本發(fā)明涉及一種汽車動(dòng)力傳輸領(lǐng)域,特別涉及一種雙輸入動(dòng)力耦合器及汽車。
背景技術(shù):
為提高經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性,一些雙行星排雙電機(jī)動(dòng)力耦合總成在純電車上得到應(yīng)用。申請?zhí)枮镃N201310117747.0的中國專利公開了一種雙電機(jī)耦合變速裝置,由兩組行星排、兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè)離合器和一個(gè)鎖止器組成,通過對離合器和鎖止器的控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)力耦合。申請?zhí)枮镃N201410584883.5的中國專利公開了一種雙動(dòng)力耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),由兩組行星排、兩個(gè)電機(jī)、2個(gè)減速器和三個(gè)鎖止器組成,可以實(shí)現(xiàn)包括兩電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式在內(nèi)的多種工作模式,可以滿足車輛不同的行駛要求。
專利CN201310117747.0中采用共太陽輪的結(jié)構(gòu)方案,導(dǎo)致1號(hào)電機(jī)單驅(qū)起步時(shí)傳動(dòng)比不大而需要增加電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,這顯然帶來電機(jī)成本和體積的增加。此外,在轉(zhuǎn)矩耦合工作模式與轉(zhuǎn)速耦合工作模式之間切換時(shí)需要同時(shí)操控兩個(gè)離合器和一個(gè)鎖止器,其聯(lián)動(dòng)控制裝置和操控復(fù)雜,否則易造成模式切換沖擊。
專利CN201410584883.5采用共齒圈的結(jié)構(gòu)方案,為彌補(bǔ)1號(hào)電機(jī)單驅(qū)時(shí)動(dòng)力從齒圈到行星架輸出的不足,在系統(tǒng)種增加了減速器設(shè)計(jì)。此外,在兩個(gè)齒圈之間采用聯(lián)軸器設(shè)計(jì),這將使系統(tǒng)更加復(fù)雜,而且增加成本和存在一定噪聲。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為此,需要提供一種聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單,且無模式切換沖擊產(chǎn)生的雙輸入動(dòng)力耦合器及汽車。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,發(fā)明人提供了一種雙輸入動(dòng)力耦合器,包括主驅(qū)電機(jī)、輔驅(qū)電機(jī)、第一周轉(zhuǎn)輪系、第二周轉(zhuǎn)輪系、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、第三制動(dòng)器和動(dòng)力輸出軸;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接;
所述第二周轉(zhuǎn)輪系包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸;
所述第一制動(dòng)器為輔驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的制動(dòng)器;
包括主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、輔驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式;
所述主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器制動(dòng),第二制動(dòng)器和第三制動(dòng)器釋放;
所述輔驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器和第二制動(dòng)器釋放,第三制動(dòng)器制動(dòng);
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器和第三制動(dòng)器制動(dòng),第二制動(dòng)器釋放;
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器和第三制動(dòng)器釋放。
進(jìn)一步優(yōu)化,所述主驅(qū)電機(jī)通過定軸輪系與第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈傳動(dòng)連接,所述定軸輪系的輸入軸連接于主驅(qū)電機(jī),所述定軸輪系的定軸輪與第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈外嚙齒嚙合。
進(jìn)一步優(yōu)化,所述定軸輪系的傳動(dòng)比為1.5-3。
進(jìn)一步優(yōu)化,所述第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的齒數(shù)與第一周轉(zhuǎn)輪系的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1。
進(jìn)一步優(yōu)化,所述第二周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的齒數(shù)與第二周轉(zhuǎn)輪系的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1。
發(fā)明人還提供了一種汽車,所述的汽車安裝有上述的雙輸入動(dòng)力耦合器。
發(fā)明人又提供了一種雙輸入動(dòng)力耦合器,包括主驅(qū)電機(jī)、輔驅(qū)電機(jī)、第一周轉(zhuǎn)輪系、第二周轉(zhuǎn)輪系、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、第三制動(dòng)器和動(dòng)力輸出軸;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接;
所述第二周轉(zhuǎn)輪系包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸;
所述第一制動(dòng)器為輔驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的制動(dòng)器。
進(jìn)一步優(yōu)化,還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)橋,所述驅(qū)動(dòng)橋設(shè)置于動(dòng)力輸出軸的另一端。
發(fā)明人又提供了一種雙輸入動(dòng)力耦合器,包括主驅(qū)電機(jī)、輔驅(qū)電機(jī)、定軸輪系、第一周轉(zhuǎn)輪系、第二周轉(zhuǎn)輪系、第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、第三制動(dòng)器、動(dòng)力輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋;
所述主驅(qū)電機(jī)與輔驅(qū)電機(jī)并排設(shè)置;
