一种电磁齿嵌式离合器和双电机混合动力系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电磁齿嵌式离合器，用于实现第一电机和第二电机的驱动离合，该离合器包括操纵杆、环形电磁铁、衔铁、弹性复位机构、动端面齿轮和定端面齿轮，所述操纵杆插装在第二电机的转子内腔，操纵杆的两端分别位于第二电机的转子两侧，将磁吸机构以及啮合传动结构分别位于第二电机的转子端侧，实现了紧凑的轴向布置，进而大幅节省了离合器空间，提高了其结构紧凑度。本发明还公开了一种双电机混合动力系统，在电磁齿嵌式离合器的结构特征作用下，实现了发动机、第一电机和第二电机的同轴布置，该布置方式不仅具有结构紧凑的特点，而且提高了传动效率。
【专利说明】一种电磁齿嵌式离合器和双电机混合动力系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车混合动力【技术领域】，尤其涉及一种电磁齿嵌式离合器和一种应用该离合器的双电机混合动力系统。
【背景技术】
[0002]在汽车混合动力领域，大都采用了双电机混合动力系统，即由第一电机和第二电机联动而成。第一电机和第二电机之间设置有离合器，通过该离合器的离合状态，来实现，切换双电机混联混合动力系统的纯电动、串联或者并联的驱动模式。
[0003]目前，该领域还没有专用的离合器，用于第一电机和第二电机之间。现有的用于双电机混联混合动力系统的离合器，都是直接沿用了传统汽车中的干式离合器，而干式离合器受限于其结构，具有占用空间大和重量大、传递的转矩容量有限、需要较大推力的外置执行机构驱动等缺点，上述缺点限制了汽车的双电机混联混合动力系统性能的进一步提高，成为了双电机混联混合动力系统的发展瓶颈。
[0004]基于此，本发明提供了一种适用于双电机混合动力系统的电磁齿嵌式离合器，以解决上述的问题，以及提供了一种包括该离合器的双电机混合力系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种电磁齿嵌式离合器，具有轴向尺寸短、重量轻、占用空间小、传递转矩大和动作迅速的优点。
[0006]本发明的目的还在于提供一种双电机混合动力系统，该系统设置有本发明的电磁齿嵌式离合器，具有轻量化和集成化的优点。
[0007]基于上述第一目的，本发明提供了一种电磁齿嵌式离合器，用于实现第一电机和第二电机的驱动离合，该离合器包括操纵杆、环形电磁铁、衔铁和弹性复位机构，以及包括相适配的动端面齿轮和定端面齿轮，其中:
[0008]所述操纵杆插装在所述第二电机的转子内，所述操纵杆的两端分别位于所述第二电机的转子的两侧；
[0009]所述动端面齿轮位于所述操纵杆的端部，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子或者所述第二电机的转子上；
[0010]所述第一电机的转子、所述第二电机的转子、所述环形电磁铁和所述衔铁沿轴向顺次排布，且所述衔铁位于所述操纵杆的端部，所述环形电磁铁相对于所述第二电机的定子的位置固定，所述环形电磁铁通电后，磁吸所述衔铁带动所述动端面齿轮沿轴向移动至与所述定端面齿轮啮合，所述电磁齿嵌式离合器接合；
[0011]所述弹性复位机构位于所述第二电机的转子内，并套装在所述操纵杆上，在所述环形电磁铁断电后，推动所述衔铁复位，驱使所述动端面齿轮脱离所述定端面齿轮，所述电磁齿嵌式离合器脱开。
[0012]可选的，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子上，所述动端面齿轮位于所述第一电机和所述第二电机之间且固定连接于所述操纵杆的端部；
[0013]所述操纵杆与所述第二电机的转子同步转动，且所述操纵杆能够沿所述第二电机的转子的轴向移动；
[0014]所述衔铁固定安装在所述操纵杆的端部。
[0015]可选的，所述离合器还包括花键套，所述花键套与所述第二电机的转子固定连接，所述花键套套装在所述操纵杆上；相对应的，所述操纵杆设置为花键杆，或者所述操纵杆对应于所述花键套的区域为花键杆。
