本發(fā)明涉及電動(dòng)客車的動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)，特別是涉及一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置。

背景技術(shù)：

目前汽車排放已成為環(huán)境污染的主要因素之一，為保護(hù)環(huán)境，減少汽車排放，發(fā)展純電動(dòng)客車已成為解決環(huán)保問題的重要手段之一。純電動(dòng)客車由于驅(qū)動(dòng)功率和扭矩要求大，有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)表現(xiàn)形式，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)相比于單電機(jī)驅(qū)動(dòng)而言，每個(gè)電機(jī)的功率和扭矩需求較低，更容易做到高速輕載運(yùn)行，系統(tǒng)的效率相比會(huì)更高，成本也會(huì)更低；但是現(xiàn)有的雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在著諸多弊端，如申請(qǐng)?zhí)枮?01210024534.9的中國(guó)專利文件公開了一種電動(dòng)汽車及其雙電機(jī)耦合變速裝置和該裝置的控制系統(tǒng)，所公布的技術(shù)方案存在著低速時(shí)雙電機(jī)承受大轉(zhuǎn)矩輸出影響電機(jī)壽命、高速時(shí)雙電機(jī)轉(zhuǎn)速耦合實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速輸出產(chǎn)生巨大噪音、轉(zhuǎn)速耦合模式下兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配不合理而產(chǎn)生振動(dòng)的問題；又如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410348074.4的中國(guó)專利文件公開了一種新能源汽車雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該方案中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用無級(jí)變速，雖然在一定程度上減弱了振動(dòng)現(xiàn)象，但在動(dòng)力需求比較大的情況下，如需要爬坡及加速時(shí)不能提供足夠的動(dòng)力，其次，該方案在輸出功率需求低時(shí)采用單電機(jī)工作使得兩個(gè)電機(jī)的損耗程度不同步而使得維護(hù)效率低，再次，在雙電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的工況下沒有進(jìn)行減噪設(shè)計(jì)而產(chǎn)生很大噪音。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決電動(dòng)客車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上述問題，提出了一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置，該技術(shù)方案在保證動(dòng)力輸出的同時(shí)有效降低高速傳動(dòng)所帶來的噪音及減弱振動(dòng)現(xiàn)象，通過技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低變速箱所承載的扭矩，延長(zhǎng)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命，提升傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置，包括變速箱和動(dòng)力輸入裝置，其中所述變速箱包含有變速箱副箱和變速箱主箱，所述變速箱副箱包含有變速箱輸入軸、副箱減速齒輪副和主副箱連接軸，所述變速箱主箱包含有主箱傳動(dòng)齒輪副、一檔齒輪副、二檔齒輪副、接合套、輸出軸和兩根中間軸，所述變速箱副箱、所述變速箱主箱通過所述主副箱連接軸連接，所述變速箱輸入軸連接兩邊的副箱輸入齒輪，所述主箱傳動(dòng)齒輪副、所述一檔齒輪副和所述二檔齒輪副均相對(duì)于所述輸出軸所在直線對(duì)稱設(shè)計(jì)且由兩邊的所述中間軸串連，所述一檔齒輪副、所述二檔齒輪副空套在所述輸出軸上，所述接合套通過花鍵安裝在所述輸出軸上，所述動(dòng)力輸入裝置包含有相對(duì)于所述主副箱連接軸所在直線對(duì)稱布置的電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸與所述變速箱輸入軸連接。

所述電機(jī)的輸出軸連接所述變速箱輸入軸將動(dòng)力傳至所述副箱減速齒輪副，再通過所述主副箱連接軸傳遞至所述變速箱主箱中的所述主箱傳動(dòng)齒輪副，再由所述主箱傳動(dòng)齒輪副經(jīng)所述中間軸傳遞至所述一檔齒輪副或所述二檔齒輪副，最后當(dāng)所述接合套與所述一檔齒輪副或者所述二檔齒輪副耦合時(shí)，動(dòng)力就能通過所述輸出軸輸出。所述動(dòng)力輸入裝置采用對(duì)稱設(shè)計(jì)的雙電機(jī)，保證了輸出足夠動(dòng)力的同時(shí)將產(chǎn)生的扭矩平均分配至兩個(gè)電機(jī)，有效地降低了所述電機(jī)的最大輸入扭矩，延長(zhǎng)了所述動(dòng)力輸入裝置的使用壽命，該傳動(dòng)系統(tǒng)的噪音主要來源于副箱內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，故所述變速箱副箱采用對(duì)稱式的減速齒輪副，降低了齒輪的模數(shù)，此外，可使用斜齒輪傳動(dòng)和細(xì)高齒提升齒輪重疊系數(shù)，均大大減小了齒輪嚙合的噪音。所述變速箱主箱同樣采用對(duì)稱布置的雙中間軸結(jié)構(gòu)，降低齒輪副承載的扭矩，在單側(cè)可能出現(xiàn)較強(qiáng)振動(dòng)時(shí)靠對(duì)稱的結(jié)構(gòu)弱化產(chǎn)生的振動(dòng)，有效地減小了傳動(dòng)噪音及減弱了振動(dòng)現(xiàn)象。所述電機(jī)可使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均使用輔助線圈和電容器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可信賴度高。可根據(jù)負(fù)荷的大小改變電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速并可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，耐久性能好，效率高，噪聲低，定制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率與變速比，可有效地提高系統(tǒng)的效率。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述副箱減速齒輪副包含有相對(duì)于所述主副箱連接軸兩邊對(duì)稱的所述副箱輸入齒輪和中間的副箱減速齒輪。

