双输入合成调速的四挡动力总成系统技术方案

为了解决现有车辆动力总成系统，特别是电动汽车等新能源车辆动力系统所存在的问题，本发明专利技术提供了一种高效、高性能和制造容易的双输入合成调速的四挡动力总成系统。本发明专利技术动力总成系统中的齿轮变速机构采用了无齿圈的行星齿轮机构，因此克服了行星齿轮变速机构相关组件的结构复杂与加工困难的缺陷，使得制造容易、成本低；由于多挡变速器的采用，使动力总成在整个车速范围内运行在经济的转速和扭矩范围内，增加了续航里程；采用双输入合成调速的变速方式，使得多挡变速器达到无级变速的效果。

【技术实现步骤摘要】
双输入合成调速的四挡动力总成系统
本专利技术属于汽车传动
，涉及一种双输入合成调速的四挡动力总成系统。
技术介绍
目前电动汽车的动力总成主要采用“单电机+单级减速器”或者“单电机+多级变速器”的技术方案。“单电机+单级减速器”的动力总成只能依靠减速器来减速增扭，其转速的改变完全依赖电机转速的改变。因此，就要求“单电机+单级减速器”的动力总成系统的扭矩和转速范围很宽，以适应车辆行驶的各种工况。比如：车辆在起步和爬坡时要求动力总成系统输出的扭矩较大，相应的转速较低；车辆在平直路面上行驶时要求动力总成系统输出的转速较高，相应的扭矩较小。而“单电机+单级减速器”这种型式的动力总成很难满足上述要求，往往是减速器采用了大减速比能够满足起步爬坡的大扭矩要求，却满足不了在平直路面上行驶时需要小减速比以获得高转速的要求。更为不利的是：在整个车速范围内，无法使得动力总成始终或大部分时间运行在效率高的转速和扭矩范围内，导致电能的利用率较低，无法增加电动汽车的续航里程。要克服上述“单电机+单级减速器”的缺点，需要采用“单电机+多级变速器”的动力总成。通过多级变速器的变速功能，根据车辆不同的运行工况，选择不同的变速比，使得动力总成系统在全车速范围内始终运行在高效转速和扭矩区域内，减少了能量损耗，相应地增加了续航里程。但是，“单电机+多级变速器”型式的动力总成在挡位切换过程中，容易产生动力中断或车辆加速度突变的情况。为了提高车辆的换挡品质，采用双电机动力输入，利用两个电机的转速合成以及扭矩叠加以达到挡位切换时无级变速的效果，减少离合器的滑磨，使得动力总成系统不仅始终运转在高效区内(增加了续航里程)，而且还大大改善换挡品质(提高了车辆乘坐舒适性)和离合器的使用寿命。现有双电机车辆动力总成系统，其齿轮变速机构采用固定轴式的普通圆柱齿轮变速器(即手动挡变速器)和行星齿轮变速器(AT自动变速器)。手动挡变速器换挡过程中有动力中断，但结构简单；行星齿轮自动变速器换挡品质好但结构复杂、成本高，如图2所示，为一种行星齿轮式变速机构示意图，该变速机构由三个行星排构成，每个行星排包括齿轮P1、行星齿轮P2、齿圈P3和行星架P4(如图1所示)，三个行星排组合在一起，通过三个离合器C1、C2、C3以及三个制动带B1、B2、B3，再加上单向离合器F的配合，可以将每个行星排的齿轮P1、齿圈P3和行星架P4分别作为主动件、被动件或者固定件，这样就可以组合成多个挡位。该类型行星齿轮变速机构的一个行星排的相关组件与另外一个行星排的相关组件的相互连接、嵌套，从而导致整个动力总成系统结构非常复杂，布置困难，给制造和维修带来极大的困难，尤其是齿圈的加工无法采用滚齿的加工方法，因此加工的效率低，精度差，成本较高。
技术实现思路
为了解决现有车辆动力总成系统，特别是电动汽车等新能源车辆动力系统所存在的问题，本专利技术提供了一种高效、高性能和制造容易的双输入合成调速的四挡动力总成系统。