双行星排动力耦合机构的制作方法

本发明属于电动汽车动力传动技术领域，具体为一种双行星排动力耦合机构。

背景技术：

随着经济与技术的不断发展，为了摆脱人们对石油资源的依赖，电动汽车会逐渐取代一部分燃油车，并对环境有所改善，因此各类新能源汽车一定会成为汽车行业发展的主流。目前电动汽车大都配备单电机驱动，单电机驱动的电动汽车存在容错率低、单位质量功率低、低速动力性不足、高速低转矩利用率低以及在运行过程中可能会出现大马拉小车的情况；综合考虑，将电动汽车中的大功率电机由两个小功率电机代替，充分发挥小功率电机高转速小扭矩、低成本的特点，对改善电动汽车的动力性和经济性有一定的意义。

技术实现要素：

本发明针对单电机电动汽车运行中存在的不足，设计出一种双行星排动力耦合机构，使电动汽车结构更加紧凑、驱动模式更加多样化、低速动力性更强劲、能量利用更加高效化。

本发明的技术方案如下：双行星排动力耦合机构，包括第一电动机、第一行星排齿轮机构、第二行星排齿轮机构、第二电动机、电磁离合器和输出齿轮；第一电动机的输出轴和第一行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴的一端连接，第一行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴的另一端和电磁离合器的一端连接，第一行星排齿轮机构齿圈上安装有制动器c2，第一行星排齿轮机构的行星架兼作为第二行星排齿轮机构的齿圈，第二电动机的输出轴和第二行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴的一端连接，第二行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴上还安装有制动器c1且其另一端和电磁离合器的另一端连接，电磁离合器位于两个行星排齿轮机构之间，第二行星排齿轮机构的齿圈上安装有制动器c3，第二行星排齿轮机构的行星架兼作为传递动力行星架齿轮，行星架齿轮和输出齿轮啮合，输出齿轮上的输出轴和两个电动机的输出轴平行，两个电动机的输出轴同轴。

通过控制3个制动器的制动状况和电磁离合器的通断电，且通过电机控制器合理的调试电机的转速转矩，可实现不同的工作模式。该机构可以实现四种驱动运行模式，当只有第一电动机运行时，此时向制动器c1、c2充入液压油，第二电动机的输出轴和第一行星排齿轮机构齿圈失去自由度，动力由第一行星排齿轮机构的行星架传到第二行星排齿轮机构的行星架齿轮，最后动力传递给输出齿轮，动力传动路线如图3所示，当车辆运行工况处于车速（50-70km/h）、车速处于30km/h以下且加速度较小或低速启动时使用该模式；当只有第二电动机运行时，此时，向制动器c3中充入液压油，锁止行星架兼齿圈，动力只能由第二行星排齿轮机构的行星架齿轮输出，最后通过啮合的输出齿轮输出动力，动力传动路线如图4所示，当车辆运行工况处于车速（30-50km/h）或车辆加速度小于等于零时使用该模式；当两电机同时运行时，第一种情况，未给电磁离合器通电，此时，只有制动器c2中充入液压油，第一电动机的动力传递到第二行星排齿轮机构的齿圈，第二电动机的动力传递到第二行星排齿轮机构太阳轮，二者的动力最终在第二行星排齿轮机构的行星轮上耦合，经由行星架齿轮输出动力，最后动力传递给输出齿轮，动力传动路线如图5所示，当车辆运行工况处于70km/h以上时，此时采用该模式；第二种情况为，电磁离合器通电后，此时需要向制动器c3中通入液压油限制行星架兼齿圈的自由度，两电机实现转矩的直接叠加，动力在第二行星排齿轮机构上的太阳轮上耦合，通过行星架齿轮传递给给输出齿轮，动力传动路线如图6所示，当车辆运行工况处于急加速（加速度较大）、急爬坡时采用该模式。

上述的一种双行星排动力耦合机构，第一行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴为空心轴，电磁离合器的输电线通过第一行星排齿轮机构太阳轮齿轮轴引入，齿轮轴轴端安装有电刷滑环，实现旋转体的通电。通过安装在齿轮轴上的电刷滑环将外部的电流引入，电线经空心齿轮轴与电磁离合器相连。

