具有兩擋自動(dòng)變速能力的純電動(dòng)汽車專用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有兩擋自動(dòng)變速能力的純電動(dòng)汽車專用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)總成、半軸和車輪組件以及其它電子控制系統(tǒng)附件。它是一種可實(shí)現(xiàn)主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)自動(dòng)切換且?guī)в袃蓳踝詣?dòng)變速功能的電動(dòng)汽車專用純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)進(jìn)行不同模式驅(qū)動(dòng)，能夠大幅降低對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作特性的要求，明顯改善車輛的動(dòng)力性和可靠性；根據(jù)不同工況選取不同的驅(qū)動(dòng)模式并協(xié)調(diào)兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出，有利于提高車輛的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和行駛穩(wěn)定性；可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，避免了分布式驅(qū)動(dòng)時(shí)一側(cè)電機(jī)出現(xiàn)意外故障導(dǎo)致的車輛難以正常行駛的弊端，更加靈活可靠。
【專利說明】具有兩擋自動(dòng)變速能力的純電動(dòng)汽車專用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種車用純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體地，涉及一種集雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)功能和主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)功能于一體，可實(shí)現(xiàn)兩擋自動(dòng)變速和兩種驅(qū)動(dòng)模式自動(dòng)切換的純電動(dòng)汽車專用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]目前，電動(dòng)汽車上使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有單電動(dòng)機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)兩種。集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)相對(duì)成熟，但驅(qū)動(dòng)力要靠差速器大致平均分配給左右半軸，無法獨(dú)立調(diào)節(jié)單個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力矩，在不外加傳感器和控制機(jī)構(gòu)的情況下難以進(jìn)行整車運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)控制；分布式驅(qū)動(dòng)取消了車輪間的相互約束，采用軟連接代替大部分機(jī)械傳動(dòng)部件，通過靈活控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化，便于改善車輛的動(dòng)力學(xué)性能，容易實(shí)現(xiàn)汽車底盤的電子化和主動(dòng)化，不過一旦一側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)出現(xiàn)故障，將難以保證車輛正常行駛。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊和布置方便的獨(dú)特優(yōu)勢，已成為分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最受追捧的結(jié)構(gòu)方案，但輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)屬于非簧載質(zhì)量，其作為大動(dòng)載組件將對(duì)車輛的平順性會(huì)造成惡劣的影響，且自身可靠性也難以保障；此外，以輪轂電機(jī)為代表的分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均難以匹配變速裝置，致使整車的動(dòng)力性受到限制。正是由于集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各自的結(jié)構(gòu)缺陷的存在，在一定程度上阻礙了電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于:設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)集中式驅(qū)動(dòng)與分布式驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)模式自動(dòng)切換并具有兩擋自動(dòng)變速能力的車用純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在充分考慮電動(dòng)汽車各種行駛工況動(dòng)力需求的基礎(chǔ)上，解決集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一側(cè)故障時(shí)車輛難以正常行駛的缺陷。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它包括:驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)總成、半軸和車輪組件以及其它電子控制系統(tǒng)附件；
[0005]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為兩臺(tái)結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)完全相同的交流異步電機(jī)，分別固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)并與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸入軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力源；
