一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥的制作方法

1.本发明涉及一种电驱动桥，尤其涉及一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥。


背景技术：

2.现有的纯电动车辆通常使用单电机单级减速驱动系统或双电机单级减速驱动系统，这种单级电驱动系统由于是单档减速箱，齿轮速比固定，如果需要提高动力性，则需要增加速比；如果需要提高最高车速，则需要减小速比。难以做到兼顾动力性能和速度性能。也有两档amt原理的电驱动桥，虽然兼顾了动力性能和速度性能，但是因为有动力中断，导致换档平顺性能较差，影响车辆的驾驶性。
3.因此，有必要提供一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥兼顾动力性能、速度性能和换档的平顺性能，同时满足紧凑空间的布置需求。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，解决现有的纯电动驱动桥难以兼顾动力性能、速度性能和换档时的平顺性能的问题。
5.本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，包括第一半轴、第二半轴、中间轴、主驱动电机、辅助驱动电机和差速器，所述主驱动电机的输出轴上设置有与其固定联接的一档主动齿轮和二档主动齿轮；所述中间轴上设置有与所述一档主动齿轮和所述二档主动齿轮一一对应啮合的一档从动齿轮和二档从动齿轮，所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮之间设置有同步器；所述辅助驱动电机的输出轴上设置有与其固定联接的辅助主动齿轮；所述中间轴上设置有与所述辅助主动齿轮对应啮合的辅助从动齿轮；所述中间轴上还设置有主减主动齿轮，所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合，所述差速器与所述主减从动齿轮通过差速器壳体连接，所述差速器的两端分别通过所述第一半轴和所述第二半轴与车轮连接。
6.进一步地，所述一档主动齿轮和所述二档主动齿轮均与所述主驱动电机的输出轴同轴设置；所述辅助主动齿轮与所述辅助驱动电机的输出轴同轴设置；所述主驱动电机的输出轴和所述辅助驱动电机的输出轴与所述第一半轴和所述第二半轴的中心轴线重合。
7.进一步地，所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮均空套于所述中间轴上，所述同步器固定于所述中间轴上，所述同步器向所述一档从动齿轮移动并与所述一档从动齿轮啮合时，所述一档从动齿轮与所述中间轴同步；所述同步器向所述二档从动齿轮移动并与所述二档从动齿轮啮合时，所述二档从动齿轮与所述中间轴同步。
8.进一步地，所述主减主动齿轮固定于所述中间轴，所述主减从动齿轮与所述差速器壳体固定联接。
9.进一步地，所述辅助从动齿轮固定于所述中间轴。
10.进一步地，包括多种驱动模式和多种制动能量回收模式，所述驱动模式包括双电机驱动模式、辅助电机驱动模式和主电机驱动模式；所述制动能量回收模式包括双电机制动能量回收模式和辅助电机制动能量回收模式。
11.进一步地，所述双电机驱动模式包括双电机驱动主电机一档模式和双电机驱动主电机二档模式；所述辅助驱动电机与所述主驱动电机均处于驱动状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处于所述双电机驱动主电机一档模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述双电机驱动主电机二档模式。
12.进一步地，所述辅助电机驱动模式包括辅助电机单档驱动模式；所述辅助驱动电机处于驱动状态且所述主驱动电机处于空置状态，所述同步器与所述一档从动齿轮以及所述二档从动齿轮均脱开时，处于辅助电机单档驱动模式。
13.进一步地，所述主电机驱动模式包括主电机一档驱动模式和主电机二档驱动模式；所述主驱动电机处于驱动状态且所述辅助驱动电机处于空转状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处于所述主电机一档驱动模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述主电机二档驱动模式。
14.进一步地，所述双电机制动能量回收模式包括双电机制动能量回收主电机一档模式和双电机制动能量回收主电机二档模式；所述辅助驱动电机与所述主驱动电机均处于制动能量回收状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处于所述双电机制动能量回收主电机一档模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述双电机制动能量回收主电机二档模式；所述辅助驱动电机处于制动能量回收状态且所述主驱动电机处于空置状态，所述同步器与所述一档从动齿轮以及所述二档从动齿轮均脱开时，处于所述辅助电机制动能量回收模式。
