一種新能源車輛用的電驅動系統的制作方法
1.本發明屬于新能源車輛技術領域，具體屬于一種新能源車輛用的電驅動系統。
背景技術：
2.目前，電動車及燃料電池車的技術發展迅猛，而不管是電動車或燃料電池車輛，都需要電驅動總成，最終都是將電能轉化為機械能。在商用車領域，目前市場上的電驅動產品整體集成度低，重量重，成本高，效率低。
3.因此，需要提供一種電驅動產品，其集成度高、重量輕，成本低，效率高，以提升電動車和燃料電池車等新能源車輛的整車性能指標，降低整車成本。
技術實現要素：
4.為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種新能源車輛用電驅動系統，通過集成化設計和構型優化，降低重量，提升效率，減小成本，從而提升整車的性能，尤其是續航里程，同時還能降低成本。
5.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種新能源車輛用的電驅動系統，包括第一電機、第二電機，同軸布置的第一輸入軸和第二輸入軸，第三中間軸、差速器，其中，第一電機的動力傳輸至第一輸入軸，第二電機的動力傳輸至第二輸入軸，第一輸入軸和第二輸入軸上均設置有多個換檔元件和檔位主動齒輪，所述檔位主動齒輪與第三中間軸上對應位置固連的檔位被動齒輪嚙合用于將動力傳輸至第三中間軸，第三中間軸通過其上的輸出級主動齒輪與差速器上固連的輸出級被動齒輪嚙合用于將動力傳輸至差速器，動力經差速器的左半軸和右半軸輸出用于驅動車輛前進或者倒退。
6.進一步的，所述第一電機和第二電機的類型/功率/扭矩相同或者不同，第一電機和第二電機的殼體和變速箱殼體集成。
7.所述第一電機的動力通過多級齒輪傳動傳遞至第一輸入軸；
8.進一步的，所述第二電機的動力通過多級齒輪傳動傳遞至第二輸入軸。
9.進一步的，所述第一電機的動力通過第一軸傳遞至第一對齒輪，并通過第一中間軸、第二對齒輪傳遞至第一輸入軸；
10.第二電機的動力通過第二軸傳遞至第三對齒輪，并通過第二中間軸、第四對齒輪，傳遞至第二輸入軸。
11.進一步的，第一軸上還設置有第四換檔元件，第一對齒輪的主動齒輪空套在第一軸上，所述第四換檔元件用于實現第一電機與第一對齒輪的結合和脫開；
12.和/或
13.第二軸上還設置有第五換檔元件，第三對齒輪的主動齒輪空套在第二軸上，所述第五換檔元件用于實現第二電機與第三對齒輪的結合和脫開。
14.進一步的，所述第一輸入軸上從左到右依次設置有第一換檔元件、二檔主動齒輪和第二換檔元件；
15.第二輸入軸上從左到右依次設置有第三換檔元件和一檔主動齒輪。
16.進一步的，第一輸入軸上還設置有四檔主動齒輪，所述四檔主動齒輪設置在第一換檔元件左側。
17.進一步的，第二輸入軸上還設置有三檔主動齒輪，所述三檔主動齒輪設置在第三換檔元件左側。
18.進一步的，第一電機和/或第二電機分別空套在差速器的左半軸和/或右半軸上。
19.進一步的，輸出級被動齒輪與差速器殼體一體成型或通過焊接、花鍵連接或者螺栓連接與差速器殼體固連，輸出級主動齒輪和/或輸出級被動齒輪所在軸上設置有錐齒輪。
20.與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：
21.本發明提供一種新能源車輛用電驅動系統，采用雙電機方案，可以選擇一個電機單獨工作，也可以讓兩個電機同時工作，通過兩個電機參數及變速箱速比的合理匹配，可以使兩個電機在絕大多數工況下都工作在高效區，節省電能，增加車輛續航里程；通過對第一電機、第二電機、第一輸入軸、第二輸入軸、第三中間軸等部件合理的傳動路線設置，使兩個電機共用一個變速器，實現變速箱在換檔過程中動力不中斷，改善換檔品質，提升駕乘舒適性，同時換檔過程中的功率損失更小，增加整車的續使里程；本發明在兩個電機的輸出端設置有多個換檔元件，可以使不工作的電機轉子保持靜止狀態，減少拖曳損失，提升系統效率；相比于現有常見的橋殼前后電機+變速器方案，本發明的新能源車輛用電驅動系統，零部件數量少，重量輕，成本低。