[0006]所述兩套驅(qū)動(dòng)半軸和車輪組件也固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)，分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸出軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力終端；
[0007]所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在傳動(dòng)總成的殼體上，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、殼體組件和內(nèi)部傳動(dòng)組件三部分，其用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式和擋位的自動(dòng)切換控制；
[0008]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小型直流無刷電機(jī)，可以進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)速控制，從而為變模換擋的精確控制創(chuàng)造條件；所述殼體組件包括上部端蓋、外圍殼體、下部底座和固定在殼體上的擋位傳感器，為傳動(dòng)組件提供支撐和位置參考；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括蝸桿、蝸輪齒扇、齒輪軸、齒扇、限位螺母和換擋軸，其將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行降速增扭后傳遞給傳動(dòng)總成的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0009]所述傳動(dòng)總成包括左端蓋、左側(cè)殼體、右側(cè)殼體、右端蓋、密封蓋和內(nèi)部傳動(dòng)組件；
[0010]進(jìn)一步地，所述左、右端蓋上分別開有輸入軸和輸出軸孔以及進(jìn)行變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)桿件運(yùn)動(dòng)定位的限位孔，用于內(nèi)部傳動(dòng)組件定位；所述左、右側(cè)殼體內(nèi)部分別帶有隔板，為內(nèi)部齒輪組提供合理的支撐；所述密封蓋分別固定在左、右側(cè)端蓋的輸入軸和輸出軸位置，開有孔洞讓輸入軸和輸出軸進(jìn)出，內(nèi)側(cè)包裹密封墊圈防止?jié)櫥蜐B出；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、兩側(cè)輸入軸及軸承、兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪、兩側(cè)接合套、中間主動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件、中間從動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)輸出軸齒輪組件，用于分別把兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳遞車驅(qū)動(dòng)半軸和車輪。
[0011]進(jìn)一步地，所述內(nèi)部傳動(dòng)組件的兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別包括一個(gè)換擋桿和一個(gè)與其固結(jié)的換擋撥叉，用于帶動(dòng)接合套進(jìn)行變模換擋操作；所述接合套分別包括一個(gè)帶內(nèi)外花鍵的內(nèi)部花鍵轂和一個(gè)帶內(nèi)花鍵的外部套筒，用于分別與兩側(cè)主動(dòng)齒輪和中間主動(dòng)齒輪的換擋齒圈連接；所述兩側(cè)輸入軸分別開有與外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的內(nèi)花鍵、與接合套相連的外花鍵，各自一端通過滾柱軸承固定在左、右殼體端蓋上，另一端從左右側(cè)伸入中間主動(dòng)齒輪軸孔中并用滾針軸承支撐，分別通過滾針軸承支撐兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪，該輸入軸用于將動(dòng)力向后部傳動(dòng)組件傳遞；所述兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪分別帶有一體化加工的換擋齒圈，用于在選取集中驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向兩側(cè)一級(jí)從動(dòng)齒輪傳遞；所述中間主動(dòng)齒輪組件包括一個(gè)帶內(nèi)花鍵的主動(dòng)齒輪和兩側(cè)帶可伸入主動(dòng)齒輪的外花鍵的換擋齒圈，其兩側(cè)齒圈分別通過與其連接的滾柱軸承把中間主動(dòng)齒輪組件固定在兩側(cè)殼體的隔板上，該中間主動(dòng)齒輪用于在選取分布式驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向中間從動(dòng)齒輪傳遞；所述兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件分別包括一根一端帶花鍵傳動(dòng)軸和與傳動(dòng)軸過盈配合的一級(jí)從動(dòng)齒輪以及二級(jí)主動(dòng)齒輪，傳動(dòng)軸一端用軸承支撐在殼體端蓋上，另一端的花鍵伸入到中間從動(dòng)齒輪組差速器的半軸齒輪內(nèi)花鍵槽內(nèi)，該組件用于將兩側(cè)從動(dòng)齒輪和中間從動(dòng)齒輪得到的動(dòng)力向兩側(cè)輸出軸齒輪組傳遞；所述中間從動(dòng)齒輪組件包括中間從動(dòng)齒輪、差速器殼體、差速器行星輪和行星輪架、差速器半軸齒輪和支撐在差速器殼體上的軸承，該組件用于將分布式驅(qū)動(dòng)模式下中間從動(dòng)齒輪獲得的動(dòng)力傳遞給兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件；所述兩側(cè)輸出軸齒輪組件分別包括帶內(nèi)花鍵的輸出軸、二級(jí)從動(dòng)齒輪以及用于將輸出軸分別支撐在左、右端蓋和殼體隔板上的滾柱軸承，該組件用于將傳動(dòng)系統(tǒng)降速增扭后獲得動(dòng)力最終傳遞給半軸和車輪。