一种纯电动车辆用双电机驱动装置的制作方法

本实用新型属于纯电动车辆用驱动装置的技术领域，特别涉及一种在纯电动车辆上使用的双电机驱动装置。

背景技术：

目前，全球温室气体排放加剧，各地雾霾频发，环境问题日益突显，汽车尾气被认为是造成上述问题的元凶之一，随着石油能源的不断消耗和日益严格的排放法规的出台，新能源汽车作为一种排放小，污染少的交通工具已得到各整车厂的广泛重视，发展新能源汽车已成为汽车行业刻不容缓的任务。

纯电动汽车完全依靠电池给驱动电机供电来驱动车辆，其能量来自于电网，实现了零油耗、零排放，能够有效降低整车企业的平均油耗，因此，在市场上纯电动汽车已经成为增速最快的车型之一。但是目前大多数纯电动汽车上的驱动装置采用的是一个驱动电机与一个固定速比的减速器的组合，由于一个电机的输出能力限制以及不能进行档位变换，难以兼顾整车爬坡及加速性与整车最高车速的要求，导致部分纯电动汽车的动力性及最高车速与传统汽车相比差距明显。中国专利CN101386258A提供了一种双电机纯电动驱动系统，其采用了变速箱及离合器等传统车上采用的部件，变速箱与减速器相比效率较低，且离合器也有很高的摩擦损失。

技术实现要素：

针对上述现有技术方案的不足，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑，集成度高，能够同时兼顾纯电动汽车的起步加速性能和高速性能的纯电动车用双电机驱动装置。

本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的实施例提供一种纯电动车辆用双电机驱动装置，包括驱动腔和安置在所述驱动腔中的第一驱动电机、第二驱动电机、减速器和差速器，所述驱动腔由第一电机壳体和固定在第一电机壳体一端的第一电机端盖以及第二电机壳体和固定在第二电机壳体一端的第二电机端盖共同形成，所述第一电机壳体的另一端和所述第二电机壳体的另一端相互连接，所述驱动腔分为第一驱动电机腔、减速器腔和第二驱动电机腔；所述第一驱动电机的第一电机轴穿过第一驱动电机腔伸入所述减速器腔，所述第一电机轴的两端分别支承在所述第一电机壳体和所述第一电机端盖上；所述第二驱动电机的第二电机轴穿过所述第二驱动电机腔伸入所述减速器腔，所述第二电机轴的两端分别支承在所述第二电机壳体和所述第二电机端盖上；所述减速器和所述差速器布置在所述减速器腔内，所述减速器包括第一减速齿轮组、第二减速齿轮组和主减速齿轮组，所述差速器包括差速器壳和设置在所述差速器壳内的行星齿轮、左半轴齿轮和右半轴齿轮，其中，所述第一减速齿轮组包括相互啮合的第一减速主动齿轮和第一减速被动齿轮，所述第一减速主动齿轮与所述第一电机轴同轴设置并由所述第一电机轴带动转动，所述第一减速被动齿轮连接在一中间轴上，所述中间轴的两端支承在所述第一电机壳体和所述第二电机壳体上；所述第二减速齿轮组包括相互啮合的第二减速主动齿轮和第二减速被动齿轮，所述第二减速主动齿轮与所述第二电机轴同轴设置并由所述第二电机轴带动转动，所述第二减速被动齿轮连接在所述中间轴上；所述主减速齿轮组包括相互啮合主减速主动齿轮和主减速被动齿轮，所述主减速主动齿轮与所述中间轴同轴设置并由所述中间轴带动转动，所述主减速被动齿轮固定连接在所述差速器壳上；所述左半轴齿轮与车辆的半轴花键连接，以驱动车辆的一侧的车轮，所述右半轴齿轮与输出轴上的外花键连接，所述输出轴从所述第一电机轴穿过并通过所述输出轴上的内花键与所述车辆的半轴花键连接，以驱动车辆的另一侧的车轮；所述第一减速被动齿轮和所述第二减速被动齿轮中的一个可选择性地与所述中间轴进行接合和断开，所述第一电机轴、所述中间轴和所述第二电机轴彼此平行设置。

