本發(fā)明屬于電動汽車驅動領域，具體涉及一種具有轉矩定向分配功能的電動驅動橋的設計方法。

背景技術：

電動汽車是未來汽車發(fā)展方向。近年來，電動汽車在國內外發(fā)展迅速，越來越多的企業(yè)和高校對電動汽車進行了深入的研究。相對傳統(tǒng)的內燃機汽車，電動汽車不僅具有較高的能源利用率，而且具有非常低的污染排放水平，所產生的振動噪聲也很小，可以說幾乎是“零污染”的汽車。此外，電動汽車由于轉速和轉矩易于獲得，能夠進行更加精準的控制，又由于電機響應迅速，使得電動汽車具有更好的加速性能好，是高端轎跑的首選，如特斯拉MODEL S等。

電動汽車一般采用由單一電機和驅動橋組成的動力總成或由單一電機、變速器和驅動橋組成的動力總成來驅動車輛行駛。能夠實現轉矩任意軸間和輪間定向分配的四輪電動輪獨立驅動電動汽車構型由于輪轂電機功率密度不高、簧下質量增加較多、平順性受影響等因素，故在現階段應用并不普遍。

差速器是驅動橋中的核心部件，由于具備‘差速不差扭’的特征，在不考慮其內摩擦阻力的情況下，在汽車行駛時總是將驅動轉矩平均分配給兩側的驅動輪。但是驅動轉矩的平均分配勢必會造成汽車的行駛能力依賴于附著較差的驅動輪，從而犧牲了最佳的控制性能，無法充分發(fā)揮驅動輪的附著能力。

然而實際上，在汽車轉彎時，由于載荷轉移，地面附著良好的情況下，彎道外側車輪附著能力大于內側車輪，所以為了降低該驅動軸的平均滑轉率，在彎道外側的驅動輪應比在彎道內側的相應的驅動輪輸出更大的轉矩。另外，增加作用在彎道外側的驅動輪上的轉矩、減少彎道內側驅動輪的轉矩，可以對整車產生一個橫擺力偶矩，該力矩可以幫助推動和引導車輛轉彎，對于提高車輛中高速轉彎時的轉彎極限特別有益，可以大大減小轉向不足，提高轉彎機動性和極限轉彎能力，增加駕駛樂趣。目前該技術是以轉矩定向分配差速器的形式應用于少數傳統(tǒng)運動型轎車和高檔SUV。然而在電動汽車上該技術并未有應用的先例，所以高性能電動汽車的品質和產品競爭力無法充分展現。

本發(fā)明在中國專利申請?zhí)?01510072654X“帶有雙排行星齒輪轉矩定向分配機構的電動差速器”，以及美國發(fā)明專利15/018716“Drive Axle of Electric Distribution Torque”的基礎上，提供了相應的應用于電動汽車的轉矩定向分配電動驅動橋的設計方法。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種轉矩定向分配電動驅動橋設計方法，通過對控制電機的選取，滿足轉矩定向分配要求。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種轉矩定向分配電動驅動橋中轉矩定向分配器的設計方法，以滿足整車以轉彎機動性為目的的轉矩定向分配功能需求。

本發(fā)明提供的技術方案為：

一種轉矩定向分配電動驅動橋設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取柱驅動機構的峰值轉矩T_{M_max}以及額定轉速n_{M_nom}；

獲取整車巡航車速V_c，以及車輪半徑r_w，計算圓柱齒輪主減速器速比

計算雙排行星齒輪TV機構特征參數k₁、k₂和單排雙行星齒輪耦合機構的特征參數k₀

k_單min為工程上單行星齒輪機構的最小特征參數；k_雙min為工程上雙行星齒輪機構的最小特征參數；

計算轉矩定向分配器的最大差動轉矩ΔT_max

或ΔT_max＝T_{M_max}i_g；

B為車輛輪距；

確定TV控制電機峰值轉矩T_1038max范圍，以及TV控制電機峰值轉速n_1038max范圍：

其中，R_min為車輛的最小轉彎半徑；

根據TV控制電機的峰值轉速n_1038max和峰值轉矩T_1038max，選取TV控制電機；

計算行星齒輪減速機構傳動比C

優(yōu)選的是，若i_g≤7，則采用單級圓柱齒輪主減速器；若7＜i_g≤12，則采用兩級圓柱齒輪主減速器。

優(yōu)選的是，所述柱驅動機構采用主驅動電機，采用如下公式計算車輛最高車速V_max決定的驅動功率P_M1、最大爬坡度i_max決定的驅動功率P_M2、以及加速時間t_a決定的驅動功率P_M3：

