电动车用双电机两档变速器及其换挡控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动车用双电机两档变速器，包括两个电动机和一个机械式自动变速器，齿轮Ⅰ与变速器输出轴固连，齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ空套在变速器输入轴Ⅰ上，齿轮Ⅳ固连在变速器输入轴Ⅱ上，电动机Ⅰ输出轴与变速器输入轴Ⅰ相连，电动机Ⅱ输出轴与变速器输入轴Ⅱ相连，接合套Ⅰ套接固定在变速器输入轴Ⅰ上可与齿轮Ⅱ结合或分离,接合套Ⅱ套接固定在变速器输入轴Ⅰ上可与齿轮Ⅲ结合或分离，接合套Ⅲ固定在变速器输入轴Ⅱ上可与齿轮Ⅳ结合或分离。本发明专利技术结构简单，加速性和爬坡能力较高，换挡平顺，又能保证动力不中断，还可将车辆行驶产生的动能在制动时转化为部分电能。本发明专利技术同时公开了一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动汽车传动
，具体涉及一种电动车用双电机两档变速器及其换挡控制方法。
技术介绍
如何降低汽车的能源消耗和环境污染成为当前汽车工业发展的主旋律。近两年我国纯电动汽车的发展迅速，多个企业已经在市场上推出纯电动汽车，纯电动汽车已经进入产业化。纯电动汽车的驱动机构有多种，例如配置多档传动装置和离合器的传统驱动系，无离合器的单档传动装置，两个独立的电动机和带有驱动轴的固定档传动装置。配置多档传动装置和离合器的传统驱动系具有多个档位加速性好，但是换档时有动力中断；无离合器的单档传动装置能实现无级变速，但是加速性、爬坡能力差，电动机的效率没有充分发挥。可见对于普通电动轿车，迫切需要传动效率较高的没有动力中断的自动变速器，而且研究表明适合的档位数是2-3个档位。另一方面，汽车在加速行驶阶段、低速行驶阶段和高速行驶阶段对功率的需求不同，如果采用单电机驱动，电机很难一直工作在高效运转区，从而容易造成电能的浪费。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种电动车双电机两档变速器，具有两个电动机和两档机械自动变速器，结构简单，布置方便，加速性和爬坡能力都比较高，且换挡平顺，又能保证动力不中断，使在换挡过程中延续行驶所需动力的产生；同时，可将车辆行驶产生动能在制动时转化为部分电能，节省部分电能量损失，从而降低电池成本，提高电动车的续驶里程。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：<br>本专利技术提供一种电动车用双电机两档变速器，包括电动机Ⅰ3、电动机Ⅱ11和机械式自动变速器，机械式自动变速器包括由齿轮Ⅰ1与齿轮Ⅱ4啮合组成的一档齿轮对、由齿轮Ⅲ7与齿轮Ⅳ9啮合组成的二档齿轮对、接合套Ⅰ5、接合套Ⅱ6、接合套Ⅲ12、变速器输入轴Ⅰ8、变速器输入轴Ⅱ10和变速器输出轴2；其中，齿轮Ⅰ1与变速器输出轴2固连；齿轮Ⅱ4和齿轮Ⅲ7均空套在变速器输入轴Ⅰ8上，齿轮Ⅳ9固连在变速器输入轴Ⅱ10上，电动机Ⅰ3的输出轴与变速器输入轴Ⅰ8相连，电动机Ⅱ11的输出轴与变速器输入轴Ⅱ10相连；接合套Ⅰ5套接固定在变速器输入轴Ⅰ8上且与齿轮Ⅱ4相邻，接合套Ⅰ5可与齿轮Ⅱ4结合或分离,接合套Ⅱ6套接固定在变速器输入轴Ⅰ8上且与齿轮Ⅲ7相邻，接合套Ⅱ6可与齿轮Ⅲ7结合或分离,接合套Ⅲ12固定在变速器输入轴Ⅱ10上且与齿轮Ⅳ9相邻，接合套Ⅲ12可与齿轮Ⅳ9结合或分离。作为本专利技术提供的电动车用双电机两档变速器的改进方案，机械式自动变速器还包括由齿轮Ⅴ13和齿轮Ⅵ14啮合组成的三档齿轮对，齿轮Ⅴ13空套在变速器输入轴Ⅰ8上且位于接合套Ⅰ5和接合套Ⅱ6之间，接合套Ⅰ5可以选择性的与齿轮Ⅱ4或齿轮Ⅴ13结合，齿轮Ⅵ14与变速器输出轴2固连。