一种双电机动力系统的制作方法

1.本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种双电机动力系统。


背景技术：

2.在纯电动汽车驱动技术领域，单电机单挡动力系统是当前主流；而出于兼顾动力性和经济性的需要，单电机多挡动力系统成为了研发热点，其中尤以单电机两挡动力系统为最。但是，无论能否实现动力不中断换挡，单电机两挡动力系统通常都要求较大的挡间比(两个档位的速度比)，从而换挡时换挡元件两端速差较大，导致换挡难度增大，动力中断时间延长或换挡元件磨损严重。因此，单电机两挡动力系统在追求高动力性的纯电动汽车上受到了非常大的应用限制，至今未见相关量产产品。
3.双电机动力系统因其动力强劲，且不需要换挡或可大幅降低换挡难度，所以在高动力性纯电动汽车上的应用逐渐增加。但是，现有的双电机动力系统在满足高动力性要求的同时，存在着经济性较差、制动能量回收能力较低、高车速区间噪声较大等问题。
4.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的一个方面在于提供一种能够兼顾动力性和经济性的双电机动力系统。
6.为此，本发明一个方面提出如下技术方案：
7.一种双电机动力系统包括：第一电机、第二电机和可控转矩传递装置，所述第一电机通过第一传动路径与车轮相连，所述第二电机能够通过第二传动路径与车轮相连，所述可控转矩传递装置设于所述第二传动路径上，且所述可控转矩传递装置为一单边转矩传递装置，其能够可控地在一接合位置和一分离位置之间切换，当所述可控转矩传递装置位于所述接合位置时，所述第二传动路径导通，当所述可控转矩传递装置位于所述分离位置时，所述第二传动路径中断。
8.进一步地，所述第一传动路径的总传动比小于等于所述第二传动路径的总传动比。
9.进一步地，所述第二传动路径的总传动比与所述第一传动路径的总传动比的比值小于等于4。
10.进一步地，所述第一传动路径上设有第一定轴齿轮副主动齿轮和第一定轴齿轮副从动齿轮，所述第一电机与所述第一定轴齿轮副主动齿轮周向固连，所述第二传动路径上设有第二定轴齿轮副主动齿轮和第二定轴齿轮副从动齿轮，所述可控转矩传递装置包括第一接合部、以及能够与所述第一接合部接合或分离的第二接合部，所述第一接合部与所述第二电机周向固连，所述第二接合部与所述第二定轴齿轮副主动齿轮周向固连。
11.进一步地，所述第一电机与所述第二电机二者的旋转轴线重合。
12.进一步地，所述双电机动力系统包括第一定轴齿轮副主动齿轮和第一定轴齿轮副从动齿轮，所述可控转矩传递装置包括第一接合部、以及能够与所述第一接合部接合或分
离的第二接合部，所述第一定轴齿轮副主动齿轮和所述第一定轴齿轮副从动齿轮同时设于所述第一传动路径和所述第二传动路径上，所述第一电机与所述第一定轴齿轮副主动齿轮周向固连，所述第二电机与所述第一接合部周向固连，所述第二接合部与所述第一定轴齿轮副主动齿轮周向固连。
13.进一步地，所述双电机动力系统包括第一定轴齿轮副主动齿轮、第一定轴齿轮副从动齿轮、第二定轴齿轮副主动齿轮，所述可控转矩传递装置包括第一接合部、以及能够与所述第一接合部接合或分离的第二接合部，所述第一定轴齿轮副主动齿轮和所述第二定轴齿轮副主动齿轮均与所述第一定轴齿轮副从动齿轮啮合，所述第一定轴齿轮副主动齿轮和所述第一定轴齿轮副从动齿轮设于所述第一传动路径上，所述第二定轴齿轮副主动齿轮和所述第一定轴齿轮副从动齿轮设于所述第二传动路径上，所述第一电机与所述第一定轴齿轮副主动齿轮周向固连，所述第二电机与所述第一接合部周向固连，所述第二接合部与所述第二定轴齿轮副主动齿轮周向固连。
14.进一步地，所述可控转矩传递装置为同步器，所述同步器具有所述第一接合部、所述第二接合部以及锁环。
15.进一步地，所述双电机动力系统进一步包括位于所述第二电机的输出轴与所述第二定轴齿轮副主动齿轮之间的单向离合器。
16.进一步地，所述可控转矩传递装置为牙嵌离合器或摩擦片式离合器。
17.本发明提供的双电机动力系统，在车辆具有较高的动力性需求时，可通过接合可控转矩传递装置进而同时利用第一电机和第二电机驱动车轮；在满足车辆的动力性需求，车辆的主要诉求为经济性需求时，可通过分离可控转矩传递装置进而仅利用第一电机驱动车轮，减少能量损失；在车辆处于高车速区间时，可通过分离可控转矩传递装置进而仅利用第一电机驱动车轮，避免第二电机高速运转产生的噪声；在车辆具有较高的制动能量回收需求时，可通过接合可控转矩传递装置进而同时利用第一电机和第二电机制动车轮。如此，既兼顾了车辆的动力性和经济性需求，又降低了高车速区间的噪声，且制动能量回收能力强。
附图说明
18.图1为本发明实施例一中双电机动力系统的结构示意图。
19.图2为本发明实施例二中双电机动力系统的结构示意图。
20.图3为本发明实施例三中双电机动力系统的结构示意图。
21.图4为本发明实施例四中双电机动力系统的结构示意图。
