一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统

本发明涉及一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，属于电动汽车驱动。

背景技术：

1、随着化石能源的大量开采和消耗，气候变暖和环境污染等全球性问题日益加剧。为了减轻化石能源消耗引发的环境问题，世界各国积极推进绿色低碳技术的发展。纯电动汽车作为新能源汽车技术之一，摆脱了传统燃油汽车对化石能源的依赖，符合绿色低碳的发展目标，成为了新能源汽车研究的热点。但由于续驶里程的限制，纯电动汽车的发展遭受了相当的阻力。在电池技术瓶颈难以突破的当下，高效的驱动系统是提升续驶里程的另一有效途径。

2、现有的纯电动汽车驱动系统可分为两类：单电机驱动系统和多电机驱动系统。采用单电机驱动的纯电动汽车在传统燃油汽车的基础上将发动机替换为电机进行驱动，是目前纯电动汽车的主流驱动形式。但采用单电机驱动时，为了满足车辆的动力性需求，对驱动电机的性能要求较高，导致整车制造成本增加。同时，电机性能的提升伴随着体积的增大，在有限的布置底盘布置空间内，增大了布置的难度。此外，由于电机的输出特性，其高效区仅占整机工作区的部分，采用单电机驱动时，难以满足电机长时间运行在高效内，进而对整车经济性造成影响。

3、而采用多电机驱动的纯电动汽车其驱动系统形式则较为多样，具体可分为轮边电机式、轮毂电机式、双轴独立驱动式和双电机耦合驱动式。由于多电机驱动系统采用多个电机作为整车动力源，在保证动力性要求的情况下，可降低对驱动电机的性能要求，降低了制造成本。同时，多电机驱动系统可以根据行驶工况对驱动系统整体功率进行分配，尽可能使各电机工作在高效区，能有效提升整车经济性。但多电机驱动系统存在结构较为复杂，需求布置空间较大，且难以实现单电机独立驱动与多电机耦合驱动之间的切换等缺点。

4、为了尽可能地降低制造成本，同时满足整车动力性要求，在充分考虑纯电动汽车多电机驱动系统形式的情况下，提出了本发明的一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统。可实现单电机动力驱动与多电机耦合驱动之间的切换，有效提升整车经济性，且双行星排串联结构较为紧凑，对布置空间需求较小。

技术实现思路

1、设计一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，通过同轴贯穿式双电机驱动结构和双行星齿轮复合变速系统的配合，实现单电机动力驱动与多电机耦合驱动之间的切换，有效提升整车经济性。

2、为达到上述目的，本发明提供的一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统采用如下技术方案：

3、一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，包括双电机驱动系统和双行星齿轮复合变速系统；所述双电机驱动系统，包括第一驱动电机(1)，第二驱动电机(2)，两者同轴同侧布置；所述双行星齿轮复合变速系统，包括由太阳轮(7)、行星架(6)和齿圈(9)组成的第一行星齿轮和由太阳轮(10)、行星架(11)和齿圈(12)组成的第二行星齿轮以及双向离合器(13)；

4、所述双电机驱动系统，其中，第一驱动电机(1)的输出轴(3)贯穿第二驱动电机(2)和第二驱动电机(2)的输出轴(4)；

5、所述双行星齿轮复合变速系统，其中，第一行星齿轮的太阳轮(7)和第一驱动电机(1)的输出轴(3)固定连接，行星架(6)和第二驱动电机(2)的输出轴(4)固定联接，第一行星齿轮的行星架(6)上配有制动器(5)以实现制动，第一行星齿轮的齿圈(9)与第二行星齿轮的太阳轮(10)固定连接，第二行星齿轮的行星架(11)和齿圈(12)与双向离合器(13)连接，通过双向离合器(13)的左右切换实现输出切换，第二行星齿轮的行星架(11)和齿圈(12)同样配有制动器(9)和制动器(14)以实现制动，双向离合器(13)通过传动齿轮(15)与半轴(16)连接，最终将输出动力传递至车轮。

6、进一步地，所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统有四种工作模式，分别为第一驱动电机低速独立驱动模式、第一驱动电机高速独立驱动模式、双电机低速大扭矩耦合驱动模式和双电机高速耦合驱动模式。

