本發(fā)明涉及AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

為了進(jìn)一步優(yōu)化整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，在純電動(dòng)車輛上搭載變速器裝置已經(jīng)逐漸成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。為此人們嘗試在電動(dòng)車上加裝AMT變速裝置。但是，現(xiàn)有的AMT裝置在換檔時(shí)必然會(huì)因離合器作用而產(chǎn)生動(dòng)力中斷；即便是純電動(dòng)車用無離合AMT裝置，在換檔時(shí)仍需驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行卸載即扭矩歸零處理，也無法避免動(dòng)力中斷。該技術(shù)缺陷會(huì)導(dǎo)致在換檔時(shí)產(chǎn)生頓挫感甚至是明顯的沖擊，極大地影響汽車行駛中的平順性和乘坐舒適性。同時(shí)，電傳動(dòng)路徑上驅(qū)動(dòng)扭矩歸零再加載還會(huì)產(chǎn)生較大的扭振故障，扭振具有極大的破壞性，輕者使作用在軸上的扭應(yīng)力發(fā)生變化，增加傳動(dòng)軸的疲勞損傷，降低傳動(dòng)系統(tǒng)的工作壽命，嚴(yán)重的扭振甚至?xí)?dǎo)致傳動(dòng)軸系的損壞或斷裂，直接影響到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。雖然現(xiàn)有的無明顯動(dòng)力中斷的變速裝置或其它變速結(jié)構(gòu)如DCT雙離合器自動(dòng)變速器、CVT無級(jí)變速器等在理論上可以消除動(dòng)力中斷的技術(shù)缺陷，但這類變速裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、維護(hù)保養(yǎng)難度大，無法最大限度地發(fā)揮純電動(dòng)車電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的固有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此該類變速裝置并不適合純電動(dòng)車的廣泛推廣應(yīng)用。

專利號(hào)為ZL201110181857.4的中國發(fā)明專利公開了一種換檔時(shí)動(dòng)力不中斷AMT電動(dòng)車傳動(dòng)系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ、換檔離合器、AMT變速器、單向離合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ通過單向離合器和AMT變速器的差速器組件連接，當(dāng)換檔離合器工作時(shí)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ輸入給AMT變速器的動(dòng)力中斷，整車TCU發(fā)出指令由驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ直接向AMT變速器的差速器組件提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)換檔過程中整車動(dòng)力不中斷。所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ、換擋離合器在AMT變速器箱體外，單向離合器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ集成在AMT變速器箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、整體性能好、易于制造和控制、可靠性高。該種AMT電動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的使用，大大提高了電動(dòng)車的整車性能，可以實(shí)現(xiàn)類似雙離合變速器的效果，但成本和控制復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙離合變速器，且對(duì)電機(jī)性能的要求比傳統(tǒng)單級(jí)減速的純電動(dòng)車低，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。雖然該發(fā)明在AMT電動(dòng)車傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ和驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ，但該技術(shù)方案實(shí)質(zhì)上仍為AMT變速器的單電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ只是在在換擋過程中為了彌補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ不工作時(shí)即處于動(dòng)力中斷時(shí)作為一種驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償接入AMT電動(dòng)車傳動(dòng)系統(tǒng)中，因此所述兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)在交替啟動(dòng)時(shí)仍不可避免地會(huì)存在動(dòng)力中斷，該技術(shù)缺陷會(huì)導(dǎo)致在換檔時(shí)產(chǎn)生頓挫感甚至是明顯的沖擊，極大地影響汽車行駛中的平順性和乘坐舒適性。此外，該技術(shù)方案用于彌補(bǔ)動(dòng)力中斷的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ，在絕大多數(shù)時(shí)間屬于閑置狀態(tài)，是一種功率資源浪費(fèi)，通常實(shí)際換擋時(shí)間不會(huì)超過2秒，只是為了實(shí)現(xiàn)在2秒內(nèi)無明顯動(dòng)力中斷的技術(shù)效果就額外配備體積龐大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ，不具備實(shí)用性。

