本發(fā)明屬于汽車工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋。

背景技術(shù)：

大力發(fā)展油電混合、油氣混合、純電動汽車等，尤其是大型純電動公交、觀光電動車輛，對于大幅改善城市交通擁堵、減少汽車排放、改善環(huán)境衛(wèi)生、降低噪音等方面都具有非常突出的優(yōu)勢，已經(jīng)成為我國新能源汽車發(fā)展的戰(zhàn)略重要目標(biāo)之一。

與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)汽車相比，電動汽車長期受限于續(xù)駛里程短、充電緩慢等缺陷的困擾，但是它所具有的零排放、電能來源廣泛、驅(qū)動功率高、加速性能好等突出優(yōu)勢，尤其是隨著全球石油資源供給的日趨緊張和溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，電動汽車迎來了快速發(fā)展期。

目前關(guān)于電動汽車的研究主要集中在新電池材料、新電池類型、新的電池充放電控制技術(shù)、電機(jī)技術(shù)和電機(jī)的控制技術(shù)、能量管理與控制、電動汽車底盤等多方面。實現(xiàn)電動汽車驅(qū)動電機(jī)、驅(qū)動控制與電動汽車底盤技術(shù)的完美結(jié)合，也成為現(xiàn)代電動汽車發(fā)展的重要目標(biāo)。

在電動汽車底盤中需要解決的主要問題是動力的供給、傳遞、變速、差速和換向等，在目前處于研究和成熟應(yīng)用的幾種電動汽車驅(qū)動方式包括：一是輪轂電機(jī)驅(qū)動方式，在廣泛使用的兩輪電動摩托車的輪轂電機(jī)方式，在動力供給和傳遞方面實現(xiàn)了真正的“零傳動”，對于傳動控制和整車的動力布置具有非常明顯的優(yōu)勢，在兩輪驅(qū)動甚至是多輪驅(qū)動的電動汽車中借鑒此輪轂電機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電動汽車的一個重要研究方向，同時又會產(chǎn)生在不同驅(qū)動車輪之間的同步或者差速等問題的困擾。

二是采用單電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)主減速器變速、換向，再經(jīng)差速器、半軸等傳動至不同驅(qū)動車輪的電動汽車驅(qū)動方式，這也是目前微型、小型電動汽車的常用解決方案，實現(xiàn)起來比較方便。但是也存在驅(qū)動電機(jī)的功率大、能耗高、整車的續(xù)駛里程短等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋，以最小的能耗適應(yīng)多種復(fù)雜工況的行駛工況，大幅提高電動汽車的能量利用率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋，兩個車輪之間依次同軸連接有主旋變、主電機(jī)、行星輪系、差速器、調(diào)速旋變，差速器外同軸套接有調(diào)速電機(jī)，主電機(jī)與其中一個車輪通過左橋殼連接，調(diào)速電機(jī)的兩端分別與行星輪系和調(diào)速旋變連接，調(diào)速旋變與另一個車輪通過右橋殼連接；其中，行星輪系包括中心輪、四個行星輪、內(nèi)齒圈和行星架；行星架將四個行星輪均布在中心輪的外側(cè)和內(nèi)齒圈的內(nèi)側(cè)，行星架與主電機(jī)連接，中心輪與差速器連接，內(nèi)齒圈與調(diào)速電機(jī)連接。

本發(fā)明的特點還在于：

主電機(jī)包括主電機(jī)軸，主電機(jī)轉(zhuǎn)子通過鍵周向固定在主電機(jī)軸上，主電機(jī)軸通過軸承分別連接有主電機(jī)左蓋和主電機(jī)右蓋，主電機(jī)左蓋和主電機(jī)右蓋通過螺栓連接在主電機(jī)殼的兩端，主電機(jī)定子通過鍵固定在主電機(jī)殼的內(nèi)孔中，主電機(jī)軸的一端布置行星架，主電機(jī)軸與行星架固定連接，主電機(jī)軸的另一端與主旋變連接。

