CN208057913U - 一种多档ev动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力控制技术领域，尤其是一种多档EV动力装置。它包括主要由尾端内装设有内太阳轮且首端内装设有外太阳轮的行星支架、贯穿于行星支架分布并与内太阳轮相连的动力中心轮轴、装设于行星支架上且首端与外太阳轮相啮合的外行星轮、装设于行星支架内并同时与内太阳轮及外行星轮的尾端相啮合的内行星轮构成的齿轮变速装置以及连接动力中心轮轴的首端的第一电机组、连接行星支架的尾端的第二电机组，与形成于外太阳轮上的动力输出轴套相连的动力输出装置。本实用新型利用配置的两个电机组进行动力输入，而电机组则可根据逻辑控制需求起到动力电机、换挡电机乃至发电电机的作用，不但有利于实现电机资源运用的最大化，而且极大地丰富了动力输出模式的多样性。

Description

一种多档EV动力装置

技术领域

本实用新型涉及动力控制技术领域，尤其是一种多档EV动力装置。

背景技术

电动汽车(Electric Vehicle)是装备有代替了发动机的电动机和电池、车载充电器、蓄电池、控制装置等并用充电电池的电力代替汽油驱动的汽车，因其具有节能环保、轻便、费用较低等诸多优点而受到了广泛的关注和推广；周知，电动汽车的动力控制装置主要由动力电机、换挡电机和变速器组合而成，其利用变速器与换挡电机组的配合将动力电机的动力进行调整变换输出即可实现车辆的换挡变速功能。然而，现有的电动汽车的动力控制装置依然存在如下缺陷：1、采用单一的差速齿轮(即：差速器)或单一的行星齿轮箱作为变速器，通过对动力电机的输出功率的控制以及换挡电机对变速器的传动比的切换控制来实现变速换挡，但当采用差速齿轮作为变速器时，其不但噪音大，而且变速换挡的过程中会产生明显的冲击力或动力中断的问题；而采用单一的行星齿轮箱作为变速器时，不但输出的转速过高，而且动力电机的高效率工作区往往较窄；2、换挡电机往往只能起到档位切换的作用，无法与动力电机进行功能共享，从而提高了装置的配置成本、增加了装置的结构复杂性；3、采用行星系齿轮箱作为变速器时，由于变速比相对比较接近，不便于将装置输出的转速均分为多档高低速档位，从而弱化了装置的动力输出模式。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多档EV 动力装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多档EV动力装置，它包括第一电机组、第二电机组、齿轮变速装置和动力输出装置；所述齿轮变速装置包括：

一行星支架，所述行星支架的内部具有沿行星支架的中轴线同轴分布的首端腔和尾端腔，且所述行星支架的尾端与第二电机组的输出轴相连；

一动力中心轮轴，所述动力中心轮轴沿行星支架的中轴线贯穿于行星支架分布，且所述动力中心轮轴的首端与第一电机组的输出轴相连；

一外太阳轮，所述外太阳轮套接于动力中心轮轴上并位于首端腔内，且所述外太阳轮的首端面环绕动力中心轮轴形成有一贯穿于行星支架的首端分布并与动力输出装置相连的动力输出轴套；

一内太阳轮，所述内太阳轮设置于动力中心轮轴上并位于尾端腔内；

若干个外行星轮，若干个所述外行星轮沿行星支架的轴向方向装设于行星支架上并环绕外太阳轮均匀分布，且所述外行星轮的首端部与外太阳轮相啮合；

一内行星轮，所述内行星轮沿行星支架的轴向方向装设于行星支架内并位于尾端腔内，每个所述外行星轮与内太阳轮之间均设置有一个内行星轮，每个所述内行星轮均同时与内太阳轮及相对应的外行星轮的尾端部相啮合。

优选地，所述行星支架包括首端环部、通过若干个轴向支撑臂部与首端环部连为一体且具有一中心轴孔的尾端盘部、设置于首端环部与尾端盘部之间并将首端环部与尾端盘部之间的空间分隔为首端腔和尾端腔的内隔环部以及若干个将内隔环部与轴向支撑臂部连为一体的径向支撑臂部；

所述动力输出轴套贯穿于首端环部分布，所述动力中心轮轴的尾端贯穿中心轴孔分布，所述外行星轮装设于首端环部与尾端盘部之间，所述内行星轮装设于内隔环部与尾端盘部之间；且所述第二电机组的输出轴与尾端盘部相连。