式中，η_t為總傳動效率，m為汽車質量，g為重力加速度，f為輪胎滾動阻力系數，V_s為平均爬坡車速，V_a為加速時的汽車末速度，C_D為空氣阻力系數，A為汽車迎風面積，δ為汽車旋轉質量換算系數；

取P_M1、P_M2、P_M3中最大者作為主驅動電機峰值功率P_{M_max}，根據P_{M_max}選取主驅動電機。

優(yōu)選的是，差速器最大設計輸入轉矩T_d為

T_d＝i_gT_{M_max}。

優(yōu)選的是，若C≤8，行星齒輪減速機構采用單排行星齒輪機構；

若8＜C≤40，行星齒輪減速機構采用雙排行星齒輪機構，包括低速級行星齒輪機構和高速級行星齒輪機構；

若C＞40，行星齒輪減速機構采用三排行星齒輪機構，包括低速級行星齒輪機構、中速級行星齒輪機構和高速級行星齒輪機構。

優(yōu)選的是，若C≤8，則單排行星齒輪機構特征參數為k₃＝C-1。

優(yōu)選的是，若8＜C≤40，低速級行星齒輪機構的特征參數k₃和高速級行星齒輪機構的特征參數k₄滿足

且滿足優(yōu)化設計目標：min|k₃-k₄|。

優(yōu)選的是，若C＞40，則低速級行星齒輪機構的特征參數k₃、中速級行星齒輪機構的特征參數k₄、高速級行星齒輪機構的特征參數k₅滿足

且滿足優(yōu)化設計目標：

優(yōu)選的是，計算特征參數一致性因子

且i≠j

其中，λ為定義的特征參數一致性因子，k_i、k_j為轉矩定向分配器的各排行星齒輪特征參數；

若λ≤50％，則說明轉矩定向分配器的各排行星齒輪特征參數一致性較好。

優(yōu)選的是，計算徑向尺寸一致性因子

其中，d_m、d_n為轉矩定向分配器中包括TV控制電機和各排行星齒輪齒圈外徑在內的各主要大尺寸零件的徑向尺寸；

若ζ≤50％，則說明轉矩定向分配器的徑向尺寸一致性較好。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的轉矩定向分配電動驅動橋設計方法，為轉矩定向分配電動驅動橋的結構設計與布置提供了理論參考和依據，本發(fā)明清楚地闡述了所述的轉矩定向分配電動驅動橋的各主要部件的設計方法流程，能夠實現整車以轉彎機動性為目的的轉矩定向分配功能需求，同時實現提高汽車極限轉彎能力和轉彎機動性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋的結構簡圖。

圖2是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋的主設計流程。

圖3是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋中的轉矩定向分配器的參數設計流程。

圖4是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋中的轉矩定向分配器行星齒輪減速機構的參數設計流程。

圖5是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋在汽車直行轉矩定向分配器不工作時的功率流向示意圖。

圖6是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋在汽車轉彎轉矩定向分配器不工作時的功率流向示意圖。

圖7是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋在汽車右轉彎轉矩定向分配器工作時的功率流向示意圖。