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:在兩套分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)總成中間安裝了一套由減速齒輪組和對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器組成的中央減速裝置，且中間減速器的速比大于兩側(cè)減速器的速比，這樣就增加了集中驅(qū)動(dòng)和變速功能。在采用集中式驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，接合套與中間主動(dòng)齒輪接合，動(dòng)力由電機(jī)經(jīng)中間主動(dòng)齒輪和差速器傳遞給兩側(cè)二級(jí)減速系統(tǒng)，并最終通過半軸傳遞給車輪，此時(shí)兩側(cè)一級(jí)減速齒輪組空轉(zhuǎn)；采用分布式驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，接合套與兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪接合，動(dòng)力由兩側(cè)電機(jī)分別經(jīng)兩側(cè)減速系統(tǒng)和半軸傳遞給車輪，此時(shí)中間減速齒輪組空轉(zhuǎn)，差速器等部件對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳遞的影響極小，基本可以忽略。該系統(tǒng)可以根據(jù)不同工況合理選取主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)并協(xié)調(diào)兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，可以有效降低整車對(duì)電機(jī)動(dòng)力性能的要求；在需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)防滑、制動(dòng)防抱死和高速穩(wěn)定性控制時(shí)，可以選擇分布式驅(qū)動(dòng)模式，解決集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)缺陷；可以實(shí)現(xiàn)主副電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)，避免了分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車一側(cè)電機(jī)出現(xiàn)意外故障導(dǎo)致的車輛難以正常行駛的弊端，更加靈活可靠。該系統(tǒng)在充分考慮電動(dòng)汽車各種行駛工況需求的基礎(chǔ)上，可以充分利用兩種純電驅(qū)動(dòng)模式的各自優(yōu)點(diǎn)，明顯改善車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛穩(wěn)定性和通過性，在結(jié)構(gòu)上具有明顯的優(yōu)越性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)和殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的殼體組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的內(nèi)部傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的中間主動(dòng)齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的接合套組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的輸入軸和兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的兩側(cè)輸出軸齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳動(dòng)總成的中間從動(dòng)齒輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]具體和實(shí)施方式
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0028]實(shí)施例一種車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)可參考附圖1-12,它包括:驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)總成、半軸組件、車輪組件以及其它電子控制系統(tǒng)附件；
[0029]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為兩臺(tái)結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)完全相同的交流異步電機(jī)，其分別固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)并與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸入軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力源；
[0030]所述驅(qū)動(dòng)半軸和車輪組件也固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)，分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸出軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力終端；
[0031]所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在傳動(dòng)總成的殼體上，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、殼體組件和內(nèi)部傳動(dòng)組件三部分，其用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式和擋位的自動(dòng)切換控制。
