一种双行星排式电驱动总成及其驱动方法技术

本发明专利技术涉及一种双行星排式电驱动总成，由驱动桥、后排行星轮机构、行星架‑齿圈制动器、前排行星轮机构、第一电机、第二电机、离合器、制动器组成，前排行星轮机构由前排太阳轮、前排行星轮组、行星架‑齿圈组成，后排行星轮机构由后排行星架、太阳轮主轴上的后排太阳轮、后排行星轮组、行星架‑齿圈组成，第一电机的转子经太阳轮主轴与后排太阳轮连接，太阳轮主轴经制动器进行制动，第二电机的转子经空心轴与前排太阳轮连接，第一电机与第二电机同回转轴线并布置在同侧，第一电机与第二电机之间设置有离合器。该双行星排式电驱动总成结构简单，操控方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双行星排式电驱动总成及其驱动方法。
技术介绍
为提高经济性和动力性，一些双行星排双电机动力耦合总成在纯电车上得到应用。传统的双电机驱动总成结构复杂，在转矩耦合工作模式与转速耦合工作模式之间切换时需要同时操控多个部件(如多个离合器、多个锁止器)，其联动控制装置和操控方式都较为复杂；专利CN201310117747.0中采用共太阳轮的结构方案，导致1号电机单驱起步时传动比不大而需要增加电机最大转矩，这显然带来电机成本和体积的增加。此外，在转矩耦合工作模式与转速耦合工作模式之间切换时需要同时操控两个离合器和一个锁止器，其联动控制装置和操控复杂；专利CN201410584883.5采用共齿圈的结构方案，为弥补1号电机单驱时动力从齿圈到行星架输出的不足，在系统种增加了减速器设计。此外，在两个齿圈之间采用联轴器设计，这将使系统更加复杂，而且增加成本和存在一定噪声。另外，为解决3个锁止器的布置难题，导致2台电机只能采取并轴设计，结构设计灵活性不足。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、控制简单的双行星排式电驱动总成及其驱动方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种双行星排式电驱动总成，由驱动桥、后排行星轮机构、行星架-齿圈制动器、前排行星轮机构、第一电机、第二电机、离合器、制动器组成，所述前排行星轮机构由前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈组成，所述后排行星轮机构由后排行星架、太阳轮主轴上的后排太阳轮、后排行星轮组、行星架-齿圈组成，所述第一电机的转子经太阳轮主轴与后排太阳轮连接，太阳轮主轴经制动器进行制动，所述第二电机的转子经空心轴与前排太阳轮连接，所述第一电机与第二电机同回转轴线并布置在同侧，第一电机与第二电机之间设置有离合器。优选的，所述制动器固连在壳体上，所述前排行星轮机构的齿圈连于壳体内，所述前排行星轮机构与后排行星轮机构之间经行星架-齿圈相连，行星架-齿圈与壳体之间设置有行星架-齿圈制动器，后排行星轮机构的后排行星架输出到驱动桥。优选的，所述太阳轮主轴套设于空心轴内，所述太阳轮主轴与空心轴之间经离合器进行结合或分离。一种双行星排式电驱动总成的驱动方法，按以下步骤进行：(1)第一电机工作模式分为单第一电机驱动模式和单第一电机制动能量回收模式，在单第一电机驱动模式下，行星架-齿圈制动器锁止行星架-齿圈，离合器分离，制动器释放；单第一电机驱动模式：第一电机工作在电动模式下，第二电机停止工作，第一电机的输出动力依次经太阳轮主轴、后排太阳轮、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥；单第一电机制动能量回收模式：第一电机工作在发电模式下，车辆惯性转矩依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、后排太阳轮、太阳轮主轴拖动第一电机旋转发电，并为相电连的储能装置充电；(2)第二电机工作模式分为单第二电机驱动模式和单第二电机制动能量回收模式，在单第二电机驱动模式下，行星架-齿圈制动器释放，离合器分离，制动器制动；单第二电机驱动模式：第二电机工作在电动模式下，第一电机停止工作，第二电机的输出动力依次经前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥；单第二电机制动能量回收模式：第二电机工作在发电模式下，车辆惯性转矩依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、行星架-齿圈、前排行星轮组、前排太阳轮拖动第二电机旋转发电，并为相电连的储能装置充电；(3)双电机转矩耦合工作模式分为双电机转矩耦合驱动模式和双电机转矩耦合制动能量回收模式，在双电机转矩耦合驱动模式下，行星架-齿圈制动器释放，离合器结合，制动器释放；双电机转矩耦合驱动模式：第一电机与第二电机工作在电动模式下，且在离合器结合作用下，第一电机和第二电机成为一个整体，两个电机的输出动力可叠加在太阳轮主轴上；此时，动力功率流分成两路并最终在后排行星架处耦合叠加后输送至驱动桥；其中一路经太阳轮主轴、后排太阳轮、后排行星轮组、后排行星架输送，另一路经太阳轮主轴、前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈、后排行星轮组、后排行星架输送，两路在后排行星架处耦合叠加后输送至驱动桥；双电机转矩耦合制动能量回收模式：第一电机与第二电机工作在发电模式下，车辆惯性转矩经驱动桥处分流且最后汇流到太阳轮主轴处并通过两个电机回收能量；其中一路依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、后排太阳轮、太阳轮主轴拖动第一电机旋转发电，并为相电连的储能装置充电；另一路依次经过驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、行星架-齿圈、前排行星轮组、前排太阳轮(太阳轮主轴)拖动第二电机旋转发电，并为相电连的储能装置充电；(4)双电机转速耦合工作模式分为双电机转速耦合驱动模式和双电机转速耦合制动能量回收模式，在双电机转速耦合驱动模式下，行星架-齿圈制动器释放，离合器分离，制动器释