纯电动双挡行星排驱动系统的制作方法

本发明属于车辆动力系统，具体是涉及基于同轴行星轮组架构的双挡行星排产生双速挡位的驱动系统。

背景技术：

能源绿色化已经成为全球多数国家意志，越来越多国家鼓励电动车发展，同时限制燃油车的发展，目前我国的电动汽车无论在轿车、suv、轻卡和公交车等领域多数采用单级减速驱动方案，但是单级减速驱动方案无法保证汽车在重载起步和最高时速两种情况下，驱动电机都在高效率区运转。市面上仅极少数车型上采用两挡变速驱动方案，目前两挡变速方案多数采用amt拨叉换挡方式，但其换挡顿挫感严重、动力间断等硬伤一直是难以避免的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种换挡衔接平顺、传动结构简洁、传动效率高的纯电动双挡行星排驱动系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纯电动双挡行星排驱动系统，包括至少一部电机，所述电机驱动双挡行星排，各挡行星排均由输入太阳轮、行星轮组和输出太阳轮构成，各挡输出太阳轮输出动力。

进一步地，所述行星轮组由前行星轮及其同轴安装的后行星轮构成，前行星轮啮合传动输入太阳轮，后行星轮啮合传动输出太阳轮。

进一步地，所述电机通过齿轮组传动输入太阳轮，所述输出太阳轮通过另一齿轮组输出动力。

进一步地，所述行星轮组直接或间接地传动制动器。

进一步地，所述行星轮组通过同轴安装的转臂直接或间接地传动制动器。

实施上述技术方案，由电机驱动同轴式行星轮组的双挡行星排，当通过选择两组制动器的闭合和释放实现两种速比的动力切换，换挡动力衔接迅速平顺；同时，两太阳轮分别负责行星排动力的输入和输出，无需直径较大的齿圈，整车动力结构简洁、损耗低、传动效率高，适合应用于纯电动汽车驱动系统。

附图说明

图1为纯电动双挡行星排驱动系统的原理示意图。

图中：1-电机，2-总输入轴，3-第一齿轮，4-ⅰ挡输入齿轮，5-ⅱ挡输入齿轮，6-ⅰ挡输入轴，7-ⅱ挡输入轴，8-ⅰ挡输入太阳轮，9-ⅱ挡输入太阳轮，10-ⅰ挡前行星轮，11-ⅱ挡前行星轮，12-ⅰ挡后行星轮，13-ⅱ挡后行星轮，14-ⅰ挡输出太阳轮，15-ⅱ挡输出太阳轮，16-ⅰ挡制动大齿轮，17-ⅱ挡制动大齿轮，18-ⅰ挡行星轮轴，19-ⅱ挡行星轮轴，20-ⅰ挡前支撑轴承，21-ⅱ挡前支撑轴承，22-ⅰ挡后支撑轴承，23-ⅱ挡后支撑轴承，24-ⅰ挡转臂，25-ⅱ挡转臂，26-ⅰ挡输出轴，27-ⅱ挡输出轴，28-ⅰ挡输出齿轮，29-ⅱ挡输出齿轮，30-第二齿轮，31-第三齿轮，32-ⅰ挡制动小齿轮，33-ⅱ挡制动小齿轮，34-ⅰ挡齿轮轴，35-ⅱ挡齿轮轴，36-ⅰ挡制动盘，37-ⅱ挡制动盘，38-ⅰ挡制动器，39-ⅱ挡制动器，40-总输出轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明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发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明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，纯电动双挡行星排驱动系统主要由总输入轴、第一齿轮、两组输入齿轮及其输入轴、双挡行星排、二组制动器、两组输出轴及其输出齿轮、第二齿轮、第三齿轮、总输出轴组成。每挡行星排具有输入行星排和输出行星排，双挡行星排之间相互平行布局。

电机1与总输入轴2固定连接，第一齿轮3固定安装或直接加工在总输入轴2，第一齿轮3同时与ⅰ挡输入齿轮4和ⅱ挡输入齿轮5外啮合，ⅰ挡输入齿轮4固定安装或直接加工在ⅰ挡输入轴6，ⅱ挡输入齿轮5固定安装或直接加工在ⅱ挡输入轴7；第二齿轮30和第三齿轮31同时固定安装或直接加工在总输出轴40，第二齿轮30与ⅰ挡输出齿轮28外啮合，第三齿轮31与ⅱ挡输出齿轮29外啮合，ⅰ挡输出齿轮28固定安装或直接加工在ⅰ挡输出轴26，ⅱ挡输出齿轮29固定安装或直接加工在ⅱ挡输出轴27。

