雙電機(jī)行星排變速器及具有其的動(dòng)力總成的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙電機(jī)行星排變速器及具有其的動(dòng)力總成。雙電機(jī)行星排變速器，包括：左電機(jī)、右電機(jī)和可轉(zhuǎn)動(dòng)的齒圈；左行星排，其包括一與所述左電機(jī)輸出軸固定相接的左太陽(yáng)輪、一組左行星輪和一行星架，一組左行星輪可自轉(zhuǎn)的安裝在所述行星架上且其分別與所述左太陽(yáng)輪的外齒和齒圈的內(nèi)齒嚙合；右行星排，其與所述左行星排共用所述齒圈及所述行星架，還包括右太陽(yáng)輪和兩組同環(huán)心且同規(guī)格的右行星輪，所述兩組右行星輪分別可自轉(zhuǎn)的安裝于所述行星架上，所述右太陽(yáng)輪固定相接所述右電機(jī)的輸出軸；還包括制動(dòng)組件，其與所述行星架離合相接且提供制動(dòng)所述行星架的動(dòng)力。通過(guò)行星排機(jī)構(gòu)的巧妙運(yùn)用，配合電機(jī)的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)4速換擋，并可通過(guò)電機(jī)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速過(guò)程。
【專利說(shuō)明】雙電機(jī)行星排變速器及具有其的動(dòng)力總成

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于純電動(dòng)汽車變速器結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其是涉及行星排變速器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展，新能源汽車成為現(xiàn)階段發(fā)展最為迅猛的技術(shù)，其中純電動(dòng)汽車是新能源汽車的一種，其以電機(jī)作為動(dòng)力源，將動(dòng)力直接傳遞給車輪或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞給車輪。純電動(dòng)汽車的組成包括:電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。
[0003]純電動(dòng)汽車通常采用兩種變速方式進(jìn)行變速:一種是直接利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的提速及倒轉(zhuǎn)控制汽車的提速和倒車，但這勢(shì)必導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷過(guò)載，不僅浪費(fèi)能源，且起步慢，部件易損；
[0004]另一種是同內(nèi)燃機(jī)汽車采用同樣的變速方式，即通過(guò)設(shè)置多檔位及離合器等部件實(shí)現(xiàn)換擋加速，雖保證了換擋平穩(wěn)順暢，但這種方式并未充分利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，也限制了純電動(dòng)汽車換擋的方便性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種雙電機(jī)行星排變速器及具有其的動(dòng)力總成，通過(guò)行星排機(jī)構(gòu)的巧妙運(yùn)用，配合電機(jī)的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)4速換擋，并可通過(guò)電機(jī)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速過(guò)程。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:雙電機(jī)行星排變速器，包括:
[0007]左電機(jī)和右電機(jī)，兩者相對(duì)安放且兩者的輸出軸的軸心重合；
[0008]可轉(zhuǎn)動(dòng)的齒圈，套裝于所述左電機(jī)和所述右電機(jī)輸出軸的軸心線上；
[0009]左行星排，其包括一與所述左電機(jī)輸出軸固定相接的左太陽(yáng)輪、一組左行星輪和一行星架，一組左行星輪可自轉(zhuǎn)的安裝在所述行星架上且其分別與所述左太陽(yáng)輪的外齒和齒圈的內(nèi)齒嚙合；
[0010]右行星排，其與所述左行星排共用所述齒圈及所述行星架，還包括右太陽(yáng)輪和兩組同環(huán)心且同規(guī)格的右行星輪，位于內(nèi)環(huán)側(cè)的一組右行星輪分別與右太陽(yáng)輪的外齒和位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪嚙合，而位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪還與所述齒圈的內(nèi)齒嚙合，所述兩組右行星輪分別可自轉(zhuǎn)的安裝于所述行星架上，所述右太陽(yáng)輪固定相接所述右電機(jī)的輸出軸；
[0011]制動(dòng)組件，其與所述行星架離合相接且提供制動(dòng)所述行星架的動(dòng)力。