所述減速齒輪副采用對(duì)稱設(shè)計(jì)，不僅使得動(dòng)力對(duì)稱輸入、扭矩均分至兩側(cè)電機(jī)，同時(shí)使得通過所述副箱減速齒輪的輸出扭矩增大，保證了輸出動(dòng)力。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述變速箱副箱和所述變速箱主箱通過所述主副箱連接軸嚙合副箱減速齒輪、主箱傳動(dòng)齒輪副主齒連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述主箱傳動(dòng)齒輪副、所述一檔齒輪副和所述二檔齒輪副通過所述中間軸嚙合主箱傳動(dòng)齒輪副側(cè)齒、一檔齒輪副側(cè)齒和二檔齒輪副側(cè)齒而串連，所述一檔齒輪副側(cè)齒和所述二檔齒輪副側(cè)齒通過花鍵與所述中間軸連接，所述一檔齒輪副側(cè)齒嚙合一檔齒輪副主齒、所述二檔齒輪副側(cè)齒嚙合二檔齒輪副主齒空套所述輸出軸。

花鍵因?yàn)榫哂休^多的齒與槽，故連接受力均勻、應(yīng)力集中較小，齒數(shù)多而接觸面積大，因而可承受較大的載荷，且與軸的對(duì)中性好。所述中間軸與所述一檔齒輪副側(cè)齒和所述二檔齒輪副側(cè)齒以花鍵連接是考慮到所述一檔齒輪副和所述二擋齒輪副為動(dòng)力傳遞主要結(jié)構(gòu)件，也是受力主要結(jié)構(gòu)件，有利于齒輪副與所述中間軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)速傳動(dòng)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)連接強(qiáng)度。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述接合套連接有電動(dòng)換擋系統(tǒng)。

所述接合套與所述輸出軸以花鍵連接，因?yàn)榛ㄦI的導(dǎo)向性好，故所述接合套可在換擋系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)精密移動(dòng)換擋。換檔時(shí)，采用電動(dòng)選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該方式換檔準(zhǔn)確高效，成功率高，精確的位置和扭矩控制，減少換擋時(shí)的軸向端面沖擊，提高了換擋機(jī)構(gòu)的壽命。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述輸出軸連接至速度傳感設(shè)備。

速度傳感設(shè)備可實(shí)時(shí)反饋所述輸出軸轉(zhuǎn)速至電動(dòng)換擋系統(tǒng)。由于所述一檔齒輪副主齒、所述二檔齒輪副主齒的轉(zhuǎn)速不同，當(dāng)所述接合套在二者之間切換時(shí)會(huì)有轉(zhuǎn)速差異，此時(shí)切換檔位對(duì)于整個(gè)換檔機(jī)構(gòu)沖擊很大，故通過速度傳感設(shè)備和電動(dòng)換擋系統(tǒng)相配合，使電機(jī)將接合套調(diào)速并處于零慣量模式后換擋，進(jìn)一步降低換擋沖擊。同時(shí)采用了小慣量的電機(jī)及汽車等級(jí)的IGBT，可有效地降低調(diào)速時(shí)間及扭矩中斷時(shí)間，提高換擋品質(zhì)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述變速箱主箱與所述輸出軸的安裝處是浮動(dòng)接口部。