放；双电机转速耦合驱动模式：第一电机与第二电机工作在电动模式下，第一电机的输出动力依次经太阳轮主轴、后排太阳轮、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥，第二电机的输出动力依次经前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥；双电机转速耦合制动能量回收模式：第一电机与第二电机工作在发电模式下，车辆惯性转矩分流输出，一路依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、后排太阳轮、太阳轮主轴拖动第一电机旋转发电，另一路依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、行星架-齿圈、前排行星轮组、前排太阳轮拖动第二电机旋转发电，第一电机与第二电机分别为相电连的储能装置充电。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：该双行星排式电驱动总成结构简单，通过行星架-齿圈制动器、制动器的制动或释放、离合器的结合或分离即可实现单电机或双电机参与工作，满足车辆各种运行工况，控制简单；采用双电机和输出轴同回转轴线设计，便于整车结构布置，不仅在结构上解决了现有双电机双行星排动力耦合系统的多个执行元件布置和控制的难题，也大大提高了系统的工作可靠性。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。附图说明图1为本专利技术实施例的组成结构图。图2为单第一电机驱动模式下的传动原理图。图3为单第二电机驱动模式下的传动原理图。图4为双电机转矩耦合驱动模式下的传动原理图。图5为双电机转速耦合驱动模式下的传动原理图。图中：1-驱动桥，2-后排行星轮机构，3-行星架-齿圈制动器，4-前排行星轮机构，5-第一电机，6-第二电机，7-离合器，8-制动器，9-前排太阳轮，10-前排行星轮组，11-行星架-齿圈，12-后排行星架，13-太阳轮主轴，14-后排太阳轮，15-后排行星轮组，16-空心轴，17-壳体。具体实施方式为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。如图1～5所示，一种双行星排式电驱动总成，由驱动桥1、后排行星轮机构2、行星架-齿圈制动器3、前排行星轮机构4、第一电机5、第二电机6、离合器7、制动器8组成，所述前排行星轮机构由前排太阳轮9、前排行星轮组10、行星架-齿圈11组成，所述后排行星轮机构由后排行星架12、太阳轮主轴13上的后排太阳轮14、后排行星轮组15、行星架-齿圈组成，所述第一电机的转子经太阳轮主轴与后排太阳轮连接，太阳轮主轴经制动器进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星排式电驱动总成，其特征在于：由驱动桥、后排行星轮机构、行星架‑齿圈制动器、前排行星轮机构、第一电机、第二电机、离合器、制动器组成，所述前排行星轮机构由前排太阳轮、前排行星轮组、行星架‑齿圈组成，所述后排行星轮机构由后排行星架、太阳轮主轴上的后排太阳轮、后排行星轮组、行星架‑齿圈组成，所述第一电机的转子经太阳轮主轴与后排太阳轮连接，太阳轮主轴经制动器进行制动，所述第二电机的转子经空心轴与前排太阳轮连接，所述第一电机与第二电机同回转轴线并布置在同侧，第一电机与第二电机之间设置有离合器。

【技术特征摘要】
1.一种双行星排式电驱动总成，其特征在于：由驱动桥、后排行星轮机构、行星架-齿圈制动器、前排行星轮机构、第一电机、第二电机、离合器、制动器组成，所述前排行星轮机构由前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈组成，所述后排行星轮机构由后排行星架、太阳轮主轴上的后排太阳轮、后排行星轮组、行星架-齿圈组成，所述第一电机的转子经太阳轮主轴与后排太阳轮连接，太阳轮主轴经制动器进行制动，所述第二电机的转子经空心轴与前排太阳轮连接，所述第一电机与第二电机同回转轴线并布置在同侧，第一电机与第二电机之间设置有离合器。2.根据权利要求1所述的双行星排式电驱动总成，其特征在于：所述制动器固连在壳体上，所述前排行星轮机构的齿圈连于壳体内，所述前排行星轮机构与后排行星轮机构之间经行星架-齿圈相连，行星架-齿圈与壳体之间设置有行星架-齿圈制动器，后排行星轮机构的后排行星架输出到驱动桥。3.根据权利要求1所述的双行星排式电驱动总成，其特征在于：所述太阳轮主轴套设于空心轴内，所述太阳轮主轴与空心轴之间经离合器进行结合或分离。4.一种双行星排式电驱动总成的驱动方法，其特征在于，采用如权利要求1-3所述的任一种双行星排式电驱动总成，并按以下步骤进行：（1）第一电机工作模式分为单第一电机驱动模式和单第一电机制动能量回收模式，在单第一电机驱动模式下，行星架-齿圈制动器锁止行星架-齿圈，离合器分离，制动器释放；单第一电机驱动模式：第一电机工作在电动模式下，第二电机停止工作，第一电机的输出动力依次经太阳轮主轴、后排太阳轮、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥；单第一电机制动能量回收模式：第一电机工作在发电模式下，车辆惯性转矩依次经驱动桥、后排行星架、后排行星轮组、后排太阳轮、太阳轮主轴拖动第一电机旋转发电，并为相电连的储能装置充电；（2）第二电机工作模式分为单第二电机驱动模式和单第二电机制动能量回收模式，在单第二电机驱动模式下，行星架-齿圈制动器释放，离合器分离，制动器制动；单第二电机驱动模式：第二电机工作在电动模式下，第一电机停止工作，第二电机的输出动力依次经前排太阳轮、前排行星轮组、行星架-齿圈、后排行星轮组、后排行星架输送至驱动桥；单第二电机制动能量回收模式：第二电机工作在发电模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚立纲，任铖铖，余捷，蔡永武，方长胜，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35