电机双转臂式行星系动力系统的制作方法

本实用新型属于车辆动力系统，具体是涉及一种具有双转臂结构行星系的动力系统。

背景技术：

目前，纯电动车市场朝着更高效率、更强动力、更大功重比、更高可靠性以及更低成本等诸多高性能方向快速地发展。驱动电机高速轻量化配大速比单速减速器正在逐步取代目前市面上低速大型驱动电机配小速比单速减速器方案，同时也出现了中低速中型驱动电机配双速AMT和小速比减速器方案。然而，上述方案均存在以下问题，对于低速大型驱动电机配小速比减速器方案而言，驱动电机体积重量成本高、驱动效率低、占用底盘空间、大扭矩输出时产热严重导致各种线路过早老化失效，同时为了实现电子驻车不得不增加一套电子驻车装置，增加了一定成本，因而，目前该方案逐渐被舍弃；对于高速轻量化驱动电机配大速比减速器方案而言，高速驱动电机的使用使得驱动电机体积重量明显下降，然而，由于引入了高转速不得不使用高速轴承和辅助润滑冷却手段，尤其是振动噪音问题的处理，均导致了成本的增加；另外，在低速驱动和高速驱动阶段，依然存在大电流引起各种高产热导致各种线路过早老化问题，同时为了实现电子驻车不得不增加一套电子驻车装置，增加了一定成本，因此，该方案也处于市场认可和验证阶段；对于中低速中型驱动电机配双速AMT和小速比减速器方案而言，虽然在一定程度上解决了大电流和产热问题，然而，在换挡平顺性、可靠性和动力间断方面问题难以克服，同时为了实现电子驻车不得不增加一套电子驻车装置，使其成本居高不下，因而，难以大批量推广。随着驱动电机愈来愈向高速轻量化快速发展，振动、噪音、产热、润滑、制造精度、大速比双速变速器、低损耗、体积小等已成为制约目前高速驱动电机发展的瓶颈问题，如何解决这些问题，成为目前行业发展的热点和难点。行星齿轮传动可以实现大速比大扭矩体积小的要求，然而，需要高精度行星轮齿轮传动才能实现高速输入时低振动噪音的要求，高精度行星轮齿轮传动的制造成本和难度非常高，如何降低行星齿轮传动的精度要求，同时，充分利用行星轮齿轮传动在中低速区域的优点，成为了解决目前上述难点的指导方向。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种承载力大、振动噪音小、档位切换顺滑、传动效率高的电机双转臂式行星系动力系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电机双转臂式行星系动力系统，包括电机，电机驱动输出件产生动力，所述电机与输出件之间传动地连接有由太阳轮和行星轮构成的两级行星排，首级行星轮和末级行星轮均安装转臂且两者转臂同轴地安装输出件。

优先地，所述首级行星轮与末级太阳轮之间连接曲臂。

优先地，所述电机传动首级齿圈，首级齿圈内啮合传动首级行星轮，首级齿圈与末级太阳轮之间连接曲臂。

优先地，所述电机的轴安装电机齿轮，电机齿轮啮合传动输入齿轮，输入齿轮传动首级齿圈。

优先地，所述首级的太阳轮同轴地安装换挡盘，高速换挡盘间隙安装在高速换挡器的摩擦块之间，高速换挡执行器的输出高压油缸通过高速档油管与高速换挡器的活塞腔连通。

优先地，所述末级行星轮内啮合传动末级齿圈，末级齿圈传动换挡齿轮，换挡齿轮同轴地安装低速换挡盘，低速换挡盘间隙安装在低速换挡器的摩擦块之间，低速换挡执行器的输出高压油缸通过低速档油管与低速换挡器的活塞腔连通。

实施上述技术方案，由于电机传动双转臂行星系，有效利用了行星系齿轮中低速大承载力和精度要求低的特性，当选择高、低速换挡总成的闭合和释放，实现了高速档、低速档、机械驻车以及空挡模式，整个动力系统具有体积小、振动噪音小、任意档位间无动力间断切换、损耗小、可靠性高和成本低等特点，适用于动力性和传动效率要求高、任意档位无动力间断切换、空间体积小及低成本需求的电动车辆动力总成。

