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CN107972461A - 一种纯电动汽车用双电机耦合器 - Google Patents

一种纯电动汽车用双电机耦合器 Download PDF

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CN107972461A
CN107972461A CN201711468140.1A CN201711468140A CN107972461A CN 107972461 A CN107972461 A CN 107972461A CN 201711468140 A CN201711468140 A CN 201711468140A CN 107972461 A CN107972461 A CN 107972461A
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China
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gear
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CN201711468140.1A
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Inventor
郭洪强
刘祥运
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Liaocheng University
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Liaocheng University
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车用双电机耦合器，包括：电机A、电机B、一个太阳轮、两个行星齿轮、一个行星架、一个空心齿轮轴、一个双联齿圈、三个常啮合齿轮、一个双联齿轮、一个差速器；包括三种驱动档位，三种档位间切换时可实现无动力中断换挡，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响；所述三种驱动档位包括：驱动档位A、驱动档位B、驱动档位C；所述驱动档位A为低速档，所述驱动档位B为高速档；驱动档位C为大扭矩输出档；能够满足不同路况下的速度和动力需求，保持电机在高效率区间运转，提高电机工作效率。本发明的双电机耦合器改变了传统汽车的动力布置形式，将传统动力系统总成集中于驱动桥上，简化传动系统，提高传动效率。

Description

一种纯电动汽车用双电机耦合器
技术领域
本发明涉及电动汽车耦合器，确切地说是一种纯电动汽车用双电机耦合器。
技术背景
目前，几乎所有的电动车型均搭载的是单速变速器，并没有匹配像汽油机车型一样的可变速的变速器。在城市路况下，电动机直接带动单速变速器，而在低速情况下，电动机的输出扭矩不稳定，如果遇到坡度较大的路况则会比较吃力。因此，需要有变速器一样的合理传动比来实现车辆在不同路况下的合理分配。电机在频繁的大范围转速变化过程中会产生强烈的电磁干扰，这对于电机及其控制器会产生不良的影响。同时，电池组的输出功率变化过于频繁容易造成电池组内部各个电池单元电量不均匀，从而降低电池组的寿命。传统的传动系统由于采用传动轴装置，占据底盘空间，同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性和动力性。
如CN201611044037所公开的一种双输入又输出无动力中断耦合器，其采用分布式驱动，传动系统复杂，电机经过一系列的传动机构后输出效率下降，无法前后轮差速。
申请号201710342894.6所公开的一种基于动力耦合器的单电机混合驱动系统，用于油电混合动力车辆，使用了三个离合器和一个制动器，换挡过程需要操纵离合器和制动器等机构，操作复杂，换挡过程存在明显的动力中断，造成功率的损失。
授权公告号为CN204526822 U的发明专利提供了一种行星齿轮动力耦合器，虽然实现电动机与发动机动力的耦合，但两种动力只能单独工作不能同时输入两种动力，只能解决动力的转换无法真正的实现动力的耦合。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种纯电动汽车用双电机耦合器。