圖8是本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋在汽車左轉彎轉矩定向分配器工作時的功率流向示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1所示，所述轉矩定向分配電動驅動橋包括主驅動機構，所述主驅動機構可以采用主驅動電機1036或者發(fā)動機等其他驅動行駛。本實施例中采用主驅動電機1036為例進行闡述。所述轉矩定向分配電動驅動橋還包括圓柱齒輪主減速器、傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019和轉矩定向分配器1040組成。如圖1所示，所述的主驅動電機1036是一個包含內花鍵輸出軸的永磁同步電機，其軸線與所設計的轉矩定向分配電動驅動橋軸線平行布置。如圖1所示，所述的圓柱齒輪主減速器是一個兩級圓柱齒輪主減速器，主要由主減速器一軸1021、一級主動齒輪1021b、主減速器二軸1025、一級從動齒輪1041、二級主動齒輪1042、二級從動齒輪1201組成，其中，主減速器一軸1021的一端通過花鍵與主驅動電機1036的輸出軸相連。如圖1所示，傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019主要由差速器殼1112、左右兩個圓錐半軸齒輪1116和1124、行星齒輪軸1118、兩個圓錐行星齒輪1119和1122、連左側車輪的左半軸1076和連右側車輪的右半軸1027組成，其中，圓柱齒輪主減速器中的二級從動齒輪1201與傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019的差速器殼1112通過螺栓連接的方式固連在一起。如圖1所示，所述的轉矩定向分配器1040位于轉矩定向分配電動驅動橋左側，由單排雙行星齒輪耦合機構1205、雙排行星齒輪TV機構1039、行星齒輪減速機構1202、TV控制電機1038等組成。

如圖1所示，所述的轉矩定向分配器1040的單排雙行星齒輪耦合機構1205包括太陽輪1061b，三對彼此相互嚙合圓周均布的行星齒輪1057和1064、行星架1056和連差速器殼齒圈1058。其中太陽輪1061b與連左側車輪的左半軸1076花鍵連接，所有行星齒輪共用一個行星架1056，連差速器殼齒圈1058與傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器的差速器殼1112作為一體。

如圖1所示，所述的轉矩定向分配器1040的雙排行星齒輪TV機構1039由共用一個雙聯(lián)太陽輪1050并且擁有相同行星排特征參數的右行星齒輪系1204和左行星齒輪系1203組成。其中，所述的右行星齒輪系1204是由雙聯(lián)太陽輪1050、三個圓周均布的行星齒輪1055、行星架1056及固定不動的內齒圈1054構成的。其中，所述的右行星齒輪系1204的行星架1056與前述的單排雙行星齒輪耦合機構的行星架1056為一體設計。所述的左行星齒輪系1203是由雙聯(lián)太陽輪1050、三個圓周均布的行星齒輪1082、行星架1081及內齒圈1075b構成的。其中，所述的左行星齒輪系1203的行星架1081與連左側車輪的左半軸1076花鍵連接。

如圖1所示，所述的轉矩定向分配器1040的行星齒輪減速機構1202由左、右兩排行星齒輪系構成的。其中，所述的右行星齒輪系是由太陽輪1072b、三個圓周均布的行星齒輪1074、行星架1075a和固定不動的內齒圈1077構成的。其中，所述的右行星齒輪系的行星架1075a與前述的雙排行星齒輪TV機構1039的左行星齒輪系1203的內齒圈1075b花鍵連接。所述的左行星齒輪系是由太陽輪1095b、三個圓周均布的行星齒輪1071、行星架1072a和固定的內齒圈1070構成的。其中，所述的左行星齒輪系的行星架1072a與所述的右行星齒輪系的太陽輪1072b花鍵連接。

如圖1所示，所述的轉矩定向分配器1040的TV控制電機1038是一個空心軸式內轉子電機，連左側車輪的左半軸1076從其空心轉子軸孔內穿出。TV控制電機1038的內轉子與前述行星齒輪減速機構1202的左行星齒輪系的太陽輪1095b加工成一體，并通過滾

針軸承支撐在連左側車輪的左半軸1076上。

如圖2所示，本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋的主設計流程如下：

第一步：輸入整車動力性指標。

動力性指標按照現有技術包括最高車速V_max、最大爬坡度i_max和加速時間t_a。

第二步：主驅動電機1036的參數匹配。

首先，根據動力性指標按如下公式計算主驅動電機1036峰值功率。

P_{M_max}＝max(P_M1,P_M2,P_M3)

即，取P_M1、P_M2、P_M3中最大者作為主驅動電機峰值功率P_{M_max}。式中，P_M1為最高車速V_max決定的驅動功率；P_M2為最大爬坡度i_max決定的驅動功率；P_M3為加速時間t_a決定的驅動功率。P_M1、P_M2、P_M3分別如下公式計算得到：

式中，η_t為總傳動效率，m為汽車質量，g為重力加速度，f為輪胎滾動阻力系數，V_s為平均爬坡車速，V_a為加速時的汽車末速度，C_D為空氣阻力系數，A為汽車迎風面積，δ為汽車旋轉質量換算系數。