所述主驅(qū)電機(jī)通過定軸輪系與第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈傳動(dòng)連接,所述定軸輪系的輸入軸連接于主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,所述定軸輪系的定軸輪與第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈外嚙齒嚙合,所述定軸輪系的傳動(dòng)比為1.5-2.5;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)傳動(dòng)連接,所述第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的齒數(shù)與第一周轉(zhuǎn)輪系的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1;
所述第二周轉(zhuǎn)輪系包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸的一端,所述第二周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的齒數(shù)與第二周轉(zhuǎn)輪系的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系與第二周轉(zhuǎn)輪系前后設(shè)置;
所述第一制動(dòng)器為輔驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器為第一周轉(zhuǎn)輪系的齒圈的制動(dòng)器;
所述驅(qū)動(dòng)橋設(shè)置于動(dòng)力輸出軸的另一端,所述驅(qū)動(dòng)橋的兩端連接有車輪;
所述雙輸入動(dòng)力耦合器的工作模式包括主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、輔驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式;
所述主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器制動(dòng),第二制動(dòng)器和第三制動(dòng)器釋放,所述主驅(qū)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系和第二周轉(zhuǎn)輪系后傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸;
所述輔驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器和第二制動(dòng)器釋放,第三制動(dòng)器制動(dòng),所述輔驅(qū)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系和第二周轉(zhuǎn)輪系后傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸;
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器和第三制動(dòng)器制動(dòng),第二制動(dòng)器釋放,所述主驅(qū)電機(jī)和輔驅(qū)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系和第二周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)矩耦合傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸;
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器和第三制動(dòng)器釋放,所述主驅(qū)電機(jī)和輔驅(qū)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系和第二周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)速耦合傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸;
所述雙輸入動(dòng)力耦合器的工作過程包括:先啟動(dòng)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合模式,接著進(jìn)入雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式,再進(jìn)入主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式,最后進(jìn)入轉(zhuǎn)速耦合模式。
區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù),上述技術(shù)方案雙輸入動(dòng)力耦合器在結(jié)構(gòu)上,在無離合器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模式的切換。車輛在常規(guī)的行駛下,只需要控制第一制動(dòng)器和第二制動(dòng)器的制動(dòng)和釋放即可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)或雙電機(jī)參與工作,滿足車輛各種運(yùn)行工況,控制簡單;且在主驅(qū)電機(jī)出現(xiàn)故障的情況下,可通過控制第三制動(dòng)器以及輔驅(qū)電機(jī)低速前進(jìn)或者倒車,避免拖車難題。
附圖說明
圖1為具體實(shí)施方式所述雙輸入動(dòng)力耦合器的一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為具體實(shí)施方式所述雙輸入動(dòng)力耦合器的主驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的一種工作示意圖;
圖3為具體實(shí)施方式所述雙輸入動(dòng)力耦合器的輔驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的一種工作示意圖;
圖4為具體實(shí)施方式所述雙輸入動(dòng)力耦合器的雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式的一種工作示意圖;
圖5為具體實(shí)施方式所述雙輸入動(dòng)力耦合器的雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式的一種工作示意圖。
附圖標(biāo)記說明:
110、主驅(qū)電機(jī),
120、輔驅(qū)電機(jī),
210、定軸輪系,
220、第一周轉(zhuǎn)輪系,
230、第二周轉(zhuǎn)輪系,
310、第一制動(dòng)器,
320、第二制動(dòng)器,
330、第三制動(dòng)器,
410、動(dòng)力輸出軸,
510、驅(qū)動(dòng)橋。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合具體實(shí)施例并配合附圖詳予說明。