一种纯电动汽车用双电机耦合器，包括：电机，行星齿轮机构，所述电机设有电机（A），电机（B），（A）为小功率驱动电机，电机（B）为大功率驱动电机；电机（A）与电机（B），以及该耦合器全部部件集成在驱动桥上；行星齿轮机构设有太阳轮（4）、行星齿轮（5）、行星齿轮（10）、行星架（6）、齿圈（9），齿圈（9）为双联齿圈；行星架（6）装有行星齿轮（5）、行星齿轮（10），齿圈（9）与行星齿轮（5）、行星齿轮（10）分别啮合；太阳轮（4）与行星齿轮（5）、行星齿轮（10）分别啮合，行星齿轮机构的行星架（6）与差速器（13）连接；电机（A）通过常啮合齿轮（2）、空心齿轮轴（3）与太阳轮（4）连接；常啮合齿轮（1）与太阳齿（4）在空心齿轮轴（3）两端键连接;电机（B）通过齿轮（7）、齿轮（8）与齿圈（9）连接；齿轮（8）为双联齿轮。
纯电动汽车用双电机耦合器，耦合器设有三种驱动档位，驱动档位A、驱动档位B、驱动档位C；驱动档位A为低速档，驱动档位B为高速档；驱动档位C为大扭矩输出档；驱动档位A为：电机（A）通过常啮合齿轮（1）、常啮合齿轮（2）、空心齿轮轴（3）与太阳轮（4）连接；电机（B）锁止不动使齿圈（9）固定；电机（A）轴上的动力依次通过常啮合齿轮（1）与常啮合齿轮（2）构成的一级减速部分，再到空心齿轮轴（3），经太阳轮（4）与行星齿轮（5）、（10）构成的二级减速部分，再经行星架（6）到差速器（13）再把动力传递给两输出半轴；驱动档位B为：电机A关闭锁止，电机（B）通过齿轮（7）、双联齿轮（8）与齿圈（9）连接；电机A锁止不动使太阳轮（4）固定；电机（B）输出轴上的动力依次通过齿轮（7）与双联齿轮（8）构成的减速部分，再经齿圈（9）、行星齿轮（5）、行星齿轮（10）、行星架（6）到差速器（13）再传递给两输出半轴；所述驱动档位C为：电机（A）与电机（B）同时运转，电机（A）轴上的动力依次通过常啮合齿轮（1）与常啮合齿轮（2）构成的一级减速部分，经空心齿轮轴（3）到行星齿轮机构的太阳轮（4）；电机（B）输出轴上的动力依次通过齿轮（7）与双联齿轮（8）构成的减速部分，再到行星齿轮机构的齿圈（9），两股动力经过行星齿轮机构耦合，再经行星架（6）到差速器（13）再传递给两输出半轴。
本发明的有益效果：
1. 本发明的双电机耦合器改变了传统汽车的动力布置形式，将传统动力系统总成集中于驱动桥上，简化传动系统，省略了传动轴、同步器、主减速器等传动部分，提高传动效率。
2. 简化传动系统，省略了传动轴、同步器、主减速器等传动部分，结构简单，减轻了车身的重量，同时增大了底盘的剩余空间。
3. 实现三种驱动档位，满足不同路况下的速度和动力需求，使得电机在高效区间运转，提高电机工作效率。
4. 三种档位在换挡过程中，动力不会中断，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响。
附图说明
图1为本发明的整体的结构示意图。
图2为现有技术耦合器的结构示意图。
图3为本发明的耦合器的结构示意图。
其中，A-小电机；B-大电机；1-常啮合齿轮；2-常啮合齿轮；3-空心齿轮轴；4-太阳轮；5-行星齿轮；6-行星架；7-常啮合齿轮；8-双联齿轮；9-双联齿圈；10-行星齿轮；11-右半轴；12-左半轴；13-差速器；101-耦合器；102-传动轴；103-主减速器；104-耦合器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种新型双电机耦合器，由电机，行星齿轮机构组成，电机设有小电机A，大电机B，一个太阳轮4，两个行星齿轮5、10，一个行星架6，一个空心齿轮轴3，一个双联齿圈9，三个常啮合齿轮1、2、7，一个双联齿轮8，一个差速器13；所述行星架6与差速器13的外壳连接，差速器壳内部结构和功能不变。所述太阳轮4，行星齿轮5、10，行星架6（差速器壳）、齿圈9组成行星齿轮机构；所述小电机A通过空心齿轮轴3与太阳轮4连接；所述常啮合齿轮1与太阳齿4在空心齿轮轴3两端键连。所述大电机B通过常啮合齿轮7、双联齿轮8与齿圈9结合。
本发明的双电机耦合器，包括三种驱动档位，由档位切换的主体部分行星齿轮机构实现档位转换；所述三种驱动档位包括：驱动档位A、驱动档位B、驱动档位C；所述驱动档位A为低速档，所述驱动档位B为高速档；驱动档位C为大扭矩输出档；
