技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種適用于各種純電動(dòng)的轎車、客車以及其它類型的車輛的電驅(qū)動(dòng)裝置,特別是一種雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置及其工作方法。
背景技術(shù):
:
目前主流的純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要采用單電機(jī)、主減速器方案,通過電機(jī)進(jìn)行無極調(diào)速。這種動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單、易于總體布置、控制比較容易,制造成本也相對(duì)較低。但是采用單電機(jī)和簡單的減速器使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率較低。
申請(qǐng)?zhí)枮?01210024534.9的中國專利公開了一種雙電機(jī)耦合變速裝置,由兩個(gè)電機(jī)、一組單排行星齒輪機(jī)構(gòu)、一組定軸齒輪機(jī)構(gòu)、兩個(gè)離合器和一個(gè)鎖止器組成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作與雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作和固定變比工作三種模式,可以滿足車輛不同的行駛要求且電機(jī)利用率也較高。但是該裝置的每個(gè)工作模式之間切換需要同時(shí)控制轉(zhuǎn)速耦合離合器、轉(zhuǎn)矩耦合離合器與制動(dòng)器其中的兩個(gè)元件,其聯(lián)動(dòng)控制裝置和操控復(fù)雜。此外,其該裝置也存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足。
申請(qǐng)?zhí)枮?01410584883.5的中國專利公開了一種雙電機(jī)雙行星排動(dòng)力耦合驅(qū)動(dòng)裝置,由兩個(gè)電機(jī),三個(gè)鎖止器,兩組行星排,兩個(gè)減速器組成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)以及雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)等多個(gè)工作模式,并且采用減速器裝置增大單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)起步時(shí)的轉(zhuǎn)矩,解決了單電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)動(dòng)力不足的問題。并且每個(gè)工作模式之間的切換只需要控制三個(gè)鎖止器中的一個(gè),彌補(bǔ)了聯(lián)動(dòng)控制裝置和操控復(fù)雜的不足。但是該裝置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,并且在一號(hào)齒圈和二號(hào)齒圈之間設(shè)置聯(lián)軸器這就使該裝置結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,并且存在能量傳遞損失和噪音。除此之外,該裝置的一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)采用并軸布置,這使該裝置的穩(wěn)定性不夠。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置及其工作方法,該雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置及其工作方法可以使車輛在滿足各種不同的行駛工況的同時(shí),電機(jī)也可以一直工作在高效率區(qū),兼顧了動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:包括一號(hào)電機(jī)3、二號(hào)電機(jī)7、前排行星輪機(jī)構(gòu)5、后排行星輪機(jī)構(gòu)9、第一制動(dòng)器1、第二制動(dòng)器4和離合器14;其中前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5由前排太陽輪16、前排行星輪組6、雙行星排行星架8和連于殼體2內(nèi)的前排齒圈組成,后排行星齒輪機(jī)構(gòu)9由后排太陽輪12、后排行星輪組11、雙行星排行星架8和后排齒圈10組成;其中一號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)空心軸15與前排太陽輪16相連,二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)太陽輪主軸13與后排太陽輪12相連,后排太陽輪主軸左側(cè)由固定于殼體上的第一制動(dòng)器1進(jìn)行制動(dòng),一號(hào)電機(jī)3與二號(hào)電機(jī)7同回轉(zhuǎn)軸線,分別布置在前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5的左、右兩側(cè),且二號(hào)電機(jī)位于前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5與后排行星齒輪機(jī)構(gòu)9之間,一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)之間設(shè)有離合器14,且離合器布置在前排行星齒輪機(jī)5右側(cè),分別與前排太陽輪和后排太陽輪主軸相連,雙行星排行星架8分別與前、后排行星輪組相連,后排齒圈10與動(dòng)力輸出軸17相連,動(dòng)力輸出軸將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)橋18。
進(jìn)一步的,上述一號(hào)電機(jī)主軸采用空心軸。
進(jìn)一步的,上述前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表示為:ns1+k1nr1-(1+k1)nc1=0,其中,ns1、nr1和nc1分別為前排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速,k1是前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的特征參數(shù),為前排齒圈與前排太陽輪的齒數(shù)比,即k1=zr1/zs1,假設(shè)k1=2,后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表示為:ns2+k2nr2-(1+k2)nc2=0,其中,ns2、nr2和nc2分別為后排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速,k2是后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的特征參數(shù),為后排齒圈與后排太陽輪的齒數(shù)比,即k2=zr2/zs2,假設(shè)k2=1.5。
本發(fā)明雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置的工作方法,其特征在于:
單一號(hào)電機(jī)工作模式,單一號(hào)電機(jī)工作模式分為單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和單一號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式,該單一號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力;在單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器鎖止,第二制動(dòng)器釋放,離合器分離;該模式下的傳動(dòng)比i1=ns1/nr2=(1+k1)k2/(1+k2)=1.8,該模式適合車輛以中低等車速行駛,在該模式下,驅(qū)動(dòng)力經(jīng)一號(hào)電機(jī)、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸,最終將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋;在單一號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相反,此時(shí)一號(hào)電機(jī)成為發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