[0032]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小型直流無刷電機(jī)，可以進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)速控制，從而為變模換擋的精確控制創(chuàng)造條件。所述殼體組件包括上部端蓋、外圍殼體、下部底座和固定在殼體上的擋位傳感器，為傳動(dòng)組件提供支撐和位置參考；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括蝸桿、蝸輪齒扇、齒輪軸、齒扇、限位螺母和換擋軸，其將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行降速增扭后傳遞給傳動(dòng)總成的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0033]所述傳動(dòng)總成包括左端蓋、左側(cè)殼體、右側(cè)殼體、右端蓋、密封蓋和內(nèi)部傳動(dòng)組件；所述左、右端蓋上分別開有輸入軸和輸出軸孔以及進(jìn)行變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)桿件運(yùn)動(dòng)定位的限位孔，用于內(nèi)部傳動(dòng)組件定位；所述左、右側(cè)殼體內(nèi)部分別帶有隔板，為內(nèi)部齒輪組提供合理的支撐；所述密封蓋分別固定在左、右側(cè)端蓋的輸入軸和輸出軸位置，開有孔洞讓輸入軸和輸出軸進(jìn)出，內(nèi)側(cè)包裹密封墊圈防止?jié)櫥蜐B出；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、兩側(cè)輸入軸及軸承、兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪、兩側(cè)接合套、中間主動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件、中間從動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)輸出軸齒輪組件，用于分別把兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳遞車驅(qū)動(dòng)半軸和車輪。
[0034]所述兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別包括一個(gè)換擋桿和一個(gè)與其固結(jié)的換擋撥叉，用于帶動(dòng)接合套進(jìn)行變模換擋操作；所述接合套分別包括一個(gè)帶內(nèi)外花鍵的內(nèi)部花鍵轂和一個(gè)帶內(nèi)花鍵的外部套筒，用于分別與兩側(cè)主動(dòng)齒輪和中間主動(dòng)齒輪的換擋齒圈連接；所述兩側(cè)輸入軸分別開有與外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的內(nèi)花鍵、與接合套相連的外花鍵，各自一端通過滾柱軸承固定在左、右殼體端蓋上，另一端從左右側(cè)伸入中間主動(dòng)齒輪軸孔中并用滾針軸承支撐，分別通過滾針軸承支撐兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪，該輸入軸用于將動(dòng)力向后部傳動(dòng)組件傳遞；所述兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪分別帶有一體化加工的換擋齒圈，用于在選取集中驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向兩側(cè)一級(jí)從動(dòng)齒輪傳遞；所述中間主動(dòng)齒輪組件包括一個(gè)帶內(nèi)花鍵的主動(dòng)齒輪和兩側(cè)帶可伸入主動(dòng)齒輪的外花鍵的換擋齒圈，其兩側(cè)齒圈分別通過與其連接的滾柱軸承把中間主動(dòng)齒輪組件固定在兩側(cè)殼體的隔板上，該中間主動(dòng)齒輪用于在選取分布式驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向中間從動(dòng)齒輪傳遞；所述兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件分別包括一根一端帶花鍵傳動(dòng)軸和與傳動(dòng)軸過盈配合的一級(jí)從動(dòng)齒輪以及二級(jí)主動(dòng)齒輪，傳動(dòng)軸一端用軸承支撐在殼體端蓋上，另一端的花鍵伸入到中間從動(dòng)齒輪組差速器的半軸齒輪內(nèi)花鍵槽內(nèi)，該組件用于將兩側(cè)從動(dòng)齒輪和中間從動(dòng)齒輪得到的動(dòng)力向兩側(cè)輸出軸齒輪組傳遞；所述中間從動(dòng)齒輪組件包括中間從動(dòng)齒輪、差速器殼體、差速器行星輪和行星輪架、差速器半軸齒輪和支撐在差速器殼體上的軸承，該組件用于將分布式驅(qū)動(dòng)模式下中間從動(dòng)齒輪獲得的動(dòng)力傳遞給兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件；所述兩側(cè)輸出軸齒輪組件分別包括帶內(nèi)花鍵的輸出軸、二級(jí)從動(dòng)齒輪以及用于將輸出軸分別支撐在左、右端蓋和殼體隔板上的滾柱軸承，該組件用于將傳動(dòng)系統(tǒng)降速增扭后獲得動(dòng)力最終傳遞給半軸和車輪。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型附圖，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4、變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)總成6、半軸組件5和7、車輪組件I和8以及其它電子控制系統(tǒng)附件(圖中未示出)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4分別固定在傳動(dòng)總成6的兩側(cè)，分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸入軸組件605和609相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力源；所述半軸組件5和7、車輪組件I和8也固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)，分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸出軸組件607和611相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力終端；所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3固定在傳動(dòng)總成6的殼體62和63上，其用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式和擋位的自動(dòng)切換控制。