15.本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，通过主驱动电机与同步器的配合实现两档换档，同时与辅助驱动电机组合，实现不同动力源不同工作模式的自由组合，更好地满足了车辆动力性和经济性的需求；两个电机的组合，很好地解决了车辆换档过程中的动力中断问题；同时，同步器的巧妙利用，很好地将一个电机能量回收时另一个电机的反电动势的影响消除，续航以及制动能量的回收得到了大幅度的提升；电机输出轴与半轴的同轴式设计，使驱动系统结构紧凑，降低成本的同时也能够更好的满足车辆的布置需求。
附图说明
16.图1为本发明实施例的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥的原理图。
17.图中：
18.1、车轮；2、主驱动电机；3、一档从动齿轮；4、同步器；5、二档从动齿轮；6、主减主动齿轮；7、辅助从动齿轮；8、中间轴；9、第二半轴；10、辅助驱动电机；11、辅助主动齿轮；12、差速器；13、主减从动齿轮；14、二档主动齿轮；15、一档主动齿轮；16、第一半轴。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
20.图1为本发明实施例的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥的原理图。
21.请参见图1，本发明实施例的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，包括第一半轴16、第二半轴9、中间轴8、主驱动电机2、辅助驱动电机10和差速器12，主驱动电机2的输出轴上设置有与其固定联接的一档主动齿轮15和二档主动齿轮14；中间轴8上设置有与一档主动齿轮15和二档主动齿轮14一一对应啮合的一档从动齿轮3和二档从动齿轮5，一档从动齿轮3和二档从动齿轮5之间设置有同步器4；
22.辅助驱动电机10的输出轴上设置有与其固定联接的辅助主动齿轮11；中间轴8上设置有与辅助主动齿轮11对应啮合的辅助从动齿轮7；
23.中间轴8上还设置有主减主动齿轮6，主减主动齿轮6与主减从动齿轮13啮合，差速器12与主减从动齿轮13通过差速器壳体连接，差速器12的两端分别通过第一半轴16和第二半轴9与车轮1连接。
24.具体地，一档从动齿轮3和二档从动齿轮5均空套于中间轴8上，同步器4固定于中间轴8上，同步器4向一档从动齿轮3移动并与一档从动齿轮3啮合时，一档从动齿轮3与中间轴8同步；同步器4向二档从动齿轮5移动并与二档从动齿轮5啮合时，二档从动齿轮5与中间轴8同步。
25.具体地，主减主动齿轮6固定于中间轴8，主减从动齿轮13固定安装于差速器12壳体上。辅助从动齿轮7固定于中间轴8。
26.优选地，一档主动齿轮15和二档主动齿轮14均与主驱动电机2的输出轴同轴设置；主驱动电机2的输出轴和辅助驱动电机10的输出轴与第一半轴16和第二半轴9的中心轴线重合。
27.本发明提供的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，在实际使用时，工作模式包括：驱动模式和制动能量回收模式；驱动模式包括主电机驱动模式、辅助电机驱动模式和双电机驱动模式，工作模式与零部件状态如下表1所示：
28.表1工作模式与零部件状态表
[0029][0030][0031]
双电机驱动模式：辅助驱动电机10与主驱动电机2均处于驱动状态，包括：双电机驱动主电机一档模式和双电机驱动主电机二档模式；
[0032]
双电机驱动主电机一档模式：同步器4与一档从动齿轮3啮合，一档从动齿轮3与中间轴8同步转动，主驱动电机2的动力依次经一档主动齿轮15、一档从动齿轮3输出到中间轴8；辅助驱动电机10的动力依次经辅助主动齿轮11、辅助从动齿轮7输出到中间轴8；主驱动电机2和辅助驱动电机10的动力在中间轴8叠加后依次经过主减主动齿轮6、主减从动齿轮13和差速器12传递到第一半轴16和第二半轴9，以驱动车轮1转动。
[0033]
双电机驱动主电机二档模式：同步器4与二档从动齿轮5啮合，二档从动齿轮5与中间轴8同步转动，主驱动电机2的动力依次经二档主动齿轮14、二档从动齿轮5输出到中间轴8；辅助驱动电机10的动力依次经辅助主动齿轮11、辅助从动齿轮7输出到中间轴8；主驱动电机2和辅助驱动电机10的动力在中间轴8叠加后依次经过主减主动齿轮6、主减从动齿轮13和差速器12传递到第一半轴16和第二半轴9，以驱动车轮1转动。
[0034]
辅助电机驱动模式：辅助驱动电机10处于驱动状态且主驱动电机2处于空置状态；包括：
[0035]
