一种双电机电驱动桥及包括该电驱动桥的车辆和机械的制作方法

本技术涉及汽车或其它车桥式的机动车或工程机械的，具体地，涉及一种双电机电驱动桥以及包括该电驱动桥的车辆和机械。

背景技术：

1、现在传统的电驱动桥中，大多采用的是多速比、单电机模式，也有双电机多速比模式。这些电驱动桥普遍都是采用双电机同时驱动的运行模式，虽然满足了爬坡性能但却兼顾不了电耗经济性。尤其是对于载重运输、拖挂类车辆来说，双电机驱动的运行模式对于满载、爬坡状态的运行保障无疑是更为优越的，但是，针对诸如空载状态的运行，由于其自重可能为满载总重(空重比)的三分之一左右，双电机驱动的模式则显得不够灵活并且存在电耗巨大的问题。

2、目前市场上所有的电动后双桥驱动的车辆和工程机械大多采用多速比的电驱动桥。这种设置本身是用于应对爬坡的问题的，但其驱动桥在换档时还会出现动力短时中断的难题，在操作不当的情况下实际的危险系数更高。这样就不能实现车辆(机械)最好的爬坡性能和电耗经济性。

技术实现思路

1、针对上述现存的问题，本实用新型提供一种双电机电驱动桥的动力传递结构，该结构的车桥总成可以直接布置在底盘上。能够主、副双电机同时或单独工作，实现最好的载重和爬坡性能，降低机械损耗，同时解决驱动桥动力不中断的难题。运行时电机一直在经济电耗区运转，可以实现最好的电耗经济性。本实用新型零部件集成化高，数量少，占空间较少，并不会造成底盘中部空间的位置占用，可进一步释放底盘空间。适用于空气悬架以及多片簧等多种悬架结构，适配度更高。

2、具体的，本实用新型首先提供了一种双电机电驱动桥，该车桥主要分为主驱动电机组件、辅助驱动电机组件和车桥传动总成三个部分。其中，主驱动电机组件与车桥传动总成连接，为车桥传动总成提供驱动力或通过车桥传动总成实现为动力电池的反充电；辅助驱动电机组件构造成通过接合组件与车桥传动总成可控(可逆)连接，根据需求在连接时为车桥传动总成提供驱动力或通过车桥传动总成实现为动力电池的反充电。

3、优选的，主驱动电机组件与辅助驱动电机组件设置在车桥传动总成两侧的相对设置；优选的，主驱动电机组件与辅助驱动电机组件采用相同型号或功率的电机；针对不同的应用场景和需求，也可采用不同配置(不同型号或功率)的电机。

4、进一步的，主驱动电机组件包括主驱动电机、主驱动电机驱动齿轮和主驱动电机控制器。其中，主驱动电机通过主驱动电机驱动齿轮与车桥传动总成的车桥被动齿轮接合，为车桥传动总成提供驱动力或通过车桥传动总成实现为动力电池的反充电；主驱动电机控制器接收整车控制器的信号实现对主驱动电机的控制。

5、在本实用新型的一个实施方案中，辅助驱动电机组件主要包括辅助驱动电机、辅助驱动电机驱动齿轮、辅助驱动电机控制器和接合组件。其中，辅助驱动电机驱动齿轮与车桥传动总成的车桥被动齿轮接合，并且通过接合组件实现辅助驱动电机与车桥被动齿轮之间的可控(可逆)接合，辅助驱动电机在接合时为车桥传动总成提供驱动力或通过车桥传动总成实现为动力电池的反充电；辅助驱动电机控制器接收整车控制器的信号实现对辅助驱动电机的控制；同样的，接合组件接收整车控制器的信号来实现对辅助驱动电机与车桥被动齿轮之间的可控接合的可控控制。

6、在本实用新型的另一实施方案中，辅助驱动电机组件还可以包括二级减速组件。其中，二级减速组件包括二级减速齿轮和二级减速从动齿轮，依次设置于辅助驱动电机驱动齿轮与车桥被动齿轮之间。在设有二级减速组件的实施方案中，接合组件设置于以下两个接合处的任意一者处使其成为可控接合：辅助驱动电机与辅助驱动电机驱动齿轮之间、二级减速齿轮与二级减速从动齿轮之间。在本实用新型的一个实施方案中，主驱动电机组件也可包括上述二级减速组件。

