一种双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车。


背景技术：

2.新能源电动车因其高效节能和环保减排而成为发展交通工具的首选。电动车续航里程与动力总成的效率相关，多电机与多速比变速器相结合配置的动力总成，使电动车在复杂行驶工况条件下运行在宽泛的高效率区间。
3.新能源电动车动力总成的设置构成直接影响电动车整车运行的效率和成本，目前电动车的单电机或者双电机配置在复杂工况条件下行驶，尤其是高速行驶时能耗高，低效率运行导致电能消耗增加，续航里程减少，车辆运行成本增加。


技术实现要素：

4.本发明提供一种双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车，用以解决现有的电动汽车存在效率低、能耗高、续航里程短和车辆运行成本高的问题。
5.本发明提供一种双电机双离合双速比电动车动力总成，包括：
6.外壳体；
7.复合电机，包括第一电机和第二电机，所述第一电机包括第一转子、第一定子和第一电机轴，所述第一转子可转动地设置于所述外壳体内，所述第一转子的一端与所述第一电机轴连接；所述第一电机轴的内部中空，所述第一电机轴远离所述第一转子的一端延伸至所述外壳体的外部，并与所述外壳体转动配合；所述第二电机包括第二转子、第二定子和第二电机轴；所述第二转子可转动地设置于所述第二定子内，所述第二电机轴套设于所述第二转子内；
8.所述第一定子设置于所述第一转子内，且所述第二定子设置于所述第一定子内；或者，所述第一定子设置于所述第一转子外部，且所述第二定子设置于所述第一转子内；
9.双离合变速器，包括离合器壳体、第一飞轮、第二飞轮、第一离合器、第二离合器、输入轴、输出轴、第一齿轮副、第二齿轮副和同步器，所述输入轴与所述输出轴分别可转动地设置于所述离合器壳体内，所述第一齿轮副分别与所述输入轴、所述输出轴连接，所述第二齿轮副分别与所述输入轴、所述输出轴连接；所述第一离合器和所述第二离合器分别与所述输入轴连接，且所述第二离合器位于所述第一离合器内部，所述第一飞轮与所述第一电机轴远离所述第一转子的一端连接，所述第一飞轮用于与所述第一离合器耦合，所述第二飞轮与所述第二电机轴的一端连接，所述第二飞轮用于与所述第二离合器耦合；所述同步器与所述输入轴连接，且位于所述第一齿轮副和所述第二齿轮副之间。
10.根据本发明提供的一种双电机双离合双速比电动车动力总成，还包括：
11.发动机；
12.第三离合器，与所述第二电机轴的另一端连接；
13.第三飞轮，与所述发动机的转轴连接，所述第三飞轮用于与所述第三离合器耦合。
14.根据本发明提供的一种双电机双离合双速比电动车动力总成，还包括：
15.差速器，所述差速器与所述输出轴连接。
16.根据本发明提供的一种双电机双离合双速比电动车动力总成，所述双离合变速器还包括：第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述输入轴的两端分别通过所述第一轴承和所述第二轴承与所述离合器壳体转动配合，所述输出轴的两端分别通过所述第三轴承和所述第四轴承与所述离合器壳体转动配合。
17.根据本发明提供的一种双电机双离合双速比电动车动力总成，所述第一齿轮副的齿轮与所述第二齿轮副的齿轮均为直齿轮、斜齿轮或者人字齿轮。
18.根据本发明提供的一种双电机双离合双速比电动车动力总成，所述第一齿轮副与所述第二齿轮副的传动比不相同。
19.本发明还提供一种电动汽车，包括汽车主体，还包括电动车动力总成，所述电动车动力总成为如上所述的双电机双离合双速比电动车动力总成。
20.本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成，通过第一电机和第二电机构成的径向复合电机与双离合变速器的两个齿轮副配合传送运动，得到两台电机与发动机转矩的分力或合力形成的多种组合原动力，以及原动力与传动速比的组合。这些多种原动力及多种传动速比组合能够更加宽泛的适应车辆复杂工况和时速，提供了新型高效的解决方案，使电动车在更长时间内运行在高效率的运行区间，提高电动车的效率，降低能耗和运行成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的侧视剖面结构示意图之一；
23.图2是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的侧视剖面结构示意图之二；
24.图3是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之一；
25.图4是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之二；