在所述變速箱主箱和所述輸出軸的接口部部采用浮動(dòng)接合，允許所述輸出軸在所述接合套換擋時(shí)產(chǎn)生合理振動(dòng)，避免了所述輸出軸振動(dòng)帶動(dòng)所述變速箱振動(dòng)，降低了該處傳動(dòng)噪音，同時(shí)減少所述輸出軸在接口部的徑向受力，延長(zhǎng)了所述輸出軸的使用壽命。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述變速箱副箱和所述變速箱主箱采用模塊化設(shè)計(jì)，所述變速箱副箱為公共模塊，所述變速箱主箱內(nèi)的所述一檔齒輪副和所述二檔齒輪副速比為可變動(dòng)模塊。

所述變速箱副箱的減速比設(shè)置為3:1，針對(duì)城市客車、電動(dòng)班車、市郊客車的應(yīng)用，所述一檔齒輪副和所述二檔齒輪副速比可設(shè)置為1.8:1和1:1，城市客車應(yīng)用中電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速低于7000RPM，換檔時(shí)的車速在35～40公里/小時(shí)，換檔頻率低（87%以上的工況運(yùn)行在一檔）、噪音低（電機(jī)70%以上的工況運(yùn)行在5000RPM以下）、系統(tǒng)壽命長(zhǎng)；而運(yùn)行在電動(dòng)班車、市郊客車等的應(yīng)用時(shí)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速低于9000RPM (對(duì)應(yīng)的車速為100公里/小時(shí))。針對(duì)BRT應(yīng)用，所述一檔齒輪副和所述二檔齒輪副速比可設(shè)置為2.3:1和1.3:1，城市客車應(yīng)用中電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速低于9000RPM，換檔時(shí)的車速在25～30公里/小時(shí)，換檔頻率低（70%以上的工況運(yùn)行在一檔）、電機(jī)轉(zhuǎn)速低（70%以上的工況運(yùn)行在7000RPM）、系統(tǒng)壽命長(zhǎng)。合理的設(shè)置兩檔速比，降低電機(jī)的最大扭矩和電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)了電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。合理的設(shè)置副箱內(nèi)的速比，通過調(diào)整主箱內(nèi)的一檔、二檔速比，提高了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率，可分別滿足城市客車、電動(dòng)班車、市郊客車和BRT的應(yīng)用。

綜上所述，本發(fā)明具有如下有益效果：

1.動(dòng)力輸入裝置通過采用對(duì)稱設(shè)計(jì)的雙電機(jī)，保證了輸出足夠動(dòng)力的同時(shí)將產(chǎn)生的扭矩平均分配至兩個(gè)電機(jī)，有效地降低了電機(jī)的最大輸入扭矩，延長(zhǎng)了動(dòng)力輸入裝置的使用壽命；動(dòng)力輸入裝置使用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均使用輔助線圈和電容器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可信賴度高，可根據(jù)負(fù)荷的大小改變電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速并可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，耐久性能好，效率高，噪聲低，定制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率與變速比，可有效地提高系統(tǒng)的效率。

2.通過變速箱副箱采用對(duì)稱式的減速齒輪副，降低了齒輪的模數(shù)，使用斜齒輪傳動(dòng)和細(xì)高齒提升齒輪重疊系數(shù)，大大減小了齒輪嚙合的噪音。變速箱主箱同樣采用對(duì)稱布置的雙中間軸結(jié)構(gòu)，降低齒輪副承載的扭矩，在單側(cè)可能出現(xiàn)較強(qiáng)振動(dòng)時(shí)靠對(duì)稱的結(jié)構(gòu)弱化產(chǎn)生的振動(dòng)，有效地減小了傳動(dòng)噪音及減弱了振動(dòng)現(xiàn)象。

3.換檔時(shí)，采用電動(dòng)選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制變速箱換檔，該方式換檔準(zhǔn)確高效，成功率高，精確的位置和扭矩控制，減少換擋時(shí)的軸向端面沖擊，提高了駕駛舒適性。

4.使用了速度傳感設(shè)備，可實(shí)時(shí)得到輸出軸轉(zhuǎn)速，用于換檔控制。在接合套接合所需檔位之前將接合套轉(zhuǎn)速與所需檔位轉(zhuǎn)速調(diào)整至一致，同時(shí)使電機(jī)處于零慣量模式，進(jìn)一步降低換擋沖擊。采用了小慣量的電機(jī)及汽車等級(jí)的IGBT，可有效地降低調(diào)速時(shí)間及扭矩中斷時(shí)間，提高換擋品質(zhì)。