7、本实用新型进一步的实施方案中，车桥传动总成主要包括：车桥被动齿轮、车桥半轴、车轮、轮速传感器、和差速器。其中，车桥被动齿轮分别接合主驱动电机组件或可控接合辅助驱动电机组件；车桥被动齿轮与差速器分别与车桥半轴连接；车桥半轴的远端与车轮连接并设置轮速传感器；轮速传感器向整车控制器输出轮速信息。进一步的，在本实用新型的进一步实施方案中，车桥传动总成还可包括轮边减速装置。

8、在本实用新型的替代实施方案中，还提供了通过链轮传动实现辅助驱动电机组件与车桥传动总成的可控接合的设置。具体的，辅助驱动电机组件包括辅助驱动电机、链轮组件(辅助驱动电机驱动链轮、车桥被动链轮)、辅助驱动电机控制器和接合组件；其中，车桥被动链轮通过接合组件、在与其链传动的辅助驱动电机驱动链轮的带动下、实现辅助驱动电机与车桥传动总成之间的可控接合；辅助驱动电机连接辅助驱动电机驱动链轮并在接合时为车桥传动总成提供驱动力或通过车桥传动总成实现为动力电池的反充电；辅助驱动电机控制器接收整车控制器的信号实现对辅助驱动电机的控制；同样的，接合组件接收整车控制器的信号来实现对辅助驱动电机与车桥被动齿轮之间的可控接合的可控控制。

9、在此基础上，在本实用新型进一步的实施方案中，车桥传动总成主要包括：车桥被动齿轮、车桥半轴、车轮、轮速传感器、和差速器。其中，车桥被动齿轮接合主驱动电机组件；车桥半轴可控接合辅助驱动电机组件；车桥被动齿轮与差速器分别与车桥半轴连接；车桥半轴的远端与车轮连接并设置轮速传感器；轮速传感器向整车控制器输出轮速信息。进一步的，在本实用新型的进一步实施方案中，车桥传动总成还可包括轮边减速装置。

10、更进一步的，接合组件可以是超越离合器或电子同步齿套，用于实现辅助驱动组件与车桥传动总成(齿轮方案中可控接合车桥被动齿轮；链轮方案中接合车桥半轴)的在任何转速下的可控接合或断开。在本实用新型的优选实施方案中，采用电子同步齿套来实现该可控接合。同样，在本实用新型的又一实施方案中，在采用超越离合器的实施方案中，接合组件还包括可锁死超越离合器的滑套(锁销)，以便在反充电模式中保持超越离合器与辅助驱动电机(或齿轮或链轮)的锁死。辅助驱动电机控制器接收整车控制器的信号实现对辅助驱动电机的控制，以便实现辅助驱动电机相对于车桥传动总成的相同转速或相应速比，从而实现接入(接合)或断开。

11、此外，本实用新型还提供了一种运输车辆，该车辆可以包括一个或多个(如，两个、三个等)上述本实用新型的双电机电驱动桥。通过其中设置的整车控制器对于上述双电机电驱动桥进行整体控制。对于包括超过一个上述电驱动桥的车辆的实施方案，两个或以上的电驱动桥并装设置。

12、在具有两个双电机电驱动桥的实施方案中，优选的，后桥的辅助驱动电机组件中设置二级减速组件；二级减速组件包括二级减速齿轮和二级减速从动齿轮，依次设置于辅助驱动电机驱动齿轮与车桥被动齿轮之间；其中，接合组件设置于以下两个接合处的任意一者处使其成为可控接合：辅助驱动电机与辅助驱动电机驱动齿轮之间、二级减速齿轮与二级减速从动齿轮之间。更优选的，也可在两个电驱动桥中(优选设于辅助驱动电机组件中)均设置二级减速组件。根据不同的工况和场景，本实用新型采用的二级减速组件可选用不同的减速比。

13、再次，本实用新型还提供了一种机械设备(如，重型机械、运输机械等)，该机械可以包括至少一个上述本实用新型提供的双电机电驱动桥。

14、上述本实用新型提供的双电机电驱动桥，尤其是其中主驱动电机组件、辅助驱动电机组件以及(车桥)被动齿轮或(车桥)半轴组成的传动驱动机构，可以应用于各种涉及驱动需求的设备中，对于解决能好节约、具有需动力大的变化型运作情况、且不间断驱动的技术问题，均具有普遍的、优异的适用性。

