行星式纯电动动力系统及商用车技术方案

本实用新型专利技术涉及行星式纯电动动力系统及商用车，系统包括第一电机、第二电机和换挡机构，换挡机构包括换挡轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，换挡轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，第一电机通过第一传动机构连接第二从动齿轮，第二从动齿轮通过第二传动机构连接系统输出轴，第二电机连接换挡轴，第一从动齿轮通过变速机构连接系统输出轴，第二传动机构与变速机构的传动比不一样。该动力系统可以根据实际需要切换到相应的工作挡位上，使得在满足车辆工况行驶需求的前提下，电机始终处于高效率区域工作，从而提升系统效率。利用换挡机构的低挡位能够降速增扭，大大提高系统爬坡性能，系统动力性好。

Planetary pure electric power system and commercial vehicle

The utility model relates to a planetary pure electric power system and a commercial vehicle. The system comprises a first motor, a second motor and a gear shifting mechanism. The gear shifting mechanism comprises a gear shifting shaft, a first driven gear and a second driven gear. The gear shifting shaft can engage selectively with one of the first driven gear and the second driven gear to realize the gear shifting. The first motor connects the second driven gear to the output shaft of the system through the first transmission mechanism, the second driven gear to the output shaft of the system through the second transmission mechanism, the second motor to the shift shaft, the first driven gear to the output shaft of the system through the transmission mechanism, and the transmission ratio of the second transmission mechanism to the transmission mechanism is different. The power system can be switched to the corresponding working gear according to the actual needs, so that under the premise of meeting the driving requirements of the vehicle working conditions, the motor is always in the high efficiency area to work, thus improving the system efficiency. The use of low gear shift mechanism can reduce speed and increase torsion, greatly improve the system climbing performance, the system has good power.