22.進一步的，本發明將電機殼體與變速箱殼體的集成，可以更容易將電機做成油冷方案，提升電機的功率密度，減小電機的尺寸。
23.進一步的，本發明的新能源車輛用電驅動系統通過增加或者減少第一輸入軸或第二輸入軸上的齒輪對數，可使系統很容易的實現從單檔/2檔/3檔/4檔等多種檔位。在多種車輛配置及商用車工況多變的現實條件下，通過系列化方案，多數零部件可以通用，可容易的實現模塊化和低成本解決方案。
24.進一步的，本發明所涉及的新能源車輛用電驅動系統可適用于平行軸或垂直軸電驅系統解決方案，滿足不同車輛安裝空間布置的需求，可以適配更多車型和工況。
附圖說明
25.圖1電驅動系統傳動原理圖；
26.圖2電驅動系統一檔傳動路線圖；
27.圖3電驅動系統二檔傳動路線圖；
28.圖4電驅動系統三檔傳動路線圖
29.圖5-7均為本發明電驅動系統的變形；
30.附圖中：101第一電機；102第一軸；103第一對齒輪；104第一中間軸；105第二對齒輪；106第一輸入軸；107第一換檔元件；108第二換檔元件；109二檔主動齒輪；110二檔被動齒輪；111輸出級主動齒輪；112左半軸；113差速器；114輸出級被動齒輪；115右半軸；116三檔被動齒輪；117一檔被動齒輪；118第三中間軸；119三檔主動齒輪；120第三換檔元件；121一檔主動齒輪；122第二輸入軸；123第四對齒輪；124第二中間軸；125第三對齒輪；126第二軸；127第二電機；201第四換檔元件；202第五換檔元件。
具體實施方式
31.下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。
32.如圖1所示，本發明提供一種新能源車輛用的電驅動系統，采用雙電機方案，第一電機101和第二電機127的類型/功率/扭矩等參數可以相同或者不同，電機殼體和變速箱殼體集成，可減少系統零件數量和降低殼體重量。
33.具體的：
34.第一電機101的動力通過第一軸102傳遞至第一對齒輪103，并通過第一中間軸104、第二對齒輪105，將動力傳遞至第一輸入軸106。
35.第二電機127的動力通過第二軸126傳遞至第三對齒輪125，并通過第二中間軸124、第四對齒輪123，將動力傳遞至第二輸入軸122。
36.第一輸入軸106和第二輸入軸122采用同軸布置。
37.第一輸入軸106上設置有二檔主動齒輪109，通過滾針軸承空套在第一輸入軸106上。在第一輸入軸106上，二檔主動齒輪109左側設置有第一換檔元件107，二檔主動齒輪109右側設置有第二換檔元件108。
38.第二輸入軸122上從左到右依次設置三檔主動齒輪119、第三換檔元件120和一檔主動齒輪121，三檔主動齒輪119和一檔主動齒輪121分別通過滾針軸承空套在第二輸入軸122上。
39.優選的，通過第一換檔元件107，可以實現第一輸入軸106和二檔主動齒輪109的結合或者斷開；
40.通過第二換檔元件108，可以實現第一輸入軸106和第二輸入軸122的結合或者斷開；
41.通過第三換檔元件120，可以實現第二輸入軸122和三檔主動齒輪119的結合或者斷開，還可以實現第二輸入軸122和一檔主動齒輪121的結合或者斷開。
42.在第一輸入軸106和第二輸入軸122的相對應的位置上，設置有第三中間軸118，第三中間軸118上分別設置有和第三中間軸118固連的二檔被動齒輪110、三檔被動齒輪116、一檔被動齒輪117。在三檔被動齒輪116和二檔被動齒輪110之間，設置有輸出級主動齒輪111。
43.在第三中間軸118對應的位置上，設置有差速器113，差速器113殼體上設置有與輸出級主動齒輪111相嚙合的輸出級被動齒輪114。差速器113殼體和輸出級被動齒輪114可以通過焊接、花鍵連接或者螺栓連接等方式固連在一起，也可以將差速器殼體和輸出級被動齒輪114做成一個零件。
44.第一電機101和第二電機127的動力通過輸出級被動齒輪114、差速器113，分別傳遞至左半軸112和右半軸115，從而驅動車輛前進或者倒退。差速器113起到輪間差速和分扭的作用。
