CN113464620A - 一种同轴双电机双速比电驱动总成及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种同轴双电机双速比电驱动总成及电动汽车。所述同轴双电机双速比电驱动总成，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一速比减速机构、第二速比减速机构和中间轴，第一驱动电机和第二驱动电机同轴设置且可独立驱动，能够较好地兼顾整车动力性与经济性需求；第二驱动电机通过第二速比减速机构将动力直接传递给中间轴，第一驱动电机通过第一速比减速机构中的单向离合器将动力直接传递给中间轴，机械地实现第一驱动电机与中间轴的传动连接与断开，无需换挡操纵机构及额外的控制单元，无双速比换挡或模式切换的动力中断与冲击，整车舒适性好；同时结构简单、零部件少，***可靠性好。

Description

一种同轴双电机双速比电驱动总成及电动汽车
技术领域
本发明涉及新能源纯电动汽车技术领域，尤其涉及一种同轴双电机双速比电驱动总成及电动汽车。
背景技术
目前，现有的新能源纯电动汽车普遍采用单电机单速比减速器的电驱动总成结构，为实现更快的起步及加速响应，需要增加电机扭矩或者提高减速器速比；为满足高速平稳与静谧的动力输出，需要提升电机最高工作转速，提高齿轮加工及电驱装配精度；而为实现更高的电驱动总成综合使用效率，需要电驱动总成在很宽的转速范围内均达到高的***效率。这些对于单电机单速比减速器的电驱动总成很难兼顾，同时大的电机扭矩及高的制造精度也使得电驱动总成的成本大幅升高，无法完全满足用户的诉求。
因此，亟待需要一种同轴双电机双速比电驱动总成以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种同轴双电机双速比电驱动总成，能够较好地兼顾整车动力性与经济性需求，结构简单，无双速比换挡或模式切换的动力中断和冲击，整车舒适性更好，零部件少，易加工制造，总成成本低。
本发明的另一个目的在于提供一种电动汽车，通过应用上述同轴双电机双速比电驱动总成，整车舒适性好，操控简单便捷，成本低。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
第一方面，提供了一种同轴双电机双速比电驱动总成，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一速比减速机构、第二速比减速机构和中间轴，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机同轴设置且可独立驱动；所述第二驱动电机通过所述第二速比减速机构将动力直接传递给所述中间轴，所述第一速比减速机构包括第一速比主动齿轮、第一速比从动齿轮和单向离合器；
所述第一驱动电机的输出端通过所述单向离合器与所述第一速比主动齿轮同轴传动连接，所述第一速比从动齿轮与所述中间轴传动连接；或所述第一驱动电机的输出端与所述第一速比主动齿轮同轴传动连接，所述第一速比从动齿轮通过所述单向离合器与所述中间轴传动连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述第二速比减速机构包括依次传动啮合的第二速比主动齿轮和第二速比从动齿轮，所述第二速比主动齿轮与所述第二驱动电机的输出端同轴传动连接，所述第二速比从动齿轮与所述中间轴传动连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括输出主动齿轮、输出从动齿轮和差速器总成，所述输出主动齿轮和输出从动齿轮相啮合，所述输出主动齿轮与所述中间轴同轴传动连接，所述输出从动齿轮与所述差速器总成的外壳固定连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述输出主动齿轮位于所述第一速比从动齿轮和所述第二速比从动齿轮之间。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述输出从动齿轮的转轴通过螺栓连接、铆接或焊接与所述差速器总成的外壳固定连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括一级输入轴，所述第一驱动电机的输出端与所述一级输入轴花键连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括二级输入轴，所述第二驱动电机的输出端与所述二级输入轴花键连接，所述二级输入轴与所述一级输入轴同轴转动配合。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述第二速比主动齿轮与所述二级输入轴同轴固定连接。