7、进一步地，所述第一驱动电机低速独立驱动模式为：所述第一驱动电机(1)工作，所述第二驱动电机(2)不工作，所述制动器(5)工作，所述双向离合器(13)向右与齿圈(12)结合，所述制动器(9)工作，所述制动器(14)不工作。

8、进一步地，所述第一驱动电机高速独立驱动模式为：所述第一驱动电机(1)工作，所述第二驱动电机(2)不工作，所述制动器(5)工作，所述双向离合器(13)向左与行星架(11)结合，所述制动器(9)不工作，所述制动器(14)工作。

9、进一步地，所述双电机低速大扭矩耦合驱动模式为：所述第一驱动电机(1)和第二驱动电机(2)工作，所述制动器(5)不工作，所述双向离合器(13)向右与齿圈(12)结合，所述制动器(9)工作，所述制动器(14)不工作。

10、进一步地，所述双电机高速耦合驱动模式为：所述第一驱动电机(1)和第二驱动电机(2)工作，所述制动器(5)不工作，所述双向离合器(13)向左与行星架(11)结合，所述制动器(9)不工作，所述制动器(14)工作。

11、本发明相比于现有纯电动汽车驱动系统，具有以下优势：

12、1、本发明采用同轴贯穿式双电机驱动结构，可采用两个较小的电机代替单电机驱动系统的高速电机，降低了对电机的输出功率和扭矩的要求，减少了电机的制作成本，并且可根据行驶工况对驱动系统整体功率进行分配，尽可能保持两个电机均工作在高效区，有利于提升驱动系统的动力性和经济性。

13、2、本发明采用双行星齿轮串联机构作为变速传动系统，并采用双向离合器代替了传统的换挡机构，系统整体结构紧凑，可集成设计于一体，减少了需求布置空间，便于灵活安装，进而提高整车的空间利用率。

14、3、本发明所提出的双电机双行星齿轮复合变速驱动系统具有多种驱动模式，包括第一驱动电机低速独立驱动模式、第一驱动电机高速独立驱动模式、双电机低速大扭矩耦合驱动模式和双电机高速耦合驱动模式。其中，第一驱动电机低速独立驱动模式适用于启动阶段；第一驱动电机高速独立驱动模式适用于中低速运行工况；双电机低速大扭矩耦合驱动模式适用于重载启动或者爬坡等大扭矩工况；双电机高速耦合驱动模式适用于高速运行工况。

1.一种双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，包括双电机驱动系统和双行星齿轮复合变速系统；所述双电机驱动系统，包括第一驱动电机(1)，第二驱动电机(2)，两者同轴同侧布置；所述双行星齿轮复合变速系统，包括由太阳轮(7)、行星架(6)和齿圈(9)组成的第一行星齿轮和由太阳轮(10)、行星架(11)和齿圈(12)组成的第二行星齿轮以及双向离合器(13)；

2.根据权利要求1所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，所述驱动系统有四种工作模式，分别为第一驱动电机低速独立驱动模式、第一驱动电机高速独立驱动模式、双电机低速大扭矩耦合驱动模式和双电机高速耦合驱动模式。

3.根据权利要求1和权利要求2所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电机低速独立驱动模式为：所述第一驱动电机(1)工作，所述第二驱动电机(2)不工作，所述制动器(5)工作，所述双向离合器(13)向右与齿圈(12)结合，所述制动器(9)工作，所述制动器(14)不工作。

4.根据权利要求1和权利要求2所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，所述第一驱动电机高速独立驱动模式为：所述第一驱动电机(1)工作，所述第二驱动电机(2)不工作，所述制动器(5)工作，所述双向离合器(13)向左与行星架(11)结合，所述制动器(9)不工作，所述制动器(14)工作。

5.根据权利要求1和权利要求2所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，所述双电机低速大扭矩耦合驱动模式为：所述第一驱动电机(1)和第二驱动电机(2)工作，所述制动器(5)不工作，所述双向离合器(13)向右与齿圈(12)结合，所述制动器(9)工作，所述制动器(14)不工作。

6.根据权利要求1和权利要求2所述双电机双行星齿轮复合变速驱动系统，其特征在于，所述双电机高速耦合驱动模式为：所述第一驱动电机(1)和第二驱动电机(2)工作，所述制动器(5)不工作，所述双向离合器(13)向左与行星架(11)结合，所述制动器(9)不工作，所述制动器(14)工作。