CN113978224A - 双电机双档位电驱动桥 - Google Patents

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Abstract

提供了一种双电机双档位电驱动桥，包括：第一电机；第一齿轮；第一平行轴；第二齿轮；第三齿轮和第四齿轮；第二电机；第五齿轮；第二平行轴；第六齿轮；第七齿轮和第八齿轮；第一中空轴；第二中空轴；第三中空轴；以及差速器。该电驱动桥具有结构简单、体积小、装配方便、传动效率高等优点。

Description

双电机双档位电驱动桥
技术领域
本发明涉及新能源车辆传动领域，尤其涉及一种双电机双档位电驱动桥。
背景技术
新能源商用汽车动力***可分为以下三种，第一种是传统的中央驱动布置形式，电机加变速箱加驱动桥；第二种是电驱动桥结构，此种结构相较于中央驱动去掉了变速箱、传动轴以及原来驱动桥中的伞齿轮，新增一个单档或少档位的减速机构；第三种是轮边/轮毂电机驱动结构，此种结构相较于电驱动桥机构去掉了物理差速器改换成电子差速器，每个车轮由一个电机单独驱动，电机通过一个固定速比减速器将动力传递给车轮。
从驱动***的发展趋势来看，动力***总体上是朝着集成化、高效化和轻量化的方向发展的，上述三种驱动结构集成度最高的为轮边/轮毂电机驱动结构，其次为电驱动桥结构，集成度最低的为中央驱动结构，一般集成度越高总成也越轻，因此轻量化的排序与集成度一致。从效率上来讲，第一种中央驱动结构由于变速箱档位多，因此电机的工作效率比较高，但由于中央驱动传动链较长，且需经过传动效率较低的伞齿轮将动力传递给驱动桥，整体效率较低；第三种轮边/轮毂电机驱动结构虽然传动链最短，但由于采用的是恒定减速机构，驱动电机难以在全工况下处于高效率区，整体效率也不高；而第二种电驱动桥结构，采用一个少档位减速机构，可使电机在全工况下大部分时间处于高效率区间，传动链也较短，且全为直齿轮传动，整体综合效率最高。综合其他因素，如技术难度、布置空间、整车控制等因素考虑，电驱动桥是目前新能源商用汽车领域的主流发展趋势。
电驱动桥的结构难点在于在桥壳有限的空间里布置一个少档位的减速机构，使整车既能满足爬坡度要求，又能兼顾高速行驶的要求。目前市场上采用单电机加一个两档位减速箱的布置形式，而对于商用车来说，由于需求的扭矩比较大，因此单个电机的尺寸比较大，且动力模式也相对较少。
因此，有必要研究一种双电机双档位电驱动桥来解决上述的一个或多个技术问题。
发明内容
为解决上述至少一个技术问题，根据本发明一方面，提供了一种双电机双档位电驱动桥，其特征在于包括：
第一电机，连接于第一输出轴的第一端；
第一齿轮，连接于所述第一输出轴的第二端；
第一平行轴，与所述第一输出轴平行布置；
第二齿轮，连接于所述第一平行轴且与所述第一齿轮啮合；
第三齿轮和第四齿轮，连接于所述第一平行轴；
第二电机，连接于第二输出轴的第一端；
第五齿轮，连接于所述第二输出轴的第二端；
第二平行轴，与所述第二输出轴平行布置；
第六齿轮，连接于所述第二平行轴且与所述第五齿轮啮合；
第七齿轮和第八齿轮，连接于所述第二平行轴；
第一中空轴，一端连接有第九齿轮且另一端连接有第一锁环，第九齿轮分别与所述第三齿轮和第七齿轮啮合；
第二中空轴，一端连接有第十齿轮且另一端连接有第二锁环，第十齿轮分别与所述第四齿轮和第八齿轮啮合；
第三中空轴，连接有换挡模块和减速行星排，所述第三中空轴可相对转动地套设于所述第一中空轴和第二中空轴内并穿过所述第一中空轴和第二中空轴，所述换挡模块布置于所述第一锁环和第二锁环之间且可选择地与所述第一锁环或第二锁环接合或者与所述第一锁环和第二锁环分离；以及
差速器，与所述减速行星排连接且具有第一输出半轴和第二输出半轴，第一输出半轴可相对转动地穿设于第三中空轴内并伸出第三中空轴，所述第三中空轴与所述第一平行轴和第二平行轴平行布置，所述第三齿轮、第四齿轮、第七至第十齿轮、第一中空轴和第二中空轴布置于所述第一电机和第二电机之间。