最后主驅動電機可由以上公式確定的峰值功率及市面電機部件資源進行初選，得到主驅動電機的峰值功率P_{M_max}、峰值轉速n_{M_max}、峰值轉矩T_{M_max}以及電機的額定功率P_{M_nom}、額定轉速n_{M_nom}、額定轉矩T_{M_nom}。

第三步：圓柱齒輪主減速器速比設計。

首先，為保證長時間行駛的經濟性，根據主驅動電機額定轉速n_{M_nom}和整車巡航車速V_c按公式計算圓柱齒輪主減速器速比：

式中，r_w為車輪半徑。

其次，按照現有技術分配主減速器速比，即確定主減速器級數。即若i_g≤7，則采用單級圓柱齒輪主減速器；若7＜i_g≤12，則采用兩級圓柱齒輪主減速器。具體來說，一級減速齒輪的傳動比(也是單級圓柱齒輪主減速器的傳動比)i_g1和二級減速齒輪的傳動比i_g2按公式計算得到：

第四步：傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019參數設計。

由于現今市面上的多數汽車的差速器均為普通的對稱式圓錐齒輪差速器，因此，本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋也采用這種普通的對稱式圓錐齒輪差速器，不僅有利于前期的設計開發(fā)，而且有利于工藝繼承性，節(jié)省研發(fā)成本。而所述的差速器1019與傳統(tǒng)差速器的不同點在于，所述差速器殼1112不再只起傳統(tǒng)差速器殼的作用，而且通過相互外嚙合的三對圓周均布的行星齒輪1057和1064實現了差速器殼1112與左半軸1076的耦合，即作為轉矩定向分配器1040的一部分——單排雙行星齒輪耦合機構1205參與實現轉矩定向分配的功能。

首先，差速器最大設計輸入轉矩T_d按下式計算得到：

T_d＝i_gT_{M_max}

最后，可以根據差速器計算轉矩T_d及現有技術來進行傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019的參數設計。

第五步：調用轉矩定向分配器1040的參數設計流程。

第六步：根據現有機械軸齒設計方法完成轉矩定向分配電動驅動橋所有輪系軸齒及其他系統(tǒng)設計。

在完成轉矩定向分配器1040的參數設計后，根據現有技術對轉矩定向分配電動驅動橋所有輪系軸齒進行設計，從而獲得各軸齒的基本尺寸。

第七步：計算徑向尺寸一致性因子。

按公式計算徑向尺寸一致性因子：

其中，ζ為定義的徑向尺寸一致性因子，d_m、d_n為轉矩定向分配器中包括TV控制電機和各排行星齒輪齒圈外徑在內的各主要大尺寸零件的徑向尺寸。

第八步：徑向尺寸一致性檢驗。

完成所有輪系的軸齒設計后，還需要對轉矩定向分配電動驅動橋中轉矩定向分配器1040的徑向尺寸(包括TV控制電機1038的徑向尺寸、轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪齒圈的徑向尺寸)進行一致性檢驗，以確保所設計的轉矩定向分配電動驅動橋外廓尺寸緊湊、空間占用小。

若ζ≤50％，則說明轉矩定向分配器1040的徑向尺寸一致性較好，轉入第九步。

否則，說明轉矩定向分配電動驅動橋的轉矩定向分配器1040的徑向尺寸一致性較差，轉入第五步，重新調用轉矩定向分配器1040的設計流程，并對轉矩定向分配器1040的軸齒重新進行優(yōu)化設計，再對轉矩定向分配器1040徑向尺寸的一致性檢驗，直至轉矩定向分配電動驅動橋的轉矩定向分配器1040的徑向尺寸一致性較好，即滿足ζ≤50％時，再轉入第九步。

第九步：軸承、潤滑系統(tǒng)設計

按照現有機械設計技術完成轉矩定向分配電動驅動橋的所有軸承和潤滑系統(tǒng)設計。

第十步：殼體強度、散熱設計

按照現有機械設計技術完成轉矩定向分配電動驅動橋的殼體剖分、強度和散熱筋條設計。

至此，完成整個轉矩定向分配電動驅動橋的設計。

如圖3所示，本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋中的轉矩定向分配器1040的參數設計流程如下：

