双电机电驱变速箱及车辆的制作方法

1.本发明涉及电驱动变速箱技术领域，尤其涉及一种双电机电驱变速箱及车辆。


背景技术：

2.电驱变速箱是应用于电动汽车的变速箱，电驱变速箱包括电机和齿轮传动系统，电机通过齿轮传动系统将动力由输出轴输出。现有技术中，应用于重型车辆的电驱变速箱，通常由单电机驱动，且单电机与输出轴同轴设置。
3.现有技术中的电驱变速箱，换挡过程中驱动电机必须卸载，换挡时存在动力中断的情况，进而会严重影响车辆的行驶舒适性和安全性。
4.因此，如何解决现有技术中电驱变速箱在换挡时存在动力中断的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种双电机电驱变速箱及车辆，能够解决换挡时动力中断的问题。
6.本发明的第一方面提供一种双电机电驱变速箱，包括：
7.第一中转轴，设置为空心轴结构，所述第一中转轴上套接有第二齿轮，且所述第一中转轴上设置有第一轮齿结构；
8.第二中转轴，由所述第一中转轴的空心部穿过，所述第二中转轴上设置有第二轮齿结构、第三轮齿结构和第四齿轮，所述第二轮齿结构与所述第一轮齿结构相对应；
9.输出轴，空套有第五齿轮和第六齿轮，且所述输出轴上设置有第四轮齿结构和第五轮齿结构，所述第四轮齿结构与所述第三轮齿结构相对应；
10.第一中间轴齿机构，包括第一中间轴和设置在所述第一中间轴上的第七齿轮和第八齿轮，所述第七齿轮与所述第二齿轮传动连接，所述第八齿轮与所述第六齿轮传动连接；
11.第二中间轴齿机构，包括第二中间轴和设置在所述第二中间轴上的第九齿轮和第十齿轮，所述第九齿轮与所述第四齿轮传动连接，所述第十齿轮与所述第五齿轮传动连接；
12.第一换挡机构，能够在第一位置和第二位置之间切换，在所述第一位置，所述第一轮齿结构与所述第二轮齿结构耦合连接，在所述第二位置，所述第一轮齿结构与所述第二轮齿结构相脱离；
13.第二换挡机构，能够在第三位置、第四位置和第五位置之间切换，在所述第三位置，所述第三轮齿结构与所述第四轮齿结构耦合连接，在所述第四位置，所述第四轮齿结构与所述第五齿轮耦合连接，在所述第五位置，所述第三轮齿结构、所述第四轮齿结构与所述第五齿轮相脱离；
14.第三换挡机构，能够在第六位置和第七位置之间切换，在所述第六位置，所述第六齿轮与所述第五轮齿结构耦合连接，在所述第七位置，所述第六齿轮与所述第五轮齿结构相脱离；
15.第一电机，与所述第一中转轴传动连接；
16.第二电机，与所述第二中转轴传动连接。
17.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，所述输出轴上还空套有第十二齿轮；
18.所述第一中间轴齿机构还包括套接在所述第一中间轴上的第十一齿轮，所述第十一齿轮与所述第十二齿轮传动连接；
19.所述第三换挡机构能够在第六位置、第七位置和第八位置之间切换，在所述第八位置，所述第十二齿轮与所述第五轮齿结构耦合连接，在所述第七位置，所述第六齿轮、所述第五轮齿结构、所述第十二齿轮相脱离。
20.本发明的第二方面提供了另一种双电机电驱变速箱，包括：
21.第一中转轴，设置为空心轴结构，所述第一中转轴上套接有第二齿轮，且所述第一中转轴上设置有第一轮齿结构；
22.第二中转轴，由所述第一中转轴的空心部穿过，所述第二中转轴上设置有第二轮齿结构和第四齿轮，所述第二轮齿结构与所述第一轮齿结构相对应；
23.输出轴，空套有第五齿轮、第六齿轮、第十二齿轮和第十三齿轮，且所述输出轴上设置有第三轮齿结构、第四轮齿结构和第五轮齿结构，所述第三轮齿结构与所述第二轮齿结构相对应；
