一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器的制作方法

本发明属于纯电动变速器技术领域，尤其涉及一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器。

背景技术：

新能源纯电动汽车的广泛推广应用，给传统汽车行业带来了新的机遇和挑战。

目前市面上的新能源纯电动乘用车上普遍采用单电机加减速器或双电机加减速器结构，在小型乘用车市场得到广泛应用，然而大、中型乘用车对变速器和电机都提出了高速，大扭矩需求，与此同时高速、大扭矩电机和变速器技术难度较大，在大、中型乘用车上应用减速器加电机结构难度较大。

在减速器加电机结构不断追求更大扭矩更高转速的军备竞赛的背景下，延伸出单电机加普通两档变速器结构，普通两档变速器虽然解决了高速、大扭矩的问题，但是两档变速器换档动力中断衍生而来，主流解决方案是采用双离合器结构，实现预同步保证换档动力不中断，这种结构解决了以上动力性、舒适性问题，却无法避免双离合器结构效率低，续航里程锐减。目前的电池技术没有重大突破的前提背景下，双离合器式两档变速器很难在乘用车上得到广泛推广应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种动力性强于减速器加电机结构，舒适性好于普通两档变速器加电机结构，效率高于双离合器两档变速器加电机结构，且在将一档换至二档的过程中动力不中断的双电机输入动力不中断的两档变速器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构、中间轴及差速器，第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有第一输入轴，第一输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，一档主齿远离第一电机一端设有第一结合齿圈，第一输入轴外侧壁滑动连接有一能将第一输入轴与第一结合齿圈齿轮连接的换档结构，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器，第一输入轴远离第一动力输入机构一端外侧壁转动连接第二动力输入机构，第二动力输入机构包括第二电机，第二电机转动连接第二输入轴，第二输入轴背离第二电机一端设有二档主齿，二档主齿远离第二电机一侧设有可与换档结构齿轮连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接。

采用以上结构后，本发明与现有结构对比具有以下的优点：

本技术方案中的一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器是在传统二档变速器的基础上加设了一套动力输入机构；

传统的二档变速器包括本技术方案中的第一动力输入机构，而第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有第一输入轴，第一输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，一档主齿远离第一电机一端设有第一结合齿圈，第一输入轴外侧壁滑动连接有一能将第一输入轴与第一结合齿圈齿轮连接的换档结构，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器；即当操作人员将换档结构的档位挂到一档之后，换档结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入第一输入轴，第一输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出；该结构为电机动力输出结构，在该种结构下进行一档变二档动力切换容易导致换档动力中断，从而大大影响操作人员在操作过程中的舒适度；

本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构周向转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有第二输入轴，第二输入轴背离第二电机一端设有二档主齿，二档主齿通过第二滚针轴承转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，二档主齿远离第二电机一侧设有可与换档结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换档结构的档位挂到一档之后，换档结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入第一输入轴，第一输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换档过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换档结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换档结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200n.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200n.m的扭矩，而第二电机提供0n.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150n.m时，第二电机的扭矩会伸至50n.m，当第一电机的扭矩降低至0n.m，第二电机的扭矩提高至200n.m时，换档结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时第一输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换档结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得第一输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换档结构调整至二档，即此时换档结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。

本技术方案相比于现有技术，具有：换档过程中动力不中断；换档调速过程中避免了转速差，减少了换档冲击；本技术方案中一档和二档的动力耦合充分利用了双电机性能，不至于另一个电机纯粹用于防止换档动力不中断。

作为一种优选：换档结构横向滑动连接于第一输入轴外侧壁上，换档结构包括套设于第一输入轴外侧壁的齿毂，齿毂外侧壁设有可与第一结合齿圈或第二结合齿圈齿轮连接的齿套；齿毂和齿套的结合保证了该变速器在变速是不会出现打滑的现象，保证了整个换档结构的稳定性。

作为一种优选：一档主齿内侧壁与第一输入轴外侧壁通过第一滚针轴承转动连接，中间轴外侧壁周向设有可与一档主齿进行齿轮连接的一档从齿；一档主齿和一档从齿之间的齿轮连接方式保证了当一档主齿进行周向转动时，一档从齿可以有效带动中间轴进行周向转动。

作为一种优选：二档主齿内侧壁与第一输入轴远离第一动力输入机构一端外侧壁通过第二滚针轴承转动连接，中间轴外侧壁远离一档从齿一侧设有可与二档主齿进行齿轮连接的二档从齿；二档主齿中心设有一可供第一输入轴远离第一动力输入机构一端插入的第一盲孔，第一盲孔内侧壁和第一输入轴外侧壁之间设有方便二档主齿进行周向转动的第二滚轴轴承，二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在第二输入轴的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。

