本实用新型涉及纯电动双电机单行星排驱动系统和纯电动车辆。
背景技术：
：目前全球面临着能源危机以及环境污染的困境，发展纯电动汽车为大势所趋。纯电动车目前驱动行驶系统构型主要为电机直驱或电机+AMT的结构，电机直驱模式受电机扭矩限制，车辆爬坡性能较弱，而电机+AMT的结构存在换挡过程中动力中断、平顺性较差等问题。目前市场上常见的纯电动系统不足之处在于：①由于纯电动车要求较高车速和较大爬坡度，因此直驱系统电机设计时往往需要有较高的转速和较大的扭矩，造成电机功率较大富余、电机体积和重量大且设计规格较高；②电机+AMT的结构虽然可满足高车速和大爬坡度的要求，但存在换挡过程中动力中断、车辆失速冲击较大等问题；③单电机系统可靠性较差，当电机出现故障时，车辆无法行驶。为了克服上述问题，申请号为201010100671.7的中国专利公开了一种适合于纯电动大客车的双电机转速耦合的电驱动装置，由一组简单行星齿轮机构、两台驱动电机、一个锁止器组成。低速时，锁止器将齿圈锁止，一号电机动力经太阳轮由行星架输出，一号电机单独驱动；高速时，齿圈解锁，二号电机与行星机构齿圈连接，与一号电机通过行星机构实现转速耦合。该方案结构简单，通过高速情况下转速耦合，减小了单台电机功率。缺点是工作模式少，车辆低速时只能由一号电机单独驱动，对一号电机转矩要求大，且高速时一号电机转矩受制于二号电机转矩容量，造成两电机的利用效率不高。申请号为201210024534.9的中国专利提供了一种电动汽车双电机耦合驱动及其控制系统，由一组行星齿轮机构、一组齿轮传动机构、两台驱动电机、一个锁止器、两个离合器组成，通过对两个离合器与一个锁止器的联合控制可以实现双电机的转矩耦合输出、转速耦合和主电机单独驱动输出。该方案实现了车辆行驶时的无动力中断换挡；在低速时通过双电机转矩耦合实现大转矩输出，高速时通过双电机转速耦合实现高转速输出。但是在低速小转矩工况下，汽车由主电机驱动，由于主电机负荷率较低，造成该构型在低速小转矩情况下的经济性并不明显；由于两个电机采用平行轴布置，为保证合适的轴间距，需要将系统做的很大，很难在车中布置。申请号为201310633682.5的中国专利提供了一种电动汽车双电机耦合驱动系统，由两个驱动电机、一组齿轮传动机构、一组行星齿轮机构、三个离合器、一个锁止器、传动轴和驱动桥组成。主电机输出的动力经二号离合器、太阳轮，由行星架输出至驱动桥实现动力输出，实现主电机单独驱动；辅助电机输出的动力经三号离合器、太阳轮，由行星架输出至驱动桥实现动力输出，实现辅助电机单独驱动；主电机和辅助电机的动力分别经过二号离合器和三号离合器耦合到太阳轮，由行星架输出至驱动桥实现主电机和辅助电机的转矩耦合；主电机输出的动力经过二号传动齿轮、一号传动齿轮、一号离合器和三号传动齿轮到齿圈，辅助电机输出的动力经三号离合器输出到太阳轮，动力耦合后经行星架输出至驱动桥，实现主电机和辅助电机的转速耦合。该方案实现了低速小转矩工况、中高速中转矩、低速大转矩和高速工况可分别采用辅助电机驱动、主电机驱动、双电机转矩耦合和双电机转速耦合工作模式，不仅能够减小单电机的转矩和功率容量，又能够允分发挥双电机耦合驱动的经济性优势。但装置结构复杂、控制系统复杂，且工作模式之间切换时较为复杂，存在切换不平顺等现象。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种纯电动双电机单行星排驱动系统，用以解决传统的纯电动双电机单行星排驱动系统结构复杂，从而造成工作模式间切换比较繁琐的问题。本实用新型同时提供一种纯电动车辆。为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案。系统方案一：本方案提供一种纯电动双电机单行星排驱动系统，包括行星排、第一电机和第二电机，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述驱动系统还包括双离合器机构，所述双离合器机构包括驱动轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，驱动轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现选择性传动，所述第一电机直接或者通过离合器与系统输出轴连接，所述系统输出轴连接所述第二端和第一从动齿轮，所述第一端连接所述第二从动齿轮，所述第二电机连接所述驱动轴。