根据本发明又一方面，所述第一输出半轴和第二输出半轴共轴且向相反的方向延伸。
根据本发明又一方面，第一电机与第二电机平行布置。
根据本发明又一方面，所述第一电机和第二电机关于第一输出半轴对称布置。
根据本发明又一方面，所述双电机双档位电驱动桥关于第一输出半轴所在的直线具有对称结构。
根据本发明又一方面，所述第一齿轮和第二齿轮形成一对减速齿轮，所述第五齿轮和第六齿轮形成一对减速齿轮。
根据本发明又一方面，所述第二齿轮、第四齿轮和第三齿轮依次变小。
根据本发明又一方面，所述减速行星排包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述行星架与差速器的壳体连接。
根据本发明又一方面，第二至第四齿轮沿着第二输出半轴的方向依次布置。
根据本发明又一方面，所述第一中空轴、换挡模块、第二中空轴、行星排和差速器沿着第二输出半轴的方向依次布置。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
1.采用外置双电机驱动，集成两档减速机构，结构紧凑简单，易于布置；
2.可以实现大减速比传动，以降低对电机大扭矩的需求；
3.平行布置的双电机之间的空间内可布置大部分组件，占用更小的布置空间。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为根据本发明的一种优选实施例的双电机双档位电驱动桥示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
根据本发明一种优选实施方式，参见图1，提供了一种双电机双档位电驱动桥，其特征在于包括：
第一电机1，连接于第一输出轴2的第一端；
第一齿轮3，连接于所述第一输出轴2的第二端；
第一平行轴5，与所述第一输出轴2平行布置；
第二齿轮4，连接于所述第一平行轴5且与所述第一齿轮3啮合；
第三齿轮6和第四齿轮7，连接于所述第一平行轴5；
第二电机21，连接于第二输出轴22的第一端；
第五齿轮23，连接于所述第二输出轴22的第二端；
第二平行轴25，与所述第二输出轴22平行布置；
第六齿轮24，连接于所述第二平行轴25且与所述第五齿轮23啮合；
第七齿轮26和第八齿轮27，连接于所述第二平行轴25；
第一中空轴，一端连接有第九齿轮8且另一端连接有第一锁环10，第九齿轮8分别与所述第三齿轮6和第七齿轮26啮合；
第二中空轴，一端连接有第十齿轮9且另一端连接有第二锁环12，第十齿轮9分别与所述第四齿轮7和第八齿轮27啮合；
第三中空轴20，连接有换挡模块11和减速行星排，所述第三中空轴20可相对转动地套设于所述第一中空轴和第二中空轴内并穿过所述第一中空轴和第二中空轴，所述换挡模块11布置于所述第一锁环10和第二锁环12之间且可选择地与所述第一锁环10或第二锁环12接合或者与所述第一锁环10和第二锁环12分离；以及
差速器17，与所述减速行星排连接且具有第一输出半轴18和第二输出半轴19，第一输出半轴18可相对转动地穿设于第三中空轴20内并伸出第三中空轴20，所述第三中空轴20与所述第一平行轴5和第二平行轴25平行布置，所述第三齿轮6、第四齿轮7、第七至第十齿轮9、第一中空轴和第二中空轴布置于所述第一电机1和第二电机21之间。
优选地，所述第三齿轮6、第四齿轮7、第七至第十齿轮9、第一中空轴和第二中空轴布置于所述第一电机1和第二电机21限定的空间内。具体地，该空间由图1中的第一电机和第二电机在水平方向上的长度、第一电机与第二电机的左端连线、以及第一电机与第二电机的右端连线限定的矩形空间。
根据本发明又一优先实施方式，所述第一输出半轴18和第二输出半轴19共轴且向相反的方向延伸。
根据本发明又一优先实施方式，第一电机1与第二电机21平行布置。