24.第一中间轴齿机构，包括第一中间轴和设置在所述第一中间轴上的第七齿轮、第八齿轮和第十一齿轮，所述第七齿轮与所述第二齿轮传动连接，所述第八齿轮与所述第六齿轮传动连接，所述第十一齿轮与所述第十二齿轮传动连接；
25.第二中间轴齿机构，包括第二中间轴和设置在所述第二中间轴上的第九齿轮、第十齿轮和第十四齿轮，所述第九齿轮与所述第四齿轮传动连接，所述第十齿轮与所述第五齿轮传动连接，所述第十四齿轮与所述第十三齿轮传动连接；
26.第一换挡机构，能够在第一位置、第二位置和第三位置之间切换，在所述第一位置，所述第一轮齿结构与所述第二轮齿结构耦合连接，在所述第二位置，所述第二轮齿结构与所述第三轮齿结构耦合连接，在所述第三位置，所述第一轮齿结构、所述第二轮齿结构以及所述第三轮齿结构相脱离；
27.第二换挡机构，能够在第四位置、第五位置和第六位置之间切换，在所述第四位置，所述第十三齿轮与所述第四轮齿结构耦合连接，在所述第五位置，所述第四轮齿结构与所述第五齿轮耦合连接，在所述第六位置，所述第十三齿轮、所述第四轮齿结构与所述第五齿轮相脱离；
28.第三换挡机构，能够在第七位置、第八位置和第九位置之间切换，在所述第七位置，所述第六齿轮与所述第五轮齿结构耦合连接，在所述第八位置，所述第十二齿轮与所述第五轮齿结构耦合连接，在所述第九位置，所述第六齿轮、所述第五轮齿结构、所述第十二齿轮相脱离；
29.第一电机，与所述第一中转轴传动连接；
30.第二电机，与所述第二中转轴传动连接。
31.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，所述第一电机和所述第二电机均偏置于所述输出轴的一侧。
32.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，第一中间轴齿机构设置为至少两个，且以所述输出轴为轴心线沿周向均匀分布。
33.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，第二中间轴齿机构设置为至少两个，且以所述输出轴为轴心沿周向均匀分布。
34.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，所述第一电机通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与所述第一中转轴传动连接；所述第二电机通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与所述第二中转轴传动连接。
35.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，所述第一中转轴上设置有第一齿轮，所述第一电机通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与所述第一齿轮传动连接；所述第二中转轴上设置有第三齿轮，所述第二电机通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与所述第三齿轮传动连接。
36.根据本发明提供的双电机电驱变速箱，所述第一电机和所述第二电机均设置为至少两个。
37.本发明的第三方面提供一种车辆，包括如上任一项所述的双电机电驱变速箱。
38.本发明提供的双电机电驱变速箱，通过设置第一中间轴齿机构、第二中间轴齿机构以及第一中转轴和第二中转轴，可以实现两套电机动力源的多种不同工况，动力传动系统中构建有三个动力传动路径，在换挡过程中，通过控制三个换挡装置，实现三个动力传动路径之间的切换，从而保障换挡时的动力不中断，降低行车过程中的换挡顿挫感，动力切换更加平顺，车辆的舒适性和安全性较好。比如，当变速箱保持在一挡运行时，第一换挡机构处于第一位置，第二换挡机构处于第四位置，第三换挡机构处于第七位置，变速箱传动路线如下所示：