首先，本方案提供的纯电动双电机单行星排驱动系统中，除了行星排、第一电机和第二电机之外，只涉及到一个双离合器机构，或者再加一个离合器，通过双离合器机构实现动力选择性传动，以此实现不同的工作模式的切换，因此，本方案提供的驱动系统的结构简单，涉及到的机械机构比较少，并没有涉及很复杂的机构，也没有涉及很复杂的机械传动关系，那么，工作模式切换操作简单，很容易实现工作模式切换，而且切换比较平顺。而且，系统具有多种工作模式，比如在坡道起步和低加速工况下，所需动力较大，那么，第一电机和第二电机同时输出动力，保证系统输出充足动力；在高速行驶工况下，所需动力并非很大，单独一个电机输出功力，就能够满足系统所需；在高速爬坡和高速加速工况下，第一电机和第二电机同时输出动力，保证系统输出充足动力。因此，可由单电机独立驱动，又可双电机转矩耦合，且切换时工作平顺，既可满足低速时的爬坡动力性需求，又可满足高速时的爬坡及加速超车需求，同时两电机的重量、尺寸和成本可以有效降低。而且，通过行星排和双离合器机构能够有以下两种动力输出形式：第二电机直接连接系统输出轴，或者第二电机通过行星排输出连接系统输出轴，由于这两种输出形式的动力传动比不同，即输出的功率不同，因此，在上述各工况的基础上，还可以根据具体的动力所需选择第二电机的输出形式，进一步保证工作模式的多样性，满足不同工况的动力所需。另外，两个电机还可以认定为冗余设计，当其中一个电机出现故障时，另一个电机可单独驱动，确保车辆正常运行。系统方案二：在系统方案一的基础上，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，所述齿圈固定在壳体上。系统方案三：在系统方案一或二的基础上，当第一电机直接与系统输出轴连接时，第一电机的转子与系统输出轴集成设置。系统方案四：在系统方案一或二的基础上，当第一电机直接与系统输出轴连接时，所述第一电机为异步驱动电机。车辆方案一：本方案提供一种纯电动车辆，包括一种纯电动双电机单行星排驱动系统，所述驱动系统包括行星排、第一电机和第二电机，所述行星排中的太阳轮、行星架和齿圈中有一个是第一端，一个是第二端，一个是第三端，所述驱动系统还包括双离合器机构，所述双离合器机构包括驱动轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，驱动轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现选择性传动，所述第一电机直接或者通过离合器与系统输出轴连接，所述系统输出轴连接所述第二端和第一从动齿轮，所述第一端连接所述第二从动齿轮，所述第二电机连接所述驱动轴。车辆方案二：在车辆方案一的基础上，所述第一端为太阳轮，第二端为行星架，第三端为齿圈，所述齿圈固定在壳体上。车辆方案三：在车辆方案一或二的基础上，当第一电机直接与系统输出轴连接时，第一电机的转子与系统输出轴集成设置。车辆方案四：在车辆方案一或二的基础上，当第一电机直接与系统输出轴连接时，所述第一电机为异步驱动电机。附图说明图1是纯电动双电机单行星排驱动系统第一种实施方式的结构示意图；图2是纯电动双电机单行星排驱动系统工作模式1的动力传递路线图；图3是纯电动双电机单行星排驱动系统工作模式2的动力传递路线图；图4是纯电动双电机单行星排驱动系统工作模式3的动力传递路线图；图5是纯电动双电机单行星排驱动系统工作模式4的动力传递路线图；图6是纯电动双电机单行星排驱动系统第二种实施方式的结构示意图。具体实施方式纯电动车辆实施例一本实施例提供一种纯电动车辆，包括一种纯电动双电机单行星排驱动系统和其他的组成部分，由于其他的组成部分不是本实用新型的保护重点，因此，本实施例就不对其他的组成部分进行具体说明。驱动系统包括行星排、第一电机1、第二电机5、双离合器机构6、离合器7和系统输出轴8，第一电机1和第二电机5可以为常规的驱动电机，那么，以下将第一电机1称为驱动电机1，第二电机5称为驱动电机5。行星排包括三个端，分别称第一端、第二端和第三端，由于行星排的三个端分别是太阳轮4、行星架2和齿圈3，因此，第一端、第二端和第三端分别与太阳轮4、行星架2和齿圈3中的其中一个一一对应。双离合器机构6包括驱动轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，其中，驱动轴能够与第一从动齿轮和第二从动齿轮中的其中一个选择性啮合，实现选择性传动，那么，双离合器机构6类似于选择开关，驱动轴只能够与其中一个从动齿轮啮合。