45.如圖2～4所示，本發明電驅動系統掛檔時的傳動路線：
46.第一電機101的動力通過第一軸102傳遞至第一對齒輪103。第一電機101的輸出軸和第一軸102可以通過花鍵連接，也可以做成一根整軸。第一對齒輪103將動力傳遞至第一中間軸104后，通過設置在第一中間軸104及第一輸入軸106上的第二對齒輪105，將動力傳遞至第一輸入軸106。
47.第二電機127的動力通過第二軸126傳遞至第三對齒輪125。第二電機127的輸出軸和第二軸126可以通過花鍵連接，也可以做成一根整軸。第三對齒輪125將動力傳遞至第二中間軸124后，通過設置在第二中間軸124及第二輸入軸122上的第四對齒輪123，將動力傳遞至第二輸入軸122。
48.當第一換檔元件107在空檔位置，第二換檔元件108向右掛檔，第三換檔元件120向右掛檔時，二檔主動齒輪109和第一輸入軸106脫開，第一輸入軸106和第二輸入軸122連接，三檔主動齒輪119和第二輸入軸122脫開，一檔主動齒輪121和第二輸入軸122連接，變速箱掛一檔，第一電機101的動力通過第一輸入軸106和第二換檔元件108傳遞至第二輸入軸122，第一電機101和第二電機127的動力通過第二輸入軸122、第三換檔元件120、一檔主動齒輪121傳遞至一檔被動齒輪117，再通過第三中間軸118、輸出級主動齒輪111、輸出級被動齒輪114、差速器113、左半軸112和右半軸115，分別傳遞至兩側輪端。
49.同理，當第一換檔元件107向右掛檔，第二換檔元件108向右掛檔，第三換檔元件120在空檔位置時，二檔主動齒輪109和第一輸入軸106連接，第一輸入軸106和第二輸入軸122連接，三檔主動齒輪119和第二輸入軸122脫開，一檔主動齒輪121和第二輸入軸122脫開，變速箱掛二檔。第二電機127的動力通過第二輸入軸122和第二換檔元件108傳遞至第一輸入軸106，第一電機101和第二電機127的動力通過第一輸入軸106、第一換檔元件107、二檔主動齒輪109傳遞至二檔被動齒輪110，再通過第三中間軸118、輸出級主動齒輪111、輸出級被動齒輪114、差速器113、左半軸112和右半軸115，分別傳遞至兩側輪端。
50.同理，當第一換檔元件107在空檔位置，第二換檔元件108向右掛檔，第三換檔元件120向左掛檔時，二檔主動齒輪109和第一輸入軸106脫開，第一輸入軸106和第二輸入軸122連接，三檔主動齒輪119和第二輸入軸122連接，一檔主動齒輪121和第二輸入軸122脫開，變速箱掛三檔，動力傳遞路線和一檔類似，不再贅述。
51.假定換檔之前，整車掛一檔行駛，現以變速箱一檔升二檔為例，說明本發明電驅動系統的換檔過程，具體如下：
52.第一換檔元件107在空檔位置，第二換檔元件108向右掛檔，第三換檔元件120向右掛檔時，二檔主動齒輪109和第一輸入軸106脫開，第一輸入軸106和第二輸入軸122連接，三檔主動齒輪119和第二輸入軸122脫開，一檔主動齒輪121和第二輸入軸122連接，變速箱掛一檔；
53.增加第二電機127的功率或扭矩，降低第一電機101的功率或扭矩，第二換檔元件108掛空檔，第一輸入軸106和第二輸入軸122脫開，第一電機101動力傳遞中斷；
54.降低第一電機101的轉速至與二檔齒輪轉速匹配，第一換檔元件107向右掛檔，二檔主動齒輪109和第一輸入軸106連接，第一電機101動力傳遞接入；
55.增加第一電機101的功率或扭矩，降低第二電機127的功率或扭矩，第三換檔元件120掛空檔，三檔主動齒輪119和第二輸入軸122脫開，一檔主動齒輪121和第二輸入軸122脫開，第二電機127動力傳遞中斷；
56.降低第二電機127的轉速至與二檔齒輪轉速匹配，第二換檔元件108向右掛檔，第一輸入軸106和第二輸入軸122連接，第二電機127動力傳遞接入；
57.降低第一電機101的功率或扭矩，增加第二電機127的功率或扭矩，第一電機101和第二電機127同時傳遞動力，一檔升二檔完成，車輛在二檔行駛。
58.二檔升三檔、三檔降二檔、二檔降一檔過程類似，此處不再贅述。