辅助电机单档驱动模式：同步器4与一档从动齿轮3和二档从动齿轮5均脱开，辅助驱动电机10的动力依次经辅助主动齿轮11、辅助从动齿轮7、中间轴8、主减主动齿轮6、主减从动齿轮13和差速器12传递到第一半轴16和第二半轴9，以驱动车轮1转动。
[0036]
主电机驱动模式：主驱动电机2处于驱动状态且辅助驱动电机10处于空转状态，包括：
[0037]
主电机一档驱动模式：同步器4与一档从动齿轮3啮合，一档从动齿轮3与中间轴8
同步转动，主驱动电机2的动力依次经一档主动齿轮15、一档从动齿轮3、中间轴8、主减主动齿轮6、主减从动齿轮13和差速器12传递到第一半轴16和第二半轴9，以驱动车轮1转动。
[0038]
主电机二档驱动模式：同步器4与二档从动齿轮5啮合，二档从动齿轮5与中间轴8同步转动，主驱动电机2的动力依次经二档主动齿轮14、二档从动齿轮5、中间轴8、主减主动齿轮6、主减从动齿轮13和差速器12传递到第一半轴16和第二半轴9，以驱动车轮1转动。
[0039]
车辆驱动时，在车辆低功率需求的情况下，采用辅助电机单档驱动模式，仅辅助驱动电机10工作；较高功率需求的情况下，双电机驱动模式，采用辅助驱动电机10和主驱动电机2同时工作，这样通过不同动力源和档位的组合，可以实现不同的动力输出，满足车辆不同的扭矩需求。同时，主驱动电机2的动力在换档过程中中断，辅助驱动电机10照常可以对车辆输出动力，这样就很好地避免了动力中断带来的不适感受。仅主电机一档驱动模式与主电机二档驱动模式，而辅助驱动电机10不参与驱动，由于换档过程会导致动力中断，因此为非常用模式。
[0040]
双电机制动能量回收模式：辅助驱动电机10与主驱动电机2均处于制动能量回收状态，包括：
[0041]
双电机制动能量回收主电机一档模式：同步器4与一档从动齿轮3啮合，一档从动齿轮3与中间轴8同步转动，主驱动电机2和辅助驱动电机10动力传递方式与双电机驱动主电机一档模式完全相同，仅动力的传递方向与双电机驱动主电机一档模式相反。
[0042]
双电机制动能量回收主电机二档模式：同步器4与二档从动齿轮5啮合，二档从动齿轮5与中间轴8同步转动，主驱动电机2和辅助驱动电机10动力传递方式与双电机驱动主电机二档模式完全相同，仅动力的传递方向与双电机驱动主电机二档模式相反。
[0043]
辅助电机制动能量回收模式：辅助驱动电机10处于制动能量回收状态且主驱动电机2处于空置状态，同步器4与一档从动齿轮3以及二档从动齿轮5均脱开；辅助驱动电机10动力传递方式与辅助电机单档驱动模式完全相同，仅动力的传递方向与辅助电机单档驱动模式相反。
[0044]
车辆制动能量回收时，处于减速状态，此时可采用辅助电机制动能量回收模式，通过辅助驱动电机10进行制动能量回收。辅助驱动电机10进行能量回收时，将同步器4置于中间位置，这样可以很好的避免主驱动电机2的拖拽扭矩带来的能量损失。也可以根据制动能量回收的实际需求，使主驱动电机2也参与到制动能量回收中，并通过档位的变化来调节主驱动电机2的能量回收强度。
[0045]
综上所述，本发明实施例的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，通过主驱动电机2与同步器4的配合实现两档换档，同时与辅助驱动电机10组合，实现不同动力源不同工作模式的自由组合，更好地满足了车辆动力性和经济性的需求；两个电机的组合，很好地解决了车辆换档过程中的动力中断问题；同时，同步器4的巧妙利用，很好地将一个电机能量回收时另一个电机的反电动势的影响消除，续航以及制动能量的回收得到了大幅度的提升；电机输出轴与半轴的同轴式设计，使驱动系统结构紧凑，降低成本的同时也能够更好的满足车辆的布置需求。
[0046]
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，作些许的修改和完善，仍然在本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

技术特征：
1.一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，包括第一半轴、第二半轴、中间轴、主驱动电机、辅助驱动电机和差速器，所述主驱动电机的输出轴上设置有与其固定联接一档主动齿轮和二档主动齿轮；所述中间轴上设置有与所述一档主动齿轮和所述二档主动齿轮一一对应啮合的一档从动齿轮和二档从动齿轮，所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮之间设置有同步器；所述辅助驱动电机的输出轴上设置有与其固定联接辅助主动齿轮；所述中间轴上设置有与所述辅助主动齿轮对应啮合的辅助从动齿轮；所述中间轴上还设置有主减主动齿轮，所述主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合，所述差速器与所述主减从动齿轮通过差速器壳体连接，所述差速器的两端分别通过所述第一半轴和所述第二半轴与车轮连接。