本专利技术同时提供一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法，机械式自动变速器为电动机Ⅰ3、电动机Ⅱ11的动力输出提供了2个档位，通过对电动机Ⅰ3、电动机Ⅱ11和机械式自动变速器的耦合，在双电机驱动并且电池电量充足时，可实现2个有效档位的转换，2个档位分别为双电机低速档和双电机高速档。电动车用双电机两档变速器在双电机低速档模式下的控制方法包括的步骤为：接合套Ⅰ5与齿轮Ⅱ4结合，使齿轮Ⅱ4与变速器输入轴Ⅰ8固连，接合套Ⅱ6与齿轮Ⅲ7结合，使齿轮Ⅲ7与变速器输入轴Ⅰ8固连，接合套Ⅲ12与齿轮Ⅳ9不结合，电动机Ⅰ3、电动机Ⅱ11的转速与转向相同；该模式下的动力传递路线为：由电动机Ⅰ3输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅰ5、齿轮Ⅱ4、齿轮Ⅰ1后由变速器输出轴2输出；由电动机Ⅱ11输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、齿轮Ⅲ7、接合套Ⅱ6、变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅰ5、齿轮Ⅱ4、齿轮Ⅰ1，由变速器输出轴2输出。电动车用双电机两档变速器在双电机高速档模式下的控制方法包括的步骤为：接合套Ⅱ6与齿轮Ⅲ7结合，使齿轮Ⅲ7与变速器输入轴Ⅰ8固连，接合套Ⅲ12与齿轮Ⅳ9结合，使齿轮Ⅳ9与变速器输出轴2固连，接合套Ⅰ5与齿轮Ⅱ4不结合，齿轮Ⅱ4空转，电动机Ⅰ3、电动机Ⅱ11的转速与转向相同；该模式下的动力传递路线为：由电动机Ⅰ3输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅱ6、齿轮Ⅲ7、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12后由变速器输出轴2输出；由电动机Ⅱ11输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12，由变速器输出轴2输出。电动车用双电机两档变速器从双电机低速档变为双电机高速档的换挡控制过程包括以下步骤：步骤一、从双电机低速档过渡到电动机Ⅰ3单独工作于低速档：接合套Ⅱ6与齿轮Ⅲ7脱离结合，使齿轮Ⅲ7空转；此时的动力传递路线为：动力由电动机Ⅰ3输出，经变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅰ5、齿轮Ⅱ4、齿轮Ⅰ1，由变速器输出轴2输出；步骤二、从电动机Ⅰ3单独工作于低速档过渡到电动机Ⅰ3工作于低速档且电动机Ⅱ11工作于高速档：调节电动机Ⅱ11的转速，当其转速与变速器输出轴2转速相同时，接合套Ⅲ12与齿轮Ⅳ9结合，使齿轮Ⅳ9与变速器输出轴2固连；此时动力传递路线为：由电动机Ⅰ3输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅰ5、齿轮Ⅱ4、齿轮Ⅰ1，由变速器输出轴2输出；由电动机Ⅱ11输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12后由变速器输出轴2输出；步骤三、从电动机Ⅰ3工作于低速档且电动机Ⅱ11工作于高速档过渡到电动机Ⅱ11单独工作于高速档：接合套Ⅰ5与齿轮Ⅱ4脱离结合，齿轮Ⅱ4空转；此时动力传递路线为：动力由电动机Ⅱ11输出，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12，由变速器输出轴2输出；步骤四、从电动机Ⅱ11单独工作于高速档过渡到双电机高速档，调节电动机Ⅰ3的转速，当其转速与电动机Ⅱ11的转速相同时，接合套Ⅱ6与齿轮Ⅲ7结合，使齿轮Ⅲ7与变速器输入轴Ⅰ8固连；此时动力传递路线为：由电动机Ⅰ3输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ8、接合套Ⅱ6、齿轮Ⅲ7、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12，由变速器输出轴2输出；由电动机Ⅱ11输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12、由变速器输出轴2输出。