动力传动系统及具有其的车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种动力传动系统和具有该动力传动系统的车辆。

背景技术：

相关技术中，三电动发电机的动力传动系统，动力耦合结构布置分散、集成度低，且车辆运行模式切换控制难度大，存在改进空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构紧凑的动力传动系统。

本发明的另一个目的在于提出一种包括上述动力传动系统的车辆。

根据本发明第一方面的动力传动系统包括：第一电动发电机、第一单排单级行星齿轮机构、第二电动发电机、第二单排单级行星齿轮机构和第三电动发电机，所述第一单排单级行星齿轮机构分别与所述第一电动发电机和所述第三电动发电机相连且适于将所述第一电动发电机输出的动力或者所述第一电动发电机和所述第三电动发电机输出的动力耦合后输出给一对车轮中的一个车轮；所述第二单排单级行星齿轮机构分别与所述第二电动发电机和所述第三电动发电机相连且适于将所述第二电动发电机输出的动力或者所述第二电动发电机和所述第三电动发电机输出的动力耦合后输出给所述一对车轮中的另一个车轮；其中，所述第一单排单级行星齿轮机构和所述第二单排单级行星齿轮机构共用一个齿圈，且所述第三电动发电机与所述齿圈联动。

根据本发明实施例的动力传动系统，第一单排单级行星齿轮机构和第二单排单级行星齿轮机构共用一个齿圈，结构紧凑，布置容易，且采用三个电动发电机实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换，节约能源且更能满足车辆的经济性要求。

根据本发明第二方面的车辆包括第一方面所述的任一种动力传动系统，从而具有结构紧凑，布置容易，驱动模式切换控制结构简单易行的优点。

附图说明

图1是根据本发明第一个实施例的动力传动系统；

图2是根据本发明第二个实施例的动力传动系统。

附图标记：

动力传动系统100、第一电动发电机11、第一电动发电机11的输出轴111、第二电动发电机12、第二电动发电机12的输出轴121、第三电动发电机13、第三电动发电机13的输出轴131、输出齿轮132、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b、太阳轮21、行星架22、行星齿轮23、齿圈24、外齿圈241、第一内齿圈242a、第二内齿圈242b、制动器3、第一传动组件4a、第二传动组件4b、第一齿轮41、第二齿轮42、第三齿轮43、第四齿轮44、第三传动组件5、左后车轮6a、右后车轮6b、左半轴7a、右半轴7b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明实施例的动力传动系统100。如图1和图2所示，根据本发明实施例的动力传动系统100包括第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b。

可以理解的是，电动发电机既可以作为电动机使用又可以作为发电机使用。

如图1和图2所示，第一单排单级行星齿轮机构2a与第一电动发电机11相连，且第一单排单级行星齿轮机构2a还与第三电动发电机13相连，第一单排单级行星齿轮机构2a作为一种动力耦合机构，适于将第一电动发电机11输出的动力输出给车辆的一对车轮中的一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的左后车轮6a)，或者还适于将第一电动发电机11和第三电动发电机13输出的动力耦合后输出给一对车轮中的一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的左后车轮6a)。

第二单排单级行星齿轮机构2b与第二电动发电机12相连，且第二单排单级行星齿轮机构2b还与第三电动发电机13相连，第二单排单级行星齿轮机构2b作为一种动力耦合机构，适于将第二电动发电机12输出的动力输出给车辆的一对车轮中的另一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的右后车轮6b)，或者还适于将第二电动发电机12和第三电动发电机13输出的动力耦合后输出给一对车轮中的另一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的右后车轮6b)。

其中，一对车轮中的一个车轮(左后车轮6a)与左半轴7a相连，一对车轮中的另一个 车轮(右后车轮6b)与右半轴7b相连。下面的描述中，均以一对车轮中的一个车轮为车辆的左后车轮6a，且一对车轮中的另一个车轮为车辆的右后车轮6b为例进行描述。当然该一对车轮也可以为车辆的前轮，本发明仅以该一对车轮为车辆的后车轮为例进行描述。

如图1和图2所示，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b共用一个齿圈24，且第三电动发电机13与齿圈24联动，即第三电动发电机13输出的动力可以传递给齿圈24，以带动齿圈24转动或者齿圈24输出的动力可以传递给第三电动发电机13以带动第三电动发电机13发电。

动力传动系统100工作时：

若车辆需求输出功率较小时，第三电动发电机13不工作，第一电动发电机11通过第一单排单级行星齿轮机构2a驱动左后车轮6a，第二电动发电机12通过第二单排单级行星齿轮机构2b驱动右后车轮6b，由此实现车辆的双电机驱动模式。