[0016]可选的，所述衔铁为盘式结构，其盘中心处设置有垂直于盘面的连接柱，所述连接柱通过推力轴承连接于所述操纵杆的端部。
[0017]可选的，所述定端面齿轮、所述动端面齿轮与所述衔铁位于所述第二电机的同一侦牝且所述定端面齿轮固定连接在所述第二电机的转子上；
[0018]所述动端面齿轮与所述操纵杆同步转动，且能够相对于所述操纵杆的轴向移动，所述操纵杆与所述第一电机的转子固定连接且同步转动；
[0019]所述衔铁固定安装在所述动端面齿轮上。
[0020]可选的，所述动端面齿轮包括有限位端盖，所述限位端盖具有垂直于端盖盘面的连接柱，所述连接柱通过花键配合方式穿过所述动端面齿轮的轮中心，并固定连接于所述操纵杆的端部。
[0021]可选的，所述弹性复位机构包括复位弹簧和定位凸台；
[0022]所述定位凸台与所述操纵杆固定连接，且所述定位凸台沿所述操纵杆的径向延伸；
[0023]所述复位弹簧呈压缩状态，所述复位弹簧远离所述衔铁的一端与所述第二电机的转子固定连接，所述复位弹簧邻近所述衔铁的一端支顶在所述定位凸台上。
[0024]基于上述第二目的，本发明提供了一种双电机混合动力系统，该系统包括第一电机和第二电机，以及包括如上所述的电磁齿嵌式离合器。
[0025]可选的，该系统还包括发动机、第一电机驱动器、第二电机驱动器和储能装置；
[0026]所述发动机与所述第一电机机械力矩耦合，所述第二电机的转子与作业设备传动连接，所述第一电机与所述第一电机驱动器电连接，所述第二电机与所述第二电机驱动器电连接，所述第一电机驱动器和所述第二电机驱动器分别与所述储能装置电连接；
[0027]所述电磁齿嵌式离合器脱开时，所述发动机和所述第一电机与所述作业设备传动脱开，所述作业设备由所述第二电机单独驱动，所述第二电机所需电能由储能装置提供，或者由发动机驱使所述第一电机发电提供；
[0028]所述电磁齿嵌式离合器结合时，所述发动机驱动所述作业设备，所述第一电机和所述第二电机进行加速助力或者进行发电。
[0029]可选的，所述作业设备为汽车，所述汽车通过所述双电机混合动力系统可实现:
[0030]纯电驱动，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机和所述发动机均停止转动，所述第二电机的电能由所述储能装置提供，第二电机驱使汽车驱动轴；
[0031]制动能量回收，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机和所述发动机均停止运转，所述第二电机发电存入所述储能装置，进行能量回馈制动；
[0032]耗功制动，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机反拖所述发动机转动，所述第一电机进行能量消耗；
[0033]助力加速驱动，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机共同驱使汽车驱动轴；
[0034]发动机单独驱动，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机单独驱动汽车，所述第一电机和所述第二电机进行零转矩跟随转动；
[0035]行车发电，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机驱使汽车驱动轴，所述第一电机和\或所述第二电机发电存入所述储能装置。
[0036]综上所述，本发明提供的电磁齿嵌式离合器，该离合器通过控制环形电磁铁的通电状态控制动端面齿轮和定端面齿轮的啮合与否，控制离合器的接合与脱开，较之传统的干式离合器，该控制方式具有动作迅速、传递扭矩大且效率高的优点，以及在此基础上，本发明还具有更进一步的有益效果:通过特殊设置的操纵杆，插装在第二电机的转子内腔，操纵杆的两端分别位于第二电机的转子两侧，可实现将磁吸机构(环形电磁铁和衔铁)以及啮合传动结构(动端面齿轮和定端面齿轮)分别位于第二电机的转子的端侧，该技术方案充分利用了第二电机的转子内腔，且配合电机端侧安装离合器各机构的方式，实现了紧凑的轴向布置，进而大幅节省了离合器空间，提高了其结构紧凑度。