22.图5为本发明实施例五中双电机动力系统的结构示意图。
23.图6为本发明实施例六中双电机动力系统的结构示意图。
24.图7为本发明实施例七中双电机动力系统的结构示意图。
25.1第一电机，2第二电机，3变速器，4第一转子，5第二转子，6可控转矩传递装置，7单向离合器，8第一定轴齿轮副主动齿轮，9第一定轴齿轮副从动齿轮，10第二定轴齿轮副主动齿轮，11第二定轴齿轮副从动齿轮，14主减速器主动齿轮，15主减速器从动齿轮，21第一接合部，22第二接合部，23锁环，24差速器，25轴承支座。
具体实施方式
26.下面接合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
27.实施例一
28.请参阅图1，在图1中示范性的显示出了本发明的双电机动力系统的一个实施例的总体布置情况。如图1所示，本发明的双电机动力系统包含第一电机1、第二电机2和变速器3。
29.其中，第一电机1和第二电机2是该双电机动力系统的动力源，可以通过其中一个电机或者同时通过这两个电机来为本发明的双电机动力系统提供动力。
30.具体地，第一电机1具有第一转子4。第二电机2具有第二转子5。变速器3具有可控转矩传递装置6、第一定轴齿轮副主动齿轮8、第一定轴齿轮副从动齿轮9、第二定轴齿轮副主动齿轮10、第二定轴齿轮副从动齿轮11、主减速器主动齿轮14和主减速器从动齿轮15和差速器24。
31.其中，第一定轴齿轮副主动齿轮8、第一定轴齿轮副从动齿轮9、主减速器主动齿轮14、主减速器从动齿轮15和差速器24位于第一传动路径上。具体地，第一定轴齿轮副主动齿轮8与第一转子4周向固连，用于将第一电机1提供的动力向外传递。在本发明中，周向固连指两个元件在其转动方向上的位置相对固定，以使其中一个元件能够随另一元件一起转动，周向固连的具体实现方式可以包括一体连接、花键连接等。第一定轴齿轮副从动齿轮9与第一定轴齿轮副主动齿轮8啮合，主减速器主动齿轮14与第一定轴齿轮副从动齿轮9周向固连，主减速器从动齿轮15与主减速器主动齿轮14啮合，主减速器从动齿轮15与差速器24的外壳周向固连，使第一电机1提供的动力直接通过第一传动路径传递给车轮。
32.可控转矩传递装置6、第二定轴齿轮副主动齿轮10、第二定轴齿轮副从动齿轮11、主减速器主动齿轮14、主减速器从动齿轮15和差速器24位于第二传动路径上。可控转矩传递装置6为单边同步器，该同步器具有双向传递转矩的能力，既能够传递驱动转矩，也能够传递制动转矩。该同步器具有第一接合部21、第二接合部22和锁环23，第一接合部21为接合套，第二接合部22为接合齿圈，接合套可以轴向滑动，从而与接合齿圈接合或分离。在接合套与接合齿圈转速同步之前，锁环23会阻止接合套轴向滑动至与接合齿圈接合处，从而避免或减小冲击。当接合套与接合齿圈转速同步之后，接合套可以轴向滑动越过锁环，与接合齿圈接合。
33.第二转子5与第一接合部21周向固连，第二接合部22与第二定轴齿轮副主动齿轮10周向固连，第二定轴齿轮副从动齿轮11和第二定轴齿轮副主动齿轮10啮合，主减速器主动齿轮14与第二定轴齿轮副从动齿轮11周向固连，主减速器从动齿轮15和主减速器主动齿轮14啮合，主减速器从动齿轮15与差速器24的外壳周向固连，使第二电机2提供的动力能够选择性地通过第二传动路径传递给车轮。
34.基于上面的叙述可以得知，无论可控转矩传递装置6接合还是分离，第一电机1均可驱动或制动车轮。当可控转矩传递装置6分离时，第二电机2不可驱动或制动车轮；当可控转矩传递装置6接合时，第二电机2可驱动或制动车轮。因此，在车辆具有较高的动力性需求时，可通过接合可控转矩传递装置6进而同时利用第一电机1和第二电机2驱动车轮；在满足车辆的动力性需求，车辆的主要诉求为经济性需求时，可通过分离可控转矩传递装置6进而
仅利用第一电机1驱动车轮，减少能量损失；在车辆处于高车速区间时，可通过分离可控转矩传递装置6进而仅利用第一电机1驱动车轮，避免第二电机高速运转产生的噪声；在车辆具有较高的制动能量回收需求时，可通过接合可控转矩传递装置6进而同时利用第一电机1和第二电机2制动车轮。如此，既兼顾了车辆的动力性和经济性需求，又降低了高车速区间的噪声，且制动能量回收能力强。
35.进一步地，第一传动路径的总传动比小于等于第二传动路径的总传动比，从而有利于第一电机适应更宽广的车速需求范围，且有利于第一电机和第二电机共同适应更宽广的车辆动力需求范围。
36.进一步地，第二传动路径的总传动比与第一传动路径的总传动比的比值为2，从而有利于该双电机动力系统的高效工作区间适应更宽广的车辆行驶工况范围。
37.进一步地，与采用双边同步器的双电机动力系统相比，本发明取消了同步器其中一侧的锁环和接合齿圈，精简了同步器的结构和功能，减小了磨损和功率损失，减小了整个动力系统的成本和轴向尺寸。
