新型双电机耦合动力机构及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种新型双电机耦合动力机构及其控制方法，包括主驱动电机及辅助驱动电机，主驱动电机具有第一输出轴，第一输出轴固定连接有第一太阳轮，第一太阳轮外部设置有第一行星轮组，第一行星轮组外部具有第二行星轮组，辅助驱动电机具有套于第一输出轴外部的第二输出轴，第二输出轴固定连接有第二太阳轮，第二太阳轮与第二行星轮组啮合；第一输出轴与第二输出轴之间设置有离合器；第一输出轴及第二输出轴外部设置有制动器。本发明专利技术利用两个制动器与离合器的使用可使动力系统实现换挡过程中动力不中断并且换挡无冲击，使动力系统有良好的换挡质量，不同模式之间切换都只需要控制制动器、离合器其中的一个元件，这使动力系统控制简单。

New dual motor coupled power mechanism and its control method

The invention provides a novel dual-motor coupling power mechanism and its control method, including a main drive motor and an auxiliary drive motor. The main drive motor has a first output shaft, the first output shaft is fixed connected with a first solar wheel, the first solar wheel is provided with a first planetary gear set outside, and the first planetary gear set has a second row outside. The auxiliary drive motor has a second output shaft sleeved outside the first output shaft, the second output shaft is fixedly connected with a second solar wheel, and the second solar wheel engages with the second planetary gear set; a clutch is arranged between the first output shaft and the second output shaft; and the first output shaft and the second output shaft are externally provided with a brake. The invention utilizes two brakes and clutches to make the power system achieve uninterrupted power in the course of shifting and shift without impact, so that the power system has good shifting quality. Switching between different modes only needs to control one component of the brake and clutch, which makes the power system control simple.

【技术实现步骤摘要】
新型双电机耦合动力机构及其控制方法
本专利技术涉及一种新型双电机耦合动力机构及其控制方法。
技术介绍
目前电动车辆的驱动系统主要采用单电机加减速器的传动方案，通过对电机的控制来实现车辆在各种工况下的转矩转速需求，导致电机额定功率较大从而造成电机负荷率较低，会经常出现“大马拉小车”的现象，最终造成驱动电机不能一直工作在其高效区间，从而降低了电动车辆的续航里程。为了在满足动力性的前提下提高电动车辆的经济性，一些双电机耦合动力系统在纯电动车辆上得到了应用。通过动力耦合机构并协调控制2个电机的工作模式和工作区间，可实现动力系统的总体效率和驱动特性最优化，从而极大的改善了电动车一直面临的续航里程短的问题。在双电机动力耦合动力系统的研究上，申请号为201410584883.5的中国专利公开了一种双动力耦合驱动结构，由两组行星排、两个电机、两个减速器和三个锁止器组成，在系统中增加了减速器，弥补了第一电机单驱动时动力不足的缺陷。然而采用共用齿圈的方案，并且在两齿圈之间采用联轴器设计，这就使系统结构更加的复杂，直接导致了成本的增加，且使换挡平顺性降低。此外，为解决三个锁止器的布置难题，导致了两台电机只能采用并轴设计，结构设计灵活性不足。