ⅰ挡行星排由ⅰ挡输入太阳轮8、ⅰ挡前行星轮10、ⅰ挡行星轮轴18、ⅰ挡后行星轮12、ⅰ挡输出太阳轮14、ⅰ挡转臂24和ⅰ挡制动大齿轮16组成，其中ⅰ挡输入太阳轮8与ⅰ挡前行星轮10外啮合、ⅰ挡输出太阳轮14与ⅰ挡后行星轮12外啮合，ⅰ挡前行星轮10和ⅰ挡后行星轮12固定安装或直接加工于ⅰ挡行星轮轴18，ⅰ挡行星轮轴18通过ⅰ挡前支撑轴承20和ⅰ挡后支撑轴承22安装于ⅰ挡转臂24上，ⅰ挡输入太阳轮8固定安装或直接加工在ⅰ挡输入轴6，ⅰ挡输出太阳轮14固定安装或直接加工于ⅰ挡输出轴26；ⅰ挡制动大齿轮16固定安装或直接加工于ⅰ挡转臂24，多个ⅰ挡制动小齿轮32均匀分布在ⅰ挡制动大齿轮16外圆周上，ⅰ挡制动小齿轮32与ⅰ挡制动大齿轮16外啮合，组成ⅰ挡换挡齿轮副，ⅰ挡制动小齿轮32通过ⅰ挡齿轮轴34与ⅰ挡制动盘36固定连接，ⅰ挡制动盘36按照一定的间隙安装于ⅰ挡制动器38的左右摩擦块之间。

ⅱ挡行星排由ⅱ挡输入太阳轮9、ⅱ挡前行星轮11、ⅱ挡行星轮轴19、ⅱ挡后行星轮13、ⅱ挡输出太阳轮15、ⅱ挡转臂25和ⅱ挡制动大齿轮17组成，其中ⅱ挡输入太阳轮9与ⅰ挡前行星轮11外啮合、ⅱ挡输出太阳轮15与ⅱ挡后行星轮13外啮合，ⅱ挡前行星轮11和ⅱ挡后行星轮13固定安装或直接加工于ⅱ挡行星轮轴19，ⅱ挡行星轮轴19通过ⅱ挡前支撑轴承21和ⅱ挡后支撑轴承23安装于ⅱ挡转臂25上，ⅱ挡输入太阳轮9固定安装或直接加工在ⅱ挡输入轴7，ⅱ挡输出太阳轮15固定安装或直接加工于ⅱ挡输出轴27；ⅱ挡制动大齿轮17固定安装或直接加工于ⅱ挡转臂25，多个ⅱ挡制动小齿轮33均匀分布在ⅱ挡制动大齿轮17外圆周上，ⅱ挡制动小齿轮33与ⅱ挡制动大齿轮17外啮合，组成ⅱ挡换挡齿轮副，ⅱ挡制动小齿轮33通过ⅱ挡齿轮轴35与ⅱ挡制动盘37固定连接，ⅱ挡制动盘37按照一定的间隙安装于ⅱ挡制动器39的左右摩擦块之间。

纯电动双挡行星排驱动系统能够实现以下五种驱动模式。

ⅰ挡驱动模式。ⅰ挡制动器38锁止ⅰ挡制动盘36、ⅱ挡制动器39释放ⅱ挡制动盘37，进而，ⅰ挡转臂24处于锁止状态，ⅱ挡转臂25处于自由转动状态，电机1由车载电池供电产生动力并传递给总输入轴2，总输入轴2将动力传递给第一齿轮3，由于ⅱ挡转臂25处于自由转动状态，ⅱ挡行星排不输出动力，因此，第一齿轮3将动力经ⅰ挡输入齿轮4传递给ⅰ挡输入轴6，ⅰ挡输入轴6将动力传递给ⅰ挡输入太阳轮8，ⅰ挡输入太阳轮8将动力传递给ⅰ挡前行星轮10，ⅰ挡前行星轮10将动力经ⅰ挡行星轮轴18传递给ⅰ挡后行星轮12，ⅰ挡后行星轮12将动力传递给ⅰ挡输出太阳轮14，ⅰ挡输出太阳轮14将动力经ⅰ挡输出轴26传递到ⅰ挡输出齿轮28，ⅰ挡输出齿轮28将动力经第二齿轮30传递到总输出轴40输出。ⅰ挡速比为下式：

n1：输入轴转速；n2：输出轴转速；z1：第一齿轮3的齿数；z2：ⅰ挡输入齿轮4的齿数；z3：ⅱ挡输入齿轮5的齿数；z4：ⅰ挡输入太阳轮8的齿数；z5：ⅱ挡输入太阳轮9的齿数；z6：ⅰ挡前行星轮10的齿数；z7：ⅱ挡前行星轮11的齿数；z8：ⅰ挡后行星轮12的齿数；z9：ⅱ挡后行星轮13的齿数；z10：ⅰ挡输出太阳轮14的齿数；z11：ⅱ挡输出太阳轮15齿数；z12：ⅰ挡输出齿轮28的齿数；z13：ⅱ挡输出齿轮29的齿数；z14：第三齿轮30的齿数；z15：第四齿轮31的齿数。