38.进一步地，第一转子4与第二转子5二者的旋转轴线重合，第一转子4的末端设置为传动套轴的形式，第二转子5的末端插入第一转子4的末端中并由第一转子4的末端可旋转地支撑。如此，可以在减小整个动力系统的轴向尺寸的同时提高轴系的支撑刚度。
39.实施例二
40.如图2所示，实施例二是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例二与实施例一相比，区别在于，变速器3还具有轴承支座25。轴承支座25固定连接在变速器3的壳体上。第一转子4的末端和第二转子5的末端均插入轴承支座25中并由轴承支座25可旋转地支撑。如此，可以显著提高轴系的支撑刚度。
41.实施例三
42.如图3所示，实施例三是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例三与实施例一相比，区别在于，变速器3还具有单向离合器7。单向离合器7设置在第二转子5的转动轴与第二定轴齿轮副主动齿轮10之间。第二转子5能够将第二电机2的正向输出转矩通过单向离合器7传递给第二定轴齿轮副主动齿轮10，但不能够将第二电机2的反向输出转矩通过单向离合器7传递给第二定轴齿轮副主动齿轮10。
43.因此，在本实施例中，无论可控转矩传递装置6接合还是分离，也无论单向离合器7接合还是分离，第一电机1均可驱动或制动车轮。当可控转矩传递装置6分离且单向离合器7分离时，第二电机2不可驱动或制动车轮；当可控转矩传递装置6分离且单向离合器7接合时，第二电机2可驱动车轮但不可制动车轮；当可控转矩传递装置6接合时，无论单向离合器7接合还是分离，第二电机2均可驱动或制动车轮。
44.实施例三与实施例一相比，单向离合器7设置在分别与第一接合部21和第二接合部22周向固连的两个构件之间，有利于更快速平稳地消除第一接合部21和第二接合部22的转速差，有利于更快速平稳地实现可控转矩传递装置6的接合和第二电机2的动力介入。
45.实施例四
46.如图4所示，实施例四是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例四与实施例一相比，区别在于，可控转矩传递装置6为牙嵌离合器，其不具有锁环23。
47.实施例四与实施例一相比，可控转矩传递装置6没有锁环，不依靠摩擦而是依靠第二电机2的精准调速实现第一接合部21和第二接合部22的转速同步，减小了磨损和功率损失，并减小了换挡时间。
48.实施例五
49.如图5所示，实施例五是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例五与实施例一相比，区别在于，可控转矩传递装置6为摩擦片式离合器，其不具有锁环23；第一接合部21为主动摩擦片，第二接合部22为从动摩擦片。
50.实施例五与实施例一相比，摩擦片式离合器可实现第一接合部21和第二接合部22更平稳地接合，提高了换挡稳定性。
51.实施例六
52.如图6所示，实施例六是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例六与实施例一相比，区别在于，变速器3不具有第二定轴齿轮副从动齿轮11。第一定轴齿轮副从动齿轮9同时位于第一传动路径和第二传动路径上。第一定轴齿轮副主动齿轮8和第二定轴齿轮副主动齿轮10均与第一定轴齿轮副从动齿轮9啮合。
53.实施例六与实施例一相比，取消了一个定轴齿轮，精简了结构，减小了功率损失，减小了整个动力系统的成本和轴向及径向尺寸。
54.进一步地，第一电机1和第二电机2设置在变速器3的同一侧，可以显著减小整个动力系统的轴向尺寸。
55.实施例七
56.如图7所示，实施例七是在上述实施例一提供的技术方案基础上的另一种实施方式。实施例七与实施例一相比，区别在于，变速器3不具有第二定轴齿轮副主动齿轮10和第二定轴齿轮副从动齿轮11。第一定轴齿轮副主动齿轮8和第一定轴齿轮副从动齿轮9同时位于第一传动路径和第二传动路径上。第二接合部22与第一定轴齿轮副主动齿轮8周向固连。此时，第二传动路径的总传动比与第一传动路径的总传动比相等。
57.实施例七与实施例一相比，取消了一个定轴齿轮副，精简了结构，减小了功率损失，减小了整个动力系统的成本和轴向及径向尺寸。
58.在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
59.在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
61.在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
62.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
64.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。