請參閱圖1,本實(shí)施例一種雙輸入動(dòng)力耦合器,包括主驅(qū)電機(jī)110、輔驅(qū)電機(jī)120、第一周轉(zhuǎn)輪系220、第二周轉(zhuǎn)輪系230、第一制動(dòng)器310、第二制動(dòng)器320、第三制動(dòng)器330和動(dòng)力輸出軸410;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系220包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)110傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)120傳動(dòng)連接;其中第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈齒數(shù)ZR1與第一周轉(zhuǎn)輪系220的太陽輪齒數(shù)ZS1之比K1=ZR1/ZS1=2。主驅(qū)電機(jī)110與第一周轉(zhuǎn)輪系220的傳動(dòng)比為K0=2。
在本實(shí)施例中,所述主驅(qū)電機(jī)110通過定軸輪系210與第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈傳動(dòng)連接,所述定軸輪系210的輸入軸連接于主驅(qū)電機(jī)110,所述定軸輪系210與第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈外嚙齒嚙合。還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)橋510,所述驅(qū)動(dòng)橋510設(shè)置于動(dòng)力輸出軸410的另一端。
第一周轉(zhuǎn)輪系220的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式為:Ns1+K1NR1-(K1+1)NC1=0,其中,Ns1、NR1和NC1分別為第一周轉(zhuǎn)輪系220中太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速。
所述第二周轉(zhuǎn)輪系230包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸410;其中第二周轉(zhuǎn)輪系230的齒圈齒數(shù)ZR2與第二周轉(zhuǎn)輪系230的太陽輪齒數(shù)之比K2=ZR2/ZS2=2。
第二周轉(zhuǎn)輪系230的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式為:Ns2-K2NR2+(K2-1)NC2=0,其中,Ns2、NR2和NC2分別為第二周轉(zhuǎn)輪系230中太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速。
所述第一制動(dòng)器310為輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器320為第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器330為第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈的制動(dòng)器;
所述雙輸入動(dòng)力耦合器的工作模式包括主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式、輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)模式;
請參閱圖2,所述主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310制動(dòng),第二制動(dòng)器320和第三制動(dòng)器330釋放;主驅(qū)電機(jī)110動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230后單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行駛,主驅(qū)電機(jī)110帶動(dòng)第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈,進(jìn)而分別通過第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星輪和第二周轉(zhuǎn)輪系230的行星架傳動(dòng)至第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架和第二周轉(zhuǎn)輪系230的行星輪,第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架再傳動(dòng)至第二周轉(zhuǎn)輪系230的太陽輪,最后通過第二周轉(zhuǎn)輪系230的齒圈傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410,根據(jù)第一周轉(zhuǎn)輪系220與第二周轉(zhuǎn)輪系230的連接關(guān)系,主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式的傳動(dòng)比為:i1=N2/Nm1=K0[(K2-1)/K2+K1/K2/(K1+1)]=5/3≈1.7,其中,N2為動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)速,Nm1為主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)速,即可實(shí)現(xiàn)主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)矩放大約1.7倍驅(qū)動(dòng)汽車行駛,且主驅(qū)電機(jī)110的旋轉(zhuǎn)方向與動(dòng)力輸出軸410旋轉(zhuǎn)方向相反。
請參閱圖3,所述輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320釋放,第三制動(dòng)器330制動(dòng);輔驅(qū)電機(jī)120動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230依次減速增扭后單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛低速行駛,輔驅(qū)電機(jī)120帶動(dòng)第一周轉(zhuǎn)輪系220的太陽輪,由于第三制動(dòng)器330制動(dòng),第一周轉(zhuǎn)輪系220的太陽輪帶動(dòng)第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架,進(jìn)而帶動(dòng)第二周轉(zhuǎn)輪系230的太陽輪,在通過第二周轉(zhuǎn)輪系230的行星輪傳動(dòng)至第二周轉(zhuǎn)輪系230的齒圈,最后傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410,根據(jù)第一周轉(zhuǎn)輪系220與第二周轉(zhuǎn)輪系230的連接關(guān)系,輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式的傳動(dòng)比為i2=N2/Nm2=K1(K2+1)=6,其中Nm2為輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速,即可實(shí)現(xiàn)輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩放大6倍驅(qū)動(dòng)汽車行駛,作為輔驅(qū)電機(jī)120可以應(yīng)對在主驅(qū)電機(jī)110故障時(shí),單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行工況,輔驅(qū)電機(jī)120的旋轉(zhuǎn)方向與動(dòng)力輸出軸410的旋轉(zhuǎn)方向相同。