39.第一电机通过第一中转轴、所述第一轮齿结构、所述第二轮齿结构将动力传递至第二中转轴，同时，第二电机与第二中转轴传动连接，两个电机的动力同时依次经过第四齿轮
→
第九齿轮
→
第二中间轴
→
第十齿轮
→
第五齿轮
→
第二换挡机构
→
输出轴，通过输出轴将动力输出。
40.当由第一挡位切换第二挡位时，首先第一换挡机构切换至第二位置，此时第二电机的通过原动力输出路线(一挡动力输出路线)输出至输出轴，保持动力不中断。同时，将第三换挡机构切换至第六位置，第一电机的动力依次经过第一中转轴
→
第二齿轮
→
第七齿轮
→
第一中间轴
→
第八齿轮
→
第六齿轮
→
第三换挡机构
→
输出轴，通过第一电机完成了换挡操作，并且换挡过程中始终由第二电机维持一挡输出，动力未被终端。完成换挡后，第一换挡机构切换至第一位置，第二换挡机构切换至第五位置，如此，第一电机和第二电机的动力同时由二挡输出路线输出，保证了足够的扭矩输出。
41.同样，二挡切换三挡时，首先将第一换挡机构切换至第二位置，第一电机的动力沿原动力输出路线(二挡动力输出路线)输出至输出轴，保持动力不中断。同时，将第二换挡机构切换至第三位置，第二电机的动力依次经过第二中转轴
→
第二换挡机构
→
输出轴，由输出轴输出，换挡过程中，第一电机保持原挡位输出，使动力不中断，同时第二电机完成切换挡。之后，将第三换挡机构切换至第七位置，并将第一换挡机构切换至第一位置即可。
42.将三挡切换至二挡，二挡切换至一挡的过程，与上述过程类似，此处不再进行赘述。
43.显然，本发明提供的技术方案，在挡位切换时，避免了动力中断的情况，有效提高了换挡舒适性和安全性。
附图说明
44.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。
45.图1是本发明第一种实施例中双电机电驱三挡变速箱示意图；
46.图2是本发明第二种实施例中双电机电驱三挡变速箱示意图；
47.图3是本发明第三种实施例中双电机电驱三挡变速箱示意图；
48.图4是本发明第四种实施例中双电机电驱四挡变速箱示意图；
49.图5是本发明第五种实施例中双电机电驱四挡变速箱示意图；
50.图6是本发明第六种实施例中双电机电驱四挡变速箱示意图；
51.图7是本发明第七种实施例中双电机电驱五挡变速箱示意图；
52.图8是本发明第八种实施例中双电机电驱五挡变速箱示意图；
53.图9是本发明第九种实施例中双电机电驱五挡变速箱示意图。
54.附图标记：
55.mg1：第一电机；mg2：第二电机；11：第十五齿轮；21：第十六齿轮；30：第一中转轴；31：第一齿轮；32：第二齿轮；40：第二中转轴；41：第三齿轮；42：第四齿轮；50：第一中间轴；51：第七齿轮；52：第八齿轮；53：第十一齿轮；60：第二中间轴；61：第九齿轮；62：第十四齿轮；63:第十齿轮；70：输出轴；71：第十三齿轮；72:第五齿轮；73：第六齿轮；74：第十二齿轮；k1:第一换挡机构；k2:第二换挡机构；k3:第三换挡机构。
具体实施方式
56.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.现有技术中，电驱变速箱在换挡过程中，首先需要切断驱动电机的动力，待换挡机构完成换挡动作后再将驱动电机的输出轴与变速箱的齿轮系传动连接。如此，换挡时存在动力中断的情况，进而会严重影响车辆的行驶舒适性和安全性。
58.鉴于此，本发明的实施例提供了一种双电机电驱变速箱，请参考图1至图3，包括第一中转轴30、第二中转轴40、输出轴70、第一中间轴齿机构、第二中间轴齿机构、第一换挡机构k1、第二换挡机构k2以及第三换挡机构k3。