26.图5是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之三；
27.图6是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之四；
28.图7是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之五；
29.图8是本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成的工作原理示意图之六。
30.附图标记：
31.11、发动机；12、第三飞轮；13、第三离合器；14、复合电机；15、双离合变速器；16、差速器；17、第一电机；18、第二电机；19、第一定子；20、第一转子；21、第一电机轴；22、第二定子；23、第二转子；24、第二电机轴；25、第一飞轮；26、第二飞轮；27、第一离合器；28、第二离合器；29、输入轴；30、输出轴；31、第一齿轮副；32、第二齿轮副；33、同步器；34、第一轴承；35、第二轴承；36、第三轴承；37、第四轴承。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
33.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
35.在本发明实施例中，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。
36.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实施例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。
37.下面结合图1
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图8描述本发明的双电机双离合双速比电动车动力总成及电动汽车。
38.如图1所示，双电机双离合双速比电动车动力总成包括外壳体、复合电机14和双离合变速器15，复合电机14包括第一电机17和第二电机18，第一电机17包括第一转子20、第一
定子19和第一电机轴21，第一转子20可转动地设置于外壳体内，第一转子20的一端与第一电机轴21连接。第一电机轴21的内部中空，第一电机轴21远离第一转子20的一端延伸至外壳体的外部，并与外壳体转动配合。第一定子19设置于第一转子20内，并与外壳体连接。第二电机18包括第二转子23、第二定子22和第二电机轴24，第二定子22设置于第一定子19内，第一定子19与第二定子22之间设置有内壳体，内壳体与外壳体连接，第二定子22与外壳体连接。第二转子23可转动地设置于第二定子22内，第二电机轴24套设于第二转子23内。
39.这里需要说明的是，通过将第二电机18设置于第一电机17的内部，第一电机17和第二电机18构成了径向复合电机，相较于现有的并列式电机组合方式，结构更紧凑，还简化了动力总成的结构。进一步地，设置内壳体可对第一定子19与第二定子22进行固定，内壳体设置有可供第二电机轴24伸出的通孔。第一电机17与第二电机18同轴设置，第一电机轴21的轴线与第二电机轴24的轴线为同一直线。
40.双离合变速器15包括离合器壳体、第一飞轮25、第二飞轮26、第一离合器27、第二离合器28、输入轴29、输出轴30、第一齿轮副31、第二齿轮副32和同步器33，输入轴29与输出轴30分别可转动地设置于离合器壳体内，第一齿轮副31分别与输入轴29、输出轴30连接，第二齿轮副32分别与输入轴29、输出轴30连接。第一离合器27和第二离合器28分别与输入轴29连接，且第二离合器28位于第一离合器27内部，第一飞轮25与第一电机轴21远离第一转子20的一端连接，第一飞轮25用于与第一离合器27耦合。第二飞轮26与第二电机轴24的一端连接，第二飞轮26用于与第二离合器28耦合。同步器33与输入轴29连接，且位于第一齿轮副31和第二齿轮副32之间。
41.这里需要说明的是，离合器壳体用于装配双离合变速器15的其他部件，离合器壳体与外壳体通过螺栓连接。输入轴29与输出轴30平行设置，输入轴29的轴线与第二电机轴24的轴线为同一直线。
42.本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成，通过第一电机17和第二电机18构成的径向复合电机14与双离合变速器15的两个齿轮副配合传送运动，得到两台电机与发动机11转矩的分力或合力形成的多种组合原动力，以及原动力与传动速比的组合。这些多种原动力及多种传动速比组合能够更加宽泛的适应车辆复杂工况和时速，提供了新型高效的解决方案，使电动车在更长时间内运行在高效率的运行区间，提高电动车的效率，降低能耗和运行成本。
