本實(shí)用新型屬于車輛動(dòng)力傳動(dòng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種用于前驅(qū)車輛的多擋位單電機(jī)傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
：汽車動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，在技術(shù)上集成純電動(dòng)和混合動(dòng)力模式的插電或增程式電動(dòng)系統(tǒng)，不但可以滿足城市內(nèi)短途的純電動(dòng)行駛，還可以達(dá)到傳統(tǒng)汽車的行駛里程，成為現(xiàn)階段可行的技術(shù)方案。開(kāi)發(fā)采用單電機(jī)的多擋位傳動(dòng)裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)和混合動(dòng)力模式下的系統(tǒng)效率提升，還有利于降低產(chǎn)品成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明專利目的是提供一種用于前驅(qū)車輛的多擋位單電機(jī)傳動(dòng)裝置，不僅可以滿足純電動(dòng)模式下的車速和動(dòng)力性需求，還可以依靠多擋位的混合動(dòng)力模式實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的里程需求。除此之外該傳動(dòng)裝置還可以作為一款純電動(dòng)變速器使用。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出如下技術(shù)方案：一種用于前驅(qū)車輛的多擋位單電機(jī)傳動(dòng)裝置，包括電機(jī)、雙行星排機(jī)構(gòu)、減速齒輪、差速器、三個(gè)離合器和兩個(gè)制動(dòng)器元件，其特征在于：所述雙行星排機(jī)構(gòu)包括第一單行星排和第二單行星排，第一單行星排和第二單行星排組成傳動(dòng)裝置的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，所述第一單行星排包括第一太陽(yáng)輪、第一行星輪、第一行星架和第一外齒圈，所述第二單行星排包括第二太陽(yáng)輪、第二行星輪、第二行星架和第二外齒圈，第一行星架和第二外齒圈連接構(gòu)成第一連軸，同時(shí)在第一連軸上布置第一制動(dòng)器；第一外齒圈與第二行星架連接構(gòu)成第二連軸并作為動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出軸，第一太陽(yáng)輪安裝在第三連軸上，同時(shí)在第三連軸上布置第二制動(dòng)器，第二太陽(yáng)輪通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，電機(jī)定子固定在傳動(dòng)裝置殼體上。在第二連軸上安裝減速齒輪，傳動(dòng)裝置動(dòng)力經(jīng)過(guò)兩級(jí)減速齒輪后傳遞至差速器，然后經(jīng)過(guò)半軸驅(qū)動(dòng)車輛行駛。第三連軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸為空心軸設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置中心輸入軸同時(shí)穿過(guò)第三連軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，在傳動(dòng)裝置中心輸入軸和第一連軸之間設(shè)置第一離合器，在傳動(dòng)裝置中心輸入軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸之間設(shè)置第二離合器。傳動(dòng)裝置中心輸入軸通過(guò)飛輪減振器與發(fā)動(dòng)機(jī)連接。為了實(shí)現(xiàn)三個(gè)擋位的純電動(dòng)工作模式，在第二連軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸之間還可以設(shè)置第三離合器。在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制第二離合器打開(kāi)將發(fā)動(dòng)機(jī)脫離，閉合第一制動(dòng)器將第一連軸鎖止，此時(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)將以固定傳動(dòng)比轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠以較大的傳動(dòng)比輸出驅(qū)動(dòng)扭矩，作為第一擋純電動(dòng)模式。當(dāng)車速較高時(shí)控制第一制動(dòng)器打開(kāi)，同時(shí)控制第二制動(dòng)器閉合，實(shí)現(xiàn)第三連軸鎖止，此時(shí)雙行星排機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)以固定傳動(dòng)比工作，作為第二擋純電動(dòng)模式。單獨(dú)閉合第三離合器時(shí)，第二太陽(yáng)輪和第二行星架相對(duì)靜止，此時(shí)雙行星排機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)各元件都將同轉(zhuǎn)速運(yùn)行，作為第三擋純電動(dòng)模式，在該模式下整車可以獲得高車速而不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高。當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)需要進(jìn)入混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制第二離合器閉合使發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接，此時(shí)同時(shí)閉合第一制動(dòng)器，作為第一擋位混合動(dòng)力模式；當(dāng)同時(shí)閉合第二離合器和第二制動(dòng)器時(shí)，作為第二擋混合動(dòng)力模式；當(dāng)同時(shí)閉合第一離合器和第二離合器時(shí)，作為第三擋混合動(dòng)力模式，此時(shí)為直接擋位；當(dāng)同時(shí)閉合第一離合器和第二制動(dòng)器時(shí)，作為第四擋混合動(dòng)力模式，此時(shí)為超速擋，用于較高車速工況。該傳動(dòng)裝置在混動(dòng)模式下能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)擋位的選擇，除此之外還可以控制電機(jī)的發(fā)電功率進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。有益效果本發(fā)明提供的一種用于前驅(qū)車輛的多擋位單電機(jī)傳動(dòng)裝置，不僅可以滿足純電動(dòng)模式下的車速和動(dòng)力性需求，還可以依靠多擋位的混合動(dòng)力模式實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的里程需求，除此之外該傳動(dòng)裝置還可以作為一款純電動(dòng)變速器使用。