申请号为201510704991.6的中国专利公开了一种双电机动力驱动总成，通过磁力换向器与单向轴承的配合使用，解决了车辆模式切换时控制多个离合器、制动器控制复杂的问题。但是由于单向轴承只能单向旋转，导致该动力系统只能驱动，不能实现制动能量回收和倒车。申请号为201721414873.2的中国专利公开了一种单排双行星轮式电驱动总成，通过控制两个离合器与一个制动器可以实现五种工作模式，但是该系统辅助驱动电机不能单独驱动，导致主驱动电机损坏时车辆不能保持正常运行，并且双行星轮的使用并没有太大的作用，反而使系统结构更加复杂，增加制造成本。此外，大部分工作模式要同时控制两个控制元件，从而使控制系统复杂化，增加了控制元件的使用率，从而降低其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术对上述问题进行了改进，即本专利技术要解决的技术问题是通过对电机的控制来实现车辆在各种工况下的转矩转速需求，导致电机额定功率较大从而造成电机负荷率较，另外现有的双电机动力系统结构较为复杂，灵活性较差。本专利技术的具体实施方案是：一种新型双电机耦合动力机构，包括主驱动电机及辅助驱动电机，所述主驱动电机具有第一输出轴，第一输出轴的自由端固定连接有第一太阳轮，所述第一太阳轮外部设置有与第一太阳轮啮合的第一行星轮组，所述第一行星轮组外部具有与第一行星轮组啮合的第二行星轮组，所述辅助驱动电机具有同轴套于第一输出轴外部的第二输出轴，所述第二输出轴为中空结构，所述第二输出轴的自由端固定连接有第二太阳轮，所述第二太阳轮外表面与第二行星轮组啮合，所述第一行星轮组及第二行星轮组设置于行星架内；所述第一输出轴与第二输出轴之间设置有离合器；所述第一输出轴外部设置有第一制动器；所述第二输出轴外部设置有第二制动器。进一步的，所述第一行星轮组及第二行星轮组固定于行星架上，所述行星架具有与主驱动电机同轴设置的第三输出轴。进一步的，所述驱动电机及辅助驱动电机外部设置有箱体，所述第一制动器及第二制动器为带式制动器，所述第一制动器的制动鼓与第一输出轴固定连接；所述第二制动器的制动鼓与第二输出轴固定连接，第一制动器的及第二制动器的制动带一端与箱体固定连接。进一步的，所述离合器为电控多片湿式离合器。进一步的，所述行星架与车辆的驱动桥连接，辅助驱动电机及主驱动电机分别电性连接有储能装置。本专利技术还包括一种新型双电机耦合动力机构控制方法，包括利用如上所述的一种新型双电机耦合动力机构，具体控制方法包括以下情况：（1）单主驱动电机工作模式：单主驱动电机工作模式包括单主驱动电机驱动模式和单主驱动电机制动能量回收模式，所述单主驱动电机驱动模式为辅助驱动电机停止工作，第一制动器释放，第二制动器锁止，离合器分离，主驱动电机的驱动力经第一输出轴带动第一太阳轮转动、第一太阳轮带动第一行星轮组及第二行星轮组转动并推动行星架将动力输送至驱动桥，从而实现主驱动电机的转矩放大；在所述单主驱动电机制动能量回收模式下，其制动器与离合器的状态与单主驱动电机驱动模式相同，主驱动电机工作状态为发电模式，行星架收到惯性转矩依次经驱动桥、行星架、第一行星轮组及第二行星轮组、第一太阳轮、主驱动电机连接有储能装置，第一输出轴并拖动主驱动电机旋转发电为储能装置充电，动力传递路线与单主驱动电机驱动模式相反；（2）单辅助驱动电机工作模式，所述单辅助驱动电机工作模式包括单辅助驱动电机驱动模式和单辅助驱动电机制动能量回收模式，所述单辅助驱动电机驱动模式为，辅助驱动电机工作为电动模式，主驱动电机停止工作，第一制动器锁止，第二制动器释放，离合器分离，辅助驱动电机的驱动力经第二太阳轮主轴、第二太阳轮、第一行星轮组及第二行星轮组、行星架输送至驱动桥；在所述单辅助驱动电机制动能量回收模式下，其制动器与离合器的状态与单辅助驱动电机工作模式模式相同，辅助驱动电机工作为发电模式，车辆惯性转矩依次经驱动桥、行星架、第一行星轮组及第二行星轮组、第二太阳轮、第二输出轴拖动辅助驱动电机旋转发电，辅助驱动电机为相电联的储能装置充电。（3）双电机转矩耦合工作模式，双电机转矩耦合工作模式包括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，所述双电机转矩耦合工作模式为主驱动电机与辅助驱动电机均为电动模式，第一制动器及第二制动器均释放，离合器结合，主驱动电机及辅助驱动电机的驱动力经由第一太阳轮，第二太阳轮、第一行星轮组、第二行星轮组及行星架构成的无齿圈行星轮系输送至驱动桥；在所述的双电机转矩耦合制动能量回收模式下，主驱动电机与辅助驱动电机均为发电模式，车辆惯性转矩经整个由第一太阳轮，第二太阳轮、第一行星轮组、第二行星轮组及行星架构成的无齿圈行星轮系拖动主驱动电机与辅助驱动电机旋转发电，并为主驱动电机与辅助驱动电机各自电性连接的储能装置充电；（4）双电机转速耦合工作模式，双电机转速耦合工作模式包括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