43.根据本发明的实施例，如图1所示，双电机双离合双速比电动车动力总成还包括发动机11、第三离合器13和第三飞轮12，第三离合器13与第二电机轴24的另一端连接，第三飞轮12与发动机11的转轴连接，第三飞轮12用于与第三离合器13耦合。
44.根据本发明的实施例，双电机双离合双速比电动车动力总成还包括差速器16，差速器16与输出轴30连接。
45.根据本发明的实施例，如图1所示，双离合变速器15还包括：第一轴承34、第二轴承35、第三轴承36和第四轴承37，输入轴29的两端分别通过第一轴承34和第二轴承35与离合器壳体转动配合，其中第一轴承34和第二轴承35分别嵌入于外壳体，输入轴29的一端与第一轴承34转动配合，输入轴29的另一端与第二轴承35转动配合。输出轴30的两端分别通过第三轴承36和第四轴承37与离合器壳体转动配合，其中第三轴承36嵌入于外壳体上，第四轴承37嵌入于离合器壳体上，输出轴30的一端与第三轴承36转动配合，输出轴30的另一端
与第四轴承37转动配合。
46.根据本发明的实施例，如图1所示，第一齿轮副31的齿轮与第二齿轮副32的齿轮均为直齿轮、斜齿轮或者人字齿轮，齿轮的具体类型根据实际需要进行确定。第一齿轮副31包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上，第一齿轮副31的两个齿轮通过同步器33控制进行。同样地，第二齿轮副32包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上，同样地，第二齿轮副32的两个齿轮也通过同步器33控制进行，
47.根据本发明的实施例，第一齿轮副31与第二齿轮副32的传动比不相同。
48.根据本发明的实施例，如图1所示，双电机双离合双速比电动车动力总成包括外壳体、复合电机14、双离合变速器15、发动机11、第三离合器13、第三飞轮12和差速器16。
49.复合电机14包括第一电机17和第二电机18，第一电机17包括第一转子20、第一定子19和第一电机轴21，第一转子20可转动地设置于外壳体内，第一转子20的一端与第一电机轴21连接。第一电机轴21的内部中空，第一电机轴21远离第一转子20的一端延伸至外壳体的外部，并与外壳体转动配合。第一定子19设置于第一转子20内，并与外壳体连接。第二电机18包括第二转子23、第二定子22和第二电机轴24，第二定子22设置于第一定子19内，第一定子19与第二定子22之间设置有内壳体，内壳体与外壳体连接，第二定子22与外壳体连接。第二转子23可转动地设置于第二定子22内，第二电机轴24套设于第二转子23内。
50.双离合变速器15包括离合器壳体、第一飞轮25、第二飞轮26、第一离合器27、第二离合器28、输入轴29、输出轴30、第一齿轮副31、第二齿轮副32、同步器33、第一轴承34、第二轴承35、第三轴承36和第四轴承37。输入轴29与输出轴30平行设置于离合器壳体内，第一轴承34和第二轴承35分别嵌入于外壳体上，输入轴29的一端与第一轴承34转动配合，输入轴29的另一端与第二轴承35转动配合。第三轴承36嵌入于外壳体上，第四轴承37嵌入于离合器壳体上，输出轴30的一端与第三轴承36转动配合，输出轴30的另一端与第四轴承37转动配合。第一齿轮副31包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。第二齿轮副32包括两个齿轮，其中一个齿轮设置于输入轴29上，另一个齿轮设置于输出轴30上。第一齿轮副31的齿轮与第二齿轮副32的齿轮均为直齿轮、斜齿轮或者人字齿轮，第一齿轮副31与第二齿轮副32的传动比不相同。第一离合器27和第二离合器28分别与输入轴29连接，且第二离合器28位于第一离合器27内部，第一飞轮25与第一电机轴21远离第一转子20的一端连接，第一飞轮25用于与第一离合器27耦合。第二飞轮26与第二电机轴24的一端连接，第二飞轮26用于与第二离合器28耦合。同步器33与输入轴29连接，且位于第一齿轮副31和第二齿轮副32之间。
51.第三离合器13与第二电机轴24的另一端连接，第三飞轮12与发动机11的转轴连接，第三飞轮12用于与第三离合器13耦合，差速器16与输出轴30连接。
52.根据本发明的实施例，如图2所示，本实施例与上述实施例的部分结构相同，不同之处在于第一定子19设置于第一转子20的外部，且第二定子22设置于第一转子20内。
