一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车。


背景技术：

2.新能源电动车高效节能环保，其动力总成的配置直接影响电动车整车的运行成本。电动车的驱动电机在不同负载和时速运行中有其自身效率高低的规律，常规动力总成模式具有体积与功能的局限性，导致车辆耗能高，续航里程减少，车辆运行成本增加。


技术实现要素：

3.本发明提供一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车，用以解决现有的电动车存在耗能高，续航里程短，以及车辆运行成本高的问题。
4.本发明提供一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，包括：主壳体；复合电机，包括依次沿轴向设置于所述主壳体内部的第一电机和第二电机，所述第一电机包括第一转子、第一定子和第一电机轴，所述第一定子设置于所述主壳体内部的一端，所述第一转子可转动地设置于所述第一定子内，所述第一电机轴套设于所述第一转子内，所述第一电机轴的第一端贯穿所述主壳体；所述第二电机包括第二转子、第二定子和第二电机轴，所述第二定子设置于所述主壳体内部的另一端，所述第二转子可转动地设置于所述第二定子内，所述第二电机轴为管状结构，所述第二转子套设于所述第二电机轴的外周，所述第二电机轴可转动地套设于所述第一电机轴第一端的外周；双离合变速器，包括双离合装置和变速器，所述双离合装置包括第一飞轮、第二飞轮、第一离合器和第二离合器，所述第一飞轮与所述第一电机轴的第一端连接，所述第二飞轮与所述第二电机轴远离所述第一电机的一端连接，所述第一离合器和所述第二离合器分别与所述变速器连接，且所述第一离合器位于所述第二离合器内，所述第一飞轮用于与所述第一离合器耦合，所述第二飞轮用于与所述第二离合器耦合。
5.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述变速器包括变速器壳体、输入轴、输出轴、第一齿轮副、第二齿轮副和同步器，所述输入轴与所述输出轴分别可转动地设置于所述变速器壳体内，所述输入轴的一端分别与所述第一离合器、所述第二离合器连接，所述第一齿轮副分别与所述输入轴、所述输出轴连接，所述第二齿轮副分别与所述输入轴、所述输出轴连接；所述同步器与所述输入轴连接，且位于所述第一齿轮副和所述第二齿轮副之间。
6.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，还包括：差速器，所述差速器与所述输出轴的一端连接。
7.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，还包括：发动机；
第三离合器，与所述第一电机轴的第二端连接；第三飞轮，与所述发动机的转轴连接，所述第三飞轮用于与所述第三离合器耦合。
8.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述变速器还包括：第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述输入轴的一端通过所述第一轴承与设置于所述变速器壳体内部的支撑壁转动配合，所述输入轴的另一端通过所述第二轴承与所述变速器壳体转动配合；所述输出轴的一端通过所述第三轴承与所述变速器壳体转动配合，所述输出轴的另一端通过所述第四轴承与所述变速器壳体转动配合。
9.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述主壳体的内部设置有隔板，所述隔板位于所述第一电机和所述第二电机之间，所述第一电机轴贯穿所述隔板，且与所述隔板转动配合。
10.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述复合电机还包括：第五轴承、第六轴承、第七轴承和第八轴承，所述第一电机轴的中部通过所述第五轴承与所述隔板转动配合，所述第一电机轴的第二端通过所述第六轴承与所述主壳体转动配合；所述第二电机轴靠近所述第一电机的一端通过所述第七轴承与所述隔板转动配合，所述第二电机轴远离所述第一电机的一端通过所述第八轴承与所述主壳体转动配合。
11.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述第一齿轮副的齿轮与所述第二齿轮副的齿轮均为直齿轮、斜齿轮或者人字齿轮。
12.根据本发明提供的一种轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，所述第一齿轮副与所述第二齿轮副的传动比不相同。
13.本发明还提供一种电动汽车，包括汽车主体，还包括电动车动力总成，所述电动车动力总成为如上任意一项所述的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成。
