一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统

车辆装置的制造及其改造技术1.本发明涉及新能源汽车驱动技术领域，具体而言是一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统。背景技术：2.近些年来，国家大力推进新能源汽车尤其是电动汽车的发展。目前，由于分布式驱动方案仍然存在易导致汽车非簧载质量和车轮旋转部件的转动惯量显著增大，增加汽车垂直方向的振动幅度，影响轮胎的附着性等未解决的问题，因此集中式驱动仍是电动汽车驱动系统的主流形式。3.目前电动汽车的集中式驱动系统大多采用单个电机搭配主减速器的结构形式。但为了保证电动汽车的动力性能，所使用的单个电机往往体积较大，占用更多的空间，且对功率与扭矩要求也较高，从而使得电机的成本更高。同时搭配的单速比主减速器也无法使电机尽可能的工作在高效区间，从而降低了整车的经济性。通过使用多模式双电机耦合驱动系统则可以很好的解决这些问题。技术实现要素：4.根据上述技术问题，而提供一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统。5.本发明采用的技术手段如下：6.一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统，驱动系统包括cr-cr式行星齿轮变速器，cr-cr式行星齿轮变速器包括cr-cr式行星齿轮机构、第一制动器、第二制动器、第三制动器和壳体，第一制动器、第二制动器、第三制动器和cr-cr式行星齿轮机构安装在壳体内。7.cr-cr式行星齿轮机构包括8.cr-cr式行星齿轮机构包括前架后圈组件、前圈后架组件、前排太阳轮、后排太阳轮、前排行星轮、后排行星轮；9.前架后圈组件包括前排行星架和后排齿圈，以及将前排行星架和后排齿圈连接为一体的第一连接件；第二输入轴与前排行星架的旋转中心连接；10.前圈后架组件包括后排行星架和前排齿圈，以及将后排行星架和前排齿圈连接为一体的第二连接件；输出轴与后排行星架的旋转中心连接；11.前排行星轮安装在前排行星架上，并与其内侧的前排太阳轮和其外侧的前排齿圈啮合；12.后排行星轮安装在后排行星架上，并与其内侧的后排太阳轮和其外侧的后排齿圈啮合。13.驱动系统还包括第一电机、第二电机和动力输出传动机构；14.第一电机与设置在前排太阳轮上的第一输入轴连接；15.第二电机与设置在前排行星架上的第二输入轴连接；16.第一制动器用于制动前排太阳轮，第二制动器用于制动前架后圈组件，第三制动器用于制动cr-cr式行星齿轮机构的后排太阳轮。17.动力输出传动机构包括主减速器输入齿轮和主减速器输出齿轮，后排行星架中心的输出轴与主减速器连接，主减速器输入齿轮与主减速器输出齿轮啮合，将动力传输至汽车的差速器及半轴。18.输出轴与后排行星架为一体式结构，第一输入轴与前排太阳轮为一体式结构，第二输入轴与前排行星架为一体式结构。19.驱动系统具有六种驱动模式，分别为第一电机独自驱动的两种模式、第二电机独自驱动的两种模式、双电机转矩耦合驱动模式和双电机转速耦合驱动模式；20.第一电机独自驱动的两种模式中，其中一种模式为：第一电机工作，第二电机不工作，第一制动器和第二制动器不工作，第三制动器制动后排太阳轮；另一种模式为：第一电机工作，第二电机不工作，第一制动器不工作，第二制动器制动前架后圈组件，第三制动器制动后排太阳轮；21.第二电机独自驱动的两种模式中，其中一种模式为：第一电机不工作，第二电机工作，第一制动器和第二制动器不工作，第三制动器制动后排太阳轮；另一种模式为：第一电机不工作，第二电机工作，第一制动器制动前排太阳轮，第二制动器不工作，第三制动器制动后排太阳轮；22.双电机转矩耦合驱动模式为：第一电机和第二电机同时工作，第一制动器和第二制动器不工作，第三制动器制动后排太阳轮；23.双电机转速耦合驱动模式为：第一电机和第二电机同时工作，且第一制动器、第二制动器和第三制动器均不工作。24.较现有技术相比，本发明具有以下优点：25.1、该驱动系统在两种单电机独自驱动时又分别有两种模式可以选择，从而能尽可能使电机工作在高效区间中，降低能量损失，提高整车经济性；而当车辆对于扭矩需求较高，需要大扭矩，例如起步、爬坡、急加速等工况时，则可使用扭矩耦合模式，使双电机共同工作，可以在使用两较小功率电机的前提下，发出更大的扭矩，从而使整车获得更好的动力性；当车辆处于较为平稳的高速行驶状态下时，可使用速度耦合模式，该模式下能够使车辆在保持较高速度的前提下，使两电机转速维持在适当的范围中，因此车辆的驱动电机可以选择中速电机以代替电动汽车在单电机集中式驱动中常使用的高速电机，从而降低成本。26.2、该驱动系统在模式切换时能够实现无动力中断，通过对双电机及制动器的控制，能够使驱动系统在模式切换过程中保持输出扭矩几乎不变，从而提高车辆行驶的平顺性。27.3、该驱动系统使用的动力耦合装置为cr-cr式行星齿轮机构，cr-cr 式行星齿轮相比于拉维娜式与辛普森式行星齿轮机构所用元件更少，结构更加紧凑，质量更轻，集成度高，从而降低制造成本，也能够减少空间占用。28.本发明通过将双电机与多速比变速器配合使用，使得该结构的驱动系统不仅具有良好的动力性，同时也提升了驱动系统的工作效率，提高了整车的经济性。具有六种工作模式可以根据需要自行选择。29.基于上述理由本发明可在新能源汽车等领域广泛推广。附图说明30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。31.图1为本发明具体实施方式中一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统结构示意图。