15、在具体部件的选择上，电机优选可以采用性能、体积都具优势的永磁同步电机。传统模式中，这类电机的永磁体长期处于超负荷高温状态下，会导致电机永磁体出现不可逆的退磁现象，对电机的性能发挥带来极大的影响。而本实用新型电驱桥可以很好的解决这一问题，通过整车控制器，可以让大部分时间一个电机做功，并且电驱桥“热管理系统”，也可以进一步确保电机处于最佳工作状态区间。简而言之，辅助电机采用按需上岗的工作机制，稳定性自然更好。

16、本实用新型的电驱动桥中的齿轮优选均采用圆柱斜齿轮，传输扭矩大。在小扭矩的应用场景下(如小型乘用车)，也可选用圆柱直齿轮的结构。

17、链轮传动的方案，无需车桥被动齿轮在两侧分别匹配装配两组齿轮，这使得对于装配配合精度的要求进一步降低。装配精度的调节，从理论上来讲似乎并无任何技术难度，只要通过微调整即可解决，因此并不被认为是需要重视的问题，然而，在实际批量生产过程中，装配精度、尤其是两侧匹配的装配精度的细微偏差却会给产品的实际运行带来不必要的磨损。例如，啮合调整过紧则可能对电机主轴产生轴径向上的力，损害电机；同样，调整较松的啮合也存在相应缺点。因此，本实用新型还提供了与车桥被动齿轮并置的链轮组件传动的方案，其中接合组件可控接合的是车桥半轴，轴所需转速相对较低，由此可以选择采用链轮传动。

18、本实用新型中采用的超越离合器是一种只可单旋向、且主动轴转速大于被动轴转速才可传输动力的部件装置，主动轴处带有可锁死该超越离合器的滑套(锁销)装置。该超越离合器可以为任意结构形式。

19、进一步地，本实用新型的双电机电驱动桥可以单独一根车桥或并装双桥、三桥使用，匹配为4×2、6×4、8×2、8×4等驱动结构，匹配方案也可以布置为其它的各种结构方式和组合。

20、本实用新型产品的构思中，首先考虑的是运输车辆的空驶总重与满载下的总重之间的超过50％以上的重量差值，这使得不同状态下的运行过程中所需动力差异巨大。始终采用大功率饱满状态的动力供给显然会造成空驶、下坡等“轻松态”运行中电耗经济性差，而相对较低的动力供给状态对于满载或爬坡等运输车辆常见的复杂运输地形的情况来说，显然是非常危险而不可取的。

21、本实用新型在面对这样的问题和不足的情况下，提出了上述采用主、副双电机驱动的方式的一种双电机电驱动桥的动力传递结构。对此，首先，主驱动电机始终保持驱动连接状态，可以实现动力不中断，避免了爬坡或换挡时的溜车风险，可靠性更高。其次，在大多数情况下该车桥是单电机驱动，只有在部分特定工况下是双电机驱动，这样的设计优势非常明显：可以通过调整辅助驱动电机的接入状态阈值，确保电驱动桥在保障动力输出的情况下，不过度消耗主驱动电机，以使电机处于最佳工作状态区间，拥有更长的使用寿命；再次，根据不同工况，实现单电机和双电机不同的工作模式，不同爬坡性能、不同速度、不同的电耗经济性等，进一步提高机械传递效率，降低整个系统的电耗和机械损耗。最后，本实用新型提供的电驱动桥采用双电机作为动力，经车桥被动齿轮或链轮组件将动力传递给车轮，零部件大幅减少，传动效率更高，并且同样制动能量回收效果更好；且零部件集成化高，数量少，占空间较少，并不会造成底盘中部空间的位置占用，可进一步释放底盘空间。

22、本实用新型最大限度满足车辆(机械)重载的爬坡能力，又满足车辆(机械)在高速公路上高速行驶且车辆运行时电机一直在经济(高效)耗电区域运转，在该区域中，主驱动电机的电耗、功率和扭矩等输出效果最佳。对大部分时间是高速公路上行驶的车辆(机械)，采用主、副双电机驱动桥只有一个主电机运行，辅助驱动电机在接合组件的作用下不工作，这时候车辆(机械)在高速公路上行驶时，保持主电机工作。整个车桥的传动系统机械效率最高，电耗最低。当车辆(机械)需要载重或爬坡时，整车控制器启动辅助驱动电机参与驱动，这样仍可保证主驱动电机在其高效耗电区间内运转，部件的效能最佳、且耗损低。如果选用本实用新型辅助驱动电机带二级减速的方案，大速比的辅助驱动参与运行后，整个车桥传动系统输出的驱动力最大，更大提高爬坡性能。