[0012]其中，所述制動(dòng)組件，包括液壓氣缸、活塞和摩擦片，所述液壓氣缸的輸出端連接所述活塞，所述活塞的頂面安裝有摩擦片，所述摩擦片與所述行星架的外壁離合。
[0013]本實(shí)用新型還提供一種動(dòng)力總成，包括上述的雙電機(jī)行星排變速器、差速器和左、右驅(qū)動(dòng)車輪，所述雙電機(jī)行星排變速器中的齒圈外齒與所述差速器的外齒嚙合，所述左、右驅(qū)動(dòng)輪固定連接所述差速器中心輸出軸的兩端。
[0014]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:左、右行星排共用齒圈和行星架，通過(guò)左、右電機(jī)的配合控制左、右行星排的傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)4速換擋(包括倒檔)，而兩電機(jī)同時(shí)作用時(shí)，通過(guò)控制其任意的轉(zhuǎn)速輸出，即可進(jìn)入無(wú)極調(diào)速狀態(tài)，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)加速，既利用了純電動(dòng)汽車的電機(jī)特性，又能保證提速的方便快捷，且設(shè)置多個(gè)檔位可實(shí)現(xiàn)汽車的逐檔加速，防止起步時(shí)電機(jī)過(guò)載，節(jié)約能源，也可直接使用超速檔實(shí)現(xiàn)快速提速以體驗(yàn)駕駛愉悅感。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖
[0016]圖2是本實(shí)用新型的換擋邏輯圖
[0017]圖3是本實(shí)用新型的倒檔轉(zhuǎn)速圖
[0018]圖4是本實(shí)用新型的一檔轉(zhuǎn)速圖
[0019]圖5是本實(shí)用新型的二檔轉(zhuǎn)速圖
[0020]圖6是本實(shí)用新型的三檔轉(zhuǎn)速圖[0021 ] 圖7是本實(shí)用新型的超速檔轉(zhuǎn)速圖
[0022]圖8是本實(shí)用新型的全部檔位轉(zhuǎn)速圖
[0023]圖中:1_左電機(jī)，2-右電機(jī)，3-行星架，6-左行星排，61-左太陽(yáng)輪，62-左行星輪，4-齒圈，5-右行星排，51-右太陽(yáng)輪，52-右行星輪，7-制動(dòng)組件，71-液壓氣缸，72活塞，73摩擦片，8-差速器，9-左驅(qū)動(dòng)車輪，10-右驅(qū)動(dòng)車輪

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路是:通過(guò)兩個(gè)行星排的巧妙組合，以行星排中的齒圈作為輸出端，雙電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)4速換擋模式(包括倒檔)切換，以及通過(guò)電機(jī)任意調(diào)試實(shí)現(xiàn)無(wú)極換擋模式。
[0026]如圖1所示，雙電機(jī)行星排變速器，包括:
[0027]左電機(jī)I和右電機(jī)2，兩者相對(duì)安放且兩者的輸出軸的軸心重合；
[0028]可轉(zhuǎn)動(dòng)的齒圈4，套裝于所述左電機(jī)I和所述右電機(jī)2輸出軸的軸心線上；
[0029]左行星排6，其包括一與所述左電機(jī)I輸出軸固定相接的左太陽(yáng)輪61、一組左行星輪62和一行星架3，一組左行星輪62可自轉(zhuǎn)的安裝在所述行星架3上且其分別與所述左太陽(yáng)輪61的外齒和齒圈4的內(nèi)齒嚙合；
[0030]右行星排5，其與所述左行星排6共用所述齒圈4及所述行星架3，還包括右太陽(yáng)輪51和兩組同環(huán)心且同規(guī)格的右行星輪52，位于內(nèi)環(huán)側(cè)的一組右行星輪52分別與右太陽(yáng)輪51的外齒和位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪52嚙合，而位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪52還與所述齒圈4的內(nèi)齒嚙合，所述兩組右行星輪52分別可自轉(zhuǎn)的安裝于所述行星架3上，所述右太陽(yáng)輪51固定相接所述右電機(jī)2的輸出軸；
[0031]制動(dòng)組件7，其與所述行星架3離合相接且提供制動(dòng)所述行星架3的動(dòng)力。
[0032]其中，所述制動(dòng)組件7有多種實(shí)施方式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所述行星架3的制動(dòng)即可，本實(shí)用新型提供一種優(yōu)選地實(shí)施方式為:其包括液壓氣缸71、活塞72和摩擦片73，所述液壓氣缸71的輸出端連接所述活塞72，所述活塞72的頂面安裝有摩擦片73，所述摩擦片73與所述行星架3的外壁離合。
[0033]本實(shí)用新型的換擋邏輯如圖2所示:
[0034]倒檔:通過(guò)左電機(jī)I驅(qū)動(dòng)左太陽(yáng)輪61正轉(zhuǎn)，同時(shí)制動(dòng)組件7制動(dòng)所述行星架3，根據(jù)行星排的傳動(dòng)原理，對(duì)于左行星排6:行星架固定，太陽(yáng)輪主動(dòng)，齒圈被動(dòng)，則齒圈與太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)向相反，因此，齒圈4輸出反轉(zhuǎn)動(dòng)力；對(duì)于右行星排5:行星架固定，齒圈主動(dòng)，太陽(yáng)輪被動(dòng)，而其中的同環(huán)形的兩組行星輪則把齒圈的提供的主動(dòng)力反向，因此，右太陽(yáng)輪51會(huì)與齒圈4轉(zhuǎn)向相同，導(dǎo)致右電機(jī)2處于發(fā)電狀態(tài)，倒檔時(shí)各元件的轉(zhuǎn)速圖如圖3所示。
[0035]一檔:通過(guò)左電機(jī)I驅(qū)動(dòng)左太陽(yáng)輪61正轉(zhuǎn)，同時(shí)控制右電機(jī)2制動(dòng)所述右太陽(yáng)輪51,齒圈4作為輸出端，一檔時(shí)各兀件的轉(zhuǎn)速圖如4所不。
[0036]二檔:通過(guò)右電機(jī)2驅(qū)動(dòng)右太陽(yáng)輪51正轉(zhuǎn)，同時(shí)控制左電機(jī)I制動(dòng)左太陽(yáng)輪61，齒圈4作為輸出端，二檔時(shí)各元件的轉(zhuǎn)速圖如圖5所示。
[0037]三檔:通過(guò)左電機(jī)I驅(qū)動(dòng)左太陽(yáng)輪61正轉(zhuǎn)，右電機(jī)2驅(qū)動(dòng)右太陽(yáng)輪51正轉(zhuǎn)，齒圈4作為輸出端，且左電機(jī)I和右電機(jī)2輸出的轉(zhuǎn)速相同，三檔時(shí)各元件的轉(zhuǎn)速圖如圖6所示。
[0038]超速檔:通過(guò)左電機(jī)I驅(qū)動(dòng)左太陽(yáng)輪61正轉(zhuǎn)，同時(shí)右電機(jī)2驅(qū)動(dòng)右太陽(yáng)輪51正轉(zhuǎn)，齒圈4作為輸出端，兩電機(jī)以不行等的任意轉(zhuǎn)速輸出，形成無(wú)極調(diào)速狀態(tài)，超速檔時(shí)各元件的轉(zhuǎn)速圖如圖7所示。
[0039]根據(jù)多行星排的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:ns = i*nr+npc(l-1)。其中ns代表太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速，nr代表齒圈的轉(zhuǎn)速，np。代表行星架的轉(zhuǎn)速，i為行星排的傳動(dòng)比，帶入相應(yīng)的數(shù)值即可計(jì)算出輸出端的轉(zhuǎn)速。
[0040]據(jù)此，本實(shí)用新型提供一個(gè)實(shí)施例:設(shè)定做太陽(yáng)輪的齒數(shù)為16，右太陽(yáng)輪的齒數(shù)為18，所行星輪的齒數(shù)為41，右行星輪的齒數(shù)為39，行星輪的個(gè)數(shù)均為3個(gè)一圈，齒圈的齒數(shù)為98，根據(jù)傳動(dòng)比公式可計(jì)算出，左行星排的傳動(dòng)比為-6.125，右行星排的傳動(dòng)比為
5.444，左行星排和右行星排共用齒圈和行星架:
[0041]—檔時(shí)，設(shè)左電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為3000rpm,右電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為Orpm,帶入上述運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
[0042]3000rpm = -6.125*nr+npc* (1+6.125)；
[0043]Orpm = 5.444*nr+npe* (1_5.444)
[0044]通過(guò)解方程組可計(jì)算出nr ^ 1153.84。
[0045]二檔時(shí):設(shè)左電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為Orpm,右電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為3000rpm,帶入上述運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
[0046]Orpm = -6.125*nr+npc* (1+6.125)；
[0047]3000rpm = 5.444*nr+npc* (1_5.444)
[0048]通過(guò)解方程組可計(jì)算出nr 乂 1847.61。
[0049]三檔時(shí):設(shè)左電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為3000rpm，右電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為3000rpm，帶入上述運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
[0050]3000rpm = _6.125*nr+npc* (1+6.125)；
[0051]3000rpm = 5.444*nr+npc* (1-5.444)
