动力传动系统及具有其的车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种动力传动系统和具有该动力传动系统的车辆。

背景技术：

相关技术中，三电动发电机的动力传动系统，结构复杂，运行模式切换控制难度大，存在改进空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构紧凑且控制容易的动力传动系统。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述动力传动系统的车辆。

根据本发明第一方面实施例的动力传动系统包括第一电动发电机、第一单排单级行星齿轮机构、第二电动发电机、第二单排单级行星齿轮机构和第三电动发电机；所述第一单排单级行星齿轮机构分别与所述第一电动发电机和所述第三电动发电机相连且适于将所述第一电动发电机输出的动力或者所述第一电动发电机和所述第三电动发电机输出的动力耦合后输出给一对车轮中的一个车轮；所述第二单排单级行星齿轮机构分别与所述第二电动发电机和所述第三电动发电机相连且适于将所述第二电动发电机输出的动力或者所述第二电动发电机和所述第三电动发电机输出的动力耦合后输出给所述一对车轮中的另一个车轮；所述第三电动发电机与所述第一单排单级行星齿轮机构的太阳轮联动且还与所述第二单排单级行星齿轮机构的太阳轮联动以使同轴设置的所述第一单排单级行星齿轮机构的太阳轮和所述第二单排单级行星齿轮机构的太阳轮同步转动。

根据本发明实施例的动力传动系统，第一单排单级行星齿轮机构的太阳轮与第二单排单级行星齿轮机构的太阳轮同轴设置且可同步转动，且第三电动发电机分别与两个单排单级行星齿轮机构的太阳轮同时联动，结构紧凑，控制容易，且采用三个电动发电机实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换，节约能源且更能满足车辆的经济性要求。

根据本发明第二方面的实施例提出一种车辆，该车辆包括第一方面所述的任一种动力 传动系统。

根据本发明第二方面的车辆包括第一方面所述的任一种动力传动系统，从而具有结构紧凑，布置容易，驱动模式切换控制结构简单易行的优点。

附图说明

图1是根据本发明第一个实施例的动力传动系统；

图2是根据本发明第二个实施例的动力传动系统。

附图标记：

动力传动系统100、第一电动发电机11、第一电动发电机11的输出轴111、第一齿轮112、第二电动发电机12、第二电动发电机12的输出轴121、第二齿轮122、第三电动发电机13、第三电动发电机13的输出轴131、输出齿轮132、第一段1311、第二段1312、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b、太阳轮21、行星架22、行星齿轮23、齿圈24、制动器3、传动轴4、传动轴齿轮41、传动组件5、左后车轮6a、后车轮6b、左半轴7a、右半轴7b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明实施例的动力传动系统100。如图1和图2所示，根据本发明实施例的动力传动系统100包括第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b。

可以理解的是，电动发电机既可以作为电动机使用，又可以作为发电机使用。

如图1和图2所示，第一单排单级行星齿轮机构2a与第一电动发电机11相连，且第一单排单级行星齿轮机构2a还与第三电动发电机13相连，第一单排单级行星齿轮机构2a作为一种动力耦合机构，适于将第一电动发电机11输出的动力输出给车辆的一对车轮中的一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的左后车轮6a)，或者还适于将第一电动发电机11和第三电动发电机13输出的动力耦合后输出给一对车轮中的一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的左后车轮6a)。

第二单排单级行星齿轮机构2b与第二电动发电机12相连，且第二单排单级行星齿轮机构2b还与第三电动发电机13相连，第二单排单级行星齿轮机构2b作为一种动力耦合机构，适于将第二电动发电机12输出的动力输出给车辆的一对车轮中的另一个车轮(例如图 1和图2所示，一对后轮中的右后车轮6b)，或者还适于将第二电动发电机12和第三电动发电机13输出的动力耦合后输出给一对车轮中的另一个车轮(例如图1和图2所示，一对后轮中的右后车轮6b)。

其中，一对车轮中的一个车轮(左后车轮6a)与左半轴7a相连，一对车轮中的另一个车轮(右后车轮6b)与右半轴7b相连。下面的描述中，均以一对车轮中的一个车轮为车辆的左后车轮6a，且一对车轮中的另一个车轮为车辆的右后车轮6b为例进行描述。当然该一对车轮也可以为车辆的前轮，本发明仅以该一对车轮为车辆的后车轮为例进行描述。

如图1和图2所示，第三电动发电机13与第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21联动，即第三电动发电机13输出的动力可以传递给第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21以带动该太阳轮21转动，或者该太阳轮21输出的动力传递给第三电动发电机13以带动第三电动发电机13发电。

第三电动发电机13还与第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21联动，即第三电动发电机13输出的动力可以传递给第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21以带动该太阳轮21转动，或者该太阳轮21输出的动力传递给第三电动发电机13以带动第三电动发电机13发电。

第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21同轴设置。由此第三电动发电机13可以同时驱动第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21同步转动，或者第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21同步转动输出的动力同时输出给第三电动发电机13以带动第三电动发电机13发电。