驱动电机1通过离合器7与系统输出轴8连接，驱动电机1通过离合器7能够实现与系统输出轴8的连接或分离。系统输出轴8连接行星排的第二端和双离合器机构6的第一从动齿轮，行星排的第一端连接双离合器机构6的第二从动齿轮，驱动电机5连接双离合器机构6的驱动轴，那么，驱动电机5既可通过双离合器机构6与行星排的第一端结合或分离，又可通过双离合器机构6直接与系统输出轴8结合或分离。第一端、第二端和第三端与太阳轮4、行星架2和齿圈3的对应关系并不唯一，原则上总共有六种对应关系，不同的对应关系代表机械传动变比不同，因此，在满足运行要求的前提下，具体的对应关系可以根据实际需要进行设定，本实施例中，给出一种具体的对应关系：第一端为太阳轮4，第二端为行星架2，第三端为齿圈3。那么，如图1所示，驱动电机1通过离合器7与系统输出轴8连接，系统输出轴8连接行星架2和双离合器机构6的第一从动齿轮，太阳轮4连接双离合器机构6的第二从动齿轮，驱动电机5连接双离合器机构6的驱动轴，齿圈3固定在壳体上。驱动系统具有以下工作模式。工作模式1：适用于平路起步和低速行驶工况，此模式下只有驱动电机5工作。具体工作模式为：驱动电机5通过双离合器机构6与太阳轮4结合，驱动电机1与离合器7处于分离状态，即与系统输出轴处于分离状态。此时动力传递路线为：驱动电机5输出的动力经双离合器机构6的第二从动齿轮、太阳轮4和行星架2后由系统输出轴8输出，其动力传递路线图如图2所示。工作模式2：适用于坡道起步和低速加速工况，当工作模式1不能满足低速下动力性需求时，驱动电机1开始工作，当驱动电机1的转速与系统输出轴8同步时，通过离合器7与系统输出轴8结合，两个电机同时输出动力。此时动力传递路线在工作模式1的基础上增加驱动电机1的动力传递路线，如图3所示。工作模式3：适用于高速行驶工况，当工作模式2由低速状态加速到高速状态时，双离合器机构6的驱动轴与第二从动齿轮分离，即双离合器机构6与太阳轮4分离，驱动电机5停止工作，此时只有驱动电机1工作，输出的动力经离合器7后直接由系统输出轴8输出，其动力传递路线图如图4所示。工作模式4：适用于高速爬坡和高速加速工况，当工作模式3不能满足高速下动力性需求时，驱动电机5开始工作，当驱动电机5的转速与系统输出轴8同步时，双离合器机构6与系统输出轴8结合，使驱动电机5直接连接系统输出轴8，两个电机直驱并同时输出动力。此时动力传递路线在工作模式3的基础上增加驱动电机5的动力传递路线，如图5所示。下表1为上述几种工作模式下，具体各零部件的工作状态：表1工作模式第一电机第二电机双离合器机构与太阳轮双离合器机构与输出轴离合器工作模式1不工作工作结合分离分离工作模式2工作工作结合分离结合工作模式3工作不工作分离分离结合工作模式4工作工作分离结合结合以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于驱动系统的硬件结构，并不局限于系统所具有的工作模式，在驱动系统的硬件结构的基础上，任何工作模式，即便是上述实施例中没有列举的工作模式，仍旧在本实用新型的保护范围内。纯电动车辆实施例二本实施例提供一种纯电动车辆，其中的纯电动双电机单行星排驱动系统与纯电动车辆实施例一中的驱动系统的区别点在于：取消离合器7，驱动电机1直接与系统输出轴8连接，那么，就不需要控制离合器7结合和分离。如图6所示，为了实现系统集成化，驱动电机1的转子与系统输出轴8集成设置，并且，驱动电机1具体为异步驱动电机，比如：交流异步电机。驱动电机1直接与系统输出轴8连接，图6所示的驱动系统的工作模式与纯电动车辆实施例一中的驱动系统的工作模式相同，其中，在工作模式1中，只有驱动电机5工作，驱动电机1不工作，系统输出轴8带动驱动电机1的转子空转，驱动电机1虽然转动，但是不输出动力，动力只由驱动电机5提供。由于各工作模式在上述实施例中已给出了详细描述，这里就不再赘述。纯电动双电机单行星排驱动系统实施例一本实施例提供一种纯电动双电机单行星排驱动系统，该驱动系统在纯电动车辆实施例一中已进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。纯电动双电机单行星排驱动系统实施例二本实施例提供一种纯电动双电机单行星排驱动系统，该驱动系统在纯电动车辆实施例二中已进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。当前第1页1 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