[发明专利]单电机功率分流耦合变速系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动驱动汽车或无人车技术领域，具体涉及一种应用于电动汽车或无人车的单电机功率分流耦合变速系统，其利用单电机功率分流后再耦合来实现变速。

背景技术

电动汽车具有行驶过程中零排放、能源利用多元化和高效化以及方便实现智能化等优点，使之成为新型车辆研发的重点之一。目前的民用轿车、客车尤其是无人车辆越来越多的应用电驱动技术。

目前车辆的电驱动装置一般采用电机与变速箱的组合方式或电机驱动单元直驱车轮。

变速箱通过不同档位实现对电机输出扭矩和转速的调节，满足车辆爬坡和高速行驶要求。车辆用变速箱无论是手动变速箱还是自动变速箱，均存在以下共性缺点：1、档位变动引起换挡过程中动力中断；2、车辆失速冲击较大等问题；3、档位较多，未能充分利用电机低速恒转矩和高速恒功率特性。

采用电机驱动单元直驱车轮的电驱动装置，需选用更大转矩的驱动电机，存在电机功率大量富余、电机及驱动系统的体积和重量大等问题。

申请号为200910061844的中国专利公开了一种电动汽车自动变速驱动系统，由一台电机和机械式自动变速箱、换挡执行机构和电子控制单元组成，取消了传统变速箱主离合器，实现了电动机与变速箱同轴连接和动力匹配，同时在原有4档固定轴式齿轮变速箱基础上，把选、换挡的操纵控制自动化，具有生产继承性、改造费用低、装配简单和传动效率高等优点。但在车辆运行过程中，换挡存在动力中断，并容易出现错档、挂不上档以及换挡不协调、不顺畅等故障；同时单电机驱动随着功率容量增大，势必提高电机转速和转矩，但转速和转矩的提高受传动轴承制约，因此大功率单电机变速箱电驱动装置存在体积大、功率密度较低等问题。

从所周知，以差速器、NGW行星齿轮传动机构等为代表的分动装置具有转速耦合特性，通过转速耦合实现变速的发明日渐增多。

申请号为201010100671.7的中国专利公开了一种适合于纯电动大客车的双电机转速耦合的电驱动装置，由一组简单行星齿轮机构、两台驱动电机、一个锁止器组成。低速时，第一电机与行星机构太阳轮相连，通过锁止器制动齿圈，行星架输出，实现大变比减速后大扭矩输出；高速时，齿圈解锁，第二电机与行星机构齿圈相连，与第一电机通过行星机构实现功率耦合；该方案结构简单，通过第二电机的零速制动使得锁止器操控简单，并且减小了单台电机功率和转矩容量，便于实现高速化。但存在如下问题：在车辆低速时第二电机不能参与工作，并且第一电机转矩容量要求较大；高速时由于第二电机参与工作，根据行星传动原理，第一电机转矩发挥受制于第二电机的转矩容量，因此不论车辆在低速还是高速工况，第一电机和第二电机利用率不高。

申请号为201010100653.9的中国专利公开了一种双电机转速和转矩耦合驱动方式的双动力耦合驱动总成，并采用定轴齿轮和行星齿轮作为辅助电机和主驱动电机的转速和转矩耦合装置，通过对两个离合器和一个锁止器进行控制可以实现不同耦合驱动或制动模式，具有大范围无动力中断变扭、无级变速、模式切换冲击小等优点，但存在机械结构复杂，离合器和锁止器相互独立，操控复杂。

申请号为201210024534的中国专利公开了一种电动汽车及其双电机耦合变速装置和该装置的控制系统，该装置通过对2个电机和3个离合器联动综合控制，解决了换挡过程动力中断的问题，并实现了双电机的转速和转矩耦合模式及固定变比工作模式。但该装置存在结构复杂，控制系统架构庞大的缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何克服现有变速装置机械结构复杂，换挡存在动力中断，操控麻烦的问题，如何提供一种应用于电动汽车或无人车的结构简单、操控方便的变速系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种单电机功率分流耦合变速系统，所述变速系统包括：差速器1、动力输出齿轮2、驱动电机4、低速传动从动齿轮3、低速传动主动齿轮5、低减速比或等速传动的高速传动从动齿轮9、高速传动主动齿轮8、第一液压离合器6、第二液压离合器10以及电控液压阀7；

所述差速器1包括：左半轴齿轮1-2、右半轴齿轮1-4、设有外啮合齿轮的差速器壳体1-1以及旋转轴固定在差速器壳体1-1内部的行星齿轮1-3；所述差速器壳体1-1的外啮合齿轮与动力输出齿轮2啮合，所述动力输出齿轮2用于将经差速器1转速耦合后的功率以由差速器壳体1-1与动力输出齿轮2确定的传动比通过位于动力输出齿轮2一侧的P口输出；