進(jìn)一步的,單二號(hào)電機(jī)工作模式,單二號(hào)電機(jī)工作模式分為單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和單二號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生式,該單二號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力,在單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下,第二制動(dòng)器鎖止,第一制動(dòng)器釋放,離合器分離,該模式下的傳動(dòng)比i2=ns2/nr2=-k2=-1.5,其中“-”表示ns2、nr2的旋轉(zhuǎn)方向相反,可通過控制二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)向來控制動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)向,該模式適合車輛以中等車速行駛,在該模式下,驅(qū)動(dòng)力經(jīng)二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸最終將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋;在單二號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式下,二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相反,此時(shí)二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
進(jìn)一步的,雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作模式,雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作模式分為雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合制動(dòng)能量再生模式,該雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合制動(dòng)能量再生模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力;在雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器釋放,第二制動(dòng)器釋放,離合器結(jié)合,此時(shí)一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)同時(shí)工作且轉(zhuǎn)速相等,該模式下的傳動(dòng)比i3=ns1(ns2)/nr2=-(1+k1)k2/(k1-k2)=-9,其中“-”表示ns1(ns2)、nr2的旋轉(zhuǎn)方向相反,可以通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向來控制動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)向,該模式適合車輛起步或者低速爬坡行駛或載重行駛,在該模式下一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力分為兩路傳遞,傳遞路線分別是:一號(hào)電機(jī)、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;一號(hào)電機(jī)、離合器、后排太陽輪主軸、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;在該模式下二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力也分為兩路傳遞,傳遞路線分別是:二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪主軸、離合器、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪主軸、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;在雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相反,此時(shí)一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
進(jìn)一步的,雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作模式,雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作模式分為雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合制動(dòng)能量再生模式,該雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合制動(dòng)能量再生模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力,在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器釋放,第二制動(dòng)器釋放,離合器分離,此時(shí)一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)同時(shí)工作,該模式下的輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為:nr2=5/9ns1-2/3ns2,其中“-”表示ns2旋轉(zhuǎn)方向與ns1相反,可以通過控制二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)輸入電機(jī)轉(zhuǎn)速的相加,該關(guān)系式表示在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式下一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速的5/9與二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速的2/3相加作為輸出轉(zhuǎn)速,該模式適合車輛高速行駛,在該模式下一號(hào)電機(jī)的動(dòng)力傳遞路線為:一號(hào)電機(jī)、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;在該模式下二號(hào)電機(jī)的動(dòng)力傳遞路線為:二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相反,此時(shí)一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
本發(fā)明一號(hào)電機(jī)主軸采用空心軸,大大的減輕了系統(tǒng)的重量和簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),從而使本發(fā)明裝置的布局更加緊湊,驅(qū)動(dòng)效率更高;根據(jù)車輛在不同情況下的需求,通過控制離合器與制動(dòng)器的狀態(tài)就可以使車輛切換到不同的工作模式,滿足了車輛在不同工況下的動(dòng)力性,并且極大地提高了電機(jī)的效率;采用加工容易、結(jié)構(gòu)簡單的雙行星排行星架降低了生產(chǎn)成本,且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;將二號(hào)電機(jī)布置在前行星齒輪機(jī)構(gòu)與后行星齒輪機(jī)構(gòu)之間,提高了系統(tǒng)空間利用率,使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊,且這種布局大大的縮短了電機(jī)與與其相連的太陽輪之間的距離,進(jìn)一步的減少了動(dòng)力傳遞的損失。