32.图2为本发明具体实施方式中模式一和模式二动力流向图。33.图3为本发明具体实施方式中模式三和模式四动力流向图。34.图4为本发明具体实施方式中模式五和模式六动力流向图。35.图中：1-第一电机、2-第一制动器、3-第一输入轴、4-第二电机、5-第二输入轴、6-前架后圈组件、7-第二制动器、8-前圈后架组件、9-后排行星轮、 10-第三制动器、11-主减速器输入齿轮、12-差速器、13-主减速器输出齿轮、 14-后排太阳轮、15-前排太阳轮、16-前排行星轮。具体实施方式36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。37.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。40.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转 90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。42.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。43.如图1～4所示，一种基于行星齿轮机构的六模式双电机动力耦合驱动系统，驱动系统包括cr-cr式行星齿轮变速器，cr-cr式行星齿轮变速器包括cr-cr式行星齿轮机构、第一制动器2、第二制动器7、第三制动器10和壳体，第一制动器2、第二制动器7、第三制动器10和cr-cr式行星齿轮机构安装在壳体内。44.cr-cr式行星齿轮机构包括前架后圈组件6、前圈后架组件8、前排太阳轮15、后排太阳轮14、前排行星轮16、后排行星轮9；45.前架后圈组件6包括前排行星架和后排齿圈，以及将前排行星架和后排齿圈连接为一体的第一连接件；第二输入轴5与前排行星架的旋转中心连接；46.前圈后架组件6包括后排行星架和前排齿圈，以及将后排行星架和前排齿圈连接为一体的第二连接件；输出轴与后排行星架的旋转中心连接；47.前排行星轮16安装在前排行星架上，并与其内侧的前排太阳轮15和其外侧的前排齿圈啮合；48.后排行星轮9安装在后排行星架上，并与其内侧的后排太阳轮14和其外侧的后排齿圈啮合。49.驱动系统还包括第一电机1、第二电机4和动力输出传动机构；50.第一电机1与设置在前排太阳轮15上的第一输入轴3连接；51.第二电机4与设置在前排行星架上的第二输入轴5连接；52.第一制动器2用于制动前排太阳轮15，安装在第一输入轴3处，第二制动器7用于制动前架后圈组件6，因为前排行星架和后排齿圈结合为一体，故制动一个另一个也不动，本具体实施方式中将第二制动器7设置在后排齿圈处，第三制动器10用于制动后排太阳轮14，处于后排太阳轮14的末端处。53.动力输出传动机构包括主减速器输入齿轮11和主减速器输出齿轮13，后排行星架中心的输出轴与主减速器输入齿轮11连接，主减速器输入齿轮 11与主减速器输出齿轮13啮合，将动力传输至汽车的差速器12及半轴。54.驱动系统具有六种驱动模式，分别为第一电机1独自驱动的两种模式、第二电机2独自驱动的两种模式、双电机转矩耦合驱动模式和双电机转速耦合驱动模式；55.第一电机1独自驱动的两种模式分别为模式一和模式二，模式一为：第一电机1工作，第二电机4不工作，第一制动器2和第二制动器7不工作，第三制动器10制动后排太阳轮14；其动力流向如图2所示，第一电机1将动力通过第一输入轴3传递至前排太阳轮15上，前排太阳轮15将动力传输至前排行星轮16、前圈后架组件8、主减速器输入齿轮11、主减速器输出齿轮13、差速器12。模式二为：第一电机1工作，第二电机2不工作，第一制动器2不工作，第二制动器7制动前架后圈组件6，第三制动器10制动后排太阳轮14；模式二的动力流向与模式一相同，故动力流向不再赘述。56.第二电机4独自驱动的两种模式分别为模式三和模式四，模式三为：第一电机1不工作，第二电机4工作，第一制动器2和第二制动器7不工作，第三制动器10制动后排太阳轮14；其动力流向如图3所示，第二电机4将动力传输至前架后圈组件6，前架后圈组件6将动力分为两路，其中一路为前排行星轮16、前圈后架组件8；另一路为后排行星轮9、前圈后架组件8；前圈后架组件8将动力传输至主减速器输入齿轮11、主减速器输出齿轮13、差速器12。模式四为：第一电机1不工作，第二电机4工作，第一制动器2 制动前排太阳轮15，第二制动器7不工作，第三制动器10制动后排太阳轮；模式四的动力流向与模式三相同，故动力流向不再赘述。57.双电机转矩耦合驱动模式为模式五：第一电机1和第二电机4同时工作，第一制动器2和第二制动器7不工作，第三制动器10制动后排太阳轮14；其动力流向如图4所示，第一电机1将动力输入至前排太阳轮15、前排行星轮16、前圈后架组件8；第二电机2将动力传输至前架后圈组件6，后分为两路，其中一路为后排行星轮9、前圈后架组件8；另外一路为前排行星轮 16、前圈后架组件8；前圈后架组件8将动力传输至主减速器输入齿轮11、主减速器输出齿轮13、差速器12。58.双电机转速耦合驱动模式为模式六：第一电机1和第二电机4同时工作，且第一制动器2、第二制动器7和第三制动器10均不工作。模式六的动力流向与模式五相同，故动力流向不再赘述。59.上述六种工作模式如下表所示：60.表1工作模式表[0061][0062][0063]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。









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