附图说明

图1为电机双转臂式行星系动力系统的结构示意图。

图中：1-电机，2-电机轴，3-电机齿轮，4-输入齿轮，5-高速行星轮，6-高速太阳轮， 7-高速转臂，8-高速齿圈，9-高速太阳轮轴，10-高速换挡盘，11-高速换挡器，12-高速档油管，13-高速换挡执行器，14-曲臂，15-低速太阳轮，16-低速行星轮，17-低速齿圈，18-换挡齿轮，19-换挡齿轮轴，20-低速换挡盘，21-低速换挡器，22-低速档油管，23-低速换挡执行器，24-低速转臂，25-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，电机双转臂式行星系动力系统主要由电机1、高速档行星排、低速档行星排以及高速档换挡总成和低速档换挡总成组成。

电机1通过电机轴2与电机齿轮3连接，电机齿轮作为动力总成的输入件，电机齿轮3 与输入齿轮4外啮合。

高速档行星排由高速太阳轮6、高速行星轮5、高速齿圈8、高速转臂7和高速太阳轮轴 9组成。输入齿轮4固定安装或直接加工在高速齿圈8的外圆周上，高速太阳轮6与高速行星轮5外啮合，高速齿圈8的内圆周上加工有内齿圈，高速行星轮6与高速齿圈8的内齿圈内啮合，高速行星轮5安装在高速转臂7上。

高速档换挡总成由高速太阳轮轴9、高速换挡盘10、高速换挡器11、高速档油管12和高速换挡执行器9组成。高速换挡盘10通过高速太阳轮轴9与高速太阳轮6固定连接，高速换挡盘10按一定间隙安装在高速换挡器11的左右摩擦块之间，高速换挡执行器11的输出高压油缸通过高速档油管22与高速换挡器11的左右活塞腔连通。

低速档行星排由低速太阳轮15、低速行星轮16、低速齿圈17、低速转臂24组成。低速太阳轮15与低速行星轮16外啮合，低速齿圈17的内外圆周上同时加工有外齿圈和内齿圈，低速行星轮16与低速齿圈17的内齿圈内啮合，低速行星轮16安装在低速转臂24上。

低速太阳轮15通过曲臂14与高速齿圈8固定连接，低速太阳轮为空心结构，高速转臂 7穿过低速太阳轮15与低速转臂24固定连接，使高速档行星排与低速档行星排依次同轴安装。低速转臂24与输出轴25固定连接，输出轴作为动力总成的输出件。

低速档换挡总成由换挡齿轮18、换挡齿轮轴19、低速换挡盘20、低速换挡器21、低速档油管22和低速换挡执行器23组成。多个换挡齿轮18均匀分布在低速齿圈17的外圆周上，换挡齿轮18与低速齿圈17的外齿圈外啮合，换挡齿轮18通过换挡齿轮轴19与低速换挡盘 20固定连接，低速换挡盘20按一定间隙安装在低速换挡器21的左右摩擦块之间，低速换挡执行器23的输出高压油缸通过低速档油管22与低速换挡器21的左右活塞腔连通。

当高速换挡执行器的驱动电机驱动高压油缸产生高压油液通过高速档油管进入到高速换挡器的左右活塞腔内，高压油液通过高速换挡器的左右活塞推动高速换挡器的左右摩擦块夹紧制动高速换挡盘时，同时，低速换挡执行器保持关闭且低速换挡盘处于释放状态，进而，与高速换挡盘固定连接的高速太阳轮处于锁止状态，与低速制动盘固定连接的换挡齿轮处于自由转动状态，即低速齿圈处于自由转动状态，电机将动力由电机轴传递给电机齿轮，电机齿轮通过外啮合将动力传递给输入齿轮，输入齿轮将动力传递给高速齿圈，高速齿圈将动力通过高速行星轮传递给高速转臂，高速转臂将动力经低速转臂传递给输出轴，实现高速档驱动模式。

当低速换挡执行器的驱动电机驱动高压油缸产生高压油液通过低速档油管进入到低速换挡器的左右活塞腔内，高压油液通过低速换挡器的左右活塞推动低速换挡器的左右摩擦块夹紧制动低速换挡盘时，同时，高速换挡执行器保持关闭且高速换挡盘处于释放状态，进而，与高速换挡盘固定连接的高速太阳轮处于自由转动状态，与低速制动盘固定连接的换挡齿轮处于锁止状态，即低速齿圈处于锁止状态，电机将动力由电机轴传递给电机齿轮，电机齿轮通过外啮合将动力传递给输入齿轮，输入齿轮将动力传递给高速齿圈，高速齿圈将动力经曲臂传递给低速太阳轮，低速太阳轮经低速行星轮传递给低速转臂，低速转臂将动力传递给输出轴，实现低速档驱动模式。

