一种同轴式双电机电驱动桥及挡位控制方法技术

本发明专利技术公开了一种同轴式双电机电驱动桥及挡位控制方法，同轴式双电机电驱动桥包括车桥壳，设置于车桥壳内的差速器，从左往右依次同轴设置于差速器左侧的左轮毂、小电机、I组行星机构、II组行星机构，从右往左依次同轴设置于差速器右侧的右轮毂、大电机、IV组行星机构和III组行星机构，小电机、I组行星机构、II组行星机构均设置有同轴设置的左空心轴孔，大电机、IV组行星机构和III组行星机构均设置有同轴设置的右空心轴孔，差速器的左半轴依次同轴穿过左空心轴孔与左轮毂同轴连接，差速器右半轴依次同轴穿过右空心轴孔与右轮毂同轴连接。挡位控制方法可实现双电机的八种档位模式的切换，平顺了电机的输出功率，大幅度增加了矿卡的经济型。卡的经济型。卡的经济型。

【技术实现步骤摘要】
一种同轴式双电机电驱动桥及挡位控制方法


[0001]本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种同轴式双电机电驱动桥及一种应用于矿用重卡的双电机驱动桥挡位控制方法。

技术介绍

[0002]矿用重卡往往都是重载运输，再加上矿山的内部道路大部分为非铺装路面，并且坡度都在10％
‑
30％的水平，这就需要足够的动力来满足矿用重卡的恶劣工况，而矿用重卡在卸完货，空载下坡又不需要很大的扭矩，这就导致扭矩的需求差异很大，若采用一个大功率电机驱动矿用重卡，则在空载，平路或下坡的工况下，电机实际输出功率不到电机额定功率一半，存在严重的功率浪费的现象。
[0003]现有的双电机电驱动桥结构的布置方案太过臃肿，占用车辆底盘的大部分空间。并且档位过于单一，无法满足电动重卡工作时所面对的复杂多样的工况，会导致矿用重卡的行驶经济性和动力性很差，而经济性和动力性是电动矿用重卡尤为重要的因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种同轴式双电机电驱动桥及一种应用于矿用重卡的双电机驱动桥挡位控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0006]首先本专利技术提供一种同轴式双电机电驱动桥，其包括：车桥壳，设置于车桥壳内的差速器，从左往右依次同轴设置于差速器左侧的左轮毂、小电机、I组行星机构、II组行星机构，从右往左依次同轴设置于差速器右侧的右轮毂、大电机、IV组行星机构和III组行星机构，所述差速器的左右两侧部件呈水平左右对称设置；
[0007]所述差速器设置有差速输入端、左差速输出端和右差速输出端，所述左差速输出端连接有左半轴，所述右差速输出端连接有与左半轴同轴设置的右半轴，所述小电机、I组行星机构、II组行星机构均设置有同轴设置的左空心轴孔，所述左半轴依次同轴穿过所述左空心轴孔与左轮毂同轴连接，所述大电机、IV组行星机构和III组行星机构均设置有同轴设置的右空心轴孔，所述右半轴依次同轴穿过所述右空心轴孔与右轮毂同轴连接，所述小电机、I组行星机构、II组行星机构与差速输入端依次传动连接，所述大电机、IV组行星机构和III组行星机构与所述差速输入端依次传动连接。
[0008]本方案的电驱动桥采用同轴式结构，且差速器左右两侧的部件呈水平对称，这样避免了由于电机偏置导致的车桥壳承受额外的倾覆力矩。差速器的左差速输出端和右差速输出端分别连接有左半轴和右半轴，并且左半轴依次同轴穿过II组行星机构、I组行星机构、小电机上的左空心轴孔后与左轮毂同轴连接，右半轴依次同轴穿过III组行星机构、IV组行星机构、大电机后与右轮毂连接，使得结构布置紧凑，利于整车的布置，降低成本，提高了矿卡的装载空间，且双电机对称同轴驱动，增加了汽车的动力性，提高了车身稳定性，当
双电机有一个电机破坏受损，矿卡依然可以保持行驶，增加了行驶的安全性及可靠性，同时双电机可以选用较小的成熟产品，相对于大功率电机，购买和维护成本大幅度降低，此外，通过两级行星齿轮减速，以满足矿卡大驱动力矩需求。
[0009]所述I组行星机构包括I组太阳轮、I组行星轮、I组齿圈，I组行星架、C1离合器、C2离合器，所述I组太阳轮与小电机的输出轴同轴连接，所述I组齿圈通过C1离合器与小电机的输出轴耦合连接，所述I组齿圈通过C2离合器与车桥壳耦合连接，所述I组行星轮啮合连接于I组太阳轮与I组齿圈之间，所述I组行星轮安装于I组行星架，所述I组行星架与II组行星机构的动力输入端传动连接，所述II组行星机构的动力输出端与所述差速输入端传动连接；