附圖說(shuō)明附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1如圖1所示，一種用于前驅(qū)車輛的多擋位單電機(jī)傳動(dòng)裝置，包括電機(jī)EM、雙行星排機(jī)構(gòu)、減速齒輪、差速器、三個(gè)離合器和兩個(gè)制動(dòng)器元件，其特征在于，所述雙行星排機(jī)構(gòu)包括第一單行星排和第二單行星排，第一單行星排和第二單行星排組成傳動(dòng)裝置的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，所述第一單行星排PG1包括第一太陽(yáng)輪4、第一行星輪5、第一行星架PC1和第一外齒圈6；所述第二單行星排PG2包括第二太陽(yáng)輪8、第二行星輪9、第二行星架PC2和第二外齒圈10。第一行星架PC1和第二外齒圈10連接構(gòu)成第一連軸3，同時(shí)在第一連軸3上布置第一制動(dòng)器B1；第一外齒圈6與第二行星架PC2連接構(gòu)成第二連軸7并作為動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出軸；第一太陽(yáng)輪4安裝在第三連軸2上，同時(shí)在第三連軸2上布置第二制動(dòng)器B2。第二太陽(yáng)輪8通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸11與電機(jī)轉(zhuǎn)子12連接，電機(jī)定子13固定在傳動(dòng)裝置殼體0上；在第二連軸7與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸11之間設(shè)置第三離合器C3。傳動(dòng)裝置中心輸入軸1通過(guò)飛輪減振器(FW)與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，第三連軸2和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸11為空心軸設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置中心輸入軸1同時(shí)穿過(guò)第三連軸2和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸11，在中心輸入軸1和第一連軸3之間設(shè)置第一離合器C1，在傳動(dòng)裝置中心輸入軸1和電機(jī)轉(zhuǎn)子軸11之間設(shè)置第二離合器C2。在第二連軸7上安裝小減速齒輪14，小減速齒輪14與齒輪連軸16上的大減速齒輪15嚙合，形成第一級(jí)減速。齒輪連軸16上的小減速齒輪17與差速器主減速齒輪18嚙合，形成第二級(jí)減速。傳動(dòng)裝置動(dòng)力最終由差速器19輸出至整車半軸20驅(qū)動(dòng)車輪21轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明采用兩個(gè)單行星排機(jī)構(gòu)與換擋元件協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)三個(gè)擋位的純電動(dòng)模式和四個(gè)擋位的混合動(dòng)力模式。各工作模式與換擋元件之間的控制邏輯關(guān)系如下表所示。工作模式B1B2C1C2C3EV-1●〇〇〇〇EV-2〇●〇〇〇EV-3〇〇〇〇●HEV-1●〇〇●〇HEV-2〇●〇●〇HEV-3〇〇●●〇HEV-4〇●●〇〇注：〇-打開(kāi)狀態(tài)；●-閉合狀態(tài)。(1)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式第一制動(dòng)器B1單獨(dú)閉合時(shí)，第一連軸3被鎖止固定在傳動(dòng)裝置箱體上，作為第一擋純電動(dòng)模式。在該擋位下可以獲得較大的驅(qū)動(dòng)扭矩，此時(shí)電機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比為：iEV1＝(-ipg2+1)*iFD其中，ipg2為第二行星排PG2傳動(dòng)比(對(duì)于單行星排傳動(dòng)比為負(fù)值，數(shù)值上等于外齒圈齒數(shù)除以太陽(yáng)輪齒數(shù))；iFD為主減速比。第二制動(dòng)器B2單獨(dú)閉合時(shí)，第三連軸2被鎖止在傳動(dòng)裝置箱體上，此時(shí)作為第二擋純電動(dòng)模式。該擋位用于較高車速工況，此時(shí)電機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比為：其中，ipg1為第一行星排(PG1)傳動(dòng)比(對(duì)于單行星排傳動(dòng)比為負(fù)值，數(shù)值上等于外齒圈齒數(shù)除以太陽(yáng)輪齒數(shù))；第三離合器C3單獨(dú)閉合時(shí)，行星排機(jī)構(gòu)整體轉(zhuǎn)動(dòng),各元件之間沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，作為第三擋純電動(dòng)模式。該擋位可以獲得高車速而不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高,此時(shí)電機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比為：iEV3＝1*iFD(2)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式在動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)入混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，該傳動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)四個(gè)擋位的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。閉合第二離合器C2，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)實(shí)現(xiàn)同軸傳動(dòng)，再閉合第一制動(dòng)器B1，此時(shí)為第一擋混合動(dòng)力模式，發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比等于iEV1。當(dāng)車速進(jìn)一步增加時(shí)，閉合第二離合器C2和第二制動(dòng)器B2，此時(shí)作為第二擋混合動(dòng)力模式，發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比等于iEV2。當(dāng)同時(shí)閉合第二離合器C2和第一離合器C1時(shí)，行星排機(jī)構(gòu)各元件將整體轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)為直接擋模式，定義為第三擋混合動(dòng)力模式，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比等于iEV3。在車速進(jìn)一步增加時(shí)，閉合第一離合器C1和第二制動(dòng)器B2，此時(shí)作為超速擋，定義為第四擋混合動(dòng)力模式，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪邊的傳動(dòng)比為即使在電池電量充足的情況下，依然可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行助力，滿足大扭矩工況需求。為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)，也可以取消第三離合器，僅保留兩個(gè)擋位的純電動(dòng)和四個(gè)擋位的混合動(dòng)力模式。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3