請參閱圖4,所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310和第三制動(dòng)器330制動(dòng),第二制動(dòng)器320釋放;主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的動(dòng)力經(jīng)過第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230后轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)車輛行駛,動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)矩為:T3=(T1K0+T2K1)K2/(K2-1)=4T1+4T2,其中,T3為動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)矩,T1為主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)矩,T2為輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩,即可實(shí)現(xiàn)主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩放大4倍并相加后驅(qū)動(dòng)汽車行駛。主驅(qū)電機(jī)110的旋轉(zhuǎn)方向與動(dòng)力輸出軸410的旋轉(zhuǎn)方向相反,輔驅(qū)電機(jī)120的旋轉(zhuǎn)方向可以根據(jù)調(diào)速需求可以與動(dòng)力輸出軸410的旋轉(zhuǎn)方向相同或者相反。
請參閱圖5,所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310、第二制動(dòng)器320和第三制動(dòng)器330釋放。主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230轉(zhuǎn)速耦合后驅(qū)動(dòng)車輛行駛,動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)速為:N2=5/12Nm1+1/6Nm2,即動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)速為主驅(qū)電機(jī)110轉(zhuǎn)速的5/12和輔驅(qū)電機(jī)120轉(zhuǎn)速的1/6相加。
在本實(shí)施例中,車輛在高速下有較高的慣性能量,與之對應(yīng)的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式可有效增加制動(dòng)能量回收;當(dāng)處于主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式和輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式的單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的情況下,可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)的能量回收,當(dāng)處于雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式,可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)的能量回收。
在本實(shí)施例中,為了使制動(dòng)器在結(jié)合過程中無模式切換沖擊的產(chǎn)生,需要制動(dòng)的元件在轉(zhuǎn)速接近0的時(shí)候被制動(dòng)器鎖止,因此,本動(dòng)力耦合器的控制過程為:正常行駛下,汽車從起步到最高車速過程中,動(dòng)力耦合器的工作模式依次為:雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合模式→雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式(輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速由反轉(zhuǎn)逐步降為0)→主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式→雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式(輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速由0逐步正轉(zhuǎn)遞增)。各個(gè)步驟的調(diào)速原理分析如下:車輛起步初始時(shí),主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120工作在雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合模式(第二制動(dòng)器320制動(dòng))。此時(shí),主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的動(dòng)力在第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈處耦合再經(jīng)第二周轉(zhuǎn)輪系230后傳遞給動(dòng)力輸出軸410。對于第一周轉(zhuǎn)輪系220而言,Ns1=Nm1=-K1NR1,Nm2=-K2NR1。K1=K2=2時(shí),主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120均同速反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車輛行駛。當(dāng)主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速Nm1提高到基頻轉(zhuǎn)速Nme1時(shí),輸出軸正轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速由0向Nme1的1/4過渡),此時(shí)進(jìn)入下一模式。
當(dāng)動(dòng)力輸出軸410正轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速為Nme1的1/4)時(shí),進(jìn)入雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式(釋放第二制動(dòng)器320,保持主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)速Nme1不變并把輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速由反轉(zhuǎn)Nme1逐漸減為0)。這樣,第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架轉(zhuǎn)速由0向正向Nme1的1/3過渡,同時(shí)導(dǎo)致動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)速由Nme1的1/4向Nme1的5/12同向過渡變化。此時(shí),進(jìn)入下一模式。