[0036]參見圖2所示，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)32為小型直流無刷電機(jī)，可以進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)速控制，從而為變模換擋的精確控制創(chuàng)造條件；所述殼體組件包括上部端蓋31、外圍殼體34、下部底座35和固定在殼體上的擋位傳感器33，為傳動(dòng)組件提供支撐和位置參考。
[0037]參見圖3所示,進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例,所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的內(nèi)部傳動(dòng)組件包括蝸輪齒扇301、蝸桿304、齒輪軸302、齒扇306、限位螺母305和換擋軸307，其將驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4的動(dòng)力進(jìn)行降速增扭后傳遞給傳動(dòng)總成6的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)601和603。[0038]參見圖4所示,進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述傳動(dòng)總成6包括左端蓋61、左側(cè)殼體62、右側(cè)殼體63、右端蓋64、密封蓋66和66(內(nèi)側(cè)兩個(gè)密封蓋被遮擋，未標(biāo)注)和內(nèi)部傳動(dòng)組件(被遮擋，未標(biāo)注);所述左、右端蓋上61和64上分別開有輸入軸6051和輸出軸6071 (內(nèi)側(cè)軸被遮擋，未標(biāo)注)的軸孔以及對(duì)如圖5和圖6所不的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)601和602的桿件6012和6031進(jìn)行運(yùn)動(dòng)定位的限位孔，用于內(nèi)部傳動(dòng)組件定位；所述左、右側(cè)殼體62和63的內(nèi)部分別帶有隔板，為內(nèi)部齒輪組提供合理的支撐；所述密封蓋65和66分別固定在左側(cè)端蓋61的輸入軸6051和輸出軸6071位置，開有孔洞讓輸入軸6051和輸出軸6071進(jìn)出，內(nèi)側(cè)包裹密封墊圈(被遮擋，未標(biāo)注)防止?jié)櫥蜐B出。
[0039]參見圖5所示,進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例,所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)601和603、兩側(cè)輸入軸和一級(jí)主動(dòng)齒輪組件605和609、接合套604和608、中間主動(dòng)齒輪組件602、兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件606和610、中間從動(dòng)齒輪組件612、兩側(cè)輸出軸齒輪組件607和611，用于分別把兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4的動(dòng)力傳遞車驅(qū)動(dòng)半軸組件5和7和車輪組件I和8。
[0040]見圖6至圖8所示，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述內(nèi)部傳動(dòng)組件的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)601和603分別包括換擋桿6012和6031，換擋撥叉6011和6032，每個(gè)換擋桿均通過螺釘(未標(biāo)注)與換擋撥叉固結(jié)，用于帶動(dòng)接合套604和608進(jìn)行變模換擋操作；所述中間主動(dòng)齒輪組件602包括一個(gè)帶內(nèi)花鍵的主動(dòng)齒輪6023和兩側(cè)帶可伸入主動(dòng)齒輪的外花鍵的換擋齒圈6021和6022，其兩側(cè)換擋齒圈6021和6022分別通過與其連接的滾柱軸承6022和6024把中間主動(dòng)齒輪組件602固定在兩側(cè)殼體62和63的隔板上，中間主動(dòng)齒輪6023用于在選取分布式驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向中間從動(dòng)齒輪組件612傳遞；所述接合套604和608分別包括一個(gè)帶內(nèi)外花鍵的內(nèi)部花鍵轂6041和一個(gè)帶內(nèi)花鍵的外部套筒6042，用于分別與兩側(cè)主動(dòng)齒輪組件605和609和中間主動(dòng)齒輪組件602的換擋齒圈6021和6025連接。
[0041]見圖9所示，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述輸入軸和兩側(cè)主動(dòng)齒輪組件605或609的輸入軸6051開有與外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)602或604相連的內(nèi)花鍵、與接合套604或608相連的外花鍵，一端通過滾柱軸承6052固定在左端蓋61或右端蓋64上，另一端從左側(cè)或右側(cè)伸入中間主動(dòng)齒輪組602的軸孔中并用滾針軸承6055支撐，通過滾針軸承6053支撐一級(jí)主動(dòng)齒輪6054,輸入軸6051用于將動(dòng)力向后部傳動(dòng)組件傳遞；所述一級(jí)主動(dòng)齒輪6053帶有一體化加工的換擋齒圈，用于在選取集中驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件606傳遞。
[0042]見圖10和圖12所示，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件606和610分別包括一根一端帶花鍵傳動(dòng)軸6064和與傳動(dòng)軸過盈配合的一級(jí)從動(dòng)齒輪6062以及二級(jí)主動(dòng)齒輪6063，傳動(dòng)軸一端用軸承6061支撐在殼體端蓋61或64上，另一端的花鍵伸入到中間從動(dòng)齒輪組差速器半軸齒輪6122和6127的內(nèi)花鍵槽內(nèi)，該組件用于將兩側(cè)從動(dòng)齒輪組件606和610以及中間從動(dòng)齒輪組件612得到的動(dòng)力向兩側(cè)輸出軸齒輪組607和6011傳遞;
[0043]見圖11所示，進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例，所述兩側(cè)輸出軸齒輪組件607和611分別包括帶內(nèi)花鍵的輸出軸6072、二級(jí)從動(dòng)齒輪6073以及用于將輸出軸6071分別支撐在左、右端蓋61、64和左、右殼體62、63的隔板上的滾柱軸承6071和6072，該組件用于將傳動(dòng)系統(tǒng)降速增扭后獲得動(dòng)力最終傳遞給半軸組件5和7、車輪組件I和8。