14.本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，通过采用轴向复合电机与双速比传动结合的配置，可以合理地分配双电机动力以应对不同工况及时速要求，适用于纵置安装，结构紧凑功能多，可以前后两副动力总成配置实现多电机动力驱动，增加续航里程，降低整车的配置成本和运行成本。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的侧视剖面结构示意图；图2是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的主视结构示意图；图3是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之一；图4是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之二；
图5是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之三；图6是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之四；图7是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之五；图8是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之六；图9是本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之七。
17.附图标记：11、发动机；12、第三飞轮；13、第三离合器；14、复合电机；15、双离合变速器；16、差速器；17、第一电机；18、第二电机；19、第一定子；20、第一转子；21、第一电机轴；22、第二定子；23、第二转子；24、第二电机轴；25、第一飞轮；26、第二飞轮；27、第一离合器；28、第二离合器；29、输入轴；30、输出轴；31、第一齿轮副；32、第二齿轮副；33、同步器；34、支撑壁；35、第一轴承；36、第二轴承；37、第三轴承；38、第四轴承；39、第五轴承；40、第六轴承；41、第七轴承；42、第八轴承。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
19.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
21.在本发明实施例中，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。
22.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
点包含于本发明实施例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。
23.如图1和图2所示，轴向双电机双离合双速比电动车动力总成包括主壳体、复合电机14和双离合变速器15，复合电机14包括依次沿轴向设置于主壳体内部的第一电机17和第二电机18。第一电机17包括第一转子20、第一定子19和第一电机轴21，第一定子19设置于主壳体内部的一端，第一转子20可转动地设置于第一定子19内，第一电机轴21套设于第一转子20内，第一电机轴21的第一端贯穿主壳体。第二电机18包括第二转子23、第二定子22和第二电机轴24，第二定子22设置于主壳体内部的另一端，第二转子23可转动地设置于第二定子22内，第二电机轴24为管状结构，第二转子23套设于第二电机轴24的外周，第二电机轴24可转动地套设于第一电机轴21第一端的外周，第二电机轴24的轴线与第一电机轴21的轴线为同一直线。
24.第一电机17和第二电机18同轴设置构成了轴向复合电机14，这样的设置方式结构紧凑，有效减小了动力总成的体积和重量。第一电机17与第二电机18的功率可以相同，也可以不同，具体根据实际需要进行确定。
25.双离合变速器15包括双离合装置和变速器，双离合装置包括第一飞轮25、第二飞轮26、第一离合器27和第二离合器28，第一飞轮25与第一电机轴21的第一端连接，第二飞轮26与第二电机轴24远离第一电机17的一端连接，第一离合器27和第二离合器28分别与变速器连接，且第一离合器27位于第二离合器28内，第一飞轮25用于与第一离合器27耦合，第二飞轮26用于与第二离合器28耦合。
26.双离合装置用于连接变速器与复合电机14，本实施例中双离合装置集成于变速器壳体内，当然也可将双离合装置集成于主壳体。
27.本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，通过采用轴向复合电机与双速比传动结合的配置，可以合理地分配双电机动力以应对不同工况及时速要求，适用于纵置安装，结构紧凑功能多，可以前后两副动力总成配置实现多电机动力驱动，增加续航里程，降低整车的配置成本和运行成本。
28.根据本发明的实施例，变速器包括变速器壳体、输入轴29、输出轴30、第一齿轮副31、第二齿轮副32和同步器33，输入轴29与输出轴30分别可转动地设置于变速器壳体内，输入轴29的一端分别与第一离合器27、第二离合器28连接。第一齿轮副31包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。第二齿轮副32包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。同步器33与输入轴29连接，且位于第一齿轮副31和第二齿轮副32之间，同步器33用于与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合。