[0037]本发明提供的双电机混合动力系统，在电磁齿嵌式离合器的上述结构特征作用下，能够实现发动机、第一电机和第二电机的同轴布置，该布置方式不仅具有结构紧凑的特点，而且提高了传动效率。尤其是，在配合储能装置和发动机的特殊连接关系作用下，应用于汽车时，能够依据情况切换纯电驱动、制动能量回收、耗功制动、助力加速驱动、发动机单独驱动或者行车发电状态，提高了双电机混合动力系统在电动汽车中的作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1、2是本发明电磁齿嵌式离合器的实施例结构示意图；
[0039]图3是本发明双电机混合动力系统的一实施例结构示意图；
[0040]图4、5是本发明双电机混合动力系统的另一实施例的结构不意图；
[0041]图6是本发明电磁齿嵌式离合器的另一实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0043]本发明公开了一种电磁齿嵌式离合器，用于实现第一电机和第二电机的驱动离合，该离合器包括操纵杆、环形电磁铁、衔铁和弹性复位机构，以及包括相适配的动端面齿轮和定端面齿轮，其中:所述操纵杆插装在所述第二电机的转子内，所述操纵杆的两端分别位于所述第二电机的转子的两侧；所述动端面齿轮位于所述操纵杆的端部，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子或者所述第二电机的转子上；所述第一电机的转子、所述第二电机的转子、所述环形电磁铁和所述衔铁沿轴向顺次排布，且所述衔铁位于所述操纵杆的端部，所述环形电磁铁相对于所述第二电机的定子的位置固定，所述环形电磁铁通电后，磁吸所述衔铁带动所述动端面齿轮沿轴向移动至与所述定端面齿轮啮合，所述电磁齿嵌式离合器接合；所述弹性复位机构位于所述第二电机的转子内，并套装在所述操纵杆上，在所述环形电磁铁断电后，推动所述衔铁复位，驱使所述动端面齿轮脱离所述定端面齿轮，所述电磁齿嵌式离合器脱开。
[0044]本发明的离合器通过操纵杆结构，实现了对于离合器的轴向体积压缩。如下的实施例一至三中，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子上，所述动端面齿轮位于所述第一电机和所述第二电机之间且固定连接于所述操纵杆的端部，即磁吸机构(即环形电磁铁和衔铁)以及啮合传动机构(即动、定端面传动齿轮)分别位于第二电机的转子的两侧，具有紧凑的轴向布置和高传动效率；实施例四中，所述定端面齿轮固定连接在所述第二电机的转子上，即磁吸机构(即环形电磁铁和衔铁)以及啮合传动机构(即动、定端面传动齿轮)分别位于第二电机的转子的同一侧，即将第一电机和第二电机之间哨合传动机构移动至外侧，具有更紧凑的轴向布置。
[0045]实施例一电磁齿嵌式离合器
[0046]参见图1和图2,该实施例公开了一种电磁齿嵌式离合器100,用于实现第一电机300和第二电机200的驱动离合，该离合器包括操纵杆110、环形电磁铁120、衔铁130和弹性复位机构140，以及包括相适配的动端面齿轮150和定端面齿轮160。为了更清楚的显示本发明的离合器的各构件的位置关系，以显示其与现有的离合器在结构和效果上的区别，图2中用虚线不出了第一电机300和第二电机200,第一电机300中包括第一电机的转子310，第二电机200中包括第二电机的转子210，第二电机的转子210内具有转轴211。在该实施例的如下描述中，结合第一电机300和第二电机200说明该离合器各构件的结构关系。
[0047]所述操纵杆110插装在所述第二电机的转子210内，所述操纵杆110随所述第二电机的转子同步转动，且能够沿所述第二电机的转子210的轴向移动。本发明特殊设置的操纵杆结构，能够有效利用第二电机的转子210的内径空间，充分提高了该离合器应用于电机时的结构紧凑度。