根据本发明又一优先实施方式，所述第一电机1和第二电机21关于第一输出半轴18对称布置。
根据本发明又一优先实施方式，所述双电机双档位电驱动桥关于第一输出半轴18所在的直线具有对称结构。
根据本发明又一优先实施方式，所述第一齿轮3和第二齿轮4形成一对减速齿轮，所述第五齿轮23和第六齿轮24形成一对减速齿轮。
根据本发明又一优先实施方式，所述第二齿轮4、第四齿轮7和第三齿轮6依次变小。
根据本发明又一优先实施方式，所述减速行星排包括太阳轮13、行星轮14、行星架16和齿圈15，所述行星架16与差速器17的壳体连接。
根据本发明又一优先实施方式，第二至第四齿轮7沿着第二输出半轴19的方向依次布置。
根据本发明又一优先实施方式，所述第一中空轴、换挡模块11、第二中空轴、行星排和差速器17沿着第二输出半轴19的方向依次布置。
根据本发明又一优先实施方式，还提供了一种双电机双档位电驱动桥，其特征在于：包括两个平行布置的电机1和21，两根平行布置的电机轴2和22，电机轴上一端连接上述的电机1和21，一端固连一个输出齿轮3和23；包括两根平行布置的副轴(平行轴)5和25，副轴上安装三个齿轮，左端齿轮4和24与上述输出齿轮3和23啮合，中间齿轮6和26与右端齿轮7和27分别与安装在中间轴20上的齿轮8和9啮合；包括一根中间轴20，中间轴为一根空心轴，左半轴18需穿过中间轴与左轮边连接，中间轴上除了安装有上述两个齿轮8和9外，还固连有一套换挡模块11；包括一个行星减速模块，行星减速模块的太阳轮13与上述中间轴20固连，行星减速模块还包含行星齿轮14、齿圈15和行星架16；包括一个差速器17，差速器17可以采用本领域常用的型号和结构，具体型号和结构不做限定，其中上述行星减速模块中的行星架16与差速器17固连，将动力分配到左半轴18和右半轴19。
有利地，双平行轴复合传动，可传递大扭矩需求的同时减小对齿轮尺寸的要求；双电机外置布置，电机轴输出齿轮与平行轴上齿轮分别单独啮合，能实现大的减速比，降低对电机扭矩的需求；定轴齿轮传动与行星齿轮传动串联工作，高速级是前两级定轴齿轮副传动，低速级为行星齿轮传动，此方式具有结构简单、体积小、装配方便、传动效率高等优点。
优选地，设置两个平行布置的电机1和21，电机1的动力经电机轴2传递给输出齿轮3，输出齿轮3与副轴左端齿轮4啮合，将动力传递给固连副轴左端齿轮4的副轴5；电机21的动力经电机轴22传递给输出齿轮23，输出齿轮23与副轴左端齿轮24啮合，将动力传递给固连副轴左端齿轮24的副轴25；中间轴20上安装有一个两档变速换挡模块，换挡模块上的换挡零件接合套11可以左右滑动，可与左锁环10或右锁环12啮合，并实现中间轴20与中间轴第一齿轮8或中间轴第二齿轮9的连接；当接合套11向左移动与左10啮合时，中间轴20与中间轴第一齿轮8连接，上述由电机1传递给副轴5的动力经副轴中间齿轮6和与之啮合的中间轴第一齿轮8传递至中间轴20上，上述由电机21传递给副轴25的动力经副轴中间齿轮26和与之啮合的中间轴第一齿轮8传递至中间轴20上，实现将电机1和电机21的动力汇流到中间轴的过程，并同时实现A档的过程。当接合套11向右移动与右锁环12啮合时，中间轴20与中间轴第二齿轮9连接，上述由电机1传递给副轴5的动力经副轴右端齿轮7和与之啮合的中间轴第二齿轮9传递至中间轴20上，上述由电机21传递给副轴25的动力经副轴右端齿轮27和与之啮合的中间轴第二齿轮9传递至中间轴20上，实现将电机1和电机21的动力汇流到中间轴20的过程，并同时实现B档的过程；行星减速模块中的太阳轮13与中间轴20固连，齿圈15与箱体固连，故齿圈15固定不动，行星轮14与行星架16连接，同时与太阳轮13和齿圈15啮合，故中间轴20上的动力可通过太阳轮13经行星轮14传递至行星架16；行星架16与差速器17固定连接，行星架16上的动力可传递至差速器17，差速器17根据实际路况将动力分配给左半轴18和右半轴19。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