當(dāng)動(dòng)力輸出軸410轉(zhuǎn)速為Nme1的5/12時(shí),進(jìn)入主驅(qū)電機(jī)110單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式(第一制動(dòng)器310制動(dòng))。由于此時(shí)輔驅(qū)電機(jī)120轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為0,即第一制動(dòng)器310所要制動(dòng)的元件M2轉(zhuǎn)子和殼體相對轉(zhuǎn)速為0,實(shí)現(xiàn)無沖擊制動(dòng)。剛進(jìn)入該模式時(shí),對應(yīng)的,主驅(qū)電機(jī)110轉(zhuǎn)速為反向Nme1以及動(dòng)力輸出軸410轉(zhuǎn)速為正向5/12Nme1。之后,將主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)速提升到2Nme1時(shí),動(dòng)力輸出軸410的轉(zhuǎn)速為正向5/6Nme1。此時(shí),進(jìn)入下一模式。
當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速為正向5/6Nme1時(shí),再次進(jìn)入雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式(第一制動(dòng)器310釋放,保持主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)速2Nme1不變并且使輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速由0向正向提速)。對應(yīng)的,動(dòng)力輸出軸410上的轉(zhuǎn)速將由5/6Nme1正向提速到5/6Nme1+1/6Nm2,即車輛可進(jìn)一步提速到最高車速。
上述實(shí)施例中,通過K0、K1和K2的值均為2來進(jìn)行實(shí)施例說明。當(dāng)這些參數(shù)值變化時(shí),也可以采用上述實(shí)施例中的各個(gè)模式。
上述實(shí)施例中,雙輸入動(dòng)力耦合器在結(jié)構(gòu)上,在無離合器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模式的切換。車輛在常規(guī)的行駛下,只需要控制第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320的制動(dòng)和釋放即可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)或雙電機(jī)參與工作,滿足車輛各種運(yùn)行工況,控制簡單;且在主驅(qū)電機(jī)110出現(xiàn)故障的情況下,可通過控制第三制動(dòng)器330以及輔驅(qū)電機(jī)120低速前進(jìn)或者倒車,避免拖車難題。此外,通過動(dòng)力耦合器的控制過程,可實(shí)現(xiàn)車輛提速過程中動(dòng)力耦合器輸出軸的無級(jí)變化,并且模式切換過程中不存在元件沖擊現(xiàn)象。
在另一個(gè)實(shí)施例中,一種汽車,安裝有上述實(shí)施例中雙輸入動(dòng)力耦合器。在雙輸入動(dòng)力耦合器的構(gòu)上,在無離合器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模式的切換。車輛在常規(guī)的行駛下,只需要控制第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320的制動(dòng)和釋放即可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)或雙電機(jī)參與工作,滿足車輛各種運(yùn)行工況,控制簡單;且在主驅(qū)電機(jī)110出現(xiàn)故障的情況下,可通過控制第三制動(dòng)器330以及輔驅(qū)電機(jī)120低速前進(jìn)或者倒車,避免拖車難題。此外,通過動(dòng)力耦合器的控制過程,可實(shí)現(xiàn)車輛提速過程中動(dòng)力耦合器輸出軸的無級(jí)變化,并且模式切換過程中不存在元件沖擊現(xiàn)象。
在另一個(gè)實(shí)施例雙輸入動(dòng)力耦合器中,包括主驅(qū)電機(jī)110、輔驅(qū)電機(jī)120、第一周轉(zhuǎn)輪系220、第二周轉(zhuǎn)輪系230、第一制動(dòng)器310、第二制動(dòng)器320、第三制動(dòng)器330和動(dòng)力輸出軸410;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系220包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)110傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)120傳動(dòng)連接;
所述第二周轉(zhuǎn)輪系230包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸410的一端;
所述第一制動(dòng)器310為輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器320為第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器330為第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈的制動(dòng)器;
還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)橋510,所述驅(qū)動(dòng)橋510設(shè)置于動(dòng)力輸出軸410的另一端。
雙輸入動(dòng)力耦合器在結(jié)構(gòu)上,在無離合器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模式的切換。車輛在常規(guī)的行駛下,只需要控制第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320的制動(dòng)和釋放即可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)或雙電機(jī)參與工作,滿足車輛各種運(yùn)行工況,控制簡單;且在主驅(qū)電機(jī)110出現(xiàn)故障的情況下,可通過控制第三制動(dòng)器330以及輔驅(qū)電機(jī)120低速前進(jìn)或者倒車,避免拖車難題。此外,通過動(dòng)力耦合器的控制過程,可實(shí)現(xiàn)車輛提速過程中動(dòng)力耦合器輸出軸的無級(jí)變化,并且模式切換過程中不存在元件沖擊現(xiàn)象。
在另一個(gè)實(shí)施例中,一種雙輸入動(dòng)力耦合器,包括主驅(qū)電機(jī)110、輔驅(qū)電機(jī)120、定軸輪系210、第一周轉(zhuǎn)輪系220、第二周轉(zhuǎn)輪系230、第一制動(dòng)器310、第二制動(dòng)器320、第三制動(dòng)器330、動(dòng)力輸出軸410和驅(qū)動(dòng)橋510;
所述主驅(qū)電機(jī)110與輔驅(qū)電機(jī)120并排設(shè)置;