若车辆需求输出功率较大时，第三电动发电机13工作，第三电动发电机13输出的动力通过齿圈24分流到两个单排单级行星齿轮机构，并且分流到第一单排单级行星齿轮机构2a的动力、与第一电动发电机11输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的动力耦合后输出给左半轴7a，从而驱动左后车轮6a，分流到第二单排单级行星齿轮机构2b的动力、与第二电动发电机12输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的动力耦合后输出给右半轴7b，从而驱动右后车轮6b，由此实现车辆的三电机耦合驱动模式。

当车辆直线行驶时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以相同的转速运转，当车辆转弯时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以不同转速运转，具体而言，第一电动发电机11的转速和第二电动发电机12的转速可以由控制器控制。

也就是说，根据本发明实施例的动力传动系统100，由于第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b共用一个齿圈24，从而结构紧凑，方便布置，且容易控制，同时该动力传动系统100可以实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换。

采用三个较小功率的电动发电机代替现有的单个大功率电动发电机，可以避免大功率电动发电机体积大、难布置的缺陷，且避免了大电流对车辆的蓄电池的损害。同时，由三个小功率电动发电机切换不同驱动模式，可以使电动发电机工作在高效率区间，有利于节约能源，满足车辆经济性要求；三个电动发电机共同耦合驱动时，总输出功率大，可以满足车辆起步、爬坡、加速的动力性要求。

下面参照图1和图2描述根据本发明动力传动系统100的一些实施例。

如图1所示，根据本发明第一个实施例的动力传动系统100包括第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b和制动器3。

如图1所示，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b中的每一个均包括太阳轮21、行星架22、行星齿轮23和齿圈24，其中行星齿轮23空套在行星架22上，即行星齿轮23可相对行星架22转动，且行星齿轮23分别同时与太阳轮21和齿圈24啮合。

第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第一电动发电机11相连，如图1所示，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21固定在第一电动发电机11的输出轴111上；第一单排单级行星齿轮机构2a的行星架22与左后车轮6a通过左半轴7a相连。

第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21与第二电动发电机12相连，如图1所示，第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21固定在第二电动发电机12的输出轴121上，第二单排单级行星齿轮机构2b的行星架22与右后车轮6b通过右半轴7b相连。

如图1所示，第一电动发电机11的输出轴111空套在左半轴7a上，即输出轴111与左半轴7a可以相对转动，且输出轴111具有中空结构，左半轴7a位于输出轴111的中空结构内。第二电动发电机12的输出轴121空套在右半轴7b上，即输出轴121与右半轴7b可以相对转动，且输出轴121具有中空结构，右半轴7b位于输出轴121的中空结构内。由此使得动力传动系统100结构紧凑，方便布置。

进一步地，第一电动发电机11的转子空套在左半轴7a上，即第一电动发电机11的转子具有中空部，左半轴7a位于该中空部内，且左半轴7a和第一电动发电机11的转子可相对转动。

第二电动发电机12的转子空套在右半轴7b上，即第二电动发电机12的转子具有中空部，右半轴7b位于中空部内，且右半轴7b和第二电动发电机12的转子可相对转动。

同时在车辆的宽度方向上，即左右方向上，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b位于第一电动发电机11和第二电动发电机12之间，即第一电动发电机11和第二电动发电机12对称设置在车辆的左右两侧，第一单排单级行星齿轮机构2a位于第一电动发电机11的靠近第二电动发电机12的一侧，第二单排单级行星齿轮机构2b位于第二电动发电机12的靠近第一电动发电机11的一侧。由此，进一步提升动力传动系统100的结构紧凑性，更加便于布置。

如图1所示，齿圈24包括外齿圈241、第一内齿圈242a和第二内齿圈242b。

第三电动发电机13通过第三传动组件5与齿圈24联动，如图1所示，第三传动组件5包括固定在第三电动发电机13的输出齿轮132，该输出齿轮132与外齿圈241啮合，第一内齿圈242a与第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23啮合，第二内齿圈242b与第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23啮合。有利地，外齿圈241、第一内齿圈242a和第二内齿圈242b一体形成。

优选地，如图1所示，为了使动力传动系统100的布置更紧凑且结构更简单，第三电动发电机13的转子的转动轴线可以与齿圈24的转动轴线平行。

制动器3用于制动齿圈24，可选地，制动器3可以为电磁离合式制动器3，制动器3可以设置在第三电动发电机13的输出轴131上，且位于第三电动发电机13与输出齿轮132之间，从而通过制动第三电动发电机13的输出轴131来制动齿圈24。由此，动力传动系统100仅需要控制一个制动器3就可以实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换，控制系统简单可靠。