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述IV组行星机构包括IV组太阳轮、IV组行星轮、IV组齿圈，IV组行星架、C3离合器、C4离合器，所述IV组太阳轮与大电机的输出轴同轴连接，所述IV组齿圈通过C4离合器与大电机的输出轴耦合连接，所述IV组齿圈通过C3离合器与车桥壳耦合连接，所述IV组行星轮啮合连接于IV组太阳轮与IV组齿圈之间，所述IV组行星轮安装于IV组行星架，所述IV组行星架与IIII组行星机构的动力输入端传动连接，所述III组行星机构的动力输出端与所述差速输入端传动连接。
[0011]本方案可以根据矿卡的行驶工况情况，通过对C1离合器、C2离合器、C3离合器、C4离合器进行断开和结合的调节，实现不同的组合方式，实时调节大电机和小电机的驱动以及传动比的大小，大幅度增加了矿卡的动力性和经济型，平顺了电机的工作效率。
[0012]其中当C1离合器接合，C2离合器断开时，I组齿圈将与小电机的输出轴同转速转动，此时I组行星机构的转动相当于差动行星齿轮传动，这时的所述I组行星机构传动比i
I1
＝1。
[0013]当C1离合器断开，C2离合器接合，I组齿圈将会被固定不动，此时所述I组行星机构的传动比i
I2
＝K，K>1。
[0014]当C4离合器接合，C3离合器断开，IV组齿圈将与大电机的输出轴同转速转动，此时IV组行星机构的转动相当于差动行星齿轮传动，此时IV组行星机构的传动比i
IV1
＝1。
[0015]当C4离合器断开，C3离合器接合，IV组齿圈将会被固定不动，此时IV组行星机构的传动比i
IV2
＝L，L>1。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述II组行星机构包括II组太阳轮、II组行星轮、II组齿圈，II组行星架，所述II组齿圈固定于车桥壳，所述II组太阳轮与I组行星架同轴连接，所述II组行星轮啮合连接于II组太阳轮与II组齿圈之间，所述II组行星轮安装于II组行星架，所述II组行星架与所述差速输入端连接，这样所述II组行星机构的传动比i
II
＝M，M>1。
[0017]当小电机工作时候，输出的动力经过I组行星架传给II组太阳轮，再经过II组行星架传递给所述差速器上的差速输入端，差速器再把动力传送给左半轴，小电机工作的传动比i小＝i
I1
*i
II
或i
IV2
*i
II
。
[0018]所述III组行星机构包括III组太阳轮、III组行星轮、III组齿圈，III组行星架，所述III组齿圈固定于车桥壳，所述III组太阳轮与IV组行星架同轴连接，所述III组行星轮啮合连接于III组太阳轮与III组齿圈之间，所述III组行星轮安装于III组行星架，所述III组行星架与所述差速输入端连接，所述III组行星机构的传动比i
III
＝N，N>1。
[0019]当大电机工作时候，输出的动力经过IV组行星架传给III组太阳轮，再经过III组行星架传递给所述差速器上的差速输入端，差速器壳再把动力传送给右半轴，大电机工作的传动比i大＝i
IV1
*i
III
或i
IV2
*i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：其包括：车桥壳，设置于车桥壳内的差速器(100)，从左往右依次同轴设置于差速器(100)左侧的左轮毂(200)、小电机(300)、I组行星机构(400)、II组行星机构(900)，从右往左依次同轴设置于差速器(100)右侧的右轮毂(500)、大电机(600)、IV组行星机构(700)和III组行星机构(800)，所述差速器(100)的左右两侧部件呈水平左右对称设置；所述差速器(100)设置有差速输入端、左差速输出端和右差速输出端，所述左差速输出端连接有左半轴(110)，所述右差速输出端连接有与左半轴(110)同轴设置的右半轴(120)，所述小电机(300)、I组行星机构(400)、II组行星机构(900)均设置有同轴设置的左空心轴孔，所述左半轴(110)依次同轴穿过所述左空心轴孔与左轮毂(200)同轴连接，所述大电机(600)、IV组行星机构(700)和III组行星机构(800)均设置有同轴设置的右空心轴孔，所述右半轴(120)依次同轴穿过所述右空心轴孔与右轮毂(500)同轴连接，所述小电机(300)、I组行星机构(400)、II组行星机构(900)与差速输入端依次传动连接，所述大电机(600)、IV组行星机构(700)和III组行星机构(800)与所述差速输入端依次传动连接。2.