作为所述同轴双电机双速比电驱动总成的可选方案，所述第一速比减速机构和所述第二速比减速机构平行设置并位于所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之间，且所述中间轴与所述二级输入轴相平行。
第二方面，提供了一种电动汽车，包括如上所述的同轴双电机双速比电驱动总成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的同轴双电机双速比电驱动总成，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一速比减速机构、第二速比减速机构和中间轴，第一驱动电机和第二驱动电机同轴设置且可独立驱动，可根据具体行驶需要，选择单电机驱动或双电机同时驱动，能够较好地兼顾整车动力性与经济性需求；第二驱动电机通过第二速比减速机构将动力直接传递给中间轴，第一速比减速机构包括第一速比主动齿轮、第一速比从动齿轮和单向离合器，第一驱动电机通过第一速比减速机构中的单向离合器将动力直接传递给中间轴，机械地实现第一驱动电机与中间轴的传动连接与断开，无需换挡操纵机构及额外的控制单元，无双速比换挡或模式切换的动力中断与冲击，整车舒适性好；同时结构简单、零部件少，***可靠性好。
本发明提供的电动汽车，通过应用上述同轴双电机双速比电驱动总成，整车舒适性好，操控简单便捷，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的第一种同轴双电机双速比电驱动总成的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种同轴双电机双速比电驱动总成的结构示意图。
附图标记：
1-第一驱动电机；
2-第二驱动电机；
3-第一速比减速机构；31-第一速比主动齿轮；32-第一速比从动齿轮；33-单向离合器；
4-第二速比减速机构；41-第二速比主动齿轮；42-第二速比从动齿轮；
5-一级输入轴；
6-二级输入轴；
7-中间轴；
8-输出主动齿轮；
9-输出从动齿轮；
10-差速器总成；
11-左半轴；
12-右半轴。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图2所示，本实施例提供了一种同轴双电机双速比电驱动总成，包括第一驱动电机1、第二驱动电机2、第一速比减速机构3、第二速比减速机构4和中间轴7，第一驱动电机1和第二驱动电机2同轴设置且可独立驱动，可根据具体行驶需要，选择单电机驱动或双电机同时驱动，能够较好地兼顾整车动力性与经济性需求；第二驱动电机2通过第二速比减速机构4将动力直接传递给中间轴7，第一速比减速机构3包括第一速比主动齿轮31、第一速比从动齿轮32和单向离合器33，第一驱动电机1通过第一速比减速机构3中的单向离合器33将动力直接传递给中间轴7，机械地实现第一驱动电机1与中间轴7的传动连接与断开，无需换挡操纵机构及额外的控制单元，无双速比换挡或模式切换的动力中断与冲击，整车舒适性好；同时结构简单、零部件少，***可靠性好。
示例性地，如图1所示，第一速比从动齿轮32通过单向离合器33与中间轴7传动连接，从而可以使第一驱动电机1通过第一速比减速机构3驱动中间轴7转动，但中间轴7的转动不能通过第一速比减速机构3传递到第一驱动电机1，降低第一驱动电机1随动损耗和第一速比减速机构3的机械损耗。通过单向离合器33的设置，本实施例提供的同轴双电机双速比电驱动总成相比现有技术中的电驱动总成，可省去同步器的设置，使总成的结构更加简单，且无双速比换挡或模式切换的动力中断和冲击，整车舒适性更好，同时零部件少、加工制造容易，总成成本低。在其他实施例中，如图2所示，第一速比主动齿轮31还可以通过单向离合器33与第一驱动电机1的输出端(具体为一级输入轴5)传动连接。