差速器包括差速器殼，差速器殼分為左右兩部分，差速器殼的左部分與中心輪連接，差速器殼的右部分通過軸承與右橋殼連接，左右兩部分的差速器殼之間封裝有十字軸，十字軸的四個分叉上各裝有一個錐齒輪，兩個半軸齒輪左右相對安裝在四個錐齒輪的兩端，其中一個半軸齒輪通過穿過主電機(jī)軸的左半軸與其中一個車輪連接，另一個半軸齒輪通過右半軸與另一個車輪連接。

調(diào)速電機(jī)包括調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子和調(diào)速電機(jī)定子，調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子的左端與內(nèi)齒圈連接，調(diào)速電機(jī)定子、調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子的右端與調(diào)速旋變連接。

調(diào)速旋變包括調(diào)速旋變轉(zhuǎn)子和調(diào)速旋變定子，調(diào)速旋變轉(zhuǎn)子與調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，調(diào)速旋變定子、調(diào)速電機(jī)定子均與右橋殼連接。

主旋變包括主旋變轉(zhuǎn)子和主旋變定子，主旋變轉(zhuǎn)子和主電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸與主電機(jī)軸連接，主旋變定子與主電機(jī)左蓋連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋，通過電機(jī)伺服驅(qū)動控制器的不同控制策略實現(xiàn)主電機(jī)和調(diào)速電機(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)或者分時運轉(zhuǎn)，通過行星輪系將主電機(jī)、調(diào)速電機(jī)和差速器連接在一起，實現(xiàn)兩個設(shè)計功率較小的電機(jī)進(jìn)行分時功率輸出或組合功率輸出，以適應(yīng)不同的行駛工況，可以最大限度的降低能耗、減少發(fā)熱損耗；通過兩個電機(jī)的調(diào)速、換向、制動實現(xiàn)電動汽車的加速、倒車、前進(jìn)和制動等功能；本發(fā)明充分利用行星輪系實現(xiàn)了主電機(jī)、調(diào)速電機(jī)和差速器傳遞和減速變速功能，將兩個電機(jī)和差速器的直連直驅(qū)，去除了聯(lián)軸器、傳動軸等連接元件，減少了殼體的數(shù)量、體積，減少了軸承、螺栓和密封件的數(shù)量，降低了動力傳遞的功率損耗，簡化了傳動結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的工作原理圖。

圖中，1.主電機(jī)，1-1.主電機(jī)定子，1-2.主電機(jī)轉(zhuǎn)子，1-3.主電機(jī)殼，1-4.主電機(jī)左蓋，1-5.主電機(jī)右蓋，1-6.主電機(jī)軸，

2.行星輪系，2-1.中心輪，2-2.行星架，2-3.行星輪，2-4.內(nèi)齒圈，

3.差速器，3-1.十字軸，3-2.錐齒輪，3-3.差速器殼，3-4.半軸齒輪，

4.主旋變，4-1.主旋變轉(zhuǎn)子，4-2.主旋變定子，

5.調(diào)速電機(jī)，5-1.調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子，5-2.調(diào)速電機(jī)定子，

6.調(diào)速旋變，6-1.調(diào)速旋變定子，6-2.調(diào)速旋變轉(zhuǎn)子，

7.左橋殼，8.左半軸，9.車輪，10.右橋殼，11.右半軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋，結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，兩個車輪9之間依次同軸連接有主旋變4、主電機(jī)1、行星輪系2、差速器3、調(diào)速旋變6，差速器3外同軸套接有調(diào)速電機(jī)5，主電機(jī)1與其中一個車輪9通過左橋殼7連接，調(diào)速電機(jī)5的兩端分別與行星輪系2和調(diào)速旋變6連接，調(diào)速旋變6與另一個車輪9通過右橋殼10連接。

主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5同軸并列布置，且均采用內(nèi)轉(zhuǎn)子式電機(jī)；主旋變4和調(diào)速電機(jī)5布置在主電機(jī)1的兩側(cè)，調(diào)速旋變6布置在調(diào)速電機(jī)5的右側(cè)，差速器3內(nèi)嵌在調(diào)速電機(jī)5的內(nèi)部。

其中，行星輪系2包括中心輪2-1、四個行星輪2-3、內(nèi)齒圈2-4和行星架2-2；行星架2-2將四個行星輪2-3均布在中心輪2-1的外側(cè)和內(nèi)齒圈2-4的內(nèi)側(cè)，行星架2-2與主電機(jī)1連接，中心輪2-1與差速器3連接，內(nèi)齒圈2-4與調(diào)速電機(jī)5連接。