59.其中，第一中转轴30设置为空心轴结构，即第一中转轴30为空心管状的轴结构。第一中转轴30上套接有第二齿轮32，第二齿轮32与第一中转轴30相对固定。并且，第一中转轴30上设置有第一轮齿结构。
60.第二中转轴40由第一中转轴30的空心部穿过，第二中转轴40上设置有第二轮齿结构、第三轮齿结构和第四齿轮42，第二轮齿结构与第一轮齿结构相对应；
61.输出轴70空套有第五齿轮72和第六齿轮73，且输出轴70上设置有第四轮齿结构和第五轮齿结构，第四轮齿结构与第三轮齿结构相对应。
62.第一中间轴齿机构包括第一中间轴50和设置在第一中间轴50上的第七齿轮51和第八齿轮52，第七齿轮51与第二齿轮32传动连接，第八齿轮52与第六齿轮73传动连接。
63.第二中间轴齿机构包括第二中间轴60和设置在第二中间轴60上的第九齿轮61和第十齿轮63，第九齿轮61与第四齿轮42传动连接，第十齿轮63与第五齿轮72传动连接。
64.第一换挡机构k1能够在第一位置和第二位置之间切换，在第一位置，第一轮齿结构与第二轮齿结构耦合连接，在第二位置，第一轮齿结构与第二轮齿结构相脱离。
65.第二换挡机构k2能够在第三位置、第四位置和第五位置之间切换，在第三位置，第三轮齿结构与第四轮齿结构耦合连接，在第四位置，第四轮齿结构与第五齿轮72耦合连接，在第五位置，第三轮齿结构、第四轮齿结构与第五齿轮72相脱离。
66.第三换挡机构k3能够在第六位置和第七位置之间切换，在第六位置，第六齿轮73与第五轮齿结构耦合连接，在第七位置，第六齿轮73与第五轮齿结构相脱离。
67.第一电机mg1与第一中转轴30传动连接。第二电机mg2与第二中转轴40传动连接。
68.本发明提供的双电机电驱变速箱，通过设置第一中间轴齿机构、第二中间轴齿机构以及第一中转轴30和第二中转轴40，可以实现两套电机动力源的多种不同工况，动力传动系统中构建有三个动力传动路径，在换挡过程中，通过控制三个换挡装置，实现三个动力传动路径之间的切换，从而保障换挡时的动力不中断，降低行车过程中的换挡顿挫感，动力切换更加平顺，车辆的舒适性和安全性较好。比如，当变速箱保持在一挡运行时，第一换挡机构k1处于第一位置，第二换挡机构k2处于第四位置，第三换挡机构k3处于第七位置，变速箱传动路线如下所示：
69.第一电机mg1通过第一中转轴30、第一轮齿结构、第二轮齿结构将动力传递至第二中转轴40，同时，第二电机mg2与第二中转轴40传动连接，两个电机的动力同时依次经过第四齿轮42
→
第九齿轮61
→
第二中间轴60
→
第十齿轮63
→
第五齿轮72
→
第二换挡机构k2
→
输出轴70，通过输出轴70将动力输出。
70.当由第一挡位切换第二挡位时，首先第一换挡机构k1切换至第二位置，此时第二电机mg2通过原动力输出路线(一挡动力输出路线)输出至输出轴70，保持动力不中断。同时，将第三换挡机构k3切换至第六位置，第一电机mg1的动力依次经过第一中转轴30
→
第二齿轮32
→
第七齿轮51
→
第一中间轴50
→
第八齿轮52
→
第六齿轮73
→
第三换挡机构k3
→
输出轴70，通过第一电机mg1完成了换挡操作，并且换挡过程中始终由第二电机mg2维持一挡输出，动力未被终端。完成换挡后，第一换挡机构k1切换至第一位置，第二换挡机构k2切换至第五位置，如此，第一电机mg1和第二电机mg2的动力同时由二挡输出路线输出，保证了足够的扭矩输出。
71.同样，二挡切换三挡时，首先将第一换挡机构k1切换至第二位置，第一电机mg1的动力沿原动力输出路线(二挡动力输出路线)输出至输出轴70，保持动力不中断。同时，将第二换挡机构k2切换至第三位置，第二电机mg2的动力依次经过第二中转轴40