第一驱动电机1经第一速比减速机构3形成第一速比；第二驱动电机2通过第二速比减速机构4形成第二速比；通过第一驱动电机1、第二驱动电机2、第一速比减速机构3、第二速比减速机构4的配合，可以实现双电机联合驱动、单电机高效驱动及单电机高效制动能量回收等多种工作模式，满足整车不同工况下动力性与经济性的需求。
示例性地，单向离合器33包括外圈和内圈，单向离合器33的外圈同轴压装与第一速比从动齿轮32内，单向离合器33的内圈同轴压装于中间轴7上，从而实现第一驱动电机1到中间轴7的单向传动。在其他实施例中，也可以是将单向离合器33的外圈同轴压装于第一速比主动齿轮31内，单向离合器33的内圈同轴压装于一级输入轴5上，也可以达到上述效果。
优选地，同轴双电机双速比电驱动总成还包括输出主动齿轮8、输出从动齿轮9和差速器总成10，其中，输出主动齿轮8与中间轴7同轴传动连接，输出从动齿轮9与差速器总成10的外壳固定连接，从而实现将中间轴7的动力传递给差速器总成10。进一步地，输出主动齿轮8与中间轴7同轴固定连接，输出从动齿轮9的转轴通过螺栓连接、铆接或焊接与差速器总成10的外壳固定连接，以确保动力传动的稳定性。
所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括左半轴11和右半轴12，差速器总成10两端通过花键分别与整车左半轴11、右半轴12连接，将驱动电机的扭矩传递到车轮，驱动整车行驶。
可选地，输出主动齿轮8位于第一速比从动齿轮32和第二速比从动齿轮42之间，可缩短中间轴7的轴向长度，使总成结构更加紧凑，便于整车布置，成本低。
可选地，第一速比减速机构3包括依次传动啮合的第一速比主动齿轮31和第一速比从动齿轮32，第一速比主动齿轮31与第一驱动电机1的输出端同轴传动连接，第一速比从动齿轮32与中间轴7同轴传动连接。
优选地，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括一级输入轴5，第一驱动电机1的输出端与一级输入轴5花键连接。第一驱动电机1包括电机定子和电机转子(未图示)，第一驱动电机1的转子通过花键与一级输入轴5连接，且第一速比主动齿轮31与一级输入轴5同轴传动连接。
在本实施例提供的同轴双电机双速比电驱动总成中，第二速比减速机构4包括依次传动啮合的第二速比主动齿轮41和第二速比从动齿轮42，第二速比主动齿轮41与第二驱动电机2的输出端同轴传动连接，第二速比从动齿轮42与中间轴7同轴传动连接。
优选地，同轴双电机双速比电驱动总成还包括二级输入轴6，第二驱动电机2的输出端与二级输入轴6花键连接，二级输入轴6与一级输入轴5同轴转动配合。具体地，第二驱动电机2包括电机定子和电机转子(未图示)，第二驱动电机2的转子通过花键与二级输入轴6连接。进一步地，二级输入轴6和一级输入轴5通过轴承同轴空套支撑。
示例性地，第二速比主动齿轮41与二级输入轴6同轴固定连接，第二速比从动齿轮42与中间轴7同轴固定连接。
优选地，可选地，第一速比减速机构3和第二速比减速机构4平行设置并位于第一驱动电机1和第二驱动电机2之间，且中间轴7与二级输入轴6及一级输入轴5相平行，使总成整体结构更加紧凑，便于整车布置。
为了方便理解，本实施例提供的同轴双电机双速比电驱动总成的工作原理如下：
在低速大负荷或者急加速时，第一驱动电机1和第二驱动电机2联合驱动，第一驱动电机1输出扭矩经一级输入轴5、第一速比主动齿轮31、单向离合器33、第一速比从动齿轮32传递到中间轴7；第二驱动电机2输出扭矩经二级输入轴6、第二速比主动齿轮41、第二速比从动齿轮42传递到中间轴7；两个电机输出的扭矩在中间轴7上汇聚后，经输出主动齿轮8、输出从动齿轮9传递到差速器总成10上，再经差速器总成10两端的左半轴11和右半轴12传递到车轮。通过第一驱动电机1与第一速比减速机构3、第二驱动电机2与第二速比减速机构4组合，为整车提供较大的输出扭矩和快速的加速响应。
在中高速巡航或小负荷运行时，第二驱动电机2单独驱动，输出扭矩经二级输入轴6、第二速比主动齿轮41、第二速比从动齿轮42传递到中间轴7，再经输出主动齿轮8、输出从动齿轮9传递到差速器总成10上，然后经差速器总成10两端的左半轴11和右半轴12传递到车轮；第一驱动电机1停机，中间轴7带动单向离合器33的内圈旋转，单向离合器33的外圈及第一速比从动齿轮32不跟随中间轴7旋转，从而可降低第一驱动电机1的随动损耗及第一速比减速机构3的机械损耗；同时，第二驱动电机2与第二速比减速机构4匹配的高效区使用工况相对聚集，更好的确保了电驱动总成综合使用效率的提高；