优选地，所述中心轴孔内装设有一套装于中心动力轮轴上的第一轴承，所述内隔环部与中心动力轮轴之间以及外太阳轮与中心动力轮轴之间均设置有第二轴承。

优选地，所述第一电机组包括第一电机、一装设于第一电机的输出轴上的第一前级变速齿轮以及一与第一前级变速齿轮并行分布并与第一前级变速齿轮相啮合的第一后级变速齿轮，所述第一后级变速齿轮套装并固定于中心动力轮轴的首端；

所述第二电机组包括第二电机、一装设于第二电机的输出轴上的第二前级变速齿轮以及一与第二前级变速齿轮并行分布并与第二前级变速齿轮相啮合的第二后级变速齿轮，所述第二后级变速齿轮与行星支架同轴分布并固定于行星支架的尾端。

优选地，所述动力输出装置包括一套装并固定于动力输出轴套上的动力输出齿轮以及一与动力输出齿轮并行分布并与动力输出齿轮相啮合的差速器。

优选地，它还包括一辅助动力输出装置，所述辅助动力输出装置为一与第二后级变速齿轮相啮合的齿轮。

优选地，所述第一电机的输出轴上和/或第二电机的输出轴上还装设有一制动器或一单向轴承。

由于采用了上述方案，本实用新型具有以下有益效果：a、多档位分配均匀，覆盖低速、中速、高速和超速等多种动力输出模式，能够满足不同的应用需求；b、可通过对两个电机组进行逻辑组合来实现多档变速功能的，且两个电机可在动力电机、换挡电机及发电电机之间进行角色转换，极大地提高了电机资源的利用率，有利于降低整个总成的配置成本及结构复杂性；c、通过优化的齿轮变速装置的结构以及双电机的动力输入模式不但可保证对电机输入动力的传递、转换效果，减小换挡过程中的冲击力及噪音，而且也可避免动力中断。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构装配示意图；

图2是本实用新型实施例的整体结构装配另一视角示意图；

图3是本实用新型实施例的主体部件的结构分解示意图；

图4是本实用新型实施例的齿轮变速装置的结构分解示意图；

图5是本实用新型实施例的齿轮变速装置的轴向截面结构示意图；

图6是本实用新型实施例的行星支架的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种多档EV动力装置，它包括第一电机组、第二电机组、齿轮变速装置和动力输出装置；其中，齿轮变速装置包括：

一行星支架10，其内部具有沿其中轴线同轴分布的首端腔a和尾端腔b，并且行星支架10的尾端与第二电机组的输出轴相连(如齿轮传动连接、皮带传动连接等等)；

一动力中心轮轴20，其沿行星支架10的中轴线贯穿于行星支架10分布 (其中，所述及的贯穿可以理解为是穿设而过并与行星支架具有相对转动的结构关系)，并且动力中心轮轴20的首端与第一电机组的输出轴相连(如齿轮传动连接、皮带传动连接等等)；

一外太阳轮30，其套接于动力中心轮轴20上并位于首端腔a内(其中，所述及的套接可以理解为是动力中心轮轴20贯穿外太阳轮30分布并与其具有相对转动的结构关系)，同时，在外太阳轮30的首端面环绕动力中心轮轴 20形成有一贯穿于行星支架10的首端分布(其中，所述及的贯穿可以理解为是穿设而过并与行星支架具有相对转动的结构关系)并与动力输出装置相连的动力输出轴套40；

一内太阳轮50，其设置于动力中心轮轴20上并位于尾端腔b内(所述及的设置可以理解为是以套装的形式固定于动力中心轮轴20上或者与动力中心轮轴20一体成型以保持两者具有同步转动的关系)；

若干个(如三个)外行星轮60，若干个外行星轮60沿行星支架10的轴向方向装设于行星支架10上并环绕外太阳轮30均匀分布(即：相当于同时环绕内太阳轮40均匀分布)，并且外行星轮60的首端部与外太阳轮30相啮合；

和一内行星轮70，其沿行星支架10的轴向方向装设于行星支架10内并位于尾端腔b内，而每个外行星轮60与内太阳轮50之间均设置有一个内行星轮70，并且每个内行星轮70均同时与内太阳轮50及相对应的外行星轮30 的尾端部相啮合。