ⅱ挡驱动模式。ⅰ挡制动器38释放ⅰ挡制动盘36、ⅱ挡制动器39锁止ⅱ挡制动盘37，进而，ⅱ挡转臂25处于锁止状态，ⅰ挡转臂24处于自由转动状态，电机1由车载电池供电产生动力并传递给总输入轴2，总输入轴2将动力传递给第一齿轮3，由于ⅰ挡转臂24处于自由转动状态，ⅰ挡行星排不输出动力，第一齿轮3将动力经ⅱ挡输入齿轮5传递给ⅱ挡输入轴7，ⅱ挡输入轴7将动力传递给ⅰ挡输入太阳轮9，ⅱ挡输入太阳轮9将动力传递给ⅱ挡前行星轮11，ⅱ挡前行星轮11将动力经ⅱ挡行星轮轴19传递给ⅱ挡后行星轮13，ⅱ挡后行星轮13将动力传递给ⅱ挡输出太阳轮15，ⅱ挡输出太阳轮15将动力经ⅱ挡输出轴27传递到ⅱ挡输出齿轮29，ⅱ挡输出齿轮29将动力经第三齿轮31传递到总输出轴40输出。ⅱ挡速比为下式：

制动能量回收模式。当整车处于ⅰ挡驱动模式，且正在减速、制动、滑行时，电机1转换为发电模式，整车动能经总输出轴40传递给第二齿轮30，第二齿轮30将动能传递给ⅰ挡输出齿轮28，ⅰ挡输出齿轮28将动能经ⅰ挡输出轴26传递给ⅰ挡输出太阳轮14，ⅰ挡输出太阳轮14将动能传递给ⅰ挡后行星轮12，ⅰ挡后行星轮12将动能经ⅰ挡行星轮轴26传递给ⅰ挡前行星轮10，ⅰ挡前行星轮10将动能传递给ⅰ挡输入太阳轮8，ⅰ挡输入太阳轮8将动能经ⅰ挡输入轴6传递给ⅰ挡输入齿轮4，ⅰ挡输入齿轮4将动能传递给第一齿轮3，第一齿轮3将动能经总输入轴2传递给电机1带动电机转子高速转动，电机1将动能转换为电能由控制器整流后储存到车载电源中，完成对整车制动能量回收。

当整车处于ⅱ挡驱动模式，且正在减速、制动、滑行时，电机1转换为发电模式，此时，整车车速若大于预设值，保持ⅱ挡制动器39锁止状态，ⅰ挡制动器38释放状态，整车动能经总输出轴40传递给第三齿轮31，第三齿轮31将动能传递给ⅱ挡输出齿轮29，ⅱ挡输出齿轮29将动能经ⅱ挡输出轴27传递给ⅱ挡输出太阳轮15，ⅱ挡输出太阳轮15将动能传递给ⅱ挡后行星轮13，ⅱ挡后行星轮13将动能经ⅱ挡行星轮轴19传递给ⅱ挡前行星轮11，ⅱ挡前行星轮11将动能传递给ⅱ挡输入太阳轮9，ⅱ挡输入太阳轮9将动能经ⅱ挡输入轴7传递给ⅱ挡输入齿轮5，ⅱ挡输入齿轮5将动能传递给第一齿轮3，第一齿轮3将动能经总输入轴2传递给电机1带动电机转子高速转动，电机1将动能转换为电能由控制器整流后储存到车载电源中，完成对整车制动能量回收。

当整车车速降低到小于预设值时，整车控制器发出指令指示ⅱ挡制动器39转换为释放状态，ⅰ挡制动器38转换为锁止状态，制动能量回收过程与处于ⅰ挡驱动模式时相同。

驻车模式。ⅰ挡制动器锁止ⅰ挡制动盘、ⅱ挡制动器锁止ⅱ挡制动盘，即ⅰ挡转臂处于锁止状态，ⅱ挡转臂处于锁止状态，因而，总输出轴40处于锁止状态，实现驻车模式。

空挡模式。ⅰ挡制动器释放ⅰ挡制动盘、ⅱ挡制动器释放ⅱ挡制动盘，即ⅰ挡转臂处于自由转动状态，ⅱ挡转臂处于自由转动状态，总输出轴40处于自由转动状态，实现空挡模式。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明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，仍落入本发明的保护范围内。