[0048]该实施例中，为使该离合器应用于第一电机300和第二电机200时的轴向结构紧凑，该操纵杆不仅具有位于所述第二电机的转子内腔中的特点，还进一步具有将磁吸机构(即环形电磁铁和衔铁)以及啮合传动机构(即动、定端面传动齿轮)分别位于第二电机的转子的两侧的特点。
[0049]所述定端面齿轮160固定连接在所述第一电机的转子310上,所述定端面齿轮160与所述动端面齿轮150位于所述第一电机300和所述第二电机200之间，且所述动端面齿轮150固定安装在所述操纵杆110的一端；所述操纵杆110的另一端固定安装有所述衔铁130 ;所述环形电磁铁120的位置固定，且位于所述衔铁130和所述第二电机的转子210之间，所述的位置固定是指相对于第二电机的定子位置固定，即不随转子转动以及不随所述操纵杆轴向移动。
[0050]所述弹性复位机构140位于所述第二电机的转子210内，并套装在所述操纵杆110上。本发明通过弹性复位机构140，配合第二电机200 —侧的环形电磁铁120的通电状态，控制第二电机200的另一侧的动、定端面齿轮的啮合状态，进而切换该离合器的接合与脱开状态。具体的:在所述环形电磁铁120通电后，所述环形电磁铁120与所述衔铁130之间的磁力克服所述弹性复位机构140的弹力，在所述环形电磁铁120的磁吸作用下，所述衔铁130带动所述操纵杆110沿轴向移动，即沿图中向左移动，推动所述动端面齿轮150沿轴向同步移动，使所述动端面齿轮150啮合于所述定端面齿轮160，所述电磁齿嵌式离合器100接合，此时，所述操纵杆110随着所述第一电机的转子310、所述第二电机的转子210同步转动；在所述环形电磁铁120断电后，所述弹性复位机构140的弹力驱使所述衔铁130移动，即沿图中向右移动，推动所述衔铁130复位，驱使所述动端面齿轮150脱离所述定端面齿轮160，所述电磁齿嵌式离合器100脱开，此时，所述操纵杆110与所述第一电机的转子310之间的传动断开。
[0051]综上，所述操纵杆110和所述弹性复位机构140位于所述第二电机的转子210的内腔中，且衔铁130和动、定端面齿轮分别位于所述第二电机的转子210两侧，在确保所述离合器的接合、脱离状态切换的基础上，减少了离合器所占用的所述第一电机300和所述第二电机200之间的空间，提高了第一电机300和第二电机200之间的结构紧凑性，进而提高了第一电机300和第二电机200的传动效率。并且，传统的离合器安装在转子的轴向端部，例如安装在转子的转轴端部，较之该传统的端部传动连接方式，本发明的离合器的所述操纵杆110位于所述第二电机的转子210内腔中，通过所述操纵杆110的圆周面与转子进行传动连接，本发明的圆周面传动效率远高于传统的端部传动效率，在本发明的一可选方案中，所述操纵杆110在具体设计安装时，例如可以是插装在所述第二电机的转子210的转轴211内，所述操纵杆110与所述转轴211同轴心设置，以确保其同步旋转的准确性。
[0052]该实施例中，所述操纵杆110需要满足与所述第二电机的转子210同步转动，以及需要满足沿轴向往复移动。基于此，在本发明的一可选方案中，所述离合器还包括花键套170，所述花键套170与所述第二电机的转子210固定连接，例如与所述第二电机的转轴211固定连接，所述花键套170套装在所述操纵杆110上；相对应的，所述操纵杆110设置为花键杆，或者所述操纵杆110对应于所述花键套170的区域为花键杆。为了提高本发明中所述操纵杆110与所述第二电机转子同步旋转的准确度，也可以设置为，所述转子的转轴作为花键套，也即所述转轴具有轴孔，所述轴孔的内表面具有与所述花键杆相适配的花键。