29.根据本发明的实施例，轴向双电机双离合双速比电动车动力总成还包括差速器16，差速器16与输出轴30的一端连接。
30.根据本发明的实施例，轴向双电机双离合双速比电动车动力总成还包括发动机11、第三离合器13和第三飞轮12，第三离合器13与第一电机轴21的第二端连接，第三飞轮12
与发动机11的转轴连接，第三飞轮12用于与第三离合器13耦合。
31.根据本发明的实施例，变速器还包括第一轴承35、第二轴承36、第三轴承37和第四轴承38，支撑壁34设置于变速器壳体内部，第一轴承35嵌入于支撑壁34上，输入轴29的一端通过第一轴承35与支撑壁34转动配合。第二轴承36嵌入于变速器壳体上，第二轴承36的轴线与第一轴承35的轴线为同一直线，输入轴29的另一端通过第二轴承36与变速器壳体转动配合。第三轴承37和第四轴承38分别嵌入于变速器壳体上，第三轴承37的轴线与第四轴承38的轴线为同一直线，输出轴30的一端通过第三轴承37与变速器壳体转动配合，输出轴30的另一端通过第四轴承38与变速器壳体转动配合。
32.根据本发明的实施例，主壳体的内部设置有隔板，隔板位于第一电机17和第二电机18之间，第一电机轴21贯穿隔板，且与隔板转动配合。
33.根据本发明的实施例，复合电机14还包括：第五轴承39、第六轴承40、第七轴承41和第八轴承42，第五轴承39嵌入于隔板的一侧，第六轴承40嵌入于主壳体上，第五轴承39的轴线与第六轴承40的轴线为同一直线，第一电机轴21的中部通过第五轴承39与隔板转动配合，第一电机轴21的第二端通过第六轴承40与主壳体转动配合。第七轴承41嵌入于隔板的另一侧，第八轴承42嵌入于变速器壳体上，第七轴承41的轴线与第八轴承42的轴线为同一直线，第二电机轴24靠近第一电机17的一端通过第七轴承41与隔板转动配合，第二电机轴24远离第一电机17的一端通过第八轴承42与主壳体转动配合。
34.根据本发明的实施例，第一齿轮副31的齿轮与第二齿轮副32的齿轮均为直齿轮、斜齿轮或者人字齿轮。
35.根据本发明的实施例，第一齿轮副31与第二齿轮副32的传动比不相同。
36.根据本发明的实施例，如图1所示，轴向双电机双离合双速比电动车动力总成包括主壳体、复合电机14、双离合变速器15、差速器16、发动机11、第三离合器13和第三飞轮12，复合电机14包括第一电机17、第二电机18、第五轴承39、第六轴承40、第七轴承41和第八轴承42，第一电机17和第二电机18依次沿轴向设置于主壳体内部。主壳体的内部设置有隔板，隔板位于第一电机17和第二电机18之间。
37.第一电机17包括第一转子20、第一定子19和第一电机轴21，第一定子19设置于主壳体内部的一端，第一转子20可转动地设置于第一定子19内，第一电机轴21套设于第一转子20内，第一电机轴21贯穿隔板，第一电机轴21的第一端贯穿主壳体。
38.第二电机18包括第二转子23、第二定子22和第二电机轴24，第二定子22设置于主壳体内部的另一端，第二转子23可转动地设置于第二定子22内，第二电机轴24为管状结构，第二转子23套设于第二电机轴24的外周，第二电机轴24可转动地套设于第一电机轴21第一端的外周。
39.第五轴承39嵌入于隔板的一侧，第六轴承40嵌入于主壳体上，第五轴承39的轴线与第六轴承40的轴线为同一直线，第一电机轴21的中部通过第五轴承39与隔板转动配合，第一电机轴21的第二端通过第六轴承40与主壳体转动配合。第七轴承41嵌入于隔板的另一侧，第八轴承42嵌入于变速器壳体上，第七轴承41的轴线与第八轴承42的轴线为同一直线，第二电机轴24靠近第一电机17的一端通过第七轴承41与隔板转动配合，第二电机轴24远离第一电机17的一端通过第八轴承42与主壳体转动配合。
40.双离合变速器15包括双离合装置和变速器，双离合装置包括第一飞轮25、第二飞
轮26、第一离合器27和第二离合器28，第一飞轮25与第一电机轴21的第一端连接，第二飞轮26与第二电机轴24远离第一电机17的一端连接，第一离合器27和第二离合器28分别与输入轴29连接，且第一离合器27位于第二离合器28内，第一飞轮25用于与第一离合器27耦合，第二飞轮26用于与第二离合器28耦合。
41.变速器包括变速器壳体、输入轴29、输出轴30、第一齿轮副31、第二齿轮副32、同步器33、第一轴承35、第二轴承36、第三轴承37和第四轴承38，输入轴29与输出轴30分别可转动地设置于变速器壳体内，第一齿轮副31包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。第二齿轮副32包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。同步器33与输入轴29连接，且位于第一齿轮副31和第二齿轮副32之间。
42.支撑壁34设置于变速器壳体内部，第一轴承35嵌入于支撑壁34上，输入轴29的一端通过第一轴承35与支撑壁34转动配合。第二轴承36嵌入于变速器壳体上，第二轴承36的轴线与第一轴承35的轴线为同一直线，输入轴29的另一端通过第二轴承36与变速器壳体转动配合。第三轴承37和第四轴承38分别嵌入于变速器壳体上，第三轴承37的轴线与第四轴承38的轴线为同一直线，输出轴30的一端通过第三轴承37与变速器壳体转动配合，输出轴30的另一端通过第四轴承38与变速器壳体转动配合。