專利號(hào)為ZL201020612841.5的中國實(shí)用新型專利公開了一種無動(dòng)力中斷的AMT變速器，包括AMT變速器、動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)、電機(jī)控制器，電機(jī)控制器的輸入端與AMT變速器的電控單元輸出端相連接，輸出端與動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)相連；動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)與AMT變速器的輸出軸連接配合。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，可有效的解決AMT在換擋過程中的動(dòng)力中斷問題，更好的提高汽車的舒適性、操控性，有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。雖然該實(shí)用新型設(shè)置有動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)3，但其屬于額外“動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)”，即動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)3和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間不存在耦合關(guān)系，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)換擋停止工作時(shí)，動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)3才開始工作；而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始工作時(shí)，動(dòng)力補(bǔ)償電機(jī)3則處于空轉(zhuǎn)即不工作狀態(tài)，因此這一技術(shù)方案不僅存在功率浪費(fèi)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的比功率大大減小的技術(shù)缺陷，而且其實(shí)質(zhì)上仍為AMT變速器單電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此依然無法避免現(xiàn)有AMT變速器的動(dòng)力中斷缺陷，該技術(shù)缺陷會(huì)導(dǎo)致在換檔時(shí)產(chǎn)生頓挫感甚至是明顯的沖擊，極大地影響汽車行駛中的平順性和乘坐舒適性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有無動(dòng)力中斷的AMT變速器存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種布置緊湊、功能集成度高、可靠性好的純電動(dòng)車用無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