[0044]見圖12所示,進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例,所述中間從動(dòng)齒輪組件612包括中間從動(dòng)齒輪6125、差速器殼體6126、差速器行星輪6121和6124、行星輪架(未標(biāo)注)、差速器半軸齒輪6124和6127、支撐在差速器殼體上的軸承6123和6128，該組件用于將分布式驅(qū)動(dòng)模式下中間從動(dòng)齒輪6125獲得的動(dòng)力傳遞給兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件606和610。
[0045]采用所實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)車輛需要較高的加速和爬坡能力時(shí)，撥動(dòng)接合套64和68使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4的輸入軸與集中式驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪組件602結(jié)合，進(jìn)入主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)模式。此時(shí)，動(dòng)力由電機(jī)輸入軸經(jīng)中間主動(dòng)齒輪組件602和中間從動(dòng)齒輪組件612傳遞給兩側(cè)二級(jí)減速齒輪組件606和610，并最終通過兩側(cè)輸出軸齒輪組件607和611、半軸組件5和7傳遞給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪I和8。在該模式下，兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪6054空轉(zhuǎn)，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4可以根據(jù)整車動(dòng)力需求依據(jù)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)原則提供不同的驅(qū)動(dòng)力矩，即實(shí)現(xiàn)主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)。
[0046]當(dāng)車輛發(fā)生滑轉(zhuǎn)或需要高速行駛時(shí)，撥動(dòng)接合套64和68使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入軸6051分別與各自相鄰的兩側(cè)主動(dòng)齒輪6054接合，進(jìn)入分布式驅(qū)動(dòng)模式。此時(shí)，動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4分別經(jīng)兩側(cè)主動(dòng)齒輪組件605和609，傳遞給兩側(cè)二級(jí)減速齒輪組件606和610，并最終通過兩側(cè)輸出軸齒輪組件607和611、半軸組件5和7傳遞給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪I和8。該模式下，由于中間減速齒輪組612空轉(zhuǎn)，差速器殼體6126中的行星輪6121和6124可以隨著兩側(cè)半軸齒輪6124和6127轉(zhuǎn)速的不同而自由旋轉(zhuǎn)，基本喪失了對(duì)兩側(cè)半軸齒輪6124和6127的約束力，因此，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪I和8之間相互作用可以忽略不計(jì)。此時(shí)，可以通過分別調(diào)整兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和4的轉(zhuǎn)矩輸出實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)防滑和直接橫擺力矩控制，從而提高車輛的通過性和穩(wěn)定性。
[0047]另外，當(dāng)車輛需要低速或小負(fù)荷行駛時(shí)，可以通過比較兩種驅(qū)動(dòng)模式的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式的優(yōu)選和自動(dòng)切換，保證車輛在小負(fù)荷時(shí)的高效率運(yùn)行；當(dāng)一側(cè)電機(jī)故障時(shí)，不管原來車輛按哪種模式驅(qū)動(dòng)，在先有效避免失穩(wěn)的前提下采用主輔電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)模式。這樣可以讓正常工作的電機(jī)實(shí)現(xiàn)單電機(jī)集中式驅(qū)動(dòng)，使車輛恢復(fù)較高車速安全行駛的能力，提高單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)損壞時(shí)整車的安全性。
[0048]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
[0049]本實(shí)用新型的完成得益于下列項(xiàng)目資助:山東省自然科學(xué)基金(ZR2012EEL08);中國博士后科學(xué)基金(2013M530608);聊城大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金。
【權(quán)利要求】