由此，通过对齿轮变速装置的结构改进可同时与其配置两个电机，从而形成双电机的动力控制结构，即第一电机组与第二电机组同时与齿轮变速装置产生连接关系的情况下，可根据需要对两个电机组同时进行使用或独立分开使用进行逻辑控制，使得整个总成不但能够输出多种模式的动力，而且通过对电机组的正反转、停止等控制转换亦可电机组能够同时作为换挡电机或发电电机来使用，以此实现电机资源运用的最大化；同时，由于齿轮变速装置具有多种变速比并且能够为电机之间的快速切换提供结构基础，有利于保证电机更多地运行在工作高效区。具体如：1、当两个电机组进行同向转动时，第一电机组通过动力中心轮轴20向齿轮变速装置输入动力，从而带动内太阳轮50进行转动，而由于内太阳轮50是通过内行星轮70与外行星轮60过渡啮合的，进而利用外行星轮60与外太阳轮30之间的啮合关系使外太阳轮30 进行转动；与此同时，第二电机组通过行星支架10向齿轮变速装置输入动力，由于外行星轮60是装设于行星支架10上的，故外行星轮60亦会进行同步转动，从而利用外行星轮60与外太阳轮30之间的啮合关系使外太阳轮30进行转动，从而形成双动力的叠加效果(即：加速模式)；以此为例，通过对不同电机组的逻辑控制可形成诸如表一所示的变速模式：

而通过表一所示的变速模式可知，第一电机组和第二电机组在可被用作动力电机使用的同时亦可作为换挡电机来使用。

2、以第一电机组处于动力输入状态、第二电机组并未进行动力输入时为例，第一电机组在通过动力中心轮轴20、内太阳轮50、内行星轮70和外行星轮60的联动动作来驱动外太阳轮60实现动力输出的同时，由于外行星轮 60与行星支架10之间的结构关系亦可带动行星支架10进行动作，从而以行星支架10作为向第二电机组进行动力输入部件，进而可将第二电机组作为发电电机来使用；反之，第二电机组作为整个总成的动力输入电机、第一电机组则可作为发电电机来使用。

基于此，本实施例的控制总成可实现以下有益效果：a、多档位分配均匀，覆盖低速、中速、高速和超速等多种动力输出模式，能够满足不同的应用需求；b、可通过对两个电机组进行逻辑组合来实现多档变速功能的，且两个电机可在动力电机、换挡电机及发电电机之间进行角色转换，极大地提高了电机资源的利用率，有利于降低整个总成的配置成本及结构复杂性；c、通过优化的齿轮变速装置的结构以及双电机的动力输入模式不但可保证对电机输入动力的传递、转换效果，减小换挡过程中的冲击力及噪音，而且也可避免动力中断。

为优化行星支架的结构以增强齿轮变速装置的结构紧凑性，本实施例的行星支架10包括首端环部11、通过若干个轴向支撑臂部12与首端环部11连为一体且具有一中心轴孔c的尾端盘部13、设置于首端环部11与尾端盘部 13之间并将首端环部11与尾端盘部13之间的空间分隔为首端腔a和尾端腔 b的内隔环部14以及若干个将内隔环部14与轴向支撑臂部12连为一体的径向支撑臂部15；其中，动力输出轴套40贯穿于首端环部11分布，动力中心轮轴20的尾端贯穿中心轴孔c分布，外行星轮60装设于首端环部11与尾端盘部13之间，而内行星轮70则装设于内隔环部14与尾端盘部13之间；同时，第二电机组的输出轴与尾端盘部13相连。

为保证相关组成部件之间相对运动的顺畅性，在中心轴孔c内装设有一套装于中心动力轮轴20上的第一轴承80，同时在内隔环部14与中心动力轮轴20之间以及外太阳轮30与中心动力轮轴20之间均设置有第二轴承90。当然，为便于将整个控制总成装配于车辆的安装载体上，可相应地在诸如中心动力轮轴20的两端、第一电机组的输出轴上或第二电机组的输出轴上装设相应的轴承。

为最大限度地发挥变速齿轮装置的优势，拉开高低速的变速比，以增强整个总成的性能，本实施例的第一电机组包括第一电机101、一装设于第一电机101的输出轴上的第一前级变速齿轮102以及一与第一前级变速齿轮102 并行分布并与第一前级变速齿轮102相啮合的第一后级变速齿轮103，其中，第一后级变速齿轮103套装并固定于中心动力轮轴20的首端；基于同样的结构原理，本实施例的第二电机组包括第二电机201、一装设于第二电机201的输出轴上的第二前级变速齿轮202以及一与第二前级变速齿轮202并行分布并与第二前级变速齿轮202相啮合的第二后级变速齿轮203，其中，第二后级变速齿轮203与行星支架10同轴分布并固定于行星支架10的尾端。由此，利用各电机组的结构搭配，可采用前级变速齿轮的轮体直径小于后级变速齿轮的轮体直径的方式，使得电机输出的动力能够以先减速在传动变速的方式进行动力输入，而在与具体的齿轮变速装置时，可将太阳轮、行星轮以及前述的变速齿轮均采用斜齿齿轮，从而通过对多规格齿轮组合混用来发挥总成的动力输出效果。