动力传动系统100工作时：

若车辆需求输出功率较小时，第三电动发电机13不工作，第一电动发电机11通过第一单排单级行星齿轮机构2a驱动左后车轮6a，第二电动发电机12通过第二单排单级行星齿轮机构2b驱动右后车轮6b，由此实现车辆的双电机驱动模式。

若车辆需求输出功率较大时，第三电动发电机13工作，第三电动发电机13输出的动力的一部分通过第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21分流到第一单排单级行星齿轮机构2a，并且该一部分动力与第一电动发电机11输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的动力耦合后输出给左半轴7a，从而驱动左后车轮6a；第三电动发电机13输出的动力的另一部分通过第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21分流到第二单排单级行星齿轮机构2b，并且该另一部分动力与第二电动发电机12输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的动力耦合后输出给右半轴7b，从而驱动右后车轮6b，由此实现车辆的三电机耦合驱动模式。

当车辆直线行驶时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以相同的转速运转，当 车辆转弯时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以不同转速运转，具体而言，第一电动发电机11的转速和第二电动发电机12的转速可以由控制器控制。

也就是说，根据本发明实施例的动力传动系统100，通过第三电动发电机13驱动同轴的第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21同步转动，从而结构紧凑，方便布置，且容易控制，同时该动力传动系统100可以实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换。

采用三个较小功率的电动发电机代替现有的单个大功率电动发电机，可以避免大功率电动发电机体积大、难布置的缺陷，且避免了大电流对车辆的蓄电池的损害。同时，由三个小功率电动发电机切换不同驱动模式，可以使电动发电机工作在高效率区间，有利于节约能源，满足车辆经济性要求；三个电动发电机共同耦合驱动时，总输出功率大，可以满足车辆起步、爬坡、加速的动力性要求。

下面参照图1和图2描述根据本发明动力传动系统100的一些实施例。

如图1所示，根据本发明第一个实施例的动力传动系统100包括第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b和制动器3。

如图1所示，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b中的每一个均包括太阳轮21、行星架22、行星齿轮23和齿圈24，其中行星齿轮23空套在行星架22上，即行星齿轮23可相对行星架22转动，且行星齿轮23分别同时与太阳轮21和齿圈24啮合。

如图1所示，第三电动发电机13的输出轴131包括第一段1311和第二段1312，第一段1311与第二段1312固定且同轴设置，即第一段1311和第二段1312可以绕同一转动轴线同步转动，具体地，第一段1311和第二段1312均与第三电动发电机13的转子固定。

第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第三电动发电机13相连，如图1所示，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21固定在第三电动发电机11的输出轴131的第一段1311的左端上。第一单排单级行星齿轮机构2a的行星架22与左后车轮6a通过左半轴7a相连。

第一单排单级行星齿轮机构2a的齿圈24与第一电动发电机11联动，即第一电动发电机11输出的动力可以传递给第一单排单级行星齿轮机构2a的齿圈24，以驱动齿圈24转动；或者齿圈24输出的动力传递给第一电动发电机11，以带动第一电动发电机11发电。如图1所示，第一电动发电机11的输出轴111上固定有第一齿轮112，第一齿轮112与第一单排单级行星齿轮机构2a的齿圈24啮合。

第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21与第三电动发电机13相连，如图1所示， 第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21固定在第三电动发电机13的输出轴131的第二段1312的右端上，第二单排单级行星齿轮机构2b的行星架22与右后车轮6b通过右半轴7b相连。

第二单排单级行星齿轮机构2b的齿圈24与第二电动发电机12联动，即第二电动发电机12输出的动力可以传递给第二单排单级行星齿轮机构2b的齿圈24，以驱动齿圈24转动；或者齿圈24输出的动力传递给第二电动发电机12，以带动第二电动发电机12发电。如图1所示，第二电动发电机12的输出轴121上固定有第二齿轮122，第二齿轮122与第二单排单级行星齿轮机构2b的齿圈24啮合。

在如图1所示的实施例中，第三电动发电机13的输出轴131的转动轴线与第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21的转动轴线共线，且第三电动发电机13的输出轴131的转动轴线还与第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21的转动轴线共线，由此动力传动系统100的布置更加紧凑。

同时在车辆的宽度方向上，即左右方向上，也就是第三电动发电机13的输出轴131的轴向上，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b分别位于第三电动发电机13的两侧，如图1所示，第一单排单级行星齿轮机构2a位于第三电动发电机13的左侧，第二单排单级行星齿轮机构2b位于第三电动发电机13的右侧。

第一电动发电机11和第二电动发电机12对称设置在车辆的左右两侧，第一单排单级行星齿轮机构2a和第二单排单级行星齿轮机构2b对称设置在车辆的左右两侧。由此，进一步提升动力传动系统100的结构紧凑性，更加便于布置。

制动器3用于同时制动第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21。可选地，制动器3可以为电磁离合式制动器3，如图1所示，制动器3可以设置在第三电动发电机13的输出轴131的第一段1311上，且位于第三电动发电机13与第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21之间，从而通过制动第三电动发电机13的输出轴131来制动第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21。由此，动力传动系统100仅需要控制一个制动器3就可以实现双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式的切换，控制系统简单可靠。