1.采用外置双电机驱动，集成两档减速机构，结构紧凑简单，易于布置；
2.可以实现大减速比传动，以降低对电机大扭矩的需求；
3.平行布置的双电机之间的空间内可布置大部分组件，占用更小的布置空间。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双电机双档位电驱动桥，其特征在于包括：
第一电机，连接于第一输出轴的第一端；
第一齿轮，连接于所述第一输出轴的第二端；
第一平行轴，与所述第一输出轴平行布置；
第二齿轮，连接于所述第一平行轴且与所述第一齿轮啮合；
第三齿轮和第四齿轮，连接于所述第一平行轴；
第二电机，连接于第二输出轴的第一端；
第五齿轮，连接于所述第二输出轴的第二端；
第二平行轴，与所述第二输出轴平行布置；
第六齿轮，连接于所述第二平行轴且与所述第五齿轮啮合；
第七齿轮和第八齿轮，连接于所述第二平行轴；
第一中空轴，一端连接有第九齿轮且另一端连接有第一锁环，第九齿轮分别与所述第三齿轮和第七齿轮啮合；
第二中空轴，一端连接有第十齿轮且另一端连接有第二锁环，第十齿轮分别与所述第四齿轮和第八齿轮啮合；
第三中空轴，连接有换挡模块和减速行星排，所述第三中空轴可相对转动地套设于所述第一中空轴和第二中空轴内并穿过所述第一中空轴和第二中空轴，所述换挡模块布置于所述第一锁环和第二锁环之间且可选择地与所述第一锁环或第二锁环接合或者与所述第一锁环和第二锁环分离；以及
差速器，与所述减速行星排连接且具有第一输出半轴和第二输出半轴，第一输出半轴可相对转动地穿设于第三中空轴内并伸出第三中空轴，所述第三中空轴与所述第一平行轴和第二平行轴平行布置，所述第三齿轮、第四齿轮、第七至第十齿轮、第一中空轴和第二中空轴布置于所述第一电机和第二电机之间。
2.根据权利要求1所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述第一输出半轴和第二输出半轴共轴且向相反的方向延伸。
3.根据权利要求1所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于第一电机与第二电机平行布置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述第一电机和第二电机关于第一输出半轴对称布置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述双电机双档位电驱动桥关于第一输出半轴所在的直线具有对称结构。
6.根据权利要求5所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述第一齿轮和第二齿轮形成一对减速齿轮，所述第五齿轮和第六齿轮形成一对减速齿轮。
7.根据权利要求6所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述第二齿轮、第四齿轮和第三齿轮依次变小。
8.根据权利要求7所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述减速行星排包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，所述行星架与差速器的壳体连接。
9.根据权利要求8所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于第二至第四齿轮沿着第二输出半轴的方向依次布置。
10.根据权利要求9所述的双电机双档位电驱动桥，其特征在于所述第一中空轴、换挡模块、第二中空轴、行星排和差速器沿着第二输出半轴的方向依次布置。
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