一种电动车用双电机两挡变速箱及其换挡控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电动车用双电机两挡变速箱及其换挡控制方法，该两挡变速箱由两个同轴设置的电机和一个两挡机械式自动变速箱组成，机械式自动变速箱包括两个输入轴、一个输出轴、一挡齿轮对、二挡齿轮对和换挡结合套，两电机分别连接两个输入轴，一挡大齿轮通过单向轴承安装在输出轴上，单向传递扭矩，二挡小齿轮为固连在第二输入轴上的并联齿轮，二挡小齿轮与套接在第一输入轴上的换挡结合套相对应，实现换挡动作。该换挡控制方法提供了两个前进挡位和一个倒挡位，在单向轴承的作用下，通过控制换挡结合套，可实现低速挡和高速挡两个前进挡的转换。本发明专利技术变速箱机械机构简单，加速、爬坡能力强，有效解决了换挡过程中的动力中断问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动车辆传动
，具体涉及一种电动车用双电机两挡变速箱及其换挡控制方法。
技术介绍
如何降低对石油等传统能源形式的依赖是现代汽车工业发展的重要方向。近几年在国家政策支持下，我国纯电动汽车发展迅速，多个企业已经在市场上推出多款纯电动汽车，纯电动汽车已经进入产业化。纯电动汽车的驱动形式有很多种，现今纯电动汽车常用的是无离合器的单挡直驱形式，两个独立电动机和带有驱动轴的固定挡传动装置。这种驱动形式即电机直接通过固定速比减速装置驱动车轮，具有传动平顺性好的优点，但是对电机电池的性能要求很高，车辆加速性、爬坡能力较差且电动机的效率较低。还有一种典型的驱动形式是配置多挡传动装置和离合器的传统驱动系，具有加速性好，爬坡能力强且电机运行效率高等优点，但是传统机械式自动变速箱在换挡过程中存在动力中断的问题，影响车辆行驶的平顺性。与内燃机不同，电动机的高效运转区间更宽。因此，纯电动车对变速箱档位数要求不多，二挡即为较合适挡位。而且，对变速箱的传动效率和换挡变挡舒适性要求较高。目前无换挡动力中断的变速的传动方案有无级变速箱CVT、双离合器自动变速箱DCT等，这些方案采用湿式离合器或者传动带，不仅机械结构复杂，成本较高，而且自身传动效率较低。中国专利技术专利(CN103939535B)中公开了一种电动车用双电机两挡变速器及其换挡控制方法，通过三个换挡结合套的组合，为双电机的动力输出提供了两个前进挡位和一个倒挡位。并且在换挡过程中，利用双电机轮流提供助力，实现换挡过程中无动力中断。但是三个结合套的使用，不仅使得其机械结构较为复杂，而且换挡控制过程需要轮流控制三个结合套，换挡时间较长且控制动作复杂。中国专利技术专利(CN105864368A)中公开了一种电动车无动力中断换挡变速箱及其换挡控制方法，通过可控式超越离合器和干式离合器的耦合为单驱动电机的动力输出提供了两个前进挡位和一个倒挡位。利用离合器滑磨的原理在换挡过程中提供助力，实现换挡过程无动力中断。但是可控式超越离合器中的控制齿轮对以及干式离合器的使用使其机械结构较为复杂，体积较大，成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电动车用双电机两挡变速箱及其换挡控制方法，以解决现有技术中，电动车变速箱机械机构复杂，加速、爬坡能力差，以及换挡过程中存在动力中断等问题。结合说明书附图，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种电动车用双电机两挡变速箱，由两个电机和一个两挡机械式自动变速箱2组成，所述机械式自动变速箱2包括第一输入轴4、第二输入轴7、输出轴12、一挡小齿轮3和一挡大齿轮10啮合组成的一挡齿轮对、二挡小齿轮6和二挡大齿轮9啮合组成的二挡齿轮对以及换挡结合套5；第一电动机1与第二电动机8同轴相对设置，第一输入轴4与第一电动机1同轴连接，第二输入轴7与第二电动机8同轴连接；一挡大齿轮10通过单向轴承11安装在输出轴12上，单向传递扭矩，一挡大齿轮10与安装在第一输入轴4上的一挡小齿轮3啮合传动；二挡小齿轮6为并联齿轮，固连在第二输入轴7上，二挡小齿轮6的大径齿轮与固连在输出齿轮12上的二挡大径齿轮9啮合传动，二挡小齿轮6的小径齿轮端与套接在第一输入轴4上的换挡结合套5相对应，通过与换挡结合套5接合或分离实现换挡动作。