[发明专利]使用行星排加双联齿轮的转矩定向分配电动驱动桥

说明书

本发明公开了一种使用行星排加双联齿轮的转矩定向分配电动驱动桥，包括主电机、副电机、锥齿轮差速器、左半轴、右半轴、第一行星排、第二行星排、双联齿轮机构、第一离合器、第二离合器等。主电机和副电机分别与第一行星排和第二行星排的输入端连接；第一行星排和第二行星排的输出端分别与差速器壳体、双联齿轮机构输入端相连；双联齿轮机构输出端与差速器壳体连接；第一离合器用于使第二行星架固定或使第二行星排自锁；第二离合器用于使第二行星架或第二太阳轮与左半轴连接。本发明通过控制第一离合器和第二离合器，即可实现主电机单独驱动、双电机转矩耦合驱动以及转矩定向分配三种驱动模式。

技术领域

本发明属于电动汽车传动领域，特别涉及一种高集成的使用行星排加双联齿轮的转矩定向分配电动驱动桥。

背景技术

近年来，随着社会的发展与进步，以零油耗、高集成、动力响应快、驾驶性能高等为特色的电动汽车获得了大力的发展，逐渐得到市场认可。随着市场的发展与普及，电动汽车未来也将向高端高性能、多样个性化方向发展，因此对于能够改善底盘性能的先进驱动技术的需求在增加。而电动转矩定向分配技术就是其中之一。

转矩定向分配(TV)技术是一种将动力源产生的驱动转矩在左右两侧车轮之间、或者前后两轴之间进行任意分配的先进驱动技术。该技术既可以使驱动转矩从低速侧车轮(或车轴)向高速侧车轮(或车轴)转移、亦可以从高速侧向低速侧转移。因此该技术可以克服传统开放式差速器“差速不差扭”的缺陷，提高控制的灵活性与转弯的机动性，均衡了各轮胎的路面附着利用率，增加了车辆稳定性裕度，有效增加车辆行驶的操纵稳定性，还可以根据控制目标的不同，以节能为目标来分配全轮驱动转矩。

该技术目前主要分为两类：一类是应用于以轮毂电机驱动汽车为代表的分布式驱动汽车的转矩定向分配控制技术，其可以通过对各车轮轮毂电机的驱动力矩的直接控制，实现转矩在各车轮之间的定向分配；但目前受制于轮毂电机功率密度低、簧下质量增加等问题，转矩定向分配控制技术并未在汽车上获得大规模应用。另一类是应用在集中式驱动的转矩定向分配差速器(驱动桥)，其目前已应用于部分高端运动型轿车和高档SUV中，如本田的超级四驱系统(SH-AWD)、三菱的超级主动横摆控制系统(SAYC)和奥迪的运动差速器等。但是这些转矩定向分配差速器主要应用于传统燃油车型上，而且一般采用多片离合器等机械摩擦式转矩定向分配机构，导致系统力矩转移能力受限、机械传递效率不高、可靠性低、结构复杂成本高。

另外，在车用动力电池技术尚未突破的今天，提高电动汽车传动效率，减少电池能量的损耗，是保证电动汽车续航里程的重要途径。而传统的单电机驱动桥为保证汽车的动力性，只能选用大功率的电机来满足极限工况的功率需求，造成了电机的“大马拉小车”的现象，使得电机高效区间利用率小。而双电机耦合驱动技术，可使得汽车在所需驱动力矩较小时，切换至主电机单独驱动；在所需驱动力矩较大时，切换至双电机转矩耦合模式。从而提高驱动电机的负载荷率，提高驱动电机的高效区间利用率，使得汽车在原有电池容量的基础上获得更大的续驶里程。

现阶段，无论是出于高效驱动节能考虑的双电机并联耦合驱动，还是出于改善车辆过弯机动性和操纵稳定性的转矩定向分配驱动桥，在电动汽车上的应用都鲜有报道。目前仅有申请人在2017年申请的两项发明专利“一种带有转矩定向分配功能的双电机耦合驱动桥”(CN106965659A)和“一种带有转矩定向分配功能的双电机耦合驱动桥”(CN106965662A)涉及本领域技术内容。上述专利也可以在实现转矩定向分配功能的基础上，通过控制四组离合器的切换，使平时直线行驶闲置的TV控制电机转化为可以参与驱动的助力电机，实现两个电机的转矩耦合模式驱动。一方面，可以在汽车爬坡，急加速等转矩需求较大的工况下，用TV电机参与联合驱动，改善车辆动力性；另一方面，联合驱动时通过对两个电机转矩的分配和调节，充分发挥各自高效率区间，实现更为节能高效的驱动行驶。但是该技术方案需要共计采用四组离合器、七个行星排，存在结构复杂、轴向长度大、控制难度高的技术问题。