1.一種車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，它包括:驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)總成、半軸組件、車輪組件以及其它電子控制系統(tǒng)附件； 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為兩臺(tái)結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)完全相同的交流異步電機(jī)，其分別固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)并與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸入軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力源； 所述驅(qū)動(dòng)半軸和車輪組件也固定在傳動(dòng)總成的兩側(cè)，分別與傳動(dòng)系統(tǒng)的兩側(cè)輸出軸相連，作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力終端； 所述變模換擋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在傳動(dòng)總成的殼體上，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、殼體組件和內(nèi)部傳動(dòng)組件三部分，其用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)模式和擋位的自動(dòng)切換控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為小型直流無刷電機(jī)，可以進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)速控制，從而為變模換擋的精確控制創(chuàng)造條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體組件包括上部端蓋、外圍殼體、下部底座和固定在殼體上的擋位傳感器，為傳動(dòng)組件提供支撐和位置參考；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括蝸桿、蝸輪齒扇、齒輪軸、齒扇、限位螺母和換擋軸，其將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行降速增扭后傳遞給傳動(dòng)總成的變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動(dòng)總成包括左端蓋、左側(cè)殼體、右側(cè)殼體、右端蓋、密封蓋和內(nèi)部傳動(dòng)組件；所述左、右端蓋上分別開有輸入軸和輸出軸孔以及進(jìn)行變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)桿件運(yùn)動(dòng)定位的限位孔，用于內(nèi)部傳動(dòng)組件定位；所述左、右側(cè)殼體內(nèi)部分別帶有隔板，為內(nèi)部齒輪組提供合理的支撐；所述密封蓋分別固定在左、右側(cè)端蓋的輸入軸和 輸出軸位置，開有孔洞讓輸入軸和輸出軸進(jìn)出，內(nèi)側(cè)包裹密封墊圈防止?jié)櫥蜐B出；所述內(nèi)部傳動(dòng)組件包括兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、兩側(cè)輸入軸及軸承、兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪、兩側(cè)接合套、中間主動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件、中間從動(dòng)齒輪組件、兩側(cè)輸出軸齒輪組件，用于分別把兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳遞車驅(qū)動(dòng)半軸和車輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車用雙模式純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述兩組變模換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別包括一個(gè)換擋桿和一個(gè)與其固結(jié)的換擋撥叉，用于帶動(dòng)接合套進(jìn)行變模換擋操作；所述接合套分別包括一個(gè)帶內(nèi)外花鍵的內(nèi)部花鍵轂和一個(gè)帶內(nèi)花鍵的外部套筒，用于分別與兩側(cè)主動(dòng)齒輪和中間主動(dòng)齒輪的換擋齒圈連接；所述兩側(cè)輸入軸分別開有與外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的內(nèi)花鍵、與接合套相連的外花鍵，各自一端通過滾柱軸承固定在左、右殼體端蓋上，另一端從左右側(cè)伸入中間主動(dòng)齒輪軸孔中并用滾針軸承支撐，分別通過滾針軸承支撐兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪，該輸入軸用于將動(dòng)力向后部傳動(dòng)組件傳遞；所述兩側(cè)一級(jí)主動(dòng)齒輪分別帶有一體化加工的換擋齒圈，用于在選取集中驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向兩側(cè)一級(jí)從動(dòng)齒輪傳遞；所述中間主動(dòng)齒輪組件包括一個(gè)帶內(nèi)花鍵的主動(dòng)齒輪和兩側(cè)帶可伸入主動(dòng)齒輪的外花鍵的換擋齒圈，其兩側(cè)齒圈分別通過與其連接的滾柱軸承把中間主動(dòng)齒輪組件固定在兩側(cè)殼體的隔板上，該中間主動(dòng)齒輪用于在選取分布式驅(qū)動(dòng)模式后將動(dòng)力向中間從動(dòng)齒輪傳遞；所述兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件分別包括一根一端帶花鍵傳動(dòng)軸和與傳動(dòng)軸過盈配合的一級(jí)從動(dòng)齒輪以及二級(jí)主動(dòng)齒輪，傳動(dòng)軸一端用軸承支撐在殼體端蓋上，另一端的花鍵伸入到中間從動(dòng)齒輪組差速器的半軸齒輪內(nèi)花鍵槽內(nèi)，該組件用于將兩側(cè)從動(dòng)齒輪和中間從動(dòng)齒輪得到的動(dòng)力向兩側(cè)輸出軸齒輪組傳遞；所述中間從動(dòng)齒輪組件包括中間從動(dòng)齒輪、差速器殼體、差速器行星輪和行星輪架、差速器半軸齒輪和支撐在差速器殼體上的軸承，該組件用于將分布式驅(qū)動(dòng)模式下中間從動(dòng)齒輪獲得的動(dòng)力傳遞給兩側(cè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪組件；所述兩側(cè)輸出軸齒輪組件分別包括帶內(nèi)花鍵的輸出軸、二級(jí)從動(dòng)齒輪以及用于將輸出軸分別支撐在左、右端蓋和殼體隔板上的滾柱軸承，該組件用于將傳動(dòng)系統(tǒng)降速增扭后獲得動(dòng)力最終傳遞給半軸 和車輪。
【文檔編號(hào)】B60W30/182GK203557951SQ201320781296
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張利鵬, 祁炳楠 申請(qǐng)人:聊城大學(xué)