→
第二换挡机构k2
→
输出轴70，由输出轴70输出，换挡过程中，第一电机mg1保持原挡位输出，使动力不中断，同时第二电机mg2完成切换挡。之后，将第三换挡机构k3切换至第七位置，并将第一换挡机构k1切换至第一位置即可。
72.将三挡切换至二挡，二挡切换至一挡的过程，与上述过程类似，此处不再进行赘述。因此，本实施例提供的双电机电驱变速箱，能够实现三挡的切换，且换挡过程无动力中
断。
73.在进一步的实施例中，输出轴70上还空套有第十二齿轮74。第一中间轴齿机构还包括套接在第一中间轴50上的第十一齿轮53，第十一齿轮53与第十二齿轮74传动连接；第三换挡机构k3能够在第六位置、第七位置和第八位置之间切换，在第八位置，第十二齿轮74与第五轮齿结构耦合连接，在第七位置，第六齿轮73、第五轮齿结构、第十二齿轮74相脱离。
74.如此设置，本实施例提供的变速箱，在上述三挡变速箱的基础上，又增加了一个挡位，能够实现四个挡位的切换，如图4至图6所示。比如，新增加的挡位设置为一挡，相应的，上述三挡变速箱的一挡、二挡、三挡相应变更为二挡、三挡和四挡。
75.当变速箱保持在新增的一挡状态下运行时，第一换挡机构k1处于第一位置，第二换挡机构k2处于第五位置，第三换挡机构k3处于第八位置，变速箱传动路线如下所示：
76.第一电机mg1与第一中转轴30传动连接，同时，第二电机mg2依次通过第二中转轴40、第二轮齿结构、第一轮齿结构、将动力传递至第一中转轴30；如此，第一电机mg1和第二电机mg2同时将动力传递至第一中转轴30，然后依次通过：第一中转轴30
→
第二齿轮32
→
第七齿轮51
→
第一中间轴50
→
第十一齿轮53
→
第十二齿轮74
→
第三换挡机构k3
→
输出轴70。
77.当由一挡切换至二挡时，首先第一换挡机构k1切换至第二位置，此时第一电机mg1通过原动力输出路线(一挡动力输出路线)输出至输出轴70，保持动力不中断。同时，将第二换挡机构k2切换至第四位置，第二电机mg2的动力依次经过第二中转轴40
→
第四齿轮42
→
第九齿轮61
→
第二中间轴60
→
第十齿轮63
→
第五齿轮72
→
第二换挡机构k2
→
输出轴70，通过第二电机mg2的动力输出实现了一挡至二挡的切换，并且换挡过程中始终由第一电机mg1维持一挡输出，动力未被终端。完成换挡后，第一换挡机构k1切换至第一位置，第三换挡机构k3切换至第七位置，如此，第一电机mg1和第二电机mg2的动力同时由二挡输出路线输出，保证了足够的扭矩输出。
78.如此设置，本实施例提供的变速箱能够实现四个挡位，在无动力中断的情况下进行切换，有效提高了换挡舒适性和安全性。
79.在进一步的实施例中，双电机电驱变速箱还可以设置为五挡变速箱，具体可如下设置，请参考图7至图9。同样，本实施例中的双电机电驱五挡变速箱包括第一中转轴30、第二中转轴40、输出轴70、第一中间轴齿机构、第二中间轴齿机构、第一换挡机构k1、第二换挡机构k2以及第三换挡机构k3。
80.其中，第一中转轴30设置为空心轴结构，第一中转轴30上套接有第二齿轮32，且第一中转轴30上设置有第一轮齿结构。
81.第二中转轴40由第一中转轴30的空心部穿过，第二中转轴40上设置有第二轮齿结构和第四齿轮42，第二轮齿结构与第一轮齿结构相对应。
82.输出轴70上空套有第五齿轮72、第六齿轮73、第十二齿轮74和第十三齿轮71，且输出轴70上设置有第三轮齿结构、第四轮齿结构和第五轮齿结构，第三轮齿结构与第二轮齿结构相对应。