[0053]在本发明的另一可选方案中，所述衔铁130为盘式结构，其盘中心处设置有垂直于盘面的连接柱131，所述连接柱131通过推力轴承180连接于所述操纵杆110的端部，该结构连接方式能够传递轴向推力，且离合器接合后，能够防止所述衔铁130随所述操纵杆110旋转，进而确保位置固定的所述环形电磁铁120与所述衔铁130磁吸的可靠性。该方案中所优选的，所述环形电磁铁120和所述衔铁130分别设置为与所述操纵杆110同轴心，以进一步确保所述环形电磁铁120与所述衔铁130磁吸的可靠性。
[0054]如图2所示，在本发明的又一可选方案中，所述弹性复位机构140包括复位弹簧141和定位凸台142 ;所述定位凸台142与所述操纵杆110固定连接,且所述定位凸台142沿所述操纵杆110的径向延伸，例如可以设置为，所述定位凸台142为套装在所述操纵杆110上的环形结构；所述复位弹簧141呈压缩状态，所述复位弹簧141远离所述衔铁130的一端与所述第二电机的转子210固定连接，所述复位弹簧141邻近所述衔铁130的一端支顶在所述定位凸台142上。为确保所述复位弹簧141的弹力均衡，所述复位弹簧141可以是一个弹簧，其套装在所述操纵杆Il0上，所述复位弹簧141也可以是多个弹簧，其围绕所述操纵杆110的圆周侧均匀排布。
[0055]实施例二双电机混合动力系统
[0056]参见图3,本发明提供了一种双电机混合动力系统,该系统包括第一电机300和第二电机200,以及包括实施例一的电磁齿嵌式离合器100,实施例一所描述的技术方案也属于本实施例，实施例一已描述的方案不再重复描述。
[0057]所述电磁齿嵌式离合器100设置在所述第一电机300和所述第二电机200之间，用于实现所述第一电机300和所述第二电机200的驱动离合。
[0058]通过实施例一的描述可知，所述操纵杆110和所述弹性复位机构140位于所述第二电机的转子210内腔中，所述衔铁130和所述环形电磁铁120位于所述第二电机的转子210的外侧，即远离所述第一电机300 ;所述动端面齿轮150和所述定端面齿轮160位于所述第一电机300和所述第二电机200之间，用于实现所述第一电机300与所述第二电机200的驱动离合。上述的技术方案，使所述第一电机300和所述第二电机200能够实现轴向对接，具有轴向尺寸短、结构紧凑的特点，并且，所述操纵杆110位于所述第二电机的转子210之间的圆周面传动连接关系，有效提高了所述操纵杆110与所述第二电机200转子的传动效率。
[0059]实施例三双电机混合动力系统
[0060]参见图4和图5,该实施例也提供了一种双电机混合动力系统，该系统是在实施例二的基础上的进一步改进，实施例二所公开的技术方案也属于该实施例，实施例二已描述的技术方案不再重复描述。图4中，实线表示机械力的传递，虚线表示电力的传递。
[0061]具体而言，在实施例二所描述技术方案的基础上，即在所述第二电机200通过所述电磁齿嵌式离合器100实现对所述第一电机300的驱动离合的基础上，所述双电机混合动力系统还包括发动机400、第一电机驱动器500、第二电机驱动器600和储能装置700。所述发动机400与所述第一电机300机械力矩耦合，机械力矩耦合的方式例如可以是所述发动机400的驱动轴与所述第一电机的转子310固定连接，或者是通过固定速比齿轮连接；所述第二电机的转子210与作业设备传动连接；所述第一电机300与所述第一电机驱动器500电连接，所述第二电机200与所述第二电机驱动器600电连接，所述第一电机驱动器500和所述第二电机驱动器600分别与所述储能装置700电连接。为使附图简单、清楚，图5中未不出第一电机驱动器500、第二电机驱动器和储能装置。
[0062]所述电磁齿嵌式离合器100脱开时，所述发动机400和所述第一电机300与所述作业设备传动脱开，所述作业设备由所述第二电机200单独驱动，所述第二电机200所需电能由储能装置700提供，或者由发动机400驱使所述第一电机300发电提供；所述电磁齿嵌式离合器100结合时，所述发动机400驱动所述作业设备，所述第一电机300和所述第二电机200进行加速助力或者进行发电。