【技术实现步骤摘要】
行星式纯电动动力系统及商用车
本技术涉及行星式纯电动动力系统及商用车。
技术介绍
纯电动汽车已成为清洁、高效汽车的发展方向，是解决环保和节能问题的最佳途径之一，也是我国汽车工业可持续发展的必然选择。纯电动汽车采用何种动力构型作为动力驱动装置，已成为当前纯电动汽车动力系统技术研究的热点。其中，商用车动力系统也逐渐在向纯电动方向发展，目前纯电动商用车的动力系统主要采用单电机+变速箱驱动、电机直接驱动、双电机直接驱动等构型。单电机、双电机驱动构型对电机输出扭矩及转速要求较高，单电机+变速箱驱动构型虽降低电机的扭矩及转速，但自身的换挡问题及功单一问题不能满足市场需要。目前纯电动商用车动力系统主要存在问题：单电机+变速箱系统构型，无论是采用自动还是手动变速箱，在驱动过程中，由于换挡存在动力中断、换挡过程不平顺等问题，影响车辆加速及驾驶体验；在制动过程中，若进行换挡操作，此阶段车辆无电制动扭矩，车辆制动减速度会突变减小存在制动风险，会迫使司机深踩制动踏板，利用气/液制动减缓车速，影响能量回收，所以此类系统在制动时不能进行换挡操作，保持当前挡位进行制动。但此状态下受系统传动效率影响，电能回收不可控。电机直接驱动构型，有单电机直接驱动和双电机直接驱动两种型式，主要缺点是电机重量大、功率大，车辆的大部分工作时间内，不需要动力系统发挥最大的扭矩和功率，导致动力系统的功率冗余、成本高。基于两种系统的存在的问题，结合纯电动商用车的实际需求亟需开发出更合理的新动力系统构型。为了解决现有系统存在的问题，授权公告号为CN206528310U的中国专利文件中公开了一种纯电动车辆动力总成系统，包括两个电机和一个行星排，在低速时单个电机驱动，中高速时两个电机动力耦合共同输出，保证动力所需。虽然该系统能够根据不同的需求选择不同的电机驱动模式，但是，该系统仅仅实现单个电机驱动或者两个电机共同驱动输出两种驱动模式，各驱动模式不能进一步划分成不同的工作模式，也就不能根据不同的动力需求进行相应的工作模式的切换，即无法根据实际需求进一步切换到合适的工作档位，在不合适的工作模式下，有可能会造成电机没有在高效率区域工作，进而造成系统工作效率不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种行星式纯电动动力系统，用以解决现有的动力系统驱动模式划分比较简单，无法根据实际需求进一步切换到合适的工作挡位的问题。本技术同时提供一种商用车。为实现上述目的，本技术包括以下技术方案。系统方案一：本方案提供一种行星式纯电动动力系统，包括第一电机和第二电机，还包括换挡机构，所述换挡机构包括换挡轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，换挡轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述第一电机通过第一传动机构连接所述第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第二传动机构连接系统输出轴，所述第二电机连接所述换挡轴，所述第一从动齿轮通过变速机构连接所述系统输出轴，所述第二传动机构与变速机构的传动比不一样，以使所述换挡轴与第一从动齿轮结合时输出的扭矩与所述换挡轴与第二从动齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。本方案提供的行星式纯电动动力系统具有一个电机单独驱动模式和两个电机同时驱动模式，因此，双电机可在不同的扭矩和功率需求时，分别驱动或共同驱动，降低电机的扭矩和功率冗余，整车驱动效率高。而且，不管是第二电机单独驱动还是两个电机同时驱动，第二电机通过换挡机构可以通过第二传动机构输出扭矩或者通过变速机构输出扭矩，由于这两种方式输出的扭矩大小不一样，因此，可以根据实际需要比如根据不同的车速和工况需求切换到相应的工作挡位上，保证输出所需的扭矩，使得在满足车辆工况行驶需求的前提下，第二电机始终处于高效率区域工作，从而提升系统效率。利用换挡机构的低挡位能够降速增扭，大大提高系统爬坡性能，系统动力性好，而且，在变速机构具有降速增扭的前提下，第二电机还可以为较小扭矩的电机，从而降低成本。另外，在制动时也可以选择只利用其中一个电机进行能量制动回收，也可以选择两个电机同时进行能量回收，当第二电机单独回收或者两个电机同时回收时，可以根据需要选择相应的挡位，以适用于中高速制动模式还是中低速制动模式，当两个电机同时回收时，还适用于大扭矩制动、持续下坡制动或者告诉制动等模式。还有就是，在换挡机构或制动器空挡状态时，第一电机与第二电机可为车辆中其他其它装置提供动力输出，使系统功能多样化。而且，第一电机还能够补偿换挡机构在换挡过程中的扭矩中断，解决换挡机构换挡时动力中断问题，实现无断动力换挡，保证系统动力输出的连续性，防止换挡出现顿挫感。系统方案二：在系统方案一的基础上，所述第二传动机构为传动轴。第二从动齿轮直接连接系统输出轴，也就是说，第二电机通过换挡机构可以通过直接输出扭矩或者通过变速机构输出扭矩，能够进一步保证两者输出的扭矩大小不一样，而且，还能够减低系统的复杂度以及投入成本。系统方案三：在系统方案一或二的基础上，所述第一传动机构为行星排，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第二端，所述第三端连接所述第二从动齿轮。系统方案四：在系统方案三的基础上，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，所述太阳轮通过制动器连接壳体。当第一电机单独驱动或者两个电机同时驱动时，通过制动器锁止太阳轮实现第一电机的高速驱动，提高动力系统的效率。而且，利用行星排能够对第一电机进行降扭增速，较易实现高车速，降低了电机高速弱磁损失，系统效率高。系统方案五：在系统方案一或二或四的基础上，所述换挡轴为换挡拨叉。系统方案六：在系统方案一或二或四的基础上，所述变速机构由第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合构成，所述第一从动齿轮依次通过第二传动齿轮和第一传动齿轮连接系统输出轴。系统方案七：在系统方案三的基础上，所述变速机构和换挡机构构成变速箱，所述第一电机、第二电机、行星排和变速箱同轴布置。同轴设置保证动力传递路线较短，动力输出集中，可实现系统集成式结构设计，方便运输安装。商用车方案一：本方案提供一种商用车，包括一种行星式纯电动动力系统，所述动力系统包括第一电机和第二电机，还包括换挡机构，所述换挡机构包括换挡轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，换挡轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述第一电机通过第一传动机构连接所述第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第二传动机构连接系统输出轴，所述第二电机连接所述换挡轴，所述第一从动齿轮通过变速机构连接所述系统输出轴，所述第二传动机构与变速机构的传动比不一样，以使所述换挡轴与第一从动齿轮结合时输出的扭矩与所述换挡轴与第二从动齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。商用车方案二：在商用车方案一的基础上，所述第二传动机构为传动轴。商用车方案三：在商用车方案一或二的基础上，所述第一传动机构为行星排，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第二端，所述第三端连接所述第二从动齿轮。商用车方案四：在商用车方案三的基础上，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，所述太阳轮通过制动器连接壳体。商用车方案五：在商用车方案一或二或四的基础上，所述换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行星式纯电动动力系统，包括第一电机和第二电机，其特征在于，还包括换挡机构，所述换挡机构包括换挡轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，换挡轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述第一电机通过第一传动机构连接所述第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第二传动机构连接系统输出轴，所述第二电机连接所述换挡轴，所述第一从动齿轮通过变速机构连接所述系统输出轴，所述第二传动机构与变速机构的传动比不一样，以使所述换挡轴与第一从动齿轮结合时输出的扭矩与所述换挡轴与第二从动齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

【技术特征摘要】
1.一种行星式纯电动动力系统，包括第一电机和第二电机，其特征在于，还包括换挡机构，所述换挡机构包括换挡轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，换挡轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述第一电机通过第一传动机构连接所述第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第二传动机构连接系统输出轴，所述第二电机连接所述换挡轴，所述第一从动齿轮通过变速机构连接所述系统输出轴，所述第二传动机构与变速机构的传动比不一样，以使所述换挡轴与第一从动齿轮结合时输出的扭矩与所述换挡轴与第二从动齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。2.根据权利要求1所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述第二传动机构为传动轴。3.根据权利要求1或2所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述第一传动机构为行星排，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述第一电机连接所述第二端，所述第三端连接所述第二从动齿轮。4.根据权利要求3所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，所述太阳轮通过制动器连接壳体。5.根据权利要求1或2或4所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述换挡轴为换挡拨叉。6.根据权利要求1或2或4所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述变速机构由第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合构成，所述第一从动齿轮依次通过第二传动齿轮和第一传动齿轮连接系统输出轴。7.根据权利要求3所述的行星式纯电动动力系统，其特征在于，所述变速机构和换挡机构构成变速箱，所述第一电机、第二电机、行星...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖严强，张晓伟，阎备战，左利锋，李建锋，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41