可选地，所述第一减速主动齿轮与所述第一电机轴一体成型，所述第二减速主动齿轮与所述第二电机轴一体成型，所述主减速主动齿轮与所述中间轴一体成型。

可选地，所述第一减速被动齿轮通过滚针轴承支撑在所述中间轴上，所述第二减速被动齿轮通过花键连接在所述中间轴上。

可选地，所述第一减速被动齿轮通过花键连接在所述中间轴上，所述第二减速被动齿轮通过滚针轴承支撑在所述中间轴上。

可选地，所述中间轴上设置有驻车齿轮和同步器，所述驻车齿轮通过花键与所述中间轴连接并与外部驻车机构连接，所述同步器的齿套通过花键与所述中间轴连接，所述同步器设置在所述第一减速被动齿轮或所述第二减速被动齿轮的左侧并与外部执行机构连接，所述外部执行结构通过拨动所述同步器上的接合套来实所述第一减速被动齿轮或者所述第二减速被动齿轮与所述中间轴的接合与断开。

可选地，所述第一驱动电机还包括安置在所述第一电机轴上的第一电机定子和第一电机转子、第一电机旋转变压器，所述第一电机旋转变压器布置在所述第一电机轴的外端且位于第一电机端盖的内端面的位置处；所述第二驱动电机还包括安置在所述第二电机轴上的第二电机定子和第二电机转子、第二电机旋转变压器，所述第二电机旋转变压器布置在所述第二电机轴的外端且位于第二电机端盖的内端面的位置处。

可选地，所述输出轴支撑在所述第一电机端盖连接的后端盖上，在所述第二电机壳体上设置有对所述车辆的半轴进行密封的半轴密封，在所述后端盖上设置有对输出轴进行密封的输出轴密封。

可选地，所述第一减速主动齿轮、所述第一减速被动齿轮、所述第二减速主动齿轮、所述第二减速被动齿轮、所述主减速主动齿轮和所述主减速被动齿轮都为斜齿轮。

可选地，所述第一电机壳体和所述第一电机端盖之间、所述第二电机壳体和所述第二电机端盖之间以及所述第一电机壳体和所述第二电机壳体之间通过螺栓连接，所述主减速被动齿轮与所述差速器壳通过铆接、焊接或者螺栓连接而固定在一起。

可选地，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机为永磁同步电机或者交流异步电机。

可选地，所述第一电机壳体和所述第二电机壳体上分别形成有对所述第一电机定子和所述第二电机定子进行冷却的冷却管道。

与现有技术相比，本实用新型的纯电动车用双电机驱动装置至少具有以下优点：本实用新型的纯电动车用双电机驱动装置将第一驱动电机、第二驱动电机、减速器、差速器一体化集成，有效地减少了零部件数量，降低了总成重量。由于包含两个驱动电机，可以根据用户的需求同时兼顾纯电动汽车的加速性能和效率。在车辆紧急加速或在较大坡路行驶时，两个电机同时工作，满足动力性需求，在车辆匀速行驶时，一个电机单独工作，此时电机处于较高的工况负荷率，电机效率较高，减小电池电量的消耗，提高车辆续驶里程。

附图说明

图1是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的剖视图。

图2是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的第一电机轴的外形图。

图3是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的第二电机轴的外形图。

图4是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的输出轴的外形图。

(附图标记说明)

1-中间轴，2-同步器，3-第一减速被动齿轮，4-滚针轴承，5-中间轴右轴承，6-第一电机壳体，7-第一电机定子，8-第一电机转子，9-第一电机端盖，10-第一电机旋转变压器，11-第一电机左轴承，12-输出轴轴承，13-输出轴油封，14-后端盖，15-输出轴，15a-输出轴的外花键，15b-输出轴的内花键，16-第一电机轴，16a-第一齿轮部，17-第一电机右轴承，18-第一电机轴油封，19-差速器右轴承，20-差速器壳，21-主减速被动齿轮，22-半轴齿轮，23-差速器左轴承，24-半轴油封，25-驻车齿轮，26-第二减速被动齿轮，27-中间轴左轴承，28-第二电机轴油封，29-第二电机右轴承，30-第二电机定子，31-第二电机转子，32-第二电机左轴承，33-第二电机轴，33a-第二齿轮部，34-第二电机旋转变压器，35-第二电机端盖，36-第二电机壳体，37-主减速主动齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的剖视图。图2是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的第一电机轴的外形图。图3是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的第二电机轴的外形图。图4是本实用新型的一种纯电动车辆用双电机驱动装置的输出轴的外形图。以下，参考图1至图4对本实用新型的纯电动车辆用双电机驱动装置进行介绍。