[0063]为更清楚的说明该实施例的结构关系和效果，该实施例以汽车为例进行详细说明，即，所述作业设备为汽车，所述第二电机200与所述汽车驱动轴800之间，例如可通过传动轴、固定速比减速器或者链式、带式减速器连接，该连接方式参照图5。所述汽车通过所述双电机混合动力系统可实现:
[0064]纯电驱动，所述电磁齿嵌式离合器100脱开，所述第一电机300和所述发动机400均停止转动，所述第二电机200的电能由所述储能装置700提供，第二电机200驱使汽车驱动轴800。该模式适用于，在汽车行驶过程中，行使的驱动转矩需求较低，且所述储能装置700荷电状态充足的情况。
[0065]制动能量回收，所述电磁齿嵌式离合器100脱开，所述第一电机300和所述发动机400均停止运转，所述第二电机200发电存入所述储能装置700，进行能量回馈制动。该模式适用于，汽车进行制动，且所述储能装置700荷电状态未满的情况。
[0066]耗功制动，所述电磁齿嵌式离合器100脱开，所述第一电机300反拖所述发动机400转动但发动机400不供油，所述第一电机300进行能量消耗；该模式适用于，汽车制动，但所述储能装置700荷电状态已满的情况。
[0067]助力加速驱动，所述电磁齿嵌式离合器100接合，所述发动机400、所述第一电机300和所述第二电机200共同驱使汽车驱动轴；该模式适用于，汽车行驶过程中，所述第二电机200转速高于一定阈值的情况。
[0068]发动机400单独驱动，所述电磁齿嵌式离合器100接合，所述发动机400单独驱动汽车，所述第一电机300和所述第二电机200进行零转矩跟随转动；该模式适用于，在汽车行驶过程，所述第二电机200转速高于一定阈值的情况。
[0069]行车发电，所述电磁齿嵌式离合器100接合，所述发动机400驱使汽车驱动轴，所述第一电机300和\或所述第二电机200发电存入所述储能装置700。该模式适用于，在汽车行驶过程，所述第二电机200转速高于所述发动机400怠速的情况。
[0070]上述各模式中所涉及的阀值，依据不同汽车发动机400和电机的相应参数进行预先设定。
[0071]实施例四电磁齿嵌式离合器
[0072]该实施例是与实施例一相并列的另一方案,其主要区别是齿轮哨合机构和磁吸机构位于操纵杆的同一侧，即将第一电机和第二电机之间的齿轮哨合机构设置在外侧，以进一步压缩离合器的轴向尺寸。
[0073]参见图6，为了更清楚的显示本发明的离合器的各构件的位置关系，以显示其与现有的离合器在结构和效果上的区别，图6中也示出了第一电机300和第二电机200。
[0074]该实施例中，电磁齿嵌式离合器100包括操纵杆110、环形电磁铁120、衔铁130、弹性复位机构140、动端面齿轮150和定端面齿轮160。所述操纵杆110插装在所述第二电机的转子210内，所述操纵杆的两端分别位于所述第二电机的转子的两侧。
[0075]所述动端面齿轮、定端面齿轮和所述衔铁位于所述第二电机的同一侧，即所述动端面齿轮、定端面齿轮和所述衔铁位于所述操纵杆的一端，所述操纵杆的另一端固定连接于所述第一电机的转子。具体设计安装时:所述动端面齿轮150位于所述操纵杆110的一端，所述动端面齿轮150与所述操纵杆110同步转动，且能够相对于所述操纵杆110的轴向移动；所述操纵杆110的另一端固定连接于所述第一电机的转子310，也即，所述操纵杆110与所述第一电机的转子310同步转动；所述定端面齿轮160固定连接在所述第二电机的转子210上，所述定端面齿轮160与所述动端面齿轮150同轴心设置；所述衔铁130安装在所述动端面齿轮150上，所述环形电磁铁120的位置固定，且位于所述衔铁130和所述第二电机的转子210之间，所述的位置固定是指相对于第二电机的定子位置固定，即不随转子转动以及不随所述操纵杆轴向移动。