第一步：轉矩定向分配器1040最大差動轉矩ΔT_max的確定。

差動轉矩ΔT定義為轉矩定向分配電動驅動橋左、右兩側車輪驅動轉矩之差的絕對值，即：

ΔT＝|T_L-T_R|

其中，T_L為左側車輪的驅動轉矩，T_R為左側車輪的驅動轉矩。為了提高車輛的極限轉彎能力和轉彎機動性，一般要求外側車輪驅動轉矩(即距離轉彎瞬心遠的車輪)大于內側車輪(即距離轉彎瞬心近的車輪)驅動轉矩。即如果汽車向左側轉彎，那么右側車輪即為外側車輪、左側車輪即為內側車輪，此時要求T_L＜T_R；如果汽車向右轉彎，那么左側車輪即為外側車輪、右側車輪即為內側車輪，此時要求T_L＞T_R。

左、右差動轉矩ΔT的最大值即最大差動轉矩ΔT_max。原則上，轉矩定向分配器1040的最大差動轉矩ΔT_max應該根據匹配車型為了提高極限轉彎能力或維持行駛穩(wěn)定性確定的最大橫擺力偶矩需求M_r計算得到：

其中，B為車輛輪距。

如果設計之初并不知道匹配車型的最大橫擺力偶矩需求M_r，那么，最大差動轉矩ΔT_max也可以簡單的先根據驅動電機峰值轉矩和圓柱齒輪主減速器速比按公式計算得到：

ΔT_max＝T_{M_max}i_g

需要補充說明的是，后者依據T_{M_max}計算得到的ΔT_max大于前者依據M_r計算得到的ΔT_max。后者為極限使用要求，在實際應用中一般按照前者進行轉矩定向分配使用。

第二步：TV控制電機1038峰值轉矩、轉速范圍初選。

TV控制電機1038峰值轉矩的初選范圍可由公式進行確定：

TV控制電機1038的峰值轉速的初選范圍可由公式進行確定：

其中，R_min為車輛的最小轉彎半徑。

第三步：輸入TV控制電機1038的最大徑向尺寸B_max和最大軸向尺寸d_max設計要求。

根據底盤的布置形式和驅動橋的實際布置空間大小，可以確定所選擇的TV控制電機的最大徑向尺寸B_max和最大軸向尺寸d_max設計要求。

第四步：TV控制電機1038選取。

根據以上兩個尺寸及TV控制電機1038的峰值轉矩和峰值轉速初選范圍，結合市面上部件資源選取可對TV控制電機1038進行選取，得到初選的TV控制電機1038的峰值轉速n_1038max和峰值轉矩T_1038max。

第五步：輸入TV控制電機1038參數和左右兩側最大差動轉矩。

輸入已選擇的TV控制電機1038的峰值轉速n_1038max和峰值轉矩T_1038max，以及最大差動轉矩ΔT_max。

第六步：計算雙排行星齒輪TV機構1039和單排雙行星齒輪耦合機構1205的特征參數。

如圖1所示，由于本發(fā)明所述的轉矩定向分配器采用雙排行星齒輪TV機構，故要求雙排行星齒輪TV機構1039的兩個行星排(即圖1中雙排行星齒輪TV機構1039的左、右兩個行星排)的特征參數必須完全一致，即

k₁＝k₂

其中，k₁為雙排行星齒輪TV機構1039右側行星排的特征參數，k₂為雙排行星齒輪TV機構1039左側行星排的特征參數。

雙排行星齒輪TV機構1039和單排雙行星齒輪耦合機構1205的特征參數可由公式計算得到：

其中，k₀為單排雙行星齒輪耦合機構1205的特征參數；k_單min為工程上單行星齒輪機構的最小特征參數，如常用的k_單min＝3；k_雙min為工程上雙行星齒輪機構的最小特征參數，如常用的k_雙min＝3。

第七步：調用轉矩定向分配器1040的行星齒輪減速機構1202參數設計流程。

第八步：按公式計算特征參數一致性因子。

按公式(13)計算特征參數一致性因子：

且i≠j

其中，λ為定義的特征參數一致性因子，k_i、k_j為轉矩定向分配器的各排行星齒輪特征參數。

第九步：行星齒輪特征參數一致性檢驗。

完成上述參數選取后，還需要對轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪特征參數進行一致性檢驗，以確保強度滿足要求的前提下結構尺寸更加緊湊。