附圖說明:
圖1是本發(fā)明的原理構(gòu)造示意圖;
圖2是本發(fā)明單一號(hào)電機(jī)工作模式的原理構(gòu)造示意圖;
圖3是本發(fā)明單二號(hào)電機(jī)工作模式的原理構(gòu)造示意圖;
圖4是本發(fā)明雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作模式的原理構(gòu)造示意圖;
圖5是本發(fā)明雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作模式的原理構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置包括一號(hào)電機(jī)3、二號(hào)電機(jī)7、前排行星輪機(jī)構(gòu)5、后排行星輪機(jī)構(gòu)9、第一制動(dòng)器1、第二制動(dòng)器4和離合器14;其中前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5由前排太陽輪16、前排行星輪組6、雙行星排行星架8和連于殼體2內(nèi)的前排齒圈組成,后排行星齒輪機(jī)構(gòu)9由后排太陽輪12、后排行星輪組11、雙行星排行星架8和后排齒圈10組成;其中一號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)空心軸15與前排太陽輪16相連,二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)太陽輪主軸13與后排太陽輪12相連,后排太陽輪主軸左側(cè)由固定于殼體上的第一制動(dòng)器1進(jìn)行制動(dòng),一號(hào)電機(jī)3與二號(hào)電機(jī)7同回轉(zhuǎn)軸線,分別布置在前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5的左、右兩側(cè),且二號(hào)電機(jī)位于前排行星齒輪機(jī)構(gòu)5與后排行星齒輪機(jī)構(gòu)9之間,一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)之間設(shè)有離合器14,且離合器布置在前排行星齒輪機(jī)5右側(cè),分別與前排太陽輪和后排太陽輪主軸相連,雙行星排行星架8分別與前、后排行星輪組相連,后排齒圈10與動(dòng)力輸出軸17相連,動(dòng)力輸出軸將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)橋18。
進(jìn)一步的,上述一號(hào)電機(jī)主軸采用空心軸。
進(jìn)一步的,上述前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表示為:ns1+k1nr1-(1+k1)nc1=0,其中,ns1、nr1和nc1分別為前排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速,k1是前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的特征參數(shù),為前排齒圈與前排太陽輪的齒數(shù)比,即k1=zr1/zs1,假設(shè)k1=2,后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表示為:ns2+k2nr2-(1+k2)nc2=0,其中,ns2、nr2和nc2分別為后排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速,k2是后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的特征參數(shù),為后排齒圈與后排太陽輪的齒數(shù)比,即k2=zr2/zs2,假設(shè)k2=1.5。
本發(fā)明雙電機(jī)雙行星排電驅(qū)動(dòng)裝置的工作方法,
(1)單一號(hào)電機(jī)工作模式,單一號(hào)電機(jī)工作模式分為單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和單一號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式(該模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力)。在單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器鎖止,第二制動(dòng)器釋放,離合器分離。根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,經(jīng)推導(dǎo),該模式下的傳動(dòng)比i1=ns1/nr2=(1+k1)k2/(1+k2)=1.8,該模式適合車輛以中低等車速行駛。在該模式下,驅(qū)動(dòng)力經(jīng)一號(hào)電機(jī)、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸,最終將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋。制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)以及動(dòng)力傳遞路線如圖2所示。在單一號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與單一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相反。此時(shí)一號(hào)電機(jī)成為發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
(2)單二號(hào)電機(jī)工作模式,單二號(hào)電機(jī)工作模式分為單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和單二號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生式(該模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力)。在單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下,第二制動(dòng)器鎖止,第一制動(dòng)器釋放,離合器分離。根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,經(jīng)推導(dǎo),該模式下的傳動(dòng)比i2=ns2/nr2=-k2=-1.5(“-”表示ns2、nr2的旋轉(zhuǎn)方向相反,可以通過控制二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)向來控制動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)向),該模式適合車輛以中等車速行駛。在該模式下,驅(qū)動(dòng)力經(jīng)二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸最終將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)橋。制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)以及動(dòng)力傳遞路線如圖3所示。在單二號(hào)電機(jī)制動(dòng)能量再生模式下,二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與單二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式相反。此時(shí)二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