[0076]所述弹性复位机构140位于所述第二电机的转子210内，并套装在所述操纵杆110上。该实施例的另一可选方案中，所述弹性复位机构140包括复位弹簧141和定位凸台142 ；所述定位凸台142与所述操纵杆110固定连接，且所述定位凸台142沿所述操纵杆110的径向延伸，例如可以设置为，所述定位凸台142为套装在所述操纵杆110上的环形结构；所述复位弹簧141呈压缩状态，所述复位弹簧141远离所述衔铁130的一端支顶在所述定位凸台142上，所述复位弹簧141邻近所述衔铁130的一端支顶在所述动端面齿轮150上。为确保所述复位弹簧141的弹力均衡，所述复位弹簧141可以是一个弹簧，其套装在所述操纵杆110上，所述复位弹簧141也可以是多个弹簧，其围绕所述操纵杆110的圆周侧均匀排布。
[0077]该实施例的一可选方案中，所述动端面齿轮150还包括有限位端盖132，所述限位端盖132具有垂直于端面盘面的连接柱133，所述连接柱133通过花键配合方式穿过所述动端面齿轮150的轮中心，并直接固定连接于所述操纵杆的端部，以实现所述动端面齿轮150与所述操纵杆110同步转动，且能够相对于所述操纵杆110的轴向移动。
[0078]在所述环形电磁铁120通电后，所述环形电磁铁120与所述衔铁130之间的磁力克服所述弹性复位机构140的弹力，在所述环形电磁铁120的磁吸作用下，所述衔铁130带动所述动端面齿轮150相对于所述操纵杆110移动，即沿图中向左移动，所述动端面齿轮150啮合于所述定端面齿轮160，所述电磁齿嵌式离合器100接合，此时，所述操纵杆110随着所述第一电机的转子310、所述第二电机的转子210同步转动；在所述环形电磁铁120断电后，所述弹性复位机构140的弹力驱使所述衔铁130和所述动端面齿轮150移动，即沿图中向右移动，推动所述衔铁130复位，驱使所述动端面齿轮150脱离所述定端面齿轮160，所述电磁齿嵌式离合器100脱开，此时，所述操纵杆110随着第一电机的转子310转动，所述操纵杆110与所述第二电机的转子210的传动断开。
[0079]另，该实施例应用于第一电机和第二电机，构成双电机混合动力系统，即所述动、定端面齿轮以及衔铁、环形电磁铁位于所述第二电机的同一侧，在第一电机和第二电机之间无其他构件，具体的设计安装内容参见上述的离合器描述，该系统的运作方式在该实施例三中已进行描述，不再赘述。
[0080]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电磁齿嵌式离合器，用于实现第一电机和第二电机的驱动离合，其特征在于，该离合器包括操纵杆、环形电磁铁、衔铁和弹性复位机构，以及包括相适配的动端面齿轮和定端面齿轮，其中: 所述操纵杆插装在所述第二电机的转子内，所述操纵杆的两端分别位于所述第二电机的转子的两侧； 所述动端面齿轮位于所述操纵杆的端部，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子或者所述第二电机的转子上； 所述第一电机的转子、所述第二电机的转子、所述环形电磁铁和所述衔铁沿轴向顺次排布，且所述衔铁位于所述操纵杆的端部，所述环形电磁铁相对于所述第二电机的定子的位置固定，所述环形电磁铁通电后，磁吸所述衔铁带动所述动端面齿轮沿轴向移动至与所述定端面齿轮啮合，所述电磁齿嵌式离合器接合； 所述弹性复位机构位于所述第二电机的转子内，并套装在所述操纵杆上，在所述环形电磁铁断电后，推动所述衔铁复位，驱使所述动端面齿轮脱离所述定端面齿轮，所述电磁齿嵌式离合器脱开。
2.根据权利要求1所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于，所述定端面齿轮固定连接在所述第一电机的转子上，所述动端面齿轮位于所述第一电机和所述第二电机之间且固定连接于所述操纵杆的端部； 所述操纵杆与所述第二电机的转子同步转动，且所述操纵杆能够沿所述第二电机的转子的轴向移动； 所述衔铁固定安装在所述操纵杆的端部。
3.根据权利要求2所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于，所述离合器还包括花键套，所述花键套与所述第二电机的转子固定连接，所述花键套套装在所述操纵杆上；相对应的， 所述操纵杆设置为花键杆，或者所述操纵杆对应于所述花键套的区域为花键杆。