59.如圖5所示，作為本發明的一種改進型，可以將第一軸102上的齒輪空套在該軸上，并在第一軸102上設置第四換檔元件201。當第一電機101在工作時，該第四換檔元件201使第一軸102與空套的第一對齒輪103的主動齒輪結合在一起，由齒輪向外輸出動力；當第一電機101不工作時，該第四換檔元件201使第一軸102與空套的第一對齒輪103脫開。同理，可以將第二軸126上的齒輪空套在該軸上，并在第二軸126上設置第五換檔元件202。當第二電機127在工作時，該第五換檔元件202使第二軸126與空套的第三對齒輪125的主動齒輪結合在一起，由齒輪向外輸出動力；當第二電機127不工作時，該第五換檔元件202使第二軸126與空套的第三對齒輪125脫開。通過該改進，可以使得當只有一個電機工作時，可以通過該等設置讓另一個電機脫開，從而減小另一電機轉子空轉帶來的損失，從而提升系統的傳動效率。
60.如圖6所示，作為本發明的另一種改進型，可以去掉第二輸入軸122上的三檔主動齒輪119及第三中間軸118上的三檔被動齒輪116，從而可很容易地使該電驅動系統的變速部分由3個檔變為2個檔。另外，也可以在第一輸入軸106上第一換檔元件107的左側增加一排四檔主動齒輪，很容易地使該電驅動系統的變速部分由3個檔變為4個檔。同理，通過進一步增加或者減少布置在兩個輸入軸上的齒輪對數，也可使變速部分實現其它數量的檔位。
61.電驅橋一般最多四個檔位，若要實現五檔六檔或其他更多檔位可以通過增加滑套數量實現。
62.作為本發明的另一種改進型，可以將第一電機101和/或第二電機127設置在差速器113的左半軸112和/或右半軸115。例如，如圖7所示，將第一電機101空套在左側半軸上，結構更加緊湊，體積更小。
63.作為本發明的另一種改進型，可以通過調整不同的電機/速比和中心距，將第一輸入軸106第二輸入軸122與第一電機101和第二電機127輸出軸之間的2級齒輪傳動改為1級/3級或其它級數的齒輪傳動；也可以將輸出級齒輪傳動由1級改為2級/3級或多級；
64.作為本發明的另一種改進型，可以通過調整不同的電機/速比和中心距，將第一輸入軸106和第二輸入軸122與第一電機101和第二電機127輸出軸之間的2級平行軸齒輪傳動改為行星齒輪傳動或其它傳動型式；也可以將輸出級平行軸齒輪傳動改為行星齒輪傳動等其它傳動型式；
65.特別的，作為本發明的另一種改進型，可以在輸出級主動齒輪111和輸出級被動齒輪114為平行齒輪、錐齒輪或雙曲面錐齒輪，采用傳統車橋主減速器減速齒輪副的布置，實現垂直軸的方案布置。該實施例也在本發明的保護范圍。
66.特別的，本發明將電機定轉子和變速部分的殼體集成，變速箱殼體的一部分用于支撐電機的定轉子，裝配時單獨將電機定轉子放置在變速箱殼體的相應位置處。
67.上面所有的位置、空間描述，都是基于附圖說明里圖片中各零部件的相對位置來描述的，只是為了更清楚的表述電驅動系統的傳動原理，并不代表各零部件的實際空間位置。只要是傳動原理相同(類似)，都應視為本權利要求書所要保護的范圍。
技術特征：
1.一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，包括第一電機(101)、第二電機(127)，同軸布置的第一輸入軸(106)和第二輸入軸(122)，第三中間軸(118)、差速器(113)，其中，第一電機(101)的動力傳輸至第一輸入軸(106)，第二電機(127)的動力傳輸至第二輸入軸(122)，第一輸入軸(106)和第二輸入軸(122)上均設置有多個換檔元件和檔位主動齒輪，所述檔位主動齒輪與第三中間軸(118)上對應位置固連的檔位被動齒輪嚙合用于將動力傳輸至第三中間軸(118)，第三中間軸(118)通過其上的輸出級主動齒輪(111)與差速器(113)上固連的輸出級被動齒輪(114)嚙合用于將動力傳輸至差速器(113)，動力經差速器(113)的左半軸(112)和右半軸(115)輸出用于驅動車輛前進或者倒退。2.