，在在双电机转速耦合驱动模式下，主驱动电机与辅助驱动电机均为电动模式，第一制动器第二制动器均释放，离合器分离，主驱动电机的驱动力经第一太阳轮主轴、第一太阳轮、第一行星轮组及第二行星轮组、行星架输送至驱动桥；辅助驱动电机的驱动力经第二太阳轮主轴、第二太阳轮、第一行星轮组及第二行星轮组、行星架输送至驱动桥；在双电机耦合制动能量回收模式下，主辅助驱动电机均为发电模式，车辆惯性转矩分为两路，一路依次经驱动桥、行星架、第一行星轮组及第二行星轮组、第一太阳轮、第一太阳轮主轴拖动主驱动电机旋转发电，并为相电联的储能装置充电；另一路依次经驱动桥、行星架、第一行星轮组及第二行星轮组、第二太阳轮、第二太阳轮主轴拖动辅助驱动电机旋转发电，并为相电联的储能装置充电。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术利用两个制动器与离合器的使用可使动力系统实现换挡过程中动力不中断并且换挡无冲击，使动力系统有良好的换挡质量。（2）不同模式之间切换都只需要控制制动器、离合器其中的一个元件，这使动力系统控制简单。（3）双电机与无齿圈行星轮系的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，包括主驱动电机及辅助驱动电机，所述主驱动电机具有第一输出轴，第一输出轴的自由端固定连接有第一太阳轮，所述第一太阳轮外部设置有与第一太阳轮啮合的第一行星轮组，所述第一行星轮组外部具有与第一行星轮组啮合的第二行星轮组，所述辅助驱动电机具有同轴套于第一输出轴外部的第二输出轴，所述第二输出轴为中空结构，所述第二输出轴的自由端固定连接有第二太阳轮，所述第二太阳轮外表面与第二行星轮组啮合，所述第一行星轮组及第二行星轮组设置于行星架内；所述第一输出轴与第二输出轴之间设置有离合器；所述第一输出轴外部设置有第一制动器；所述第二输出轴外部设置有第二制动器。

【技术特征摘要】
1.一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，包括主驱动电机及辅助驱动电机，所述主驱动电机具有第一输出轴，第一输出轴的自由端固定连接有第一太阳轮，所述第一太阳轮外部设置有与第一太阳轮啮合的第一行星轮组，所述第一行星轮组外部具有与第一行星轮组啮合的第二行星轮组，所述辅助驱动电机具有同轴套于第一输出轴外部的第二输出轴，所述第二输出轴为中空结构，所述第二输出轴的自由端固定连接有第二太阳轮，所述第二太阳轮外表面与第二行星轮组啮合，所述第一行星轮组及第二行星轮组设置于行星架内；所述第一输出轴与第二输出轴之间设置有离合器；所述第一输出轴外部设置有第一制动器；所述第二输出轴外部设置有第二制动器。2.根据权利要求1所述的一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，所述第一行星轮组及第二行星轮组固定于行星架上，所述行星架具有与主驱动电机同轴设置的第三输出轴。3.根据权利要求1所述的一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，所述驱动电机及辅助驱动电机外部设置有箱体，所述第一制动器及第二制动器为带式制动器，所述第一制动器的制动鼓与第一输出轴固定连接；所述第二制动器的制动鼓与第二输出轴固定连接，第一制动器的及第二制动器的制动带一端与箱体固定连接。4.根据权利要求1所述的一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，所述离合器为电控多片湿式离合器。5.根据权利要求1或3所述的一种新型双电机耦合动力机构，其特征在于，所述行星架与车辆的驱动桥连接，辅助驱动电机及主驱动电机分别电性连接有储能装置。6.一种新型双电机耦合动力机构控制方法，其特征在于，包括利用如权利要求5所述的一种新型双电机耦合动力机构，具体控制方法包括以下情况：(1)单主驱动电机工作模式：单主驱动电机工作模式包括单主驱动电机驱动模式和单主驱动电机制动能量回收模式，所述单主驱动电机驱动模式为辅助驱动电机停止工作，第一制动器释放，第二制动器锁止，离合器分离，主驱动电机的驱动力经第一输出轴带动第一太阳轮转动、第一太阳轮带动第一行星轮组及第二行星轮组转动并推动行星架将动力输送至驱动桥，从而实现主驱动电机的转矩放大；在所述单主驱动电机制动能量回收模式下，其制动器与离合器的状态与单主驱动电机驱动模式相同，主驱动电机工作状态为发电模式，行星架收到惯性转矩依次经驱动桥、行星架、第一行星轮组及第二行星轮组、第一太阳轮、主驱动电机连接有储能装置，第一输出轴并拖动主驱动电机旋转发电为储能装置充...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚立纲，邓建旺，任铖铖，赖俊霖，吴亚强，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35