本专利技术的技术方案是：双输入合成调速的四挡动力总成系统，至少包括变速箱壳体、第一电机、第二电机、输入中心齿轮轴、齿轮变速机构和离合器系统；其特殊之处在于：所述齿轮变速机构包括：设置在所述输入中心齿轮轴上的输入中心齿轮、输出中心齿轮、若干个行星齿轮总成及行星齿轮轴；所述行星齿轮总成包括输入端行星齿轮和输出端行星齿轮，输入端行星齿轮和输出端行星齿轮固连为一体，并且通过所述行星齿轮轴可旋转安装在行星架上；所述输入端行星齿轮和输出端行星齿轮分别与所述输入中心齿轮和输出中心齿轮啮合；所述输入中心齿轮、输出中心齿轮及行星架的旋转轴线重合；所述离合器系统包括：K1离合器、K2离合器、B1离合器和B2离合器；所述第一电机的转子通过所述K1离合器与所述输入中心齿轮轴连接或断开；所述第一电机的转子通过所述K2离合器与所述行星架连接或断开；所述行星架通过所述B2离合器与所述变速箱壳体连接或断开；所述第二电机与所述输入中心齿轮相连，所述输入中心齿轮通过所述B1离合器与所述变速箱壳体连接或断开。进一步地，所述第一电机和第二电机分置于所述齿轮变速机构的两侧；所述四挡动力总成系统还包括第二电机输入轴、第一输出齿轮、第二输出齿轮和输出轴；所述第二电机输入轴与输入中心齿轮轴同轴设置，第二电机输入轴的一端与输入中心齿轮轴固连，另一端与第二电机的转子固连；所述第二电机输入轴与所述输入中心齿轮相连，所述输出中心齿轮套装在所述第二电机输入轴上且可相对转动，所述第一输出齿轮也套装在所述第二电机输入轴上且可相对转动，并且与所述输出中心齿轮固连；所述第二输出齿轮固定安装在所述输出轴上，与所述第一输出齿轮啮合。或者，所述第二电机与齿轮变速机构分置于所述第一电机的两侧；所述四挡动力总成系统还包括第二电机输入轴；所述第一电机的转子呈管状，所述第二电机输入轴穿过所述第一电机的转子中央孔与所述输入中心齿轮相连；所述输出中心齿轮可直接向外动力输出。进一步地，所述四挡动力总成系统还包括第一输出齿轮、第二输出齿轮和输出轴；所述第一输出齿轮与所述输出中心齿轮通过输出中心齿轮轴固连为一体；所述第二输出齿轮固定安装在所述输出轴上，与所述第一输出齿轮啮合；所述输出中心齿轮的动力输出通过第一输出齿轮与第二输出齿轮转接输出。进一步地，多个所述行星齿轮总成相对于所述行星架的旋转轴线沿圆周方向单输入三挡动力总成系统。进一步地，所述K1离合器、K2离合器、B1离合器和B2离合器均可采用电磁式或液压式。进一步地，所述第一电机或者第二电机用内燃机或者其他动力机械替代。与现有技术相比，本专利技术的优点：1、本专利技术动力总成系统中的齿轮变速机构采用了无齿圈的行星齿轮机构，因此克服了行星齿轮变速机构相关组件的结构复杂与加工困难的缺陷，使得制造容易、成本低；由于多挡变速器的采用，使动力总成在整个车速范围内运行在经济的转速和扭矩范围内，增加了续航里程；采用双输入合成调速的变速方式，使得多挡变速器达到无级变速的效果。2、本专利技术多挡变速器是利用离合器系统实现换档，相对于现有采用同步器实现换挡的多挡变速器，本专利技术换档时顿挫小。附图说明图1为现有的一种行星齿轮变速机构中行星排的基本结构示意图；图2现有的一种行星齿轮变速机构的结构示意图；图3为本专利技术动力总成系统实施例一的结构示意图；图4为本专利技术动力总成系统实施例二的结构示意图；图5为本专利技术实施例一的1挡双电机工况动力传递路线示意图；图6为本专利技术实施例一的1挡单电机工况动力传递路线示意图；图7为本专利技术实施例一的2挡动力传递路线示意图；图8为本专利技术实施例一的3挡动力传递路线示意图；图9为本专利技术实施例一的4挡动力传递路线示意图；附图标记说明：1-第一电机，2-第二电机，3-输入中心齿轮，4-输入端行星齿轮，5-输出端行星齿轮，6-输出中心齿轮，7-第一输出齿轮，8-第二输出齿轮，9-行星架，10-B2离合器，11-第二电机输入轴，12-输入中心齿轮轴(与第一电机转子相连)，13-行星齿轮轴，14-输出轴，15-B1离合器，16-变速箱壳体，17-K1离合器，18-K2离合器，19-输出中心齿轮轴。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。