该产品设计简单，通俗易懂，针对电动汽车不同的工况，选择不同的工作模式与合理的行星排特性参数，实现低速启动、急加速、急爬坡时所需的大转矩，高速时实现转速转矩的耦合；通过设计合理的控制策略选择最优的驱动模式，这样可以实现能量利用高效化，实现较好的经济性。

附图说明

附图1表示新型双行星排动力耦合机构简图。

附图2表示电磁离合器及其传动轴的局部剖视图。

附图3、4、5、6表示新型动力耦合机构的动力传动路线简图。

附图7表示原车单电机和新型双电机耦合机构电动汽车的动力性仿真结果图。

附图8表示新型双电机耦合机构电动汽车的模式切换仿真结果图。

附图9表示原车单电机和新型双电机耦合机构电动汽车的经济性仿真结果图。

图中：1-第一电动机，2-第一行星排太阳轮，3-齿圈，4-第一行星排行星轮，5-行星架兼齿圈，6-第二行星排行星轮，7-第二行星排太阳轮，8-行星架齿轮，9-第二电动机，10-制动器c1，11-耦合机构箱体，12-输出齿轮，13-制动器c3，14-制动器c2，15-电磁离合器，16-电刷滑环，17-第一电动机输出轴，18-第一行星排太阳轮齿轮轴，19-电磁离合器输电线，20-磁轭，21-线圈，22-摩擦片，23-衔铁，24-复位弹簧，25-第二行星排太阳轮齿轮轴。

具体实施方式

一种双行排动力耦合机构，它由耦合机构箱体、2个电动机、2个联轴器、2个太阳轮、一个齿圈、若干行星轮、行星架兼齿圈、行星架齿轮、3个液压制动器、箱体、输出齿轮及其轴、电磁离合器、电刷滑环等部分组成。

下面结合附图对本机构的实施例进行详细的解释说明。

如图1所示，一种双行星排动力耦合机构，组成部分如下：第一电动机1、第一行星排齿轮机构、第二行星排齿轮机构、第二电动机9、制动器c1、耦合机构箱体11、输出齿轮12及输出轴、制动器c2、制动器c3、电磁离合器15；其中第一行星排齿轮机构包括第一行星排太阳轮2、齿圈3、第一行星排行星轮4、行星架兼齿圈5，第二行星排齿轮机构包括第二行星排行星轮6、第二行星排太阳轮7、行星架齿轮8。

两个电动机分别由联轴器连接各自的输出轴，两个电动机的输出轴分别由键与各自的太阳轮齿轮轴相连接，第一电动机1的输出轴经与第一行星排太阳轮2连接之后再与电磁离合器15一端相连接，且电磁离合器15的输电线19由齿轮轴的通孔进入。制动器c1安装于第二行星排太阳轮齿轮轴25上，限制其自由度，第二行星排太阳轮齿轮轴25再与电磁离合器15的另一端相连接；其次对两个行星排的太阳轮、与太阳轮相啮合的行星轮、行星架兼齿圈5进行装配，将制动器c2与齿圈3、制动器c3与行星架兼齿圈5分别进行连接，最后对输出齿轮12与行星架齿轮8进行啮合，这样达到输出的目的。

如图2所示，第一行星排太阳轮2齿轮轴端部安装有电刷滑环16，齿轮轴上开有轴向的通孔，通过安装在齿轮轴上的电刷滑环将外部的电流引入，电磁离合器15的输电线经齿轮轴通过与电磁离合器相连，电磁离合器15包括磁轭20、线圈21、摩擦片22、衔铁23、复位弹簧24。

如图9所示，在nedc工况下，分别对原车和双电机驱动系统进行仿真。图9表示nedc工况下二者电量（soc）消耗状况，从曲线趋势来看，电量整体下降，总体来说双电机驱动相对原车单电机驱动经济性能提高了2.84%（该数值由图9中两种驱动方式坐标值求解而来，具体为（0.6909-0.6718）/0.6718=2.84%）。