具体而言，通过选择制动器3的工作状态(即制动状态和解除制动状态)，可以实现以下驱动模式：

1)双电机驱动模式

车辆需求输出功率小，制动器3工作，即制动器3处于制动状态以制动第三电动发电机13的输出轴131，从而制动第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21，第三电动发电机13不工作，第一电动发电机11输出的动 力依次通过第一齿轮112、第一单排单级行星齿轮机构2a的齿圈24、行星齿轮23、行星架22以及左半轴7a输出以驱动左后车轮6a，第二电动发电机12输出的动力依次通过第二齿轮122、第二单排单级行星齿轮机构2b的齿圈24、行星齿轮23、行星架22以及右半轴7b输出以驱动右后车轮6b。

2)三电机耦合驱动模式

车辆需求输出功率大，制动器3不工作，即制动器3处于解除制动状态，第一电动发电机11、第二电动发电机12和第三电动发电机13同时工作，第三电动发电机13输出的动力的一部分依次通过输出轴131的第一段1311、第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23，第三电动发电机13输出的动力的另一部分依次通过输出轴131的第二段1312、第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23。

同时，第一电动发电机11输出的动力依次通过第一齿轮112、第一单排单级行星齿轮机构2a的齿圈24输出给第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23，第二电动发电机12输出的动力依次通过第二齿轮122、第二单排单级行星齿轮机构2b的齿圈24输出给第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23。

第三电动发电机13输出的动力的所述一部分与第一电动发电机11输出的动力经第一单排单级行星齿轮机构2a的行星齿轮23耦合后通过第一单排单级行星齿轮机构2a的行星架22输出给左半轴7a以驱动左后车轮6a；第三电动发电机13输出的动力的所述另一部分与第二电动发电机12输出的动力经第二单排单级行星齿轮机构2b的行星齿轮23耦合后通过第二单排单级行星齿轮机构2b的行星架22输出给右半轴7b以驱动右后车轮6b。

3)制动能量回收模式

车辆制动时，第一电动发电机11和第二电动发电机12同时工作在发电状态提供车辆所需制动力并且回收制动能；或者第一电动发电机11、第二电动发电机12和第三电动发电机13都处于发电状态提供车辆所需制动力并且回收制动能。

可以理解的是，在上述工作模式中，当车辆直线行驶时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以相同的转速运转，当车辆转弯时，第一电动发电机11和第二电动发电机12以不同转速运转，具体而言，第一电动发电机11的转速和第二电动发电机12的转速可以由控制器控制。

如图2所示，根据本发明第二个实施例的动力传动系统100包括：第一电动发电机11、第二电动发电机12、第三电动发电机13、第一单排单级行星齿轮机构2a、第二单排单级行星齿轮机构2b、传动组件5和制动器3。

第二个实施例的动力传动系统100与第一个实施例的动力传动系统100的区别在于，第一个实施例中，第三电动发电机13的输出轴131与第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21直接相连，第三电动发电机13的输出轴131与第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21直接相连。

在第二个实施例中，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21与第三电动发电机13通过传动组件5相连，第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21与第三电动发电机13也通过传动组件5相连。

可选地，传动组件5可以为单级齿轮减速组件，由此动力传动系统100可以实现更大的减速比。

具体地，如图2所示，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21通过传动轴4固定在一起，从而实现同步转动。

更为具体地，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21分别固定在传动轴4的两端，如图2所示，第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21固定在传动轴4的左端，第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21固定在传动轴4的右端，传动轴4的中心轴线与太阳轮21的转动轴线重合，且传动轴4与第三电动发电机13的输出轴131平行。传动轴4与第三电动发电机13的输出轴131通过传动组件5联动。

其中，单级齿轮减速组件包括输出齿轮132和传动轴齿轮41，其中输出齿轮132固定在第三电动发电机13的输出轴131上，传动轴齿轮41固定在传动轴4上，且输出齿轮132与传动轴齿轮41啮合。

如图2所示，制动器3设置在传动轴4上，且位于传动轴齿轮41与第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21之间，从而通过制动传动轴4来同时制动第一单排单级行星齿轮机构2a的太阳轮21和第二单排单级行星齿轮机构2b的太阳轮21。由此，动力传动系统100的控制结构更简单，控制更容易。

根据本发明实施例的动力传动系统100，通过控制一个制动器3的工作状态可以实现在双电机驱动模式和三电机耦合驱动模式之间的切换，控制容易，且采用三个小功率电动发电机切换不同驱动模式可以使电动发电机工作在高效率区间，有利于节约能源，满足车辆经济性要求，且三电机耦合驱动模式时，总输出功率大，可以满足车辆起步、爬坡、加速的动力性要求。同时，从结构看，两个单排单级行星齿轮机构的太阳轮21同轴设置且同步转动，第三电动发电机13同时与两个单排单级行星齿轮机构的太阳轮21联动，使得动力传动系统100的结构紧凑，方便布置。

本发明还提出一种车辆，该车辆包括上述任一种动力传动系统100，从而具有结构紧凑， 布置容易，驱动模式切换控制结构简单易行的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。