5.在變速箱主箱和輸出軸的接口部部采用浮動(dòng)接合，允許輸出軸在接合套換擋時(shí)產(chǎn)生合理振動(dòng)，避免了輸出軸振動(dòng)帶動(dòng)變速箱振動(dòng)，降低了該處傳動(dòng)噪音，同時(shí)減少所述輸出軸在接口部的徑向受力，延長(zhǎng)了輸出軸的使用壽命。

6.合理的設(shè)置兩檔速比，降低電機(jī)的最大扭矩和電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)了電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。合理的設(shè)置副箱內(nèi)的速比，通過調(diào)整主箱內(nèi)的一檔、二檔速比，提高了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率，可分別滿足城市客車、電動(dòng)班車、市郊客車和BRT的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置結(jié)構(gòu)總示意圖。

圖2為變速箱副箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為主箱傳動(dòng)齒輪副結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為一檔、二檔齒輪副結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

21、動(dòng)力輸入裝置，25、變速箱，1、電機(jī)，2、變速箱副箱，3、變速箱輸入軸， 4、中間軸，5、變速箱主箱，56、浮動(dòng)接口部，6、輸出軸，7、二檔齒輪副，71、二檔齒輪副側(cè)齒，72、二檔齒輪副主齒，8、接合套，9、一檔齒輪副，91、一檔齒輪副側(cè)齒，92、一檔齒輪副主齒，10、主箱傳動(dòng)齒輪副，101、主箱傳動(dòng)齒輪副側(cè)齒，102、主箱傳動(dòng)齒輪副主齒，11、副箱減速齒輪副，111、副箱輸入齒輪，112、副箱減速齒輪，12、主副箱連接軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實(shí)施例1，如圖1所示為一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置結(jié)構(gòu)總示意圖。一種高速雙動(dòng)力源輸入的電動(dòng)力傳輸裝置，包括變速箱25和動(dòng)力輸入裝置21，其中變速箱25包含有變速箱副箱2和變速箱主箱5，如圖2所示，變速箱副箱2包含有變速箱輸入軸3、副箱減速齒輪副11和主副箱連接軸12，如圖1、圖3、圖4所示，變速箱主箱5包含有主箱傳動(dòng)齒輪副10、一檔齒輪副9、二檔齒輪副7、接合套8、輸出軸6和兩根中間軸7，變速箱副箱2、變速箱主箱5通過主副箱連接軸12連接，副箱減速齒輪副11由相對(duì)于主副箱連接軸12兩邊對(duì)稱的副箱輸入齒輪111輸入動(dòng)力、中間的副箱減速齒輪112減速，變速箱輸入軸3連接兩邊的副箱輸入齒輪111，主箱傳動(dòng)齒輪副10、一檔齒輪副9和二檔齒輪副7均相對(duì)于輸出軸6所在直線對(duì)稱設(shè)計(jì)且兩側(cè)齒輪由兩邊的中間軸4串連，一檔齒輪副7、二檔齒輪副9空套在輸出軸6上，接合套8通過花鍵安裝在輸出軸6上，接合套8嚙合一檔齒輪副7或二檔齒輪副9將動(dòng)力傳遞給輸出軸6，動(dòng)力輸入裝置21包含有兩個(gè)相對(duì)于主副箱連接軸所在直線對(duì)稱布置的電機(jī)1，電機(jī)采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電機(jī)1的輸出軸與變速箱輸入軸3連接。變速箱副箱2和變速箱主箱5通過主副箱連接軸12嚙合副箱減速齒輪112、主箱傳動(dòng)齒輪副主齒102連接。主箱傳動(dòng)齒輪副10、一檔齒輪副7和二檔齒輪副9通過中間軸4嚙合主箱傳動(dòng)齒輪副側(cè)齒101、一檔齒輪副側(cè)齒91和二檔齒輪副側(cè)齒71而串連，一檔齒輪副側(cè)齒91和二檔齒輪副側(cè)齒71通過花鍵與中間軸4連接，一檔齒輪副側(cè)齒91嚙合一檔齒輪副主齒92、二檔齒輪副側(cè)齒71嚙合二檔齒輪副主齒72空套輸出軸6。接合套8連接有電動(dòng)換擋系統(tǒng)。輸出軸6連接有速度傳感設(shè)備。變速箱主箱5與輸出軸6的安裝處是浮動(dòng)接口部56。變速箱副箱2和變速箱主箱5采用模塊化設(shè)計(jì)，變速箱副箱2為公共模塊，變速箱主箱5內(nèi)的一檔齒輪副7和二檔齒輪副9速比為可變動(dòng)模塊。