本实用新型实施例提供的纯电动车辆用双电机驱动装置包括驱动腔和安置在所述驱动腔中的第一驱动电机、第二驱动电机、减速器和差速器，由第一驱动电机、第二驱动电机、减速器和差速器组成动力传输系统。如图1所示，所述驱动腔由第一电机壳体6和固定在第一电机壳体一端的第一电机端盖9以及第二电机壳体36和固定在第二电机壳体一端的第二电机端盖35共同形成，所述第一电机壳体6的另一端和所述第二电机壳体36的另一端相互连接。所述第一电机壳体和所述第一电机端盖之间、所述第二电机壳体和所述第二电机端盖之间以及所述第一电机壳体和所述第二电机壳体之间可通过螺栓连接。所述驱动腔在内部可被划分为第一驱动电机腔、减速器腔和第二驱动电机腔，第一驱动电机腔用于安置第一驱动电机相关部件，第二驱动电机腔用于安置第二驱动电机相关部件，减速器腔用于安置减速器和差速器，减速器布置在差速器上方并靠近第二驱动电机腔，差速器靠近第一驱动电机腔，这样，第一电机壳体6可作为第一驱动电机和减速器共用的壳体，第二电机壳体36可作为第二驱动电机、减速器和差速器共用的壳体。第一驱动电机腔与减速器腔之间通过第一电机轴油封18进行密封，第二驱动电机腔与减速器腔之间通过第二电机轴油封28进行密封，保证减速器的润滑油不进入第一驱动电机和第二驱动电机中对两个驱动电机的绝缘产生影响。减速器腔内装有润滑油，减速器的齿轮及轴承通过飞溅的方式进行油润滑。

具体地，第一驱动电机的第一电机轴16穿过第一驱动电机腔伸入所述减速器腔，所述第一电机轴16的一端通过第一电机左轴承17支承到第一电机壳体6上，另一端通过第一电机右轴承11支承到第一电机端盖9上，第一驱动电机还包括安置在所述第一电机轴6上的第一电机定子7和第一电机转子8、第一电机旋转变压器10，所述第一电机旋转变压器8布置在所述第一电机轴6的外端且位于第一电机端盖9的内端面的位置处。所述第二驱动电机的第二电机轴33穿过所述第二驱动电机腔伸入所述减速器腔，所述第二电机轴33一端通过第二电机左轴承32支承到第二电机端盖35上，第二驱动电机可包括安置在所述第二电机轴33上的第二电机定子30和第二电机转子31、第二电机旋转变压器34，所述第二电机旋转变压器34布置在所述第二电机轴33的外端且位于第二电机端盖35的内端面的位置处。所述第一电机定子7和第二电机定子30均由定子铁芯与绕组组成，定子铁心由无取向硅钢片叠压而成，定子绕组为分布式绕组，所述第一电机转子8和第二电机转子31均由转子铁芯、永磁体与动平衡去重板组成，转子铁芯由无取向硅钢片叠压而成，永磁体材料为钕铁硼，动平衡去重板材料为不锈钢。第一驱动电机和第二驱动电机可都为干式电机，例如可为永磁同步电机或交流异步电机。在第一驱动电机和第二驱动电机为干式电机的情况下，在第一电机壳体6和第二电机壳体36上均有铸造而成的冷却水道，从而可通过水冷的方式对第一电机定子7和第二电机定子30进行冷却，冷却水道可为形成在第一电机壳体6和第二电机壳体36上的螺旋形通道。第一电机旋转变压器10为第一驱动电机的位置传感器，第二电机旋转变压器34为第二驱动电机的位置传感器，整车可根据从两个位置传感器解读的信号对两个驱动电机进行控制。