电动车用双电机两档变速器从双电机高速档变为双电机低速档的换挡控制过程包括以下步骤：步骤一、由双电机高速档过渡到电动机Ⅱ11单独工作于高速档：接合套Ⅱ6与齿轮Ⅲ7脱离结合，齿轮Ⅲ7空转。此时动力传递路线为：动力由电动机Ⅱ11输出，经变速器输入轴Ⅱ10、齿轮Ⅳ9、接合套Ⅲ12，由变速器输出轴2输出；步骤二、由电动机Ⅱ11单独工作于高速档过渡到电动机Ⅰ3工作于低速档且电动机Ⅱ11工作于高速档：调节电动机Ⅰ3的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车用双电机两档变速器，包括电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)和机械式自动变速器，其特征在于，机械式自动变速器包括由齿轮Ⅰ(1)与齿轮Ⅱ(4)啮合组成的一档齿轮对、由齿轮Ⅲ(7)与齿轮Ⅳ(9)啮合组成的二档齿轮对、接合套Ⅰ(5)、接合套Ⅱ(6)、接合套Ⅲ(12)、变速器输入轴Ⅰ(8)、变速器输入轴Ⅱ(10)和变速器输出轴(2)；其中，齿轮Ⅰ(1)与变速器输出轴(2)固连；齿轮Ⅱ(4)和齿轮Ⅲ(7)均空套在变速器输入轴Ⅰ(8)上，齿轮Ⅳ(9)固连在变速器输入轴Ⅱ(10)上，电动机Ⅰ(3)的输出轴与变速器输入轴Ⅰ(8)相连，电动机Ⅱ(11)的输出轴与变速器输入轴Ⅱ(10)相连；接合套Ⅰ(5)套接固定在变速器输入轴Ⅰ(8)上且与齿轮Ⅱ(4)相邻，接合套Ⅰ(5)可与齿轮Ⅱ(4)结合或分离,接合套Ⅱ(6)套接固定在变速器输入轴Ⅰ(8)上且与齿轮Ⅲ(7)相邻，接合套Ⅱ(6)可与齿轮Ⅲ(7)结合或分离,接合套Ⅲ(12)固定在变速器输入轴Ⅱ(10)上且与齿轮Ⅳ(9)相邻，接合套Ⅲ(12)可与齿轮Ⅳ(9)结合或分离。

【技术特征摘要】
1.一种电动车用双电机两档变速器，包括电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)和机械式
自动变速器，其特征在于，机械式自动变速器包括由齿轮Ⅰ(1)与齿轮Ⅱ(4)啮合组
成的一档齿轮对、由齿轮Ⅲ(7)与齿轮Ⅳ(9)啮合组成的二档齿轮对、接合套Ⅰ(5)、
接合套Ⅱ(6)、接合套Ⅲ(12)、变速器输入轴Ⅰ(8)、变速器输入轴Ⅱ(10)和变
速器输出轴(2)；其中，齿轮Ⅰ(1)与变速器输出轴(2)固连；齿轮Ⅱ(4)和齿轮
Ⅲ(7)均空套在变速器输入轴Ⅰ(8)上，齿轮Ⅳ(9)固连在变速器输入轴Ⅱ(10)
上，电动机Ⅰ(3)的输出轴与变速器输入轴Ⅰ(8)相连，电动机Ⅱ(11)的输出轴与
变速器输入轴Ⅱ(10)相连；接合套Ⅰ(5)套接固定在变速器输入轴Ⅰ(8)上且与齿
轮Ⅱ(4)相邻，接合套Ⅰ(5)可与齿轮Ⅱ(4)结合或分离,接合套Ⅱ(6)套接固定
在变速器输入轴Ⅰ(8)上且与齿轮Ⅲ(7)相邻，接合套Ⅱ(6)可与齿轮Ⅲ(7)结合
或分离,接合套Ⅲ(12)固定在变速器输入轴Ⅱ(10)上且与齿轮Ⅳ(9)相邻，接合套
Ⅲ(12)可与齿轮Ⅳ(9)结合或分离。
2.按照权利要求1所述的一种电动车用双电机两档变速器，其特征在于，所述机械式自
动变速器还包括由齿轮Ⅴ(13)和齿轮Ⅵ(14)啮合组成的三档齿轮对，齿轮Ⅴ(13)
空套在变速器输入轴Ⅰ(8)上且位于接合套Ⅰ(5)和接合套Ⅱ(6)之间，接合套Ⅰ
(5)可以选择性的与齿轮Ⅱ(4)或齿轮Ⅴ(13)结合，齿轮Ⅵ(14)与变速器输出轴
(2)固连。
3.按照权利要求1所述的一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法，其特征在于，