一種無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械式自動(dòng)變速器和動(dòng)力電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與機(jī)械式自動(dòng)變速器的輸入端相連接，所述動(dòng)力電機(jī)與機(jī)械式自動(dòng)變速器的輸出端相連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械式自動(dòng)變速器和動(dòng)力電機(jī)呈串聯(lián)同軸布置并形成雙電機(jī)同軸耦合結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸，所述機(jī)械式自動(dòng)變速器包括AMT輸入軸，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與AMT輸入軸之間通過第一聯(lián)軸器相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述動(dòng)力電機(jī)包括動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)子和動(dòng)力電機(jī)輸入軸，所述機(jī)械式自動(dòng)變速器包括AMT輸出軸，所述AMT輸出軸與動(dòng)力電機(jī)輸入軸之間通過第二聯(lián)軸器相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述動(dòng)力電機(jī)包括動(dòng)力電機(jī)輸出軸，所述動(dòng)力電機(jī)輸出軸上裝有動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括傳動(dòng)控制單元，所述動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器與傳動(dòng)控制單元相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括整車控制單元，所述整車控制單元與傳動(dòng)控制單元相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括主減速器，所述主減速器與動(dòng)力電機(jī)之間通過傳動(dòng)軸相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括動(dòng)力電機(jī)控制單元，所述動(dòng)力電機(jī)控制單元與動(dòng)力電機(jī)相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括動(dòng)力電池組，所述動(dòng)力電池組分別與所述整車控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元和動(dòng)力電機(jī)控制單元相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第一聯(lián)軸器采用花鍵聯(lián)軸器。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第二聯(lián)軸器采用花鍵聯(lián)軸器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本發(fā)明能夠良好地消除AMT變速器在換檔過程中的動(dòng)力中斷現(xiàn)象，從而提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性，并進(jìn)一步消除因傳動(dòng)軸上扭矩歸零再加載所產(chǎn)生的扭振危害，大幅提高AMT傳動(dòng)系統(tǒng)的工作壽命。本發(fā)明的雙電機(jī)AMT同軸耦合驅(qū)動(dòng)模式，解除了單電機(jī)在功率、扭矩方面的限制；與現(xiàn)有同等功率和扭矩的電驅(qū)動(dòng)裝置相比，本申請(qǐng)的生產(chǎn)成本大為降低；同時(shí)，雙電機(jī)AMT同軸耦合驅(qū)動(dòng)也提高了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、AMT變速裝置以及動(dòng)力電機(jī)這三者的自由組合可以使得電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外特性（扭矩、轉(zhuǎn)速）范圍得到極大的擴(kuò)展，可以在保證車輛動(dòng)力性的前提下，使得所述兩個(gè)電機(jī)均工作在高效區(qū)，從而進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)，本發(fā)明的適用性也大幅改善和提高。本發(fā)明中的雙電機(jī)同軸配置方案可以分別單獨(dú)進(jìn)行制動(dòng)能量回饋，并能進(jìn)行制動(dòng)扭矩分配，根據(jù)各電機(jī)特性進(jìn)行最大程度能量回收。本發(fā)明的動(dòng)力電機(jī)在啟動(dòng)后始終處于工作狀態(tài)，功率密度較高，且動(dòng)力電機(jī)的引入也減小了原單臺(tái)電機(jī)的體積和質(zhì)量，因此，本發(fā)明在一定程度上并未過多增加車輛的總體質(zhì)量或者過多占用布置空間，基本消除了現(xiàn)有的AMT變速器在換擋時(shí)的動(dòng)力中斷現(xiàn)象并大幅優(yōu)化了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外特性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊，易于實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的主要結(jié)構(gòu)部件之間互相串聯(lián)，具有扭矩互補(bǔ)、可靠性高和容錯(cuò)性強(qiáng)的技術(shù)特點(diǎn)。整體結(jié)構(gòu)易于維護(hù)，具有良好的適用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的圖1所示實(shí)施例中的雙電機(jī)同軸耦合結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1驅(qū)動(dòng)電機(jī)（TM1）；2機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）；3動(dòng)力電機(jī)（TM2）；4動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器；5傳動(dòng)軸；6主減速器；7動(dòng)力電機(jī)控制單元；8傳動(dòng)控制單元；9整車控制單元；10動(dòng)力電池組；11驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元；12驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子；13驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸；14第一聯(lián)軸器；15AMT輸入軸；16AMT輸出軸；17第二聯(lián)軸器；18動(dòng)力電機(jī)輸入軸；19動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)子；20動(dòng)力電機(jī)輸出軸。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例僅為一優(yōu)選技術(shù)方案，其中所涉及的各個(gè)零部件組成以及連接關(guān)系并不限于該實(shí)施例所描述的以下這一種實(shí)施方案，該優(yōu)選方案中的各個(gè)零部件的設(shè)置以及連接關(guān)系可以進(jìn)行任意的排列組合形成完整的技術(shù)方案。

本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有AMT電傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將現(xiàn)有單電機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電機(jī)動(dòng)力耦合輸出結(jié)構(gòu)，所述雙電機(jī)峰值功率之和近似等于相應(yīng)單電機(jī)峰值功率，雙電機(jī)峰值扭矩之和近似等于相應(yīng)單電機(jī)峰值扭，該動(dòng)力耦合結(jié)構(gòu)即為扭矩耦合結(jié)構(gòu)。所述雙電機(jī)分別定義為驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和動(dòng)力電機(jī)3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的動(dòng)力接入機(jī)械式自動(dòng)變速器2，經(jīng)過變速后將動(dòng)力接入動(dòng)力電機(jī)3，隨后將動(dòng)力輸出給主減速器6。在AMT進(jìn)行換檔時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1卸載（扭矩歸零）時(shí)，動(dòng)力電機(jī)3能夠繼續(xù)提供扭矩，從而基本消除了現(xiàn)有技術(shù)中存在的動(dòng)力中斷缺陷。