4.根据权利要求3所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于，所述衔铁为盘式结构，其盘中心处设置有垂直于盘面的连接柱，所述连接柱通过推力轴承连接于所述操纵杆的端部。
5.根据权利要求1所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于， 所述定端面齿轮、所述动端面齿轮与所述衔铁位于所述第二电机的同一侧，且所述定端面齿轮固定连接在所述第二电机的转子上； 所述动端面齿轮与所述操纵杆同步转动，且能够相对于所述操纵杆的轴向移动，所述操纵杆与所述第一电机的转子固定连接且同步转动； 所述衔铁固定安装在所述动端面齿轮上。
6.根据权利要求5所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于，所述动端面齿轮包括有限位端盖，所述限位端盖具有垂直于端盖盘面的连接柱，所述连接柱通过花键配合方式穿过所述动端面齿轮的轮中心，并固定连接于所述操纵杆的端部。
7.根据权利要求1所述的电磁齿嵌式离合器，其特征在于，所述弹性复位机构包括复位弹簧和定位凸台； 所述定位凸台与所述操纵杆固定连接，且所述定位凸台沿所述操纵杆的径向延伸； 所述复位弹簧呈压缩状态，所述复位弹簧远离所述衔铁的一端与所述第二电机的转子固定连接，所述复位弹簧邻近所述衔铁的一端支顶在所述定位凸台上。
8.—种双电机混合动力系统，其特征在于，该系统包括第一电机和第二电机，以及包括如权利要求1-7任一项所述的电磁齿嵌式离合器。
9.根据权利要求8所述的双电机混合动力系统，其特征在于，该系统还包括发动机、第一电机驱动器、第二电机驱动器和储能装置； 所述发动机与所述第一电机机械力矩耦合，所述第二电机的转子与作业设备传动连接，所述第一电机与所述第一电机驱动器电连接，所述第二电机与所述第二电机驱动器电连接，所述第一电机驱动器和所述第二电机驱动器分别与所述储能装置电连接； 所述电磁齿嵌式离合器脱开时，所述发动机和所述第一电机与所述作业设备传动脱开，所述作业设备由所述第二电机单独驱动，所述第二电机所需电能由储能装置提供，或者由发动机驱使所述第一电机发电提供； 所述电磁齿嵌式离合器结合时，所述发动机驱动所述作业设备，所述第一电机和所述第二电机进行加速助力或者进行发电。
10.根据权利要求9所述的双电机混合动力系统，其特征在于，所述作业设备为汽车，所述汽车通过所述双电机混合动力系统可实现: 纯电驱动，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机和所述发动机均停止转动，所述第二电机的电能由所述储能装置提供，第二电机驱使汽车驱动轴； 制动能量回收，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机和所述发动机均停止运转，所述第二电机发电存入所述储能装置，进行能量回馈制动； 耗功制动，所述电磁齿嵌式离合器脱开，所述第一电机反拖所述发动机转动，所述第一电机进行能量消耗； 助力加速驱动，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机、所述第一电机和所述第二电机共同驱使汽车驱动轴； 发动机单独驱动，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机单独驱动汽车，所述第一电机和所述第二电机进行零转矩跟随转动； 行车发电，所述电磁齿嵌式离合器接合，所述发动机驱使汽车驱动轴，所述第一电机和\或所述第二电机发电存入所述储能装置。
【文档编号】B60K6/38GK104191953SQ201410409759
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】余平, 叶晓, 王婷, 王学良 申请人:精进电动科技（北京）有限公司