所述机械式自动变速器为电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)的动力输出提供了2个档位，
通过对电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)和机械式自动变速器的耦合，在双电机驱动并
且电池电量充足时，可实现2个有效档位的转换，2个档位分别为双电机低速档和双电
机高速档。
4.按照权利要求3所述的一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法，其特征在
于，电动车用双电机两档变速器在双电机低速档模式下的控制方法包括的步骤为：接合套Ⅰ
(5)与齿轮Ⅱ(4)结合，使齿轮Ⅱ(4)与变速器输入轴Ⅰ(8)固连，接合套Ⅱ(6)
与齿轮Ⅲ(7)结合，使齿轮Ⅲ(7)与变速器输入轴Ⅰ(8)固连，接合套Ⅲ(12)与
齿轮Ⅳ(9)不结合，电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)的转速与转向相同；该模式下的
动力传递路线为：由电动机Ⅰ(3)输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ(8)、接合套Ⅰ(5)、
齿轮Ⅱ(4)、齿轮Ⅰ(1)后由变速器输出轴(2)输出；由电动机Ⅱ(11)输出的动
力，经变速器输入轴Ⅱ(10)、齿轮Ⅳ(9)、齿轮Ⅲ(7)、接合套Ⅱ(6)、变速器
输入轴Ⅰ(8)、接合套Ⅰ(5)、齿轮Ⅱ(4)、齿轮Ⅰ(1)，由变速器输出轴(2)
输出。
5.按照权利要求3所述的一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法，其特征在于，
电动车用双电机两档变速器在双电机高速档模式下的控制方法包括的步骤为：接合套Ⅱ(6)

\t与齿轮Ⅲ(7)结合，使齿轮Ⅲ(7)与变速器输入轴Ⅰ(8)固连，接合套Ⅲ(12)与
齿轮Ⅳ(9)结合，使齿轮Ⅳ(9)与变速器输出轴(2)固连，接合套Ⅰ(5)与齿轮Ⅱ
(4)不结合，齿轮Ⅱ(4)空转，电动机Ⅰ(3)、电动机Ⅱ(11)的转速与转向相同；
该模式下的动力传递路线为：由电动机Ⅰ(3)输出的动力，经变速器输入轴Ⅰ(8)、
接合套Ⅱ(6)、齿轮Ⅲ(7)、齿轮Ⅳ(9)、接合套Ⅲ(12)后由变速器输出轴(2)
输出；由电动机Ⅱ(11)输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ(10)、齿轮Ⅳ(9)、接合
套Ⅲ(12)，由变速器输出轴(2)输出。
6.按照权利要求3所述的一种电动车用双电机两档变速器的换挡控制方法，其特征在
于，电动车用双电机两档变速器从双电机低速档变为双电机高速档的换挡控制过程包括以
下步骤：
步骤一、从双电机低速档过渡到电动机Ⅰ(3)单独工作于低速档：接合套Ⅱ(6)
与齿轮Ⅲ(7)脱离结合，使齿轮Ⅲ(7)空转；此时的动力传递路线为：动力由电动机
Ⅰ(3)输出，经变速器输入轴Ⅰ(8)、接合套Ⅰ(5)、齿轮Ⅱ(4)、齿轮Ⅰ(1)，
由变速器输出轴(2)输出；
步骤二、从电动机Ⅰ(3)单独工作于低速档过渡到电动机Ⅰ(3)工作于低速档
且电动机Ⅱ(11)工作于高速档：调节电动机Ⅱ(11)的转速，当其转速与变速器输出
轴(2)转速相同时，接合套Ⅲ(12)与齿轮Ⅳ(9)结合，使齿轮Ⅳ(9)与变速器输
出轴(2)固连；此时动力传递路线为：由电动机Ⅰ(3)输出的动力，经变速器输入轴
Ⅰ(8)、接合套Ⅰ(5)、齿轮Ⅱ(4)、齿轮Ⅰ(1)，由变速器输出轴(2)输出；
由电动机Ⅱ(11)输出的动力，经变速器输入轴Ⅱ(10)、齿轮Ⅳ...

【专利技术属性】
技术研发人员：高炳钊，段京良，陈虹，岳汉奇，窦玉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22