实施例一：参见图3，本实施例四挡动力总成系统包括：变速箱壳体16、输入中心齿轮轴12、第二电机输入轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双输入合成调速的四挡动力总成系统，至少包括变速箱壳体(16)、第一电机(1)、第二电机(2)、输入中心齿轮轴(12)、齿轮变速机构和离合器系统；其特征在于：所述齿轮变速机构包括：设置在所述输入中心齿轮轴(12)上的输入中心齿轮(3)、输出中心齿轮(6)、若干个行星齿轮总成及行星齿轮轴(13)；所述行星齿轮总成包括输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)，输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)固连为一体，并且通过所述行星齿轮轴(13)可旋转安装在行星架(9)上；所述输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)分别与所述输入中心齿轮(3)和输出中心齿轮(6)啮合；所述输入中心齿轮(3)、输出中心齿轮(6)及行星架(9)的旋转轴线重合；所述离合器系统包括：K1离合器(17)、K2离合器(18)、B1离合器(15)和B2离合器(10)；所述第一电机(1)的转子通过所述K1离合器(17)与所述输入中心齿轮轴(12)连接或断开；所述第一电机(1)的转子通过所述K2离合器(18)与所述行星架(9)连接或断开；所述行星架(9)通过所述B2离合器(10)与所述变速箱壳体(16)连接或断开；所述第二电机(2)与所述输入中心齿轮(3)相连，所述输入中心齿轮(3)通过所述B1离合器(15)与所述变速箱壳体(16)连接或断开。...

【技术特征摘要】
2017.12.28 CN 20171146528221.双输入合成调速的四挡动力总成系统，至少包括变速箱壳体(16)、第一电机(1)、第二电机(2)、输入中心齿轮轴(12)、齿轮变速机构和离合器系统；其特征在于：所述齿轮变速机构包括：设置在所述输入中心齿轮轴(12)上的输入中心齿轮(3)、输出中心齿轮(6)、若干个行星齿轮总成及行星齿轮轴(13)；所述行星齿轮总成包括输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)，输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)固连为一体，并且通过所述行星齿轮轴(13)可旋转安装在行星架(9)上；所述输入端行星齿轮(4)和输出端行星齿轮(5)分别与所述输入中心齿轮(3)和输出中心齿轮(6)啮合；所述输入中心齿轮(3)、输出中心齿轮(6)及行星架(9)的旋转轴线重合；所述离合器系统包括：K1离合器(17)、K2离合器(18)、B1离合器(15)和B2离合器(10)；所述第一电机(1)的转子通过所述K1离合器(17)与所述输入中心齿轮轴(12)连接或断开；所述第一电机(1)的转子通过所述K2离合器(18)与所述行星架(9)连接或断开；所述行星架(9)通过所述B2离合器(10)与所述变速箱壳体(16)连接或断开；所述第二电机(2)与所述输入中心齿轮(3)相连，所述输入中心齿轮(3)通过所述B1离合器(15)与所述变速箱壳体(16)连接或断开。2.根据权利要求1所述的双输入合成调速的四挡动力总成系统，其特征在于：所述第一电机(1)和第二电机(2)分置于所述齿轮变速机构的两侧；所述四挡动力总成系统还包括第二电机输入轴(11)、第一输出齿轮(7)、第二输出齿轮(8)和输出轴(14)；所述第二电机输入轴(11)与输入中心齿轮轴(12)同轴设置，第二电机输入轴(11)的一端与输入中心齿轮轴(12)固连，另一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文明，潘亚敏，杨铜新，
申请(专利权)人：陕西国力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61