当低速档执行器和高速档执行器同时工作时，低速换挡盘和高速换挡盘同时处于锁止状态，进而，高速太阳轮和低速齿圈处于锁止状态，即低速转臂和高速转臂同时处于锁止状态，实现驻车模式。

当低速档执行器和高速档执行器同时关闭且低速换挡盘和高速换挡盘处于自由转动状态，进而，高速太阳轮和低速齿圈处于自由转动状态，即输出轴与电机轴处于动力中断状态，实现空挡模式。

电机双转臂式行星系动力系统，能够提供以下四种驱动模式：

1、高速档驱动模式。当整车需求中高车速行驶时，整车控制器向高速换挡执行器13发出指令，高速换挡执行器13接受指令后由换挡驱动电机驱动高压油缸产生高压油液通过高速档油管12进入到高速换挡器11的左右活塞腔内，高压油液通过高速换挡器11的左右活塞推动高速换挡器的左右摩擦块夹紧制动高速换挡盘10，同时，整车控制器向低速换挡执行器23 发出保持关闭且低速换挡盘20处于释放状态指令，进而，与高速换挡盘10固定连接的高速太阳轮6处于锁止状态，与低速制动盘20固定连接的换挡齿轮18处于自由转动状态，即低速齿圈17处于自由转动状态；电机1将动力由电机轴2传递给电机齿轮3，电机齿轮3通过外啮合将动力传递给输入齿轮4，输入齿轮4将动力传递给高速齿圈8，高速齿圈8将动力通过高速行星轮5传递给高速转臂7，高速转臂7将动力经低速转臂24传递给输出轴25，实现高速档驱动模式。该模式下电机轴2与输出轴25满足下列转速关系式：

其中：Z1表示电机齿轮(3)的齿数；Z2表示输入齿轮(4)的齿数；Z3表示高速太阳轮(6)的齿数；Z4表示高速齿圈(8)的内齿圈齿数；Z5表示低速太阳轮(15)的齿数；Z6 表示低速齿圈(17)的内齿圈齿数；n1表示电机轴(2)的转速；n2表示输出轴(25)的转速。

2、低速档驱动模式。当整车需求中低车速行驶时，整车控制器向低速换挡执行器23发出指令，低速换挡执行器23驱动换挡电机驱动高压油缸产生高压油液通过低速档油管22进入到低速换挡器21的左右活塞腔内，高压油液通过低速换挡器21的左右活塞推动低速换挡器21的左右摩擦块夹紧制动低速换挡盘20，同时，高速换挡执行器13保持关闭且高速换挡盘10处于释放状态，进而，与高速换挡盘10固定连接的高速太阳轮6处于自由转动状态，与低速制动盘20固定连接的换挡齿轮18处于锁止状态，即低速齿圈17处于锁止状态；电机 1将动力由电机轴2传递给电机齿轮3，电机齿轮3通过外啮合将动力传递给输入齿轮4，输入齿轮4将动力传递给高速齿圈8，高速齿圈8将动力经曲臂14传递给低速太阳轮15，低速太阳轮15经低速行星轮16传递给低速转臂24，低速转臂24将动力传递给输出轴25，实现低速档驱动模式。该模式下电机轴2与输出轴25满足下列转速关系式：

3、驻车模式。当整车需求驻车时，整车控制器向低速档执行器23和高速档执行器13同时发出工作指令，低速换挡盘20和高速换挡盘10同时处于锁止状态，进而，高速太阳轮6 和低速齿圈17处于锁止状态，即低速转臂24和高速转臂7同时处于锁止状态，实现驻车模式。

4、空挡模式。当整车需求空挡时，整车控制器向低速档执行器23和高速档执行器13同时关闭且低速换挡盘20和高速换挡盘10处于自由转动状态，进而，高速太阳轮6和低速齿圈17处于自由转动状态，即输出轴25与电机轴2处于动力中断状态，实现空挡模式。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。