在减速或刹车时，整车制动能量经车轮、左半轴11、右半轴12传入差速器总成10，再经差速器总成10传递到输出从动齿轮9、输出主动齿轮8，传递到中间轴7；此时，第一驱动电机1停机，中间轴7带动单向离合器33的内圈旋转，单向离合器33的外圈及第一速比从动齿轮32不跟随中间轴7旋转；整车制动能量全部经中间轴7、第二速比从动齿轮42、第二速比主动齿轮41，拖动第二驱动电机2发电，实现制动能量的高效回收。
本实施例还提供了一种电动汽车，包括上述的同轴双电机双速比电驱动总成，通过应用上述同轴双电机双速比电驱动总成，整车布置灵活，操控简单便捷，成本低。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，包括第一驱动电机(1)、第二驱动电机(2)、第一速比减速机构(3)、第二速比减速机构(4)和中间轴(7)，所述第一驱动电机(1)和所述第二驱动电机(2)同轴设置且可独立驱动；所述第二驱动电机(2)通过所述第二速比减速机构(4)将动力直接传递给所述中间轴(7)，所述第一速比减速机构(3)包括第一速比主动齿轮(31)、第一速比从动齿轮(32)和单向离合器(33)；
所述第一驱动电机(1)的输出端通过所述单向离合器(33)与所述第一速比主动齿轮(31)同轴传动连接，所述第一速比从动齿轮(32)与所述中间轴(7)传动连接；或所述第一驱动电机(1)的输出端与所述第一速比主动齿轮(31)同轴传动连接，所述第一速比从动齿轮(32)通过所述单向离合器(33)与所述中间轴(7)传动连接。
2.根据权利要求1所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述第二速比减速机构(4)包括依次传动啮合的第二速比主动齿轮(41)和第二速比从动齿轮(42)，所述第二速比主动齿轮(41)与所述第二驱动电机(2)的输出端同轴传动连接，所述第二速比从动齿轮(42)与所述中间轴(7)传动连接。
3.根据权利要求2所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括输出主动齿轮(8)、输出从动齿轮(9)和差速器总成(10)，所述输出主动齿轮(8)和输出从动齿轮(9)相啮合，所述输出主动齿轮(8)与所述中间轴(7)同轴传动连接，所述输出从动齿轮(9)与所述差速器总成(10)的外壳固定连接。
4.根据权利要求3所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述输出主动齿轮(8)位于所述第一速比从动齿轮(32)和所述第二速比从动齿轮(42)之间。
5.根据权利要求3所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述输出从动齿轮(9)的转轴通过螺栓连接、铆接或焊接与所述差速器总成(10)的外壳固定连接。
6.根据权利要求2所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括一级输入轴(5)，所述第一驱动电机(1)的输出端与所述一级输入轴(5)花键连接。
7.根据权利要求6所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述同轴双电机双速比电驱动总成还包括二级输入轴(6)，所述第二驱动电机(2)的输出端与所述二级输入轴(6)花键连接，所述二级输入轴(6)与所述一级输入轴(5)同轴转动配合。
8.根据权利要求7所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述第二速比主动齿轮(41)与所述二级输入轴(6)同轴固定连接。
9.根据权利要求7所述的同轴双电机双速比电驱动总成，其特征在于，所述第一速比减速机构(3)和所述第二速比减速机构(4)平行设置并位于所述第一驱动电机(1)和所述第二驱动电机(2)之间，且所述中间轴(7)与所述二级输入轴(6)相平行。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的同轴双电机双速比电驱动总成。
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