一種雙電機雙模耦合動力裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種雙電機雙模耦合動力裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)燃油汽車不同，常規(guī)集中驅(qū)動式純電動車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。驅(qū)動電機通過變速器或減速器的減速增扭作用驅(qū)動整車運行，電機控制器控制電機不同的轉(zhuǎn)速和扭矩來滿足整車行駛功率需求。由于采用單電機驅(qū)動，電機應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍、低速可以大扭矩輸出以及高速有一定的功率儲備、高效率和高可靠性。顯然，這樣的高轉(zhuǎn)速電機制造難度太大，而且電機無法在各種工況下都能夠高效率工作導(dǎo)致整體效率較低，并且難以兼顧車輛的加速性能與最高車速。為此，基于雙電機的動力耦合系統(tǒng)設(shè)計成為另一種解決方案。
[0003]在已有技術(shù)中，中國專利CN101633305公開了一種雙電機通過花鍵傳動實現(xiàn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)式的動力總成系統(tǒng)，通過2套電機控制器分別控制I臺低速電機和I臺高速電機在不同車速工況下運轉(zhuǎn)，從而保證2臺電機盡量處于高效率區(qū)運轉(zhuǎn)；與之對應(yīng)的，專利CN203739605U公開了一種雙電機并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)，每臺電機分別通過定軸式齒輪傳動機構(gòu)將動力傳遞到輸出軸，使高速電機和低速電機在不同車速工況下運轉(zhuǎn)來保證動力系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)；CN102490599同樣采用并聯(lián)方式，不同的是其設(shè)計理念在于利用定軸輪系實現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)矩耦合來改善汽車的爬坡性能和加速性能；專利ACN104015600同樣采用并聯(lián)方式，不過其設(shè)計理念在于利用雙電機的獨立調(diào)速來實現(xiàn)一種無級變速功能的驅(qū)動系統(tǒng)；專利CN201110257806公開了一種雙電機純電動一體化傳動系統(tǒng)控制方法，采用雙電機提供不同的動力，并經(jīng)過動力耦合器進行綜合輸出，其中動力耦合器由具有四個不同傳動比的檔位的兩套自動換檔執(zhí)行機構(gòu)AMT組成，通過對電機和機械式自動變速器(AMT)進行一體化控制來實現(xiàn)換擋；CN104691319利用一套行星排機構(gòu)實現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)速耦合來達到2臺電機盡可能高效運轉(zhuǎn)的目的。
[0004]專利CN101633305和CN203739605U分別采用串聯(lián)和并聯(lián)模式實現(xiàn)高速電機和低速電機在不同車速下切換運轉(zhuǎn)，從而提高動力系統(tǒng)效率。然而，2種方案里在車輛運行時只有I臺電機參與工作，這就要求2臺電機均具備較大功率以滿足車輛在不同車速下均有良好的加速性能。
[0005]專利CN102490599利用定軸輪系實現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)矩耦合來改善汽車的爬坡性能和加速性能，但由于2臺電機轉(zhuǎn)速成比例導(dǎo)致調(diào)速必須同步進行，否則易導(dǎo)致功率流內(nèi)循環(huán)而降低整套動力系統(tǒng)效率；并且高速模式下，該系統(tǒng)無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速解耦導(dǎo)致效率急劇下降。
[0006]專利CN201110257806采用雙電機和雙機械式自動變速器(AMT)實際動力耦合，然而這種結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，并且由于控制復(fù)雜導(dǎo)致存在換擋時間長、換擋沖擊明顯，有時甚至會出現(xiàn)車輛在行駛過程中換不了擋的問題。
[0007]專利CN104691319利用一套行星排機構(gòu)實現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)速耦合實現(xiàn)2臺電機各自高效運轉(zhuǎn)的目的。但由于沒有實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合，2臺電機輸出扭矩無法耦合從而無法提高整套系統(tǒng)的加速性能和爬坡性能。