继续参考图1，减速器可包括第一减速齿轮组、第二减速齿轮组和主减速齿轮组，所述差速器包括差速器壳20和设置在所述差速器壳20内的行星齿轮和两个同轴的半轴齿轮22。本实用新型中的差速器的各部件(差速器壳、行星齿轮和半轴齿轮等)的结构和布局与现有技术类似，在此避免对它们的详细赘述。

其中，所述第一减速齿轮组包括相互啮合的第一减速主动齿轮和第一减速被动齿轮3，所述第一减速主动齿轮与所述第一电机轴16同轴设置并由所述第一电机轴16带动转动，所述第一减速被动齿轮3连接在中间轴1上，所述中间轴1的两端支承在所述第一电机壳体6和所述第二电机壳体36上，具体地，中间轴1的一端通过中间轴左轴承27支撑到第二电机壳体36上，另一端通过中间轴右轴承5支撑到第一电机壳体6上。在一示例中，为使得结构布置紧凑和减少零部件，第一减速主动齿轮可为与第一电机轴16一体成型的第一齿轮部16a，具体成型在第一电机轴16伸入减速器腔中的端部上，如图2所示，这样，第一电机轴16既作为第一驱动电机的输出轴，又作为第一减速器组的输入轴，通过与其一体成型的第一齿轮部16a与第一减速齿轮3相啮合，可直接将第一电机轴16输出的动力传递给减速器，减少了动力损失，提高了传动效率；但是本实用新型并不局限于此，第一减速主动齿轮也可不与第一电机轴16一体成型，而是通过花键等方式固定在第一电机轴16上。所述第二减速齿轮组可包括相互啮合的第二减速主动齿轮和第二减速被动齿轮26，所述第二减速主动齿轮与所述第二电机轴33同轴设置并由所述第二电机轴33带动转动，所述第二减速被动齿轮26连接在所述中间轴1上。在一示例中，为使得结构布置紧凑和减少零部件，第二减速主动齿轮可为与第二电机轴33一体成型的第二齿轮部33a，具体成型在第二电机轴33伸入减速器腔中的端部上，如图3所示，但是本实用新型并不局限于此，第二减速主动齿轮也可不与第二电机轴33一体成型，而是通过花键等方式固定在第二电机轴33上。这样，第二电机轴33既作为第二驱动电机的输出轴，又作为第二减速器组的输入轴，通过与其一体成型的第二齿轮部33a与第二减速齿轮26相啮合，可直接将第二电机轴33输出的动力传递给减速器，减少了动力损失，提高了传动效率。本实用新型中的第一减速被动齿轮3和第二减速被动齿轮26中的一个可选择性地与所述中间轴1进行接合和断开。在一示例中，所述第一减速被动齿轮3通过滚针轴承4支撑在所述中间轴1上，所述第二减速被动齿轮26通过花键连接在所述中间轴1上，所述第一减速被动齿轮3通过后述的同步器来实现与中间轴1的接合和断开。在另一示例中，所述第一减速被动齿轮3可通过花键连接在所述中间轴1上，而所述第二减速被动齿轮26通过滚针轴承4支撑在所述中间轴上，所述第二减速被动齿轮26通过后述的同步器来实现与中间轴1的接合和断开。也就是说，可选择性地使本实用新型的第一驱动电机和第二驱动电机中的一个或者两个来为车辆提供动力。

所述主减速齿轮组包括相互啮合主减速主动齿轮37和主减速被动齿轮21，所述主减速主动齿轮37与所述中间轴1同轴设置并由所述中间轴1带动转动，所述主减速被动齿轮21固定连接在所述差速器壳20上，例如，可通过铆接、焊接或螺栓连接而固定到差速器壳20。在一示例中，为使得结构布置紧凑和减少零部件，主减速主动齿轮37可与中间轴1一体成型，但是本实用新型并不局限于此，主减速主动齿轮37也可不与中间轴1一体成型，而是通过花键等方式固定在中间轴1上。第一齿轮部16a、第二齿轮部33a、第一减速被动齿轮3、第二减速被动齿轮26、主减速主动齿轮37、主减速被动齿轮21可都为斜齿轮，从而可满足重载荷时的强度要求。本实用新型中，所述第一电机轴16、所述中间轴1和所述第二电机轴33彼此平行设置，如此能够使得本实用新型的纯电动车辆用双电机驱动装置的结构紧凑和集成度高。