当电动车行驶在拥挤路段等低速行驶情况时，选择所述驱动档位A，小电机A通过常啮合齿轮1、常啮合齿轮2、空心齿轮轴3与太阳轮4连接；由于大电机B锁止不动，使得齿圈9固定；小电机A轴上的动力依次通过常啮合齿轮1与常啮合齿轮2构成的一级减速部分，再到空心齿轮轴3，经太阳轮4与行星齿轮5、10构成的二级减速部分，再经行星架6到差速器13再传递给两车轮半轴；
当电动车由低速逐渐提速到高速行驶时，由档位A切换到档位B，小电机A关闭锁止，大电机B通过常啮合齿轮7、双联齿轮8与齿圈9结合；由于小电机A锁止不动，使得太阳轮4固定；电机B输出轴上的动力依次通过常啮合齿轮7与双联齿轮8构成的减速部分，再经齿圈9、行星齿轮5、10、行星架6到差速器13再传递给两车轮半轴；
当电动车静止起步时或者爬坡等需要大扭矩输出时，选择驱动档位C，电机A与电机B同时运转，电机A轴上的动力依次通过常啮合齿轮1与常啮合齿轮2构成的一级减速部分，经空心齿轮轴3，到行星齿轮机构的太阳轮4；电机B输出轴上的动力依次通过常啮合齿轮7与双联齿轮8构成的减速部分，再到行星齿轮机构的齿圈9，两股动力经过行星齿轮机构耦合，再经行星架6、差速器13将动力传递给两车轮半轴。
本发明的有益效果：
1. 结合图2、图3，可见，本发明耦合器104改变了传统汽车的动力布置形式，将传统动力系统总成集中于驱动桥上，简化耦合器101的传动系统，省略了传动轴102、同步器、主减速器103等传动部分，提高传动效率。
2. 简化传动系统，省略了传动轴102、同步器、主减速器103等传动部分，结构简单，减轻了车身的重量，同时增大了底盘的剩余空间。
3. 实现三种驱动档位，满足不同路况下的速度和动力需求，使得电机在高效区间运转，提高电机工作效率。
4. 三种档位在换挡过程中，动力不会中断，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车用双电机耦合器，包括：电机，行星齿轮机构，其特征在于：
所述电机设有电机（A），电机（B），电机（A）为小功率驱动电机，电机（B）为大功率驱动电机；电机（A）与电机（B），以及该耦合器全部部件集成在驱动桥上；
行星齿轮机构设有太阳轮（4）、行星齿轮（5）、行星齿轮（10）、行星架（6）、齿圈（9），齿圈（9）为双联齿圈；行星架（6）装有行星齿轮（5）、行星齿轮（10），齿圈（9）与行星齿轮（5）、行星齿轮（10）分别啮合；太阳轮（4）与行星齿轮（5）、行星齿轮（10）分别啮合，行星齿轮机构的行星架（6）与差速器（13）连接；
电机（A）通过常啮合齿轮（2）、空心齿轮轴（3）与太阳轮（4）连接；
常啮合齿轮（2）与太阳齿（4）在空心齿轮轴（3）两端键连接;
电机（B）通过齿轮（7）、齿轮（8）与齿圈（9）连接；
齿轮（8）为双联齿轮。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车用双电机耦合器，其特征在于：耦合器设有三种驱动档位，驱动档位A、驱动档位B、驱动档位C；驱动档位A为低速档，驱动档位B为高速档；驱动档位C为大扭矩输出档；
驱动档位A为：电机（A）通过常啮合齿轮（1）、常啮合齿轮（2）、空心齿轮轴（3）与太阳轮（4）连接；电机（B）锁止不动使齿圈（9）固定；电机（A）轴上的动力依次通过常啮合齿轮（1）与常啮合齿轮（2）构成的一级减速部分，再到空心齿轮轴（3），经太阳轮（4）与行星齿轮（5）、（10）构成的二级减速部分，再经行星架（6）到差速器（13）再把动力传递给两输出半轴；
驱动档位B为：电机A关闭锁止，电机（B）通过齿轮（7）、双联齿轮（8）与齿圈（9）连接；电机A锁止不动使太阳轮（4）固定；电机（B）输出轴上的动力依次通过齿轮（7）与双联齿轮（8）构成的减速部分，再经齿圈（9）、行星齿轮（5）、行星齿轮（10）、行星架（6）到差速器（13）再传递给两输出半轴；
所述驱动档位C为：电机（A）与电机（B）同时运转，电机（A）轴上的动力依次通过常啮合齿轮（1）与常啮合齿轮（2）构成的一级减速部分，经空心齿轮轴（3）到行星齿轮机构的太阳轮（4）；电机（B）输出轴上的动力依次通过齿轮（7）与双联齿轮（8）构成的减速部分，再到行星齿轮机构的齿圈（9），两股动力经过行星齿轮机构耦合，再经行星架（6）到差速器（13）再传递给两输出半轴。
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