作为一种优选：主减速齿轮组包括转动连接于中间轴外侧壁的主减速主齿，差速器外侧壁设有可与主减速主齿齿轮连接的主减速从齿。

作为一种优选：第二电机转动连接第二输入轴，第二输入轴远离第二电机一端固定连接二档主齿，第二主齿中心设有可供第一输入轴远离第一电机一端插入第一盲孔，且第一盲孔与第一输入轴之间设有方便二档主齿在第一输入轴外侧壁上周向转动的第二滚针轴承；二档主齿中心设有一可供第一输入轴远离第一动力输入机构一端插入的第一盲孔，第一盲孔内侧壁和第一输入轴外侧壁之间设有方便二档主齿进行周向转动的第二滚轴轴承，二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在第二输入轴的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。

附图说明

图1是本发明一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器的结构示意图。

图中，1、第一动力输入机构，2、中间轴，3、差速器，4、主减速齿轮组，5、第二动力输入机构，101、第一电机，102、第一输入轴，103、一档主齿，104、第一结合齿圈，105、换档结构，106、第一滚针轴承，107、第二滚针轴承，201、一档从齿，202、二档从齿，301、主减速从齿，501、第二电机，502、第二输入轴，503、第二主齿，504、第二结合齿圈，505、第一盲孔，1051、齿毂，1052、齿套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种具体实施方式做出说明。

实施例1：本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构周向转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有第二输入轴，第二输入轴背离第二电机一端设有二档主齿，二档主齿通过第二滚针轴承转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，二档主齿远离第二电机一侧设有可与换档结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换档结构的档位挂到一档之后，换档结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入第一输入轴，第一输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换档过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换档结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换档结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200n.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200n.m的扭矩，而第二电机提供0n.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150n.m时，第二电机的扭矩会伸至50n.m，当第一电机的扭矩降低至0n.m，第二电机的扭矩提高至200n.m时，换档结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时第一输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换档结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得第一输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换档结构调整至二档，即此时换档结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。

实施例2：在换档结构挂档在一档时，在第一动力输入机构正常驱动的状态下，第二动力输入机构也可进行动力输入，此时第二动力输入机构动力输入过程为：第二电机将动力能传输给第二输入轴从而带动第二输入轴进行周向转动，而二档主齿和第二输入轴为固定连接结构，故当第二输入轴进行周向转动时，二档主齿也会因第二输入轴的转动而进行周向转动，二档主齿会带动二档从齿进行周向转动，而二档从齿为周向固定设于中间轴外侧壁上，故当二档从齿进行周向转动时动力会通过中间轴传输至主减速主齿，而主减速主齿又会将动力经过变速器的出减速从齿进行动力输出；从而完成第一动力输入机构和第二动力输入机构之间的动力耦合。

实施例3：当本技术方案的变速器需要将档位从二档变至一档时，第一电机会降低扭矩，第二电机会增大扭矩，当第一电机的扭矩降低至0时，第一输出轴外侧壁的换档结构挂至空档，此时调整第一电机的转速，直至第一电机的转速与一档主齿的转速一致，此时换档结构的齿套便可与一档主齿进行传动连接，从而实现该变速器自二档至一档的换档过程。

本技术方案相比于现有技术，具有：换档动力不中断；换档调速过程中避免了转速差，减少了换档冲击；本技术方案中一档和二档的动力耦合充分利用了双电机性能，不至于另一个电机纯粹用于防止换档动力不中断。

参见图1，本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器，包括第一动力输入机构1、中间轴2及差速器3，第一动力输入机构1包括第一电机101，第一电机101转动连接有第一输入轴102，第一输入轴102外侧壁转动连接有一档主齿103，一档主齿103远离第一电机101一端设有第一结合齿圈104，第一输入轴102外侧壁滑动连接有一能将第一输入轴102与第一结合齿圈104传动连接的换档结构105，一档主齿103与中间轴2齿轮连接，中间轴2通过主减速齿轮组4传动连接差速器3，第一输入轴102远离第一动力输入机构1一端外侧壁转动连接第二动力输入机构5，第二动力输入机构5包括第二电机501，第二电机501转动连接第二输入轴502，第二输入轴502背离第二电机501一端设有二档主齿503，二档主齿503远离第二电机501一侧设有可与换档结构105传动连接的第二结合齿圈504，二档主齿503与中间轴2齿轮连接。

采用以上结构后，本发明与现有结构对比具有以下的优点：

本技术方案中的一种同轴式双电机换档动力不中断的二档变速器是在传统二档变速器的基础上加设了一套动力输入机构；

传统的二档变速器包括本技术方案中的第一动力输入机构，而第一动力输入机构包括第一电机，第一电机转动连接有第一输入轴，第一输入轴外侧壁转动连接有一档主齿，一档主齿远离第一电机一端设有第一结合齿圈，第一输入轴外侧壁滑动连接有一能将第一输入轴与第一结合齿圈齿轮连接的换档结构，一档主齿与中间轴齿轮连接，中间轴通过主减速齿轮组传动连接差速器；即当操作人员将换档结构的档位挂到一档之后，换档结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入第一输入轴，第一输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出；该结构为电机动力输出结构，在该种结构下进行一档变二档动力切换容易导致换档动力中断，从而大大影响操作人员在操作过程中的舒适度；