若λ≤50％，則說明轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪特征參數一致性較好，轉入第十步。

否則，說明轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪特征參數一致性較差，轉入第六步，需對轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪特征參數重新優(yōu)化設計，再由公式對轉矩定向分配器1040的各排行星齒輪特征參數一致性進行檢驗，直至滿足λ≤50％再轉入第十步。

第十步：輸出轉矩定向分配器1040所有設計參數

輸出所有上面計算得到的轉矩定向分配器1040的TV控制電機參數、行星齒輪減速機構1202參數、雙排行星齒輪TV機構參數和單排雙行星齒輪耦合機構參數。

如圖4所示，本發(fā)明所述的轉矩定向分配電動驅動橋中的轉矩定向分配器1040行星齒輪減速機構1202的參數設計流程主要包括行星齒輪機構排數的設計和每排行星齒輪機構特征參數的設計兩部分內容。具體步驟如下：

第一步：輸入ΔT_max、T_1038max、k₀和k₂。

輸入轉矩定向分配器1040最大差動轉矩ΔT_max、TV控制電機1038的峰值轉矩T_1038max、單排雙行星齒輪耦合機構1205的特征參數k₀和雙排行星齒輪TV機構1039的特征參數k₂。

第二步：計算傳動比C

按公式計算轉矩定向分配器1040的行星齒輪減速機構1202的傳動比C：

第三步：判斷C的數值區(qū)間。

若C≤8則轉入第四步；若8＜C≤40，則進行第五步；若C＞40，則進行第六步。

第四步：轉矩定向分配器1040減速機構1202采用單排行星齒輪機構。

轉矩定向分配器1040減速機構1202采用單排行星齒輪機構，即p＝1，p為排數。其行星齒輪機構特征參數采用公式計算得到：

k₃＝C-1

第五步：轉矩定向分配器1040減速機構1202采用雙排行星齒輪機構。

轉矩定向分配器1040減速機構1202采用雙排行星齒輪機構，即p＝2，其低速級行星齒輪機構(即如圖1所示的轉矩定向分配器1040行星齒輪減速機構1202中的右行星齒輪系)的特征參數k₃、高速級行星齒輪機構(如圖1所示，轉矩定向分配器1040減速機構1202中的左行星排)的特征參數k₄采用如下優(yōu)化目標公式計算得到：

J＝min|k₃-k₄|

即，確保此雙排行星齒輪機構結構緊湊、布局合理。式中，特征參數k₃、k₄滿足條件：

第六步：轉矩定向分配器1040減速機構采用三排行星齒輪機構。

轉矩定向分配器1040減速機構采用三排行星齒輪機構，即p＝3，其低速級行星齒輪機構的特征參數k₃、中速級行星齒輪機構的特征參數k₄、高速級行星齒輪機構的特征參數k₅采用如下優(yōu)化目標公式計算得到：

即，確保此三排行星齒輪機構結構緊湊、布局合理。式中，特征參數k₃、k₄、k₅滿足條件：

事實上，根據實際的車輛轉彎工況需求與市面上可選的TV控制電機1038，轉矩定向分配器1040行星齒輪減速機構1202最多采用雙排行星齒輪機構就已經能夠完全滿足工程需要。

第七步：輸出p、k₃、(k₄)、(k₅)。

輸出計算得到的行星齒輪減速機構1202排數p和對應的各排行星齒輪機構的特征參數k₃、(k₄)、(k₅)。注：‘()’表示該參數是否需要取決于選取的轉矩定向分配器1040減速機構1202的排數。

至此，完成轉矩定向分配器行星齒輪減速機構1202的參數設計。

最后，對本發(fā)明的工作原理進行描述。

當車輛直行時，其功率流如圖5所示，此時TV控制電機1038不啟動，即T₁₀₃₈＝0，n₁₀₃₈＝0，功率流由主驅動電機1036經由齒輪1021b、1041、1042、1201組成的圓柱齒輪主減速器、傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019等大的平均分配給左右半軸1076和1027。