具体而言，通过选择制动器3的工作状态(即制动状态和解除制动状态)，可以实现以下驱动模式：

1)双电机驱动模式

车辆需求输出功率小，制动器3工作，即制动器3处于制动状态以制动第三电动发电机13的输出轴131，从而制动齿圈24，第三电动发电机13不工作，第一电动发电机11输出的动力依次通过第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21、行星齿轮23、行星架22以及左半轴7a输出以驱动左后车轮6a，第二电动发电机12输出的动力依次通过第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21、行星齿轮23、行星架22以及右半轴7b输出以驱动右后车轮6b。

2)三电机耦合驱动模式

车辆需求输出功率大，制动器3不工作，即制动器3处于解除制动状态，第一电动发电机11、第二电动发电机12和第三电动发电机13同时工作，第三电动发电机13输出的动力的一部分依次通过输出齿轮132、外齿圈241、第一内齿圈242a输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23，第三电动发电机13输出的动力的另一部分依次通过输出齿轮132、外齿圈241、第二内齿圈242b输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23。

同时，第一电动发电机11输出的动力通过第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23，第二电动发电机12输出的动力通过第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23。

第三电动发电机13输出的动力的所述一部分与第一电动发电机11输出的动力经第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23耦合后通过第一单排单级行星齿轮机构2a的行星架22输出给左半轴7a以驱动左后车轮6a；第三电动发电机13输出的动力的所述另一部分与第二电动发电机12输出的动力经第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23耦合后通过第二单排单级行星齿轮机构2b的行星架22输出给右半轴7b以驱动右后车轮6b。

3)制动能量回收模式

车辆制动时，第一电动发电机11和第二电动发电机12同时工作在发电状态提供车辆所需制动力并且回收制动能；或者第一电动发电机11、第二电动发电机12和第三电动发电机13都处于发电状态提供车辆所需制动力并且回收制动能。

可以理解的是，在上述工作模式中，当车辆直线行驶时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以相同的转速运转，当车辆转弯时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以不同转速运转，具体而言，第一电动发电机11的转速和第二电动发电机12的转速可以由控制器控制。

如图2所示，根据本发明第二个实施例的动力传动系统100包括：第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b、第一传动组件4a、第二传动组件4b和制动器3。

第二个实施例的动力传动系统100与第一个实施例的动力传动系统100的区别在于，第一个实施例中，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第一电动发电机11直接相连，第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21与第二电动发电机12直接相连；而在第二个实施例中，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第一电动发电机11通过第一传动组件4a相连，第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21与第二电动发电机12通过第二传动组件4b相连。

可选地，第一传动组件4a和第二传动组件4b均为两级齿轮减速组件，由此动力传动系统100可以实现更大的减速比。

具体地，如图2所示，每个两级齿轮减速组件均包括第一齿轮41、第二齿轮42、第三齿轮43和第四齿轮44，其中第一齿轮41固定在第一电动发电机11的输出轴111(或第二电动发电机12的输出轴12)上，第二齿轮42与第一齿轮41啮合，第二齿轮42和第三齿轮43分别固定在轴上，该轴与第一单排单级行星齿轮机构2a(或第二单排单级行星齿轮机构2b)的太阳轮21的旋转轴线平行，第三齿轮43与第四齿轮44啮合，第四齿轮44与第一单排单级行星齿轮机构2a(或第二单排单级行星齿轮机构2b)的太阳轮21同轴设置且固定相连。

有利地，第一传动组件4a的第四齿轮44和第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21一体形成为双联齿结构。第二传动组件4b的第四齿轮44和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21一体形成为双联齿结构

根据本发明实施例的动力传动系统100，通过控制一个制动器3的工作状态可以实现在双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式之间的切换，控制容易，且采用三个小功率电动发 电机切换不同驱动模式可以使电动发电机工作在高效率区间，有利于节约能源，满足车辆经济性要求，且三电机耦合驱动模式时，总输出功率大，可以满足车辆起步、爬坡、加速的动力性要求。同时，从结构看，两个单排单级行星齿轮机构共用齿圈24，将两个电动发电机的输出轴分别空套在对应的左半轴7a和右半轴7b上，使得动力传动系统100的结构紧凑，方便布置。

本发明还提出一种车辆，该车辆包括上述任一种动力传动系统100，从而具有结构紧凑，布置容易，驱动模式切换控制结构简单易行的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。