一种电动车用双电机两挡变速箱的换挡控制方法，两挡机械式自动变速箱2为动力输出提供了两个前进挡位和一个倒挡位，在单向轴承11的作用下，通过控制换挡结合套5与二挡小齿轮6之间的接合或分离，可实现低速挡和高速挡两个前进挡的转换，其中：从低速挡升至高速挡的换挡控制方法如下：步骤一：变速箱工作在低速挡模式，由第一电动机1输出的动力依次经第一输入轴4、一挡小齿轮3、一挡大齿轮10、单向轴承11后，由变速箱的输出轴12输出，由第二电动机8输出的动力依次经第二输入轴7、二挡小齿轮6、二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出；步骤二：降低第一电动机1的转速，一挡大齿轮10的转速低于输出轴12，此时单向轴承11空转，一挡大齿轮10无法将来自第一电动机1的动力传递至输出轴12，由第二电动机8输出的动力仍然经由第二输入轴7、二挡小齿轮6、二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出；步骤三：调整第一电动机1的转速，操纵换挡结合套5与二挡小齿轮6结合，变速箱升至为高速挡模式，此时一挡大齿轮10的转速仍低于输出轴12的转速，此时单向轴承11空转，一挡大齿轮10无法将来自第一电动机1的动力传递至输出轴12，由第一电动机1输出的动力依次经第一输入轴4、换挡结合套5、二挡小齿轮6与二挡大齿轮9后由变速箱的输出轴12输出，由第二电动机8输出的动力依次经第二输入轴7、二挡小齿轮6、二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出；从高速挡模式降至低速挡的换挡控制方法如下：步骤一：变速箱工作在高速挡模式，此时一挡大齿轮10的转速低于输出轴12的转速，单向轴承11空转，一挡大齿轮10无法将来自第一电动机1的动力传递至输出轴12，由第一电动机1输出的动力依次经第一输入轴4、换挡结合套5、二挡小齿轮6与二挡大齿轮9后由变速箱的输出轴12输出，由第二电动机8输出的动力依次经第二输入轴7、二挡小齿轮6、二挡大齿轮9后由变速箱的输出轴12输出；步骤二：操纵换挡结合套5与二挡小齿轮6分离，此时一挡大齿轮10的转速低于输出轴12的转速，单向轴承11空转，一挡大齿轮10无法将来自第一电动机1的动力传递至输出轴12，由第二电动机8输出的动力仍然依次经由第二输入轴7、二挡小齿轮6与二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出；步骤三：升高第一电动机1的转速，当一挡大齿轮10的转速达到输出轴12的转速时，单向轴承11单向传递动力，一挡大齿轮10将来自第一电动机1的动力传递至输出轴12，此时变速箱工作在低速挡模式，由第一电动机1输出的动力依次经第一输入轴4、一挡小齿轮3、一挡大齿轮10、单向轴承11后由变速箱的输出轴12输出，由第二电动机8输出的动力经第二输入轴7、二挡小齿轮6与二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出。一种电动车用双电机两挡变速箱的换挡控制方法，其中，电动车用双电机两挡变速箱的倒挡控制方法如下：操纵换挡结合套5与二挡小齿轮6分离，调整第二电动机8反转，此时由第二电动机8输出的动力依次经第二输入轴7、二挡小齿轮6、二挡大齿轮9后，由变速箱的输出轴12输出，同时控制第一电动机1反转，并调整其转速使得一挡大齿轮10的反向转速大于输出轴12的反向转速，单向轴承11空转，一挡齿轮对不干涉倒挡动力传递。一种电动车用双电机两挡变速箱的换挡控制方法，所述换挡控制方法还包括制动能量回收的控制方法，具体过程如下：当车辆在低速挡模式行驶时，驾驶员做出制动动作，第一电动机1和第二电动机8不再驱动，此时输入变速箱的动力依次经由输出轴12、二挡大齿轮9、二挡小齿轮6、第二输入轴7，制动能量回收至第二电动机8，与此同时，一挡大齿轮10转速小于输出轴12转速，单向轴承11空转，输出轴12无法将制动力传递至一挡大齿轮10，制动能量不回收至第一电动机1；当车辆在高速挡模式行驶时，驾驶员做出制动动作，第一电动机1和第二电动机8不再驱动，此时输入变速箱的动力一路依次经由输出轴12、二挡大齿轮9、二挡小齿轮6、第二输入轴7，