根據權利要求1所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，所述第一電機(101)和第二電機(127)的類型/功率/扭矩相同或者不同，第一電機(101)和第二電機(127)的殼體和變速箱殼體集成。3.根據權利要求1所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，所述第一電機(101)的動力通過多級齒輪傳動傳遞至第一輸入軸(106)；所述第二電機(127)的動力通過多級齒輪傳動傳遞至第二輸入軸(122)。4.根據權利要求1或3所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，所述第一電機(101)的動力通過第一軸(102)傳遞至第一對齒輪(103)，并通過第一中間軸(104)、第二對齒輪(105)傳遞至第一輸入軸(106)；第二電機(127)的動力通過第二軸(126)傳遞至第三對齒輪(125)，并通過第二中間軸(124)、第四對齒輪(123)，傳遞至第二輸入軸(122)。5.根據權利要求4所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，第一軸(102)上還設置有第四換檔元件(201)，第一對齒輪(103)的主動齒輪空套在第一軸(102)上，所述第四換檔元件(201)用于實現第一電機(101)與第一對齒輪(103)的結合和脫開；和/或第二軸(126)上還設置有第五換檔元件(202)，第三對齒輪(125)的主動齒輪空套在第二軸(126)上，所述第五換檔元件(202)用于實現第二電機(127)與第三對齒輪(125)的結合和脫開。6.根據權利要求1～3中任一項所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，所述第一輸入軸(106)上從左到右依次設置有第一換檔元件(107)、二檔主動齒輪(109)和第二換檔元件(108)；第二輸入軸(122)上從左到右依次設置有第三換檔元件(120)和一檔主動齒輪(121)。7.根據權利要求6所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，第一輸入軸(106)上還設置有四檔主動齒輪，所述四檔主動齒輪設置在第一換檔元件(107)左側。8.根據權利要求6所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，第二輸入軸(122)上還設置有三檔主動齒輪(119)，所述三檔主動齒輪(119)設置在第三換檔元件(120)左側。9.根據權利要求1～3中任一項所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，第一電機(101)和/或第二電機(127)分別空套在差速器(113)的左半軸(112)和/或右半軸(115)上。10.根據權利要求1～3中任一項所述的一種新能源車輛用的電驅動系統，其特征在于，
輸出級被動齒輪(114)與差速器(113)殼體一體成型或通過焊接、花鍵連接或者螺栓連接與差速器(113)殼體固連，所述輸出級主動齒輪(111)和輸出級被動齒輪(114)為平行齒輪或錐齒輪。
技術總結
本發明公開一種新能源車輛用電驅動系統，包括第一電機、第二電機，同軸布置的第一輸入軸和第二輸入軸，第三中間軸、差速器，其中，第一電機的動力傳輸至第一輸入軸，第二電機的動力傳輸至第二輸入軸，第一輸入軸和第二輸入軸上均設置有多個換檔元件和檔位主動齒輪，所述檔位主動齒輪與第三中間軸上對應位置固連的檔位被動齒輪嚙合用于將動力傳輸至第三中間軸，第三中間軸通過其上的輸出級主動齒輪與差速器上固連的輸出級被動齒輪嚙合用于將動力傳輸至差速器，動力經差速器的左半軸和右半軸輸出用于驅動車輛前進或者倒退，本發明通過集成化設計和構型優化，降低重量，提升效率，減小成本，從而提升整車的性能，尤其是續航里程，同時還能降低成本。時還能降低成本。時還能降低成本。