为实现对动力输出效果的最大化，本实施例的动力输出装置包括一套装并固定于动力输出轴套40上的动力输出齿轮301以及一与动力输出齿轮301 并行分布并与动力输出齿轮301相啮合的差速器302。

作为一个优选方案，本实施例的总成还包括一辅助动力输出装置400，其为一与第二后级变速齿轮203相啮合的齿轮(作为优选，其可采用与变速齿轮相啮合的斜齿齿轮)。

另外，为增强对第一电机组和第二电机组的启闭及制动控制效果，在第一电机101的输出轴上和/或第二电机201的输出轴上还装设有一制动器d或一单向轴承。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种多档EV动力装置，其特征在于：它包括第一电机组、第二电机组、齿轮变速装置和动力输出装置；所述齿轮变速装置包括：

一行星支架，所述行星支架的内部具有沿行星支架的中轴线同轴分布的首端腔和尾端腔，且所述行星支架的尾端与第二电机组的输出轴相连；

一动力中心轮轴，所述动力中心轮轴沿行星支架的中轴线贯穿于行星支架分布，且所述动力中心轮轴的首端与第一电机组的输出轴相连；

一外太阳轮，所述外太阳轮套接于动力中心轮轴上并位于首端腔内，且所述外太阳轮的首端面环绕动力中心轮轴形成有一贯穿于行星支架的首端分布并与动力输出装置相连的动力输出轴套；

一内太阳轮，所述内太阳轮设置于动力中心轮轴上并位于尾端腔内；

若干个外行星轮，若干个所述外行星轮沿行星支架的轴向方向装设于行星支架上并环绕外太阳轮均匀分布，且所述外行星轮的首端部与外太阳轮相啮合；

一内行星轮，所述内行星轮沿行星支架的轴向方向装设于行星支架内并位于尾端腔内，每个所述外行星轮与内太阳轮之间均设置有一个内行星轮，每个所述内行星轮均同时与内太阳轮及相对应的外行星轮的尾端部相啮合。

2.如权利要求1所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：所述行星支架包括首端环部、通过若干个轴向支撑臂部与首端环部连为一体且具有一中心轴孔的尾端盘部、设置于首端环部与尾端盘部之间并将首端环部与尾端盘部之间的空间分隔为首端腔和尾端腔的内隔环部以及若干个将内隔环部与轴向支撑臂部连为一体的径向支撑臂部；

所述动力输出轴套贯穿于首端环部分布，所述动力中心轮轴的尾端贯穿中心轴孔分布，所述外行星轮装设于首端环部与尾端盘部之间，所述内行星轮装设于内隔环部与尾端盘部之间；且所述第二电机组的输出轴与尾端盘部相连。

3.如权利要求2所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：所述中心轴孔内装设有一套装于中心动力轮轴上的第一轴承，所述内隔环部与中心动力轮轴之间以及外太阳轮与中心动力轮轴之间均设置有第二轴承。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：

所述第一电机组包括第一电机、一装设于第一电机的输出轴上的第一前级变速齿轮以及一与第一前级变速齿轮并行分布并与第一前级变速齿轮相啮合的第一后级变速齿轮，所述第一后级变速齿轮套装并固定于中心动力轮轴的首端；

所述第二电机组包括第二电机、一装设于第二电机的输出轴上的第二前级变速齿轮以及一与第二前级变速齿轮并行分布并与第二前级变速齿轮相啮合的第二后级变速齿轮，所述第二后级变速齿轮与行星支架同轴分布并固定于行星支架的尾端。

5.如权利要求4所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：所述动力输出装置包括一套装并固定于动力输出轴套上的动力输出齿轮以及一与动力输出齿轮并行分布并与动力输出齿轮相啮合的差速器。

6.如权利要求5所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：它还包括一辅助动力输出装置，所述辅助动力输出装置为一与第二后级变速齿轮相啮合的齿轮。

7.如权利要求4所述的一种多档EV动力装置，其特征在于：所述第一电机的输出轴上和/或第二电机的输出轴上还装设有一制动器或一单向轴承。