制动能量回收至第二电动机8；另一路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车用双电机两挡变速箱，由两个电机和一个两挡机械式自动变速箱(2)组成，其特征在于：所述机械式自动变速箱(2)包括第一输入轴(4)、第二输入轴(7)、输出轴(12)、一挡小齿轮(3)和一挡大齿轮(10)啮合组成的一挡齿轮对、二挡小齿轮(6)和二挡大齿轮(9)啮合组成的二挡齿轮对以及换挡结合套(5)；第一电动机(1)与第二电动机(8)同轴相对设置，第一输入轴(4)与第一电动机(1)同轴连接，第二输入轴(7)与第二电动机(8)同轴连接；一挡大齿轮(10)通过单向轴承(11)安装在输出轴(12)上，单向传递扭矩，一挡大齿轮(10)与安装在第一输入轴(4)上的一挡小齿轮(3)啮合传动；二挡小齿轮(6)为并联齿轮，固连在第二输入轴(7)上，二挡小齿轮(6)的大径齿轮与固连在输出齿轮(12)上的二挡大径齿轮(9)啮合传动，二挡小齿轮(6)的小径齿轮端与套接在第一输入轴(4)上的换挡结合套(5)相对应，通过与换挡结合套(5)接合或分离实现换挡动作。

【技术特征摘要】
1.一种电动车用双电机两挡变速箱，由两个电机和一个两挡机械式自动变速箱(2)组成，其特征在于：所述机械式自动变速箱(2)包括第一输入轴(4)、第二输入轴(7)、输出轴(12)、一挡小齿轮(3)和一挡大齿轮(10)啮合组成的一挡齿轮对、二挡小齿轮(6)和二挡大齿轮(9)啮合组成的二挡齿轮对以及换挡结合套(5)；第一电动机(1)与第二电动机(8)同轴相对设置，第一输入轴(4)与第一电动机(1)同轴连接，第二输入轴(7)与第二电动机(8)同轴连接；一挡大齿轮(10)通过单向轴承(11)安装在输出轴(12)上，单向传递扭矩，一挡大齿轮(10)与安装在第一输入轴(4)上的一挡小齿轮(3)啮合传动；二挡小齿轮(6)为并联齿轮，固连在第二输入轴(7)上，二挡小齿轮(6)的大径齿轮与固连在输出齿轮(12)上的二挡大径齿轮(9)啮合传动，二挡小齿轮(6)的小径齿轮端与套接在第一输入轴(4)上的换挡结合套(5)相对应，通过与换挡结合套(5)接合或分离实现换挡动作。2.一种电动车用双电机两挡变速箱的换挡控制方法，其特征在于：两挡机械式自动变速箱(2)为动力输出提供了两个前进挡位和一个倒挡位，在单向轴承(11)的作用下，通过控制换挡结合套(5)与二挡小齿轮(6)之间的接合或分离，可实现低速挡和高速挡两个前进挡的转换，其中：从低速挡升至高速挡的换挡控制方法如下：步骤一：变速箱工作在低速挡模式，由第一电动机(1)输出的动力依次经第一输入轴(4)、一挡小齿轮(3)、一挡大齿轮(10)、单向轴承(11)后，由变速箱的输出轴(12)输出，由第二电动机(8)输出的动力依次经第二输入轴(7)、二挡小齿轮(6)、二挡大齿轮(9)后，由变速箱的输出轴(12)输出；步骤二：降低第一电动机(1)的转速，一挡大齿轮(10)的转速低于输出轴(12)，此时单向轴承(11)空转，一挡大齿轮(10)无法将来自第一电动机(1)的动力传递至输出轴(12)，由第二电动机(8)输出的动力仍然经由第二输入轴(7)、二挡小齿轮(6)、二挡大齿轮(9)后，由变速箱的输出轴(12)输出；步骤三：调整第一电动机(1)的转速，操纵换挡结合套(5)与二挡小齿轮(6)结合，变速箱升至为高速挡模式，此时一挡大齿轮(10)的转速仍低于输出轴(12)的转速，此时单向轴承(11)空转，一挡大齿轮(10)无法将来自第一电动机(1)的动力传递至输出轴(12)，由第一电动机(1)输出的动力依次经第一输入轴(4)、换挡结合套(5)、二挡小齿轮(6)与二挡大齿轮(9)后由变速箱的输出轴(12)输出，由第二电动机(8)输出的动力依次经第二输入轴(7)、二挡小齿轮(6)、二挡大齿轮(9)后，由变速箱的输出轴(12)输出；从高速挡模式降至低速挡的换挡控制方法如下：步骤一：变速箱工作在高速挡模式，此时一挡大齿轮(10)的转速低于输出轴(12)的转速，单向轴承(11)空转，一挡大齿轮(10)无法将来自第一电动机(1)的动力传递至输出轴(12)，由第一电动机(1)输出的动力依次...

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