43.差速器16与输出轴30的一端连接，第三离合器13与第一电机轴21的第二端连接，第三飞轮12与发动机11的转轴连接，第三飞轮12用于与第三离合器13耦合。
44.本发明的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成具有多种工作方式，由于动力总成的工作方式较多，在此仅举几个例子进行说明，并不用来限定动力总成的所有工作方式。每种工作方式中使用虚线表示传送运动路径，其中粗虚线为一种传送路径，细虚线为可选择地其他传送路径。
45.1.如图3所示，第二电机18独立运行，第二飞轮26与第二离合器28耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，第二电机18通过第二飞轮26、第二离合器28、第一齿轮副31或者第二齿轮副32和输出轴30分别将两档旋转原动力传送至差速器16，此时，第一电机17不运行，第三离合器13和第一离合器27处于分离状态。
46.2.如图4所示，第一电机17独立运行，第一飞轮25与第一离合器27耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，第一电机17通过第一飞轮25、第一离合器27、第一齿轮副31或者第二齿轮副32和输出轴30分别将两档旋转原动力传送至差速器16，此时，第二电机18不运行，第三离合器13和第二离合器28处于分离状态。
47.3.如图5所示，第二电机18和第一电机17以相同转速共同运行，第二飞轮26与第二离合器28耦合，第一飞轮25与第一离合器27耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，第二电机18通过第二飞轮26和第二离合器28将旋转原动力传送至输入轴29，第一电机17通过第一飞轮25和第一离合器27将旋转原动力传送至输入轴29，输入轴29再通过第一齿轮副31或者第二齿轮副32将旋转原动力的合力传送至输出轴30，最后通过输出轴30将旋转原动力的合力传送至差速器16，此时第三离合器13处于分离状态。
48.4.如图6所示，发动机11提供驱动力，第三飞轮12与第三离合器13耦合，第一飞轮25与第一离合器27耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，发动机11的旋转原动力通过第一电机轴21和第一齿轮副31或者第二齿轮副32由输出轴30传送运动至差
速器16，此时第二电机18运行，第二飞轮26与第二离合器28耦合，第二电机18与发动机11作用于输出轴30上的角速度相同；或者第二电机18不运行，第二离合器28处于分离状态；第一电机17以与发动机11相同的转速运行或者不运行。
49.5.如图7所示，第一电机17启动发动机11，第三飞轮12与第三离合器13耦合，第一离合器27处于分离状态，第一电机17运行带动发动机11旋转至规定转速，发动机11被快速启动，此时第二电机18运行或者不运行。
50.6.如图8所示，发动机11拖动第一电机17发电，第三飞轮12与第三离合器13耦合，第一离合器27处于分离状态，发动机11拖动第一转子20高速旋转与第一定子19产生电磁感应作为发电机发电，此时第二电机18运行或者不运行。
51.7.如图9所示，能量回收与制动功能，当第二电机18和第一电机17没有得到电能，车辆处于惯性运动时，车轮通过差速器16和输入轴29及第一齿轮副31或者第二齿轮副32，带动第一转子20和第二转子23旋转，分别与第一定子19和第二定子22感应发电，此时同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，第二离合器28与第二飞轮26耦合，第一离合器27与第一飞轮25耦合，第三飞轮12与第三离合器13分离，或者第二电机18和第一电机17单独回馈发电。
52.本发明提供的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成，可以得到两台电动机转矩的分力或者合力与双速比的组成的六种旋转原动力，发动机可以单独或者与电机组成混合动力驱动车辆行驶，也可拖动电机发电，为更加宽泛的适应复杂工况和时速提供了新型高效的条件。本发明的动力总成结构紧凑且简单，双电机轴向复合结构实现了双驱动电动机、发动机、发电机、启动电动机的多功能和多用途。双离合变速器采用同心嵌套径向复合双飞轮和径向复合双离合器与单输入轴共轴的结构。发动机可以带动电机作为发电机发电及直接两档驱动车辆，并且与电机同时混动运行。复合电机以高速小转矩与相对低速大转矩的两台电动机做动力配置，优选不同的原动力与速比组合适应电动车行驶中的复杂工况。本发明的动力总成可以使用于混合动力车、增程式电动车或者纯电动车，单独前置或者后置，或者前后置各一副动力总成，降低车辆配置成本和运行成本，增加车辆续航里程，实现不间断地安全运行。
53.本发明还提供一种电动汽车，包括汽车主体，还包括电动车动力总成，电动车动力总成为如上任意一项实施例所述的轴向双电机双离合双速比电动车动力总成。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。