主電機(jī)1包括主電機(jī)軸1-6，主電機(jī)轉(zhuǎn)子1-2通過鍵周向固定在主電機(jī)軸1-6上，主電機(jī)軸1-6通過軸承分別連接有主電機(jī)左蓋1-4和主電機(jī)右蓋1-5，主電機(jī)左蓋1-4和主電機(jī)右蓋1-5通過螺栓連接在主電機(jī)殼1-3的兩端，主電機(jī)定子1-1通過鍵固定在主電機(jī)殼1-3的內(nèi)孔中，主電機(jī)軸1-6的一端布置行星架2-2，主電機(jī)軸1-6與行星架2-2固定連接，主電機(jī)軸1-6的另一端與主旋變4連接。

差速器3包括差速器殼3-3，差速器殼3-3分為左右兩部分，差速器殼3-3的左部分與中心輪2-1連接，差速器殼3-3的右部分通過軸承與右橋殼10連接，左右兩部分的差速器殼3-3之間封裝有十字軸3-1，十字軸3-1的四個分叉上各裝有一個錐齒輪3-2，兩個半軸齒輪3-4左右相對安裝在四個錐齒輪3-2的兩端，其中一個半軸齒輪3-4通過穿過主電機(jī)軸1-6的左半軸8與其中一個車輪9連接，另一個半軸齒輪3-4通過右半軸11與另一個車輪9連接，即兩個車輪9分別經(jīng)過左半軸8和右半軸11與差速器3的兩個半軸齒輪3-4相連。

調(diào)速電機(jī)5包括調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1和調(diào)速電機(jī)定子5-2，調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1的左端與內(nèi)齒圈2-4連接，調(diào)速電機(jī)定子5-2、調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1的右端與調(diào)速旋變6連接。

調(diào)速旋變6包括調(diào)速旋變轉(zhuǎn)子6-2和調(diào)速旋變定子6-1，調(diào)速旋變轉(zhuǎn)子6-2與調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1連接，調(diào)速旋變定子6-1、調(diào)速電機(jī)定子5-2均與右橋殼10連接。

主旋變4包括主旋變轉(zhuǎn)子4-1和主旋變定子4-2，主旋變轉(zhuǎn)子4-1和主電機(jī)轉(zhuǎn)子1-2同軸與主電機(jī)軸1-6連接，主旋變定子4-2與主電機(jī)左蓋1-4連接。

主電機(jī)定子1-1、主旋變定子4-1、調(diào)速電機(jī)定子5-2、調(diào)速旋變定子6-2通過左橋殼7和右橋殼10與車架相連，相對車架固定。

本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋中，

主旋變4和主電機(jī)1組成伺服主電機(jī)系統(tǒng)，通過伺服驅(qū)動控制器實現(xiàn)調(diào)速和換向；調(diào)速旋變6和調(diào)速電機(jī)5組成伺服調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)，同樣通過伺服驅(qū)動控制器實現(xiàn)調(diào)速和換向。

主電機(jī)1的功率較大，按照電動汽車正常使用時的功率需求設(shè)計；調(diào)速電機(jī)5的功率較小，主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5的功率之和按照電動汽車在爬坡、加速、拖車等工況使用功率設(shè)計。

本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋的工作原理是：利用行星輪系2將功率不同的主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5聯(lián)合起來作為驅(qū)動電機(jī)；主電機(jī)1的動力直接輸出至行星輪系2中的行星架2-2，調(diào)速電機(jī)5的動力輸出至行星輪系2的內(nèi)齒圈2-4，行星輪系2中的中心輪2-1直接與差速器3相連；主電機(jī)1的功率較大，用于滿足正常行駛過程中的功率需求；調(diào)速電機(jī)5功率較小，作為整車的功率儲備，與主電機(jī)1同時工作時可以適應(yīng)整車加速、爬坡、拖車等復(fù)雜工況。

其中主旋變4與主電機(jī)1形成的伺服電機(jī)系統(tǒng)，與調(diào)速旋變6和調(diào)速電機(jī)5形成的伺服調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)，都可以通過驅(qū)動控制器實現(xiàn)主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5的啟停、調(diào)速和正反轉(zhuǎn)，而主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5的協(xié)同工作設(shè)置專用的控制系統(tǒng)和控制策略來實現(xiàn)。