所述主驅(qū)電機(jī)110通過定軸輪系210與第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈傳動(dòng)連接,所述定軸輪系210的輸入軸連接于主驅(qū)電機(jī)110的轉(zhuǎn)子,所述定軸輪系210的定軸輪與第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈外嚙齒嚙合,所述定軸輪系210的傳動(dòng)比為1.5-2.5;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系220包括齒圈、行星輪、行星架和太陽輪,齒圈與主驅(qū)電機(jī)110傳動(dòng)連接,行星輪通過行星架設(shè)置于太陽輪與齒圈之間,行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,太陽輪的輸入軸與輔驅(qū)電機(jī)120傳動(dòng)連接,所述第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈的齒數(shù)與第一周轉(zhuǎn)輪系220的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1;
所述第二周轉(zhuǎn)輪系230包括行星架、第一行星輪、第二行星輪、齒圈和太陽輪,行星架連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈,第一行星輪和第二行星輪外嚙合連接,第一行星輪與第二行星輪通過行星架設(shè)置于齒圈于太陽輪之間,第一行星輪與齒圈內(nèi)嚙齒嚙合,第二行星輪與太陽輪外嚙齒嚙合,行太陽輪的輸入軸連接于第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架,齒圈連接于動(dòng)力輸出軸410的一端,所述第二周轉(zhuǎn)輪系230的齒圈的齒數(shù)與第二周轉(zhuǎn)輪系230的太陽輪的齒數(shù)之比為2:1;
所述第一周轉(zhuǎn)輪系220與第二周轉(zhuǎn)輪系230前后設(shè)置;
所述第一制動(dòng)器310為輔驅(qū)電機(jī)120的轉(zhuǎn)子的制動(dòng)器;
所述第二制動(dòng)器320為第一周轉(zhuǎn)輪系220的行星架的制動(dòng)器;
所述第三制動(dòng)器330為第一周轉(zhuǎn)輪系220的齒圈的制動(dòng)器;
所述驅(qū)動(dòng)橋510設(shè)置于動(dòng)力輸出軸410的另一端,所述驅(qū)動(dòng)橋510的兩端連接有車輪;
所述雙輸入動(dòng)力耦合器的工作模式包括主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式、輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式;
所述主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310制動(dòng),第二制動(dòng)器320和第三制動(dòng)器330釋放,所述主驅(qū)電機(jī)110的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230后傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410;
所述輔驅(qū)電機(jī)120驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320釋放,第三制動(dòng)器330制動(dòng),所述輔驅(qū)電機(jī)120的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230后傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410;
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310和第三制動(dòng)器330制動(dòng),第二制動(dòng)器320釋放,所述主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230轉(zhuǎn)矩耦合傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410;
所述雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式為:第一制動(dòng)器310、第二制動(dòng)器320和第三制動(dòng)器330釋放,所述主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120的動(dòng)力經(jīng)第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230轉(zhuǎn)速耦合傳動(dòng)至動(dòng)力輸出軸410;
所述雙輸入動(dòng)力耦合器的工作過程包括:先啟動(dòng)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合模式,接著進(jìn)入雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合模式,再進(jìn)入主驅(qū)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)模式,最后進(jìn)入轉(zhuǎn)速耦合模式。
通過將主驅(qū)電機(jī)110和輔驅(qū)電機(jī)120并排設(shè)置,通過定軸輪系210將主驅(qū)電機(jī)110傳動(dòng)至第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230,再將第一周轉(zhuǎn)輪系220和第二周轉(zhuǎn)輪系230前后設(shè)置,在結(jié)構(gòu)上緊湊,使得雙輸入動(dòng)力耦合器的結(jié)構(gòu)簡單,盡可能減少占用的空間;且通過驅(qū)動(dòng)橋510將傳動(dòng)力傳動(dòng)至各個(gè)車輪上,使得雙電機(jī)更好的配合車輛行駛。在雙輸入動(dòng)力耦合器的構(gòu)上,在無離合器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)各個(gè)模式的切換。車輛在常規(guī)的行駛下,只需要控制第一制動(dòng)器310和第二制動(dòng)器320的制動(dòng)和釋放即可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)或雙電機(jī)參與工作,滿足車輛各種運(yùn)行工況,控制簡單;且在主驅(qū)電機(jī)110出現(xiàn)故障的情況下,可通過控制第三制動(dòng)器330以及輔驅(qū)電機(jī)120低速前進(jìn)或者倒車,避免拖車難題。此外,通過動(dòng)力耦合器的控制過程,可實(shí)現(xiàn)車輛提速過程中動(dòng)力耦合器輸出軸的無級(jí)變化,并且模式切換過程中不存在元件沖擊現(xiàn)象。
需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括……”或“包含……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外,在本文中,“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù);“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。
盡管已經(jīng)對上述各實(shí)施例進(jìn)行了描述,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實(shí)施例做出另外的變更和修改,所以以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。