内，另一端通过第三轴承15安装在壳体上，所述第二轴承采用无外圈圆柱滚子轴承，减小了第一安装孔的内孔径，所述第三轴承采用圆柱滚子轴承，所述输出轴16通过第二滚针轴承10依次安装有与二挡主动齿轮23相啮合的二挡从动齿轮9、与三挡主动齿轮24相啮合的三挡从动齿轮11和与一挡主动齿轮25相啮合的一挡从动齿轮14，所述三挡从动齿轮11与一挡从动齿轮14之间设有一三挡同步器13，所述二挡从动齿轮9与第一主动齿轮22之间设有二四挡同步器8，所述一三挡同步器13和二四挡同步器8安装在输出轴16上可沿轴向滑动，所述一三挡同步器和二四挡同步器即同步器总成（包含结合套总成）。

进一步地：所述输入轴6也可通过离合器与发动机连接传递发动机的动力，实现混合动力传动。

本发明的工作原理：当第二电机2工作，中间轴同步器20挂于左侧档位时，一三挡同步器13分别挂于两侧构成变速器总成的一档和三档；同理当第一电机1工作，中间轴同步器20挂于右侧档位时，二四挡同步器8挂于右侧档位时，第一电机1提供动力和转速输入构成变速器的二档；当中间轴同步器20挂于空档时，二四挡同步器8挂于左侧档位时，第一电机1提供动力和转速输入构成变速器的四档（直接档）。对于不同工况条件下的控制：

工况一：第二电机2工作，变速器可分别提供一挡和三挡实现变速增扭功能，第一电机1不工作。

工况二：第一电机1工作，变速器可分别提供二挡和四挡实现变速增扭功能，第二电机2不工作。

工况三：单电机工作时，由于电机驱动力矩不足难以满足整车行驶扭矩需求，另一电机介入提供扭矩模式。如：第二电机2工作时，变速器处于一挡，驱动力矩未能满足整车需求则第一电机1介入工作，变速器同时挂入二挡，根据电机特性，第二电机2提供扭矩、转速模式，第一电机1提供扭矩模式，通过变速器一挡和二挡的耦合提供整车所需扭矩。同理二挡可与三挡耦合、三挡可与四挡耦合。

工况四：由于适应不同路况需进行换挡，常规机械变速器通常在换挡过程中存在短时的动力中断降低乘坐舒适性，本发明中在换挡过程中可通过相邻挡位的耦合可实现换挡无动力中断。如第二电机2工作，变速器处于一挡，在适应路况需求变速器换二挡时，利用耦合变速器在不摘一挡前变速器挂于二挡，第一电机1介入工作后再摘一挡从而实现换挡过程的无动力中断。

具体实施例2

本实施例的特点是：所述中间轴26上还周向固定有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，所述输出轴上通过滚针轴承安装有与五挡主动齿轮相啮合的五挡从动齿轮、与六挡主动齿轮相啮合的六挡从动齿轮，所述五挡从动齿轮与六挡从动齿轮之间设有五六挡同步器，所述五六挡同步器安装在输出轴上可沿轴向滑动。其他特征与具体实施例1相同。

Claims (7)

1.一种并联式双电机驱动变速器总成，包括壳体，设置在壳体内的输入轴（6）、中间轴（26）和输出轴（16），其特征在于：还包括第一电机（1）、第二电机（2）和空心轴（4），所述第二电机（2）的电机轴为空心电机轴，所述第二电机（2）的空心电机轴与空心轴（4）的一端固联，空心轴（4）的另一端周向固定有第二主动齿轮（12），所述第二主动齿轮（12）上设有第二安装孔，所述空心电机轴和空心轴空套在输入轴（6）上，输入轴（6）的两端延伸出空心电机轴和空心轴，所述输入轴（6）通过第一轴承安装在第二主动齿轮（12）的第二安装孔内，所述输入轴（6）的一端与第一电机（1）固联，输入轴的另一端周向固定有第一主动齿轮（22），所述第一主动齿轮（22）上设有第一安装孔；所述中间轴（26）通过第一滚针轴承（19）安装有第一从动齿轮（21）和第二从动齿轮（18），所述第一从动齿轮（21）与输入轴的第一主动齿轮（12）相啮合，所述第二从动齿轮（18）与空心轴的第二主动齿轮（12）相啮合，所述第一从动齿轮（21）和第二从动齿轮（18）之间设有中间轴同步器（20），中间轴同步器（20）安装在中间轴（26）上可沿轴向滑动与第一从动齿轮或第二从动齿轮相配合，所述中间轴（26）上依次周向固定有二挡主动齿轮（23）、三挡主动齿轮（24）和一挡主动齿轮（25），所述输出轴（16）的一端通过第二轴承（8）安装在第一主动齿轮（22）的第一安装孔内，另一端通过第三轴承（15）安装在壳体上，所述输出轴（16）通过第二滚针轴承（10）依次安装有与二挡主动齿轮相啮合的二挡从动齿轮（9）、与三挡主动齿轮相啮合的三挡从动齿轮（11）和与一挡主动齿轮相啮合的一挡从动齿轮（14），所述三挡从动齿轮（11）与一挡从动齿轮（14）之间设有一三挡同步器（13），所述二挡从动齿轮（9）与第一主动齿轮（22）之间设有二四挡同步器（8），所述一三挡同步器（13）和二四挡同步器（8）安装在输出轴（16）上可沿轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述输入轴（6）和第一主动齿轮（22）采用齿轮轴。

3.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述空心轴（4）和第二主动齿轮（12）采用齿轮轴。

4.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述中间轴（16）的两端分别通过第四轴承（17）安装在壳体中。

5.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述空心轴（4）通过第五轴承（3）安装在壳体中。

6.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述第一轴承（5）和第二轴承（7）均采用无外圈滚子轴承。

7.根据权利要求1所述的并联式双电机驱动变速器总成，其特征在于：所述中间轴（26）上还周向固定有五挡主动齿轮、六挡主动齿轮，所述输出轴上通过滚针轴承安装有与五挡主动齿轮相啮合的五挡从动齿轮、与六挡主动齿轮相啮合的六挡从动齿轮，所述五挡从动齿轮与六挡从动齿轮之间设有五六挡同步器，所述五六挡同步器安装在输出轴上可沿轴向滑动。