差速器总成通过差速器左轴承23和差速器右轴承19支撑于第二电机壳体36上。差速器的左侧的半轴齿轮与车辆的半轴花键连接，驱动一侧的车轮，右侧半轴齿轮的内花键与输出轴15的外花键15a连接，输出轴15从第一电机轴16中穿过再通过其上的内花键15b与车辆的半轴花键连接，驱动另一侧的车轮，这样第一驱动电机与差速器为同轴布置，而第二驱动电机与差速器为平行轴布置。如图4所示，外花键15a和内花键15b分别形成在输出轴15的两端。输出轴15通过输出轴轴承12支撑在后端盖14上，后端盖14与第一电机端盖9可通过螺栓连接。半轴油封24安装于第二电机壳体上，输出轴油封13安装于后端盖14上，驱动装置的两个输出端分别通过半轴油封24和输出轴油封13进行密封，从而保证装置中的润滑油不泄露。

此外，在中间轴1上安装有驻车齿轮25，二者通过花键连接，驻车齿轮25设置在所述第二减速被动齿轮26和所述主减速主动齿轮37之间并与外部驻车机构(未图示)连接，外部驻车机构通过驻车齿轮25锁住中间轴1，从而实现驻车功能；中间轴1上还安装有同步器2，同步器2的齿套与中间轴1花键连接，同步器2可设置在第一减速被动齿轮3或者第二减速被动齿轮26的左侧并与外部执行结构连接(未图示)，外部执行机构通过拨叉拨动同步器2上的接合套，实现同步器2与第一减速齿轮3或者第二减速被动齿轮26的接合与断开，即实现第一减速齿轮3或者第二减速被动齿轮26与中间轴1的接合和断开，从而实现第一驱动电机或者第二驱动电机产生的动力与输出端的接合与断开。

需要注意的是，本实用新型中齿轮与轴之间的固定连接采用了花键连接方式，但是并不局限于此，也可以采用过盈结合的方式。此外，本实用新型中所用到的轴承可使用适用于高转速甚至极高转速的运行，而且非常耐用的深沟球轴承。

本实用新型的纯电动车用双电机驱动装置的动力传递方式如下所示：

第一电机定子7中的绕组通电，通过第一驱动电机的定转子的电磁场将电能转化成机械能使第一电机转子8旋转，动力通过第一减速齿轮组(第一电机轴16上的第一齿轮部16a，第一减速齿轮3)及主减速齿轮组(中间轴1，主减速被动齿轮21)传递给差速器壳20，经差速器总成差速后传递给车轮轮毂，从而驱动车辆行驶。

第二电机定子30中的绕组通电，通过第二驱动电机定转子的电磁场将电能转化成机械能使第二电机转子31旋转，动力通过第二减速齿轮组(第二电机轴33上的第二齿轮部33a，第二减速齿轮26)及主减速齿轮组(中间轴1，主减速被动齿轮21)传递给差速器壳20，经差速器总成差速后传递给车轮轮毂，从而驱动车辆行驶。

在车辆行驶过程中，本实用新型的纯电动车用双电机驱动装置的具体工作模式如下：

(1)在车辆匀速行驶或行驶阻力不大时，同步器2与第一减速齿轮3断开，第一驱动电机不工作，由第二驱动电机单独驱动车辆，可使第二驱动电机处在较高的效率区工作，减少电池电量的消耗。

(2)在车辆紧急加速或车辆在较大坡度的坡路上行驶时，第一驱动电机开始工作带动第一减速齿轮3旋转，当第一减速齿轮3与同步器2的转速差满足要求时，通过拨叉带动同步器2与第一减速齿轮3接合，第一驱动电机参与动力输出，保证车辆的动力性。

(3)在车辆减速行驶或进行制动时，同步器2与第一减速齿轮3断开，第一驱动电机不工作，第二驱动电机发电，此时第二驱动电机处在较高的效率区，能够使更多的制动能量转化成电池电量。

(4)在车辆倒车行驶时，同步器2与第一减速齿轮3断开，第一驱动电机停止工作，第二驱动电机反转，使车辆向后行驶。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。