2.如权利要求1所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于所述一档主动齿轮和所述二档主动齿轮均与所述主驱动电机的输出轴同轴设置；所述辅助主动齿轮与所述辅助驱动电机的输出轴同轴设置；所述主驱动电机的输出轴和所述辅助驱动电机的输出轴与所述第一半轴和所述第二半轴的中心轴线重合。3.如权利要求1所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述一档从动齿轮和所述二档从动齿轮均空套于所述中间轴上，所述同步器固定于所述中间轴上，所述同步器向所述一档从动齿轮移动并与所述一档从动齿轮啮合时，所述一档从动齿轮与所述中间轴同步；所述同步器向所述二档从动齿轮移动并与所述二档从动齿轮啮合时，所述二档从动齿轮与所述中间轴同步。4.如权利要求1所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述主减主动齿轮固定于所述中间轴，所述主减从动齿轮与所述差速器壳体固定联接。5.如权利要求1所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述辅助从动齿轮固定于所述中间轴。6.如权利要求1所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，包括多种驱动模式和多种制动能量回收模式，所述驱动模式包括双电机驱动模式、辅助电机驱动模式和主电机驱动模式；所述制动能量回收模式包括双电机制动能量回收模式和辅助电机制动能量回收模式。7.如权利要求6所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述双电机驱动模式包括双电机驱动主电机一档模式和双电机驱动主电机二档模式；所述辅助驱动电机与所述主驱动电机均处于驱动状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处于所述双电机驱动主电机一档模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述双电机驱动主电机二档模式。8.如权利要求6所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述辅助电机驱动模式包括辅助电机单档驱动模式；所述辅助驱动电机处于驱动状态且所述主驱动电机处于空置状态，所述同步器与所述一档从动齿轮以及所述二档从动齿轮均脱开时，处于辅助电机单档驱动模式。9.如权利要求6所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述主电机驱动模式包括主电机一档驱动模式和主电机二档驱动模式；所述主驱动电机处于驱动状态且所述辅助驱动电机处于空转状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处
于所述主电机一档驱动模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述主电机二档驱动模式。10.如权利要求6所述的基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，其特征在于，所述双电机制动能量回收模式包括双电机制动能量回收主电机一档模式和双电机制动能量回收主电机二档模式；所述辅助驱动电机与所述主驱动电机均处于制动能量回收状态，所述同步器与所述一档从动齿轮啮合时，处于所述双电机制动能量回收主电机一档模式，所述同步器与所述二档从动齿轮啮合时，处于所述双电机制动能量回收主电机二档模式；所述辅助驱动电机处于制动能量回收状态且所述主驱动电机处于空置状态，所述同步器与所述一档从动齿轮以及所述二档从动齿轮均脱开时，处于所述辅助电机制动能量回收模式。

技术总结
本发明公开了一种基于同步器控制的同轴式双电机两档电驱动桥，包括第一半轴、第二半轴、中间轴、主驱动电机、辅助驱动电机和差速器，主驱动电机的输出轴上固定联接有一档主动齿轮和二档主动齿轮；中间轴上设置有与一档主动齿轮和二档主动齿轮对应啮合的一档从动齿轮和二档从动齿轮，一档从动齿轮和二档从动齿轮之间设置有同步器；辅助驱动电机的输出轴上固定联接有辅助主动齿轮；中间轴上设置有与辅助主动齿轮对应啮合的辅助从动齿轮；中间轴上还设置有主减主动齿轮，主减主动齿轮与主减从动齿轮啮合，差速器壳体与主减从动齿轮连接，差速器的两端通过第一半轴和第二半轴与车轮连接。本发明兼顾动力性能、速度性能和换档的平顺性能。平顺性能。平顺性能。


技术研发人员：郜可峰 布巴卡赞德 宋勇 廖阳军
受保护的技术使用者：上海瑞迪汽车科技有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/1