本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋的工作過程是：

主電機(jī)轉(zhuǎn)子1-2通過主電機(jī)軸1-6與行星輪系2的行星架2-2直接相連，主電機(jī)1直接通過行星架2-2輸出動力；調(diào)速電機(jī)5的調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1與行星輪系2的內(nèi)齒圈2-4直接相連，調(diào)速電機(jī)5直接通過內(nèi)齒圈2-4輸出動力；差速器殼3-3直接與行星輪系2的中心輪2-1連接，中心輪2-1將動力輸入至差速器3；差速器3通過兩個半軸齒輪3-4將動力傳輸至左半軸8和右半軸11，驅(qū)動車輪9轉(zhuǎn)動。

當(dāng)電動汽車啟動時，主電機(jī)1加電不轉(zhuǎn)動，則行星輪系2的行星架2-2固定不動，調(diào)速電機(jī)5加電啟動，調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子5-1帶動內(nèi)齒圈2-4轉(zhuǎn)動，動力經(jīng)內(nèi)齒圈2-4、行星輪2-3、中心輪2-1、差速器殼3-3輸入至差速器3，差速器3通過兩個半軸齒輪3-4將動力傳輸至左半軸8和右半軸11，驅(qū)動車輪9轉(zhuǎn)動，電動汽車啟動，啟動之后的電動汽車在正常行駛之前一直由調(diào)速電機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動。

當(dāng)電動汽車正常行駛時，調(diào)速電機(jī)5加電不轉(zhuǎn)動，則行星輪系2的內(nèi)齒圈2-4固定不動；主電機(jī)1加電運行，主電機(jī)轉(zhuǎn)子1-2通過主電機(jī)軸1-6帶動行星架2-2轉(zhuǎn)動，動力經(jīng)過行星架2-2、行星輪2-3、中心輪2-1、差速器殼3-3將動力輸入至差速器3，差速器3通過兩個半軸齒輪3-4將動力傳輸至左半軸8和右半軸11，從而驅(qū)動車輪9轉(zhuǎn)動。

當(dāng)電動汽車加速或者爬坡時，主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5同時加電運轉(zhuǎn)，且主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5的轉(zhuǎn)動方向相同；主電機(jī)1的動力從行星輪系2的行星架2-2輸入，調(diào)速電機(jī)5的動力從行星輪系2的內(nèi)齒圈2-4輸入，兩路動力疊加后經(jīng)中心輪2-1、差速器殼3-3將動力輸入至差速器3，差速器3通過兩個半軸齒輪3-4將動力傳輸至左半軸8和右半軸11，從而驅(qū)動車輪9轉(zhuǎn)動。

當(dāng)電動汽車制動或者短時停車時，采用調(diào)速電機(jī)5加電運轉(zhuǎn)，且主電機(jī)1斷電被拖動空轉(zhuǎn)，此時調(diào)速電機(jī)5的輸出動力經(jīng)行星輪系2的內(nèi)齒圈2-4、行星輪2-3、行星架2-2帶動主電機(jī)1空轉(zhuǎn)，差速器3無法獲得動力而驅(qū)動汽車運行；電動汽車若要再次起步運行，只需給主電機(jī)1供電制動，此時行星輪系2的行星架2-2固定，則又開始了電動汽車的啟動過程。

本發(fā)明一種雙電機(jī)驅(qū)動調(diào)速的電動車驅(qū)動橋的突出特點：

一、主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5的功率之和與單臺電機(jī)驅(qū)動電動汽車中的電機(jī)功率相近，但是兩臺電機(jī)可以實現(xiàn)分時工作，因此在節(jié)能方面具有明顯的優(yōu)勢。

二、兩臺電機(jī)不同動力輸出組合對于適應(yīng)不同的行駛工況提供了可能性，大幅提高了汽車動力性能；同時可以大幅減少電機(jī)頻繁啟停，延長電機(jī)的使用壽命。

三、對于主電機(jī)1和調(diào)速電機(jī)5中至少保留一臺伺服電機(jī)時也能具有相近的調(diào)速和節(jié)能效果。