[0052]通過(guò)解方程組可計(jì)算出& = 3000rpm,由此可得當(dāng)左、右電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，齒圈的輸出轉(zhuǎn)速與電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。
[0053]超速檔:亦可使用上述公式進(jìn)行計(jì)算，在保證兩電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速不相同的情況下，通過(guò)提高其中一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或同時(shí)提高兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)齒圈4輸出轉(zhuǎn)速的提升，即進(jìn)入無(wú)極調(diào)速狀態(tài)。
[0054]進(jìn)一步，任何檔位狀態(tài)下，均可切換至超速檔，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。
[0055]本實(shí)用新型中，為了節(jié)約電量，駕駛員可通過(guò)逐級(jí)加檔實(shí)現(xiàn)提速，即采用一檔(只有左電機(jī)工作)至二檔(只有右電機(jī)工作)至三檔(兩電機(jī)同速輸出)至超速檔(兩電機(jī)非同速輸出，且調(diào)控其中一個(gè)電機(jī)加速或兩電機(jī)同時(shí)加速)的方式，這樣的提速過(guò)程中一檔和二檔只有一個(gè)電機(jī)工作即可完成提速，節(jié)約能源；為了更好地體驗(yàn)加速過(guò)程，駕駛員也可采用直接進(jìn)入超速檔的方式，即先一檔起步然后調(diào)至超速檔或直接采用超速檔起步，完成快速提速，但這樣的方式需要兩電機(jī)同時(shí)工作，能源消耗較前述的提速方式要大。
[0056]本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中還提供了一種具有上述雙電機(jī)行星排變速器的動(dòng)力總成，其還包括差速器8和左、右驅(qū)動(dòng)車輪(9，10)，上述雙電機(jī)行星排變速器中的齒圈4外齒與所述差速器8的外齒嚙合，所述左、右驅(qū)動(dòng)輪(9，10)固定連接所述差速器8中心輸出軸的兩端。上述雙電機(jī)行星排變速器中的左、右電機(jī)(1，2)提供的動(dòng)力經(jīng)過(guò)左行星排6和右行星排5增扭輸送到差速器8，再經(jīng)過(guò)差速器8的中心輸出軸傳遞到左、右驅(qū)動(dòng)輪(9，10)上。
[0057]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.雙電機(jī)行星排變速器，其特征在于:包括: 左電機(jī)(I)和右電機(jī)(2)，兩者相對(duì)安放且兩者的輸出軸的軸心重合； 可轉(zhuǎn)動(dòng)的齒圈(4)，套裝于所述左電機(jī)(I)和所述右電機(jī)(2)輸出軸的軸心線上； 左行星排出)，其包括一與所述左電機(jī)(I)輸出軸固定相接的左太陽(yáng)輪(61)、一組左行星輪￠2)和一行星架(3)，一組左行星輪￠2)可自轉(zhuǎn)的安裝在所述行星架(3)上且其分別與所述左太陽(yáng)輪(61)的外齒和齒圈(4)的內(nèi)齒嚙合； 右行星排(5)，其與所述左行星排(6)共用所述齒圈(4)及所述行星架(3)，還包括右太陽(yáng)輪(51)和兩組同環(huán)心且同規(guī)格的右行星輪(52)，位于內(nèi)環(huán)側(cè)的一組右行星輪(52)分別與右太陽(yáng)輪(51)的外齒和位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪(52)哨合,而位于外環(huán)側(cè)的一組右行星輪(52)還與所述齒圈(4)的內(nèi)齒嚙合，所述兩組右行星輪(52)分別可自轉(zhuǎn)的安裝于所述行星架(3)上，所述右太陽(yáng)輪(51)固定相接所述右電機(jī)(2)的輸出軸； 制動(dòng)組件(7)，其與所述行星架(3)離合相接且提供制動(dòng)所述行星架(3)的動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)行星排變速器，其特征在于:所述制動(dòng)組件(7)，包括液壓氣缸(71)、活塞(72)和摩擦片(73)，所述液壓氣缸(71)的輸出端連接所述活塞(72)，所述活塞(72)的頂面安裝有摩擦片(73)，所述摩擦片(73)與所述行星架的外壁離合。
3.一種動(dòng)力總成，其特征在于:包括如權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)行星排變速器、差速器(8)和左、右驅(qū)動(dòng)車輪(9，10)，所述雙電機(jī)行星排變速器中的齒圈(4)外齒與所述差速器(8)的外齒嚙合，所述左、右驅(qū)動(dòng)輪(9，10)固定連接所述差速器(8)中心輸出軸的兩端。
【文檔編號(hào)】B60K17/08GK203995679SQ201420387681
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】梅剛 申請(qǐng)人:天津天海同步科技股份有限公司