53.本发明的双电机双离合双速比电动车动力总成具有多种工作方式，由于动力总成的工作方式较多，在此仅举几个例子进行说明，并不用来限定动力总成的所有工作方式。每种工作方式中使用虚线表示传送运动路径，其中粗虚线为一种传送路径，细虚线为可选择地其他传送路径。
54.1.如图3所示，第一电机17独立运行，第一飞轮25与第一离合器27耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合。第一电机17依次通过第一飞轮25、第一离合器27、第一齿轮副31或者第二齿轮副32，以及输出轴30分别将两档旋转原动力传送至差速器16，此时，第二电机18不运行，第三离合器13与第二离合器28均处于分离状态。
55.2.如图4所示，第二电机18独立运行，第二飞轮26与第二离合器28耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合。第二电机18依次通过第二飞轮26、第二离合器28、第一齿轮副31或者第二齿轮副32，以及输出轴30分别将两档旋转原动力传送至差速器16，此时第一电机17不运行，第三离合器13和第一离合器27均处于分离状态。
56.3.如图5所示，第一电机17和第二电机18以相同转速共同运行，第一飞轮25与第一离合器27耦合，第二飞轮26与第二离合器28耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合。第一电机17通过第一飞轮25和第一离合器27驱动输入轴29转动，第二电机18通过第二飞轮26和第二离合器28驱动输入轴29转动，输入轴29通过第一齿轮副31或者第二齿轮副32带动输出轴30转动，将其旋转原动力的合力分别传送至差速器16，此时第三离合器13处于分离状态。
57.4.如图6所示，发动机11提供驱动力，第三飞轮12与第三离合器13耦合，第二飞轮26与第二离合器28耦合，同步器33与第一齿轮副31或者第二齿轮副32啮合，发动机11的旋转原动力依次通过第二电机轴24和第一齿轮副31或者第二齿轮副32由输出轴30传送运动至差速器16，此时第一电机17运行，第一飞轮25与第一离合器27耦合，与发动机11共同传送运动，或者第一电机17不运行，第一离合器27处于分离状态。
58.5.如图7所示，第二电机18启动发动机11，第三飞轮12与第三离合器13耦合，第二离合器28处于分离状态，第二电机18运行带动发动机11旋转至规定转速，从而实现发动机11被快速启动，此时第一电机17可以运行或者不运行。
59.6.如图8所示，发动机11带动第二电机18旋转发电，第三飞轮12与第三离合器13耦合，发动机11通过第三飞轮12和第三离合器13带动第二电机轴24高速旋转，第二定子22产生电磁感应作为发电机发电，此时无外部电源供给第二定子22，第二离合器28处于分离状态，第一电机17可以向差速器16传送运动或者不传送运动。当然发电模式并不限定于通过发动机11带动发电，也可在汽车下坡时，通过汽车车轮带动差速器16，再由差速器16带动输出轴30，并通过第一齿轮副31或者第二齿轮副32及输入轴29带动第一转子20或者第二转子23转动进行发电，从而实现能量的回收。
60.本发明提供的双电机双离合双速比电动车动力总成，通过第一电机17和第二电机18构成的径向复合电机14与双离合变速器15的两个齿轮副配合传送运动，得到两台电机与发动机11转矩的分力或合力形成的多种组合原动力，以及原动力与传动速比的组合。这些多种原动力及多种传动速比组合能够更加宽泛的适应车辆复杂工况和时速，提供了新型高效的解决方案，使电动车在更长时间内运行在高效率的运行区间，提高电动车的效率，降低能耗和运行成本。本发明的动力总成结构紧凑，径向复合电机实现了双驱动电动机、发电机、启动电动机等多种工作模式，实现了多功能和多用途，与传统双离合变速器不同，本发明的双离合变速器15采用同心嵌套径向复合双飞轮的结构，以及径向复合双离合器共用一根输入轴的结构。发动机11可以作为发电机发电，也可直接两档驱动车辆，还可以与电机一同运行。复合电机14以高速小转矩与相对低速大转矩的两台电动机做动力配置，可以根据
电动车行驶中各种时速和路况对于驱动力的需要，选择不同档位的动力适应电动车行驶中的复杂工况，提供更加细分且高效的动力组合，使电动车的电动机增加在高效率区域运行的时间长度和范围，本发明的动力总成可以用于混合动力车或者纯电动车，单独前置或者后置在电动车上，或者前后置各一副动力总成，降低车辆生产成本和运行成本，增加车辆续航里程，实现不间断安全运行。
61.本发明还提供一种电动汽车，包括汽车主体，还包括电动车动力总成，电动车动力总成为如上任意一项实施例所述的双电机双离合双速比电动车动力总成。
62.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。