[0008]綜上分析，現(xiàn)有技術(shù)均無法同時實現(xiàn)雙電機之間的轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合功能，這必然導(dǎo)致車輛要么利用轉(zhuǎn)矩耦合提高動力性卻犧牲了整體效率；要么利用轉(zhuǎn)速耦合實現(xiàn)轉(zhuǎn)速解耦滿足單個電機高效率卻降低了車輛動力性；要么直接采用低速電機和高速電機分別工作在不同車速工況，雖然提高單電機的使用效率卻必須都選用大功率電機滿足動力性需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型要解決的技術(shù)問題，提供一種雙電機雙模耦合動力裝置，用于解決現(xiàn)有雙電機動力系統(tǒng)中動力性能與整體效率無法兼顧的問題。
[0010]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0011]—種雙電機雙模親合動力裝置，包括主驅(qū)電機、輔助電機、行星輪系、第一離合器和第二離合器；
[0012]主驅(qū)電機的轉(zhuǎn)軸與行星輪系的太陽輪連接，行星輪系的行星架為動力輸出端，第一離合器的主動部分連接于行星輪系的齒圈，第一離合器的從動部分連接于行星輪系的太陽輪；
[0013]輔助電機的轉(zhuǎn)軸連接于行星輪系的齒圈，第二離合器為單向離合器，單向離合器的外圈固定，單向離合器的內(nèi)圈連接于輔助電機轉(zhuǎn)軸。
[0014]進一步的，行星輪系的行星架通過傳動軸與兩個驅(qū)動輪連接，所述傳動軸上設(shè)置有十字萬向節(jié)，兩個驅(qū)動輪之間設(shè)置有減速器。
[0015]進一步的，第一離合器為電磁離合器。
[0016]進一步的，第一離合器為濕式多片離合器。
[0017]進一步的，主驅(qū)電機和輔助電機均設(shè)有電機控制器，電機控制器與動力電池組電連接。
[0018]本實用新型具有如下優(yōu)點:本實用新型雙電機雙模耦合動力裝置設(shè)置有主驅(qū)電機、輔助電機和行星輪系，行星輪系的太陽輪與齒圈通過第一離合器控制離合，輔助電機與齒圈連接，本實用新型雙電機雙模耦合動力裝置結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動模式，模式切換容易、高效率、同時兼顧純電動車輛的動力性與經(jīng)濟性，該雙電機雙模耦合動力裝置同樣可以較好地應(yīng)用于工程機械、機床設(shè)備、輕紡等電力驅(qū)動領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)集中驅(qū)動式純電動車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；
[0020]圖2為本實用新型實施方式雙電機雙模耦合動力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施方式雙電機雙模耦合動力系統(tǒng)功率匹配圖。
[0022]標號說明:
[0023]1、輔助電機；2、第二離合器；3、離合器；4、主驅(qū)電機；
[0024]5、行星輪系；6、十字萬向節(jié)；7、差速器；8、驅(qū)動輪；
[0025]9、輔助電機控制器；10、動力電池組； 11、驅(qū)動電機控制器。
【具體實施方式】
[0026]為詳細說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0027]請參閱圖2，本實用新型實施方式雙電機雙模耦合動力裝置包括輔助電機1、單向離合器2 (即第二離合器)、離合器3 (即第一離合器)、主驅(qū)電機4、行星輪系5、十字萬向節(jié)6、減速器7、驅(qū)動輪8和動力電池組10，所述輔助電機I包括輔助電機控制器9，主驅(qū)電機包括驅(qū)動電機控制器U。所述行星輪系5包括太陽輪、行星輪、齒圈和連接于各行星輪的行星架，其中，太陽輪齒數(shù)為Zs、齒圈的齒數(shù)為Zr、k = Zr/Zs為行星輪系的特征參數(shù)。
[0028]輔助電機I與行星輪系5的齒圈連接；主驅(qū)電機與行星輪系5的太陽輪連接；行星輪系5的行星架通過萬向節(jié)和差速器將動力傳遞到驅(qū)動輪。單向離合器外圈固定，內(nèi)圈與輔助電機轉(zhuǎn)軸連接，從而使輔助電機轉(zhuǎn)軸(即齒圈)只能單向轉(zhuǎn)動。離合器3的主動部分與輔助電機轉(zhuǎn)軸(即齒圈)連接，從動部分與驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸(即太陽輪)相連。驅(qū)動電機控制器11和輔助電機控制器9分別與動力電池組10電連接。
[0029]在小型車輛上根據(jù)其安裝空間和傳遞力矩的實際情況，圖2所示的動力系統(tǒng)中的離合器應(yīng)優(yōu)先選用電磁離合器，易于完成組裝和控制；在大中型車輛如公交車等，為了保證離合器壽命和傳遞大扭矩需求，圖2所示的動力系統(tǒng)中的離合器應(yīng)優(yōu)先選用濕式多片離合器。
[0030]本雙電機雙模耦合動力裝置可同時實現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動模式，SP雙電機雙模耦合動力系統(tǒng):在車輛低速或爬坡時采用轉(zhuǎn)矩耦合模式提高整車動力性；在車輛中高速時采用轉(zhuǎn)速耦合模式，通過