83.第一中间轴齿机构包括第一中间轴50和设置在第一中间轴50上的第七齿轮51、第八齿轮52和第十一齿轮53，第七齿轮51与第二齿轮32传动连接，第八齿轮52与第六齿轮73传动连接，第十一齿轮53与第十二齿轮74传动连接。
84.第二中间轴齿机构包括第二中间轴60和设置在第二中间轴60上的第九齿轮61、第
十齿轮63和第十四齿轮62，第九齿轮61与第四齿轮42传动连接，第十齿轮63与第五齿轮72传动连接，第十四齿轮62与第十三齿轮71传动连接。
85.第一换挡机构k1能够在第一位置、第二位置和第三位置之间切换，在第一位置，第一轮齿结构与第二轮齿结构耦合连接，在第二位置，第二轮齿结构与第三轮齿结构耦合连接，在第三位置，第一轮齿结构、第二轮齿结构以及第三轮齿结构相脱离。
86.第二换挡机构k2能够在第四位置、第五位置和第六位置之间切换，在第四位置，第十三齿轮71与第四轮齿结构耦合连接，在第五位置，第四轮齿结构与第五齿轮72耦合连接，在第六位置，第十三齿轮71、第四轮齿结构与第五齿轮72相脱离。
87.第三换挡机构k3能够在第七位置、第八位置和第九位置之间切换，在第七位置，第六齿轮73与第五轮齿结构耦合连接，在第八位置，第十二齿轮74与第五轮齿结构耦合连接，在第九位置，第六齿轮73、第五轮齿结构、第十二齿轮74相脱离。
88.第一电机mg1与第一中转轴30传动连接；第二电机mg2与第二中转轴40传动连接。
89.如此设置，第一电机mg1可独立通过两个偶数挡位输出，第二电机mg2可独立通过三个奇数挡位输出，从而实现两套电机系统无动力中断的平顺换挡。该动力传动系统能够在多种工况下实现无动力中断的各自换挡，且结构紧凑，布局合理。
90.在进一步的实施例中，第一电机mg1和第二电机mg2均偏置于输出轴70的一侧。电机偏置设置，电机的液冷系统可以单独布置，液冷系统结构简单，有效降低了使用成本。而且通过双电机的设置方式，能够实现大扭矩输出，相对于现有技术中采用单个大扭矩电机，采用两个较小扭矩的电机能够有效降低电机成本。
91.进一步的实施例中，第一中间轴齿机构设置为至少两个，且以输出轴70为轴心线沿周向均匀分布。第二中间轴齿机构也设置为可以至少两个且以输出轴70为轴心沿周向均匀分布。
92.如此设置，至少两个第一中间轴齿机构和至少两个第二中间轴齿机构同时承载动力传输，能够有效提高传动机构的载荷能力，适用于需要重载需求的商用车。
93.在一些实施例中，第一电机mg1可以通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与第一中转轴30传动连接。同样，第二电机mg2也可以通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与第二中转轴40传动连接。此外，第一电机mg1和第二电机mg2可以分别设置为两个、三个等，通过多电机能够有效提升输出扭矩。
94.具体地，可以在第一中转轴30上设置有第一齿轮31，第一电机mg1通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与第一齿轮31传动连接，比如第一电机mg1的动力输出轴上设置有与第一齿轮31相啮合的第十五齿轮11。第二中转轴40上设置有第三齿轮41，第二电机mg2通过一级齿轮传动或多级齿轮传动与第三齿轮41传动连接，比如第二电机mg2的动力输出轴上设置有与第三齿轮41相啮合的第十六齿轮21。
95.本发明的实施例中还提供了一种车辆，包括如上任一项的双电机电驱变速箱。如此设置，本发明提供的车辆，在挡位切换时，避免了动力中断的情况，有效提高了换挡舒适性和安全性。
96.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。