(3)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作模式,雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合工作模式分為雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合制動(dòng)能量再生模式(該模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力)。在雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器釋放,第二制動(dòng)器釋放,離合器結(jié)合。此時(shí)一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)同時(shí)工作且轉(zhuǎn)速相等。根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程,經(jīng)推倒,該模式下的傳動(dòng)比i3=ns1(ns2)/nr2=-(1+k1)k2/(k1-k2)=-9(“-”表示ns1(ns2)、nr2的旋轉(zhuǎn)方向相反,可以通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向來控制動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)向),該模式適合車輛起步或者低速爬坡行駛或載重行駛。在該模式下一號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力分為兩路傳遞,傳遞路線分別是:一號(hào)電機(jī)、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;一號(hào)電機(jī)、離合器、后排太陽輪主軸、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋。在該模式下二號(hào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力也分為兩路傳遞,傳遞路線分別是:二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪主軸、離合器、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋;二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪主軸、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋。制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)以及動(dòng)力傳遞路線如圖4所示。在雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相反。此時(shí)一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
(4)雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作模式,雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合工作模式分為雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式和雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合制動(dòng)能量再生模式(該模式下動(dòng)力中斷,通過車輛行駛的慣性來傳遞動(dòng)力)。在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式下,第一制動(dòng)器釋放,第二制動(dòng)器釋放,離合器分離。此時(shí)一號(hào)電機(jī)與二號(hào)電機(jī)同時(shí)工作,根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程,經(jīng)推倒,該模式下的輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為:nr2=5/9ns1-2/3ns2(“-”表示ns2旋轉(zhuǎn)方向與ns1相反,可以通過控制二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)輸入電機(jī)轉(zhuǎn)速的相加),該關(guān)系式表示在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式下一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速的5/9與二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速的2/3相加作為輸出轉(zhuǎn)速,該模式適合車輛高速行駛。在該模式下一號(hào)電機(jī)的動(dòng)力傳遞路線為:一號(hào)電機(jī)、前排太陽輪、前排行星輪組、雙行星排行星架、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋。在該模式下二號(hào)電機(jī)的動(dòng)力傳遞路線為:二號(hào)電機(jī)、后排太陽輪、后排行星輪組、后排齒圈、動(dòng)力輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋。制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)以及動(dòng)力傳遞路線如圖5所示。在雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合制動(dòng)能量再生模式下,一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)終止動(dòng)力輸出,制動(dòng)器與離合器的狀態(tài)與雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式相同,動(dòng)力傳遞路線與雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)模式相反。此時(shí)一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)變成發(fā)電機(jī),將所產(chǎn)生的交流電能經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成直流為車輛供電電池充電。
本發(fā)明一號(hào)電機(jī)主軸采用空心軸,大大的減輕了系統(tǒng)的重量和簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),從而使本發(fā)明裝置的布局更加緊湊,驅(qū)動(dòng)效率更高;根據(jù)車輛在不同情況下的需求,通過控制離合器與制動(dòng)器的狀態(tài)就可以使車輛切換到不同的工作模式,滿足了車輛在不同工況下的動(dòng)力性,并且極大地提高了電機(jī)的效率;采用加工容易、結(jié)構(gòu)簡單的雙行星排行星架降低了生產(chǎn)成本,且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;將二號(hào)電機(jī)布置在前行星齒輪機(jī)構(gòu)與后行星齒輪機(jī)構(gòu)之間,提高了系統(tǒng)空間利用率,使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊,且這種布局大大的縮短了電機(jī)與與其相連的太陽輪之間的距離,進(jìn)一步的減少了動(dòng)力傳遞的損失。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。