本發(fā)明優(yōu)選方案如圖1、2所示，一種無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、機(jī)械式自動(dòng)變速器2和動(dòng)力電機(jī)3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1與機(jī)械式自動(dòng)變速器2的輸入端相連接，動(dòng)力電機(jī)3與機(jī)械式自動(dòng)變速器2的輸出端相連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、機(jī)械式自動(dòng)變速器2和動(dòng)力電機(jī)3呈串聯(lián)同軸布置并形成雙電機(jī)同軸耦合結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子12和驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸13，機(jī)械式自動(dòng)變速器2包括AMT輸入軸15，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸13與AMT輸入軸15之間通過第一聯(lián)軸器14相連接。動(dòng)力電機(jī)3包括動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)子19和動(dòng)力電機(jī)輸入軸18，機(jī)械式自動(dòng)變速器2包括AMT輸出軸16，AMT輸出軸16與動(dòng)力電機(jī)輸入軸18之間通過第二聯(lián)軸器17相連接。動(dòng)力電機(jī)3包括動(dòng)力電機(jī)輸出軸20，動(dòng)力電機(jī)輸出軸20上裝有動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器4。包括傳動(dòng)控制單元8，動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器4與傳動(dòng)控制單元8相連接。包括整車控制單元9，整車控制單元9與傳動(dòng)控制單元8相連接。包括主減速器6，主減速器6與動(dòng)力電機(jī)3之間通過傳動(dòng)軸5相連接。包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元11，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元11與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1相連接。包括動(dòng)力電機(jī)控制單元7，動(dòng)力電機(jī)控制單元7與動(dòng)力電機(jī)3相連接。包括動(dòng)力電池組10，動(dòng)力電池組10分別與整車控制單元9、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元11和動(dòng)力電機(jī)控制單元7相連接。第一聯(lián)軸器14、第二聯(lián)軸器17采用花鍵聯(lián)軸器。本發(fā)明的目的是提供一種布置緊湊，功能集成度高，可靠性好的純電動(dòng)車用無動(dòng)力中斷AMT電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明主要涉及驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、動(dòng)力電機(jī)3和機(jī)械式自動(dòng)變速器2，其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子12為第一動(dòng)力源，該動(dòng)力經(jīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸13傳出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸13通過第一聯(lián)軸器14與機(jī)械式自動(dòng)變速器2的AMT輸入軸15相連，該動(dòng)力經(jīng)過減速增扭后經(jīng)AMT輸出軸16傳出，AMT輸出軸16通過第二聯(lián)軸器17與動(dòng)力電機(jī)輸入軸18相連，動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)子19為第二動(dòng)力源，該動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力電機(jī)輸入軸18傳入動(dòng)力耦合后，經(jīng)動(dòng)力電機(jī)輸出軸20傳遞給主減速器6。

本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、機(jī)械式自動(dòng)變速器2和動(dòng)力電機(jī)3之間串聯(lián)布置，以AMT當(dāng)前檔位變速比為i進(jìn)行描述，動(dòng)力電機(jī)輸出軸20上產(chǎn)生扭矩T_o、轉(zhuǎn)速n_o，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子12上產(chǎn)生扭矩T₁、轉(zhuǎn)速n₁，動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)子19上產(chǎn)生扭矩T₂、轉(zhuǎn)速n₂，AMT輸出軸16上產(chǎn)生扭矩T_A、轉(zhuǎn)速n_A之間滿足如下關(guān)系：

T_o=T_A+T₂=iT₁+ T₂

n_o = n₂ = n_A= n₁/i

當(dāng)機(jī)械式自動(dòng)變速器2進(jìn)行換擋時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)1卸載（扭矩歸零），此時(shí)雖然AMT輸出軸16上無扭矩輸出，但動(dòng)力電機(jī)3仍有扭矩輸出，使接入主減速器6的動(dòng)力電機(jī)輸出軸20上仍有扭矩，因此可以有效地消除換擋過程中的動(dòng)力中斷。

本發(fā)明通過動(dòng)力電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器4采集相應(yīng)位置處的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元11，同時(shí)結(jié)合當(dāng)前機(jī)械式自動(dòng)變速器2的檔位信息，綜合判斷所需各電機(jī)提供的扭矩，將控制命令發(fā)送給各電機(jī)控制單元，完成扭矩分配與調(diào)速功能。