根据权利要求1所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：所述I组行星机构(400)包括I组太阳轮(410)、I组行星轮(420)、I组齿圈(430)，I组行星架(440)、C1离合器(450)、C2离合器(460)，所述I组太阳轮(410)与小电机(300)的输出轴同轴连接，所述I组齿圈(430)通过C1离合器(450)与小电机(300)的输出轴耦合连接，所述I组齿圈(430)通过C2离合器(460)与车桥壳耦合连接，所述I组行星轮(420)啮合连接于I组太阳轮(410)与I组齿圈(430)之间，所述I组行星轮(420)安装于I组行星架(440)，所述I组行星架(440)与II组行星机构(900)的动力输入端传动连接，所述II组行星机构(900)的动力输出端与所述差速输入端传动连接；所述IV组行星机构(700)包括IV组太阳轮(710)、IV组行星轮(720)、IV组齿圈(730)、IV组行星架(740)、C3离合器(750)、C4离合器(760)，所述IV组太阳轮(710)与大电机(600)的输出轴同轴连接，所述IV组齿圈(730)通过C4离合器(760)与大电机(600)的输出轴耦合连接，所述IV组齿圈(730)通过C3离合器(750)与车桥壳耦合连接，所述IV组行星轮(720)啮合连接于IV组太阳轮(710)与IV组齿圈(730)之间，所述IV组行星轮(720)安装于IV组行星架(740)，所述IV组行星架(740)与IIII组行星机构(800)的动力输入端传动连接，所述III组行星机构(800)的动力输出端与所述差速输入端传动连接。3.根据权利要求2所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：所述II组行星机构(900)包括II组太阳轮(910)、II组行星轮(920)、II组齿圈(930)、II组行星架(940)，所述II组齿圈(930)固定于车桥壳，所述II组太阳轮(910)与I组行星架(440)同轴连接，所述II组行星轮(920)啮合连接于II组太阳轮(910)与II组齿圈(930)之间，所述II组行星轮(920)安装于II组行星架(940)，所述II组行星架(940)与所述差速输入端连接；所述III组行星机构(800)包括III组太阳轮(810)、III组行星轮(820)、III组齿圈(830)、III组行星架(840)，所述III组齿圈(830)固定于车桥壳，所述III组太阳轮(810)与IV组行星架(740)同轴连接，所述III组行星轮(820)啮合连接于III组太阳轮(810)与III组齿圈(830)之间，所述III组行星轮(820)安装于III组行星架(840)，所述III组行星架(840)与所述差速输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：所述差速器(100)包括差速壳(130)、差速行星轮(140)、左锥齿轮(150)和右锥齿轮(160)，所述差速壳(130)与差速行星轮(140)传动连接，所述差速壳(130)同时与II组行星架(940)和III组行星架(840)相连，所述差速行星轮(140)同时与所述左锥齿轮(150)、右锥齿轮(160)啮合，所述左锥齿轮(150)与左半轴(110)同轴连接，所述右锥齿轮(160)与所述右半轴(120)同轴连接。5.根据权利要求4所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：所述差速壳(130)、II组行星架(940)和III组行星架(840)一体铸造而成。6.根据权利要求3所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：所述I组太阳轮(410)、II组太阳轮(910)、III组太阳轮(810)和IV组太阳轮(710)均为空心太阳轮结构，所述小电机(300)和大电机(600)均为空心电机。7.根据权利要求3所述的一种同轴式双电机电驱动桥，其特征在于：当C1离合器(450)接合，C2离合器(460)断开时，所述I组行星机构(400)传动比i
I1
＝1；当C1离合器(450)断开，C2离合器(460)接合，所述I组行星机构(400)的传动比i
I2
＝K，K>1；当C4离合器(760)接合，C3离合器(750)断开，此时IV组行星机构(700)的传动比i
IV1
＝1；当C4离合器(760)断开，C3离合器(750)接合，此时IV组行星机构(700)的传动比i
IV2
＝L，L>1；而所述II组行星机构(900)的传动比i
II
＝M，M>1；所述I...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿，孙志，田韶鹏，王宇宁，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：