本技术方案在传统二档变速器的基础上增设了第二动力输入机构，本技术方案的第二动力输入机构周向转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，本技术方案中的第二动力输入机构包括包括第二电机，第二电机转动连接有第二输入轴，第二输入轴背离第二电机一端设有二档主齿，二档主齿通过第二滚针轴承转动连接于第一输入轴远离第一动力输入机构一端，二档主齿远离第二电机一侧设有可与换档结构传动连接的第二结合齿圈，二档主齿与中间轴齿轮连接；即当操作人员将换档结构的档位挂到一档之后，换档结构的齿套与一档主齿连接，此时动力从第一电机传入第一输入轴，第一输入轴将动力通过齿毂、齿套传入一档主齿，从而驱动一档主齿进行周向转动，当一档主齿转动时会带动周向设于中间轴外侧壁上的一档从齿转动，从而驱动中间轴进行周向转动，中间轴的转动又会带动周向这与中间轴外侧壁的主减速主齿进行转动，主减速主齿的转动带动设于变速器上的主减速从齿进行转动，从而通过驱动变速器将动力进行输出，当该变速器需要将一档调至二档时，第一动力输入机构的第一电机会自动降低扭矩，与此同时，为了保证该变速器在换档过程中动力不会出现中断，在第一电机降低扭矩的同时，第二动力输入机构的第二电机增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变；当第一电机的扭矩不断下降至0时，换档结构的齿毂和齿套与一档主齿完全脱离连接滑动至空档，此时第二电机的扭矩与换档结构挂一档时第一电机提供的扭矩相同；比如：第一扭矩加上第二扭矩的总值为200n.m，当操作人员将档位挂至一档时，齿毂和齿套完全与第一主齿传动连接，此时第一电机提供200n.m的扭矩，而第二电机提供0n.m的扭矩，当变速器需要将档位从一档变至二档时，第一电机会逐渐减小扭矩，而第二电机会逐渐增大扭矩，以保证第一电机和第二电机的扭矩总值保持不变，即当第一电机的扭矩降低至150n.m时，第二电机的扭矩会伸至50n.m，当第一电机的扭矩降低至0n.m，第二电机的扭矩提高至200n.m时，换档结构的齿套、齿毂完全与一档主齿脱离连接并滑动至空档；由于此时第一输入轴和第二输入轴之间存在一定的转速差，因此无法将换档结构调整至二档，故此时需要调整第一电机的转速，从而使得第一输入轴和第二输入轴之间的转速保持一致，此时便可将换档结构调整至二档，即此时换档结构的齿套、齿毂与二档主齿传动连接，从而实现在动力不中断情况下将一档换至二档的过程，并且第一电机的增扭实现了与二档的动力耦合。

作为一种优选：换档结构105横向滑动连接于第一输入轴102外侧壁上，换档结构105包括套设于第一输入轴102外侧壁的齿毂1051，齿毂1051外侧壁设有可与第一结合齿圈104或第二结合齿圈504齿轮连接的齿套1052；齿毂和齿套的结合保证了该变速器在变速是不会出现打滑的现象，保证了整个换档结构的稳定性。

作为一种优选：一档主齿103内侧壁与第一输入轴102外侧壁通过第一滚针轴承106转动连接，中间轴2外侧壁周向设有可与一档主齿103进行齿轮连接的一档从齿201；一档主齿和一档从齿之间的齿轮连接方式保证了当一档主齿进行周向转动时，一档从齿可以有效带动中间轴进行周向转动。

作为一种优选：二档主齿503内侧壁与第一输入轴102远离第一动力输入机构1一端外侧壁通过第二滚针轴承107转动连接，中间轴2外侧壁远离一档从齿201一侧设有可与二档主齿503进行齿轮连接的二档从齿202；二档主齿中心设有一可供第一输入轴远离第一动力输入机构一端插入的第一盲孔，第一盲孔内侧壁和第一输入轴外侧壁之间设有方便二档主齿进行周向转动的第二滚轴轴承，二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在第二输入轴的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。

作为一种优选：主减速齿轮组4包括转动连接于中间轴2外侧壁的主减速主齿401，差速器3外侧壁设有可与主减速主齿401齿轮连接的主减速从齿301。

作为一种优选：第二电机501转动连接第二输入轴502，第二输入轴502远离第二电机501一端固定连接二档主齿503，第二主齿503中心设有可供第一输入轴102远离第一电机101一端插入第一盲孔505，且第一盲孔505与第一输入轴102之间设有方便二档主齿503在第一输入轴102外侧壁上周向转动的第二滚针轴承107；二档主齿中心设有一可供第一输入轴远离第一动力输入机构一端插入的第一盲孔，第一盲孔内侧壁和第一输入轴外侧壁之间设有方便二档主齿进行周向转动的第二滚轴轴承，二档主齿和二档从齿之间的齿轮配合结构使得当二档主齿在第二输入轴的带动下进行周向转动时，第二主齿可以带动第二从齿进行周向转动，从而完成第二动力输入机构的动力输入过程。