其中，n₁₀₃₈為TV控制電機1038的輸出轉矩；T₁₀₃₈為TV控制電機1038的輸出轉速。

需要說明的是，T₁₀₃₈為正值表示其方向與汽車向前行駛時的驅動轉矩方向相同，為負值表示其方向與汽車向前行駛時的驅動轉矩方向相反；n₁₀₃₈為正值表示其方向與汽車向前行駛時的半軸轉動方向相同，n₁₀₃₈為負值表示其方向與汽車向前行駛時的半軸轉動方向相反。

此時，左半軸1076的轉矩與右半軸1027的轉矩滿足轉矩關系：

其中，T₁₀₇₆為左半軸1076上的驅動轉矩；T₁₀₂₇為右半軸1027上的驅動轉矩；T_d為驅動電機1036通過由齒輪1021b、1041、1042、1201組成的圓柱齒輪主減速器對差速器殼1112施加的輸入轉矩。

在車輛轉彎時，若TV控制電機1038不啟動，其功率流如圖6所示，功率流由主驅動電機1036經由齒輪1021b、1041、1042、1201組成的圓柱齒輪主減速器、傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019等大的平均分配給左右半軸1076和1027。此時，雙排行星齒輪減速機構1202、雙排行星齒輪TV機構1039以及單排雙行星齒輪耦合機構1205中未附加任何的額外轉矩，左半軸1076的轉矩與右半軸1027的轉矩依舊滿足上述公式。

在車輛轉彎(以右轉為例)時，若TV控制電機1038啟動，其功率流如圖7所示，常規(guī)功率流經主驅動電機1036經由齒輪1021b、1041、1042、1201組成的圓柱齒輪主減速器、傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019等大的分配給左右半軸1076和1027，定向分配功率流從右半軸1027流向左半軸1076，從而使得左半軸1076的總功率流大于右半軸1027的總功率流。此時假設TV控制電機1038的輸出轉矩為T₁₀₃₈，輸出轉速為n₁₀₃₈，則所發(fā)明的轉矩定向分配電動驅動橋的左右兩輪之間的差動轉矩ΔT為

其中，k₀為單排雙行星齒輪耦合機構1205的特征參數；k₂為雙排行星齒輪TV機構1039的行星排特征參數；C為轉矩定向分配器1040的減速機構1202的傳動比，對于圖1中所設計的雙排行星齒輪減速機構1202而言，

C＝(1+k₃)(1+k₄)

其中，k₃為圖1中雙排行星齒輪減速機構1202的低速級行星齒輪機構(右行星齒輪機構)特征參數；k₄為圖1中轉矩定向分配器1040中雙排行星齒輪減速機構1202的高速級行星齒輪機構(左行星齒輪機構)特征參數。

同理可得，車輛左轉時，若TV控制電機1038啟動，其功率流如圖8所示，常規(guī)功率流經主驅動電機1036經由齒輪1021b、1041、1042、1201組成的圓柱齒輪主減速器、傳統(tǒng)圓錐齒輪差速器1019等大的分配給左右半軸1076和1027，定向分配功率流從左半軸1076流向右半軸1027，從而使得右半軸1027的總功率流大于左半軸1076的總功率流。

由此可見，當車輛右轉時，可以控制TV控制電機1038正轉驅動，即T₁₀₃₈>0，n₁₀₃₈＞0，使得左側車輪的驅動轉矩大于右側車輪的驅動轉矩，加速車輛轉彎，提高車輛的轉彎機動性。同理，當車輛左轉時，可以控制TV控制電機1038反轉驅動，即T₁₀₃₈<0，n₁₀₃₈＜0，則會使得右側車輪的驅動轉矩大于左側車輪的驅動轉矩，加速車輛轉彎，提高車輛的轉彎機動性。

因此，只要匹配一臺適合的TV控制電機1038、設計好轉矩定向分配器1040的單排雙行星齒輪耦合機構1205、雙排行星齒輪TV機構1039、行星齒輪減速機構1202的結構，就可以實現整車以轉彎機動性為目的的轉矩定向分配功能需求。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，例如，采用類似本發(fā)明所述的轉矩定向分配器結構的傳統(tǒng)內燃機動力源或其他類型動力源的汽車驅動橋。對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。