双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，包括双电机、双星齿轮系等，行星齿轮系包括齿圈、行星架、太阳轮，第一电机的转子与第一行星齿轮系的齿圈相连接，第二电机的转子分别通过同步器与第一行星齿轮系的太阳轮、第二行星齿轮系的太阳轮相连接，该二行星轮系的行星架与输出轴相连接，第二行星轮系的齿圈与壳体相连接，输出轴与减速差速器的输入端相连接，减速差速器的输出端与二个车轮通过二个半轴相连接，电机控制装置与储能装置相连接并进行电能传递，电机控制装置还分别与第一电机、第二电机相连接并输出控制指令。本实用新型专利技术具有更好整车动力性、能耗经济性、地域和用途适应性的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及驱动系统
，具体地，涉及一种双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统。
技术介绍
汽车动力新能源化、电气化已成为全球发展的重点和热点。现有电动汽车，一般采用单电机纯电驱动方案。电动机运行点与车辆运行点强耦合，电驱动效率难于优化，使车辆一次充电续航里程缩短。由于单电机的转矩提高会影响系统成本，因此一些车辆采用对电机大速比减速增矩的方案，但这种方案存在电机长时间高速运行带来的可靠性风险。混联式混合动力系统相对于串联混合动力驱动系统和并联混合动力系统，具有极大的性能优势。但现有的混联式混合动力系统，如最具代表性的日本丰田汽车公司的THS(丰田混合动力系统)、THS2(第二代丰田混合动力系统)混合动力系统、通用汽车公司的EP(电动并联)、AHS2(第二代先进混合动力系统)系统，动力合成机构结构复杂、制造成本高。经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN201021118Y，专利名称为“混联式混合动力汽车”的中国专利，该专利技术主要包括发动机，该发动机通过一离合器与一电动机机械连接，该电动机再与一驱动桥机械连接，另，所述发动机又与一发电机机械连接，该发动机则通过发电控制器与蓄电池组电气连接，此外，所述电动机还通过一驱动控制器与所述蓄电池组电气连接”，其不足之处是：在纯电驱动模式下，电动机运行点与车辆运行点强耦合，在一定车速下电动机转速固定，其效率难于优化；在混合驱动模式下，在车辆行驶过程中不能实现对发动机的调速优化控制，系统能量效率难于进一步提高；要求电动机转矩大，电动机体积大、重量大，也使系统成本高，否则整车低速动力性不佳，如果采用大减速比的驱动桥解决该问题，则需要更高转速的电机且存在可靠性风险；难于满足不同地域的使用要求，使该系统主要适用于城市车辆。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统。根据本技术提供的双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，包括：第一电机、第一行星齿轮系、第一同步器、第二电机、第二同步器、第二行星齿轮系、输出轴、储能装置以及电机控制装置；其中：所述第一电机与第一行星齿轮系相连，所述第一行星齿轮系还通过第一同步器与第二电机相连，所述第二电机通过第二同步器与第二行星齿轮系相连，且所述第一行星齿轮系、第二行星齿轮系均与输出轴相连；所述电机控制装置与储能装置相连，并能够发送输出控制指令至第一电机、第二电机。优选地，所述第一行星齿轮系、第二行星齿轮系均包括内齿圈、行星架以及太阳轮；其中：第一电机的转子与第一行星齿轮系的内齿圈相连接，第二电机的转子分别通过第一同步器、第二同步器与第一行星齿轮系的太阳轮、第二行星齿轮系的太阳轮相连接，第二行星齿轮系的内齿圈与壳体相连；第一行星齿轮系的行星架、第二行星齿轮系的行星架均与输出轴相连接，并能够通过控制第一同步器、第二同步器的结合与分离实现第二电机转子到第一行星齿轮系的太阳轮、第二行星齿轮系的太阳轮的动力传递。优选地，还包括：发动机和离合器，发动机的曲轴输出端与离合器的输入端相连接，第一电机的转子与离合器的输出端连接。以此实现的双行星齿轮系同轴耦合无级变速混联式混合动力系统。优选地，还包括：制动锁止装置，所述制动锁止装置的一端与第一行星齿轮系的太阳轮相连，制动锁止装置的另一端与壳体相连接。优选地，还包括：起动马达，所述起动马达通过启动齿圈和发动机的曲轴输出端相连。从而实现在系统故障、低温等特定条件下起动发动机。优选地，还包括：混合动力系统电控单元和纯电驱动电控单元，所述混合动力系统电控单元和纯电驱动电控单元用于对发动机、电机控制装置、储能装置、离合器、第一同步器、第二同步器以及制动锁止装置进行控制；具体地，包括：实现协调控制、整车控制、能量管理、再生制动或滑行、故障诊断、容错控制、数据管理通讯、标定监测。所述混合动力系统电控单元、纯电驱动电控单元能够独立设置或将其功能集成到所述系统或车辆的其它控制装置中。优选地，所述第一行星齿轮系、第二行星齿轮系的结构包括：具有三个动力传递端的单排行星齿轮系、多排耦合行星齿轮系、或者包含行星齿轮系和传动链的行星齿轮传动复合装置中的任一种；所述第一同步器、第二同步器的结构为具有结合与分离状态的离合装置；所述第一同步器设置于第一电机的转子与第一行星齿轮系的内齿圈之间，或者设置于第一行星齿轮系的行星架与输出轴之间。优选地，所述电机控制装置包括：第一电机驱动控制模块和第二电机驱动控制模块；其中，所述电机控制装置为一体化结构或分体式独立结构；所述储能装置包括：动力蓄电池、超级电容、飞轮电池、动力蓄电池与超级电容的复合电源、设有外接充电装置的储能电源中的任一种。优选地，还包括：减速差速器，所述减速差速器的输入端与输出轴相连，所述减速差速器的输出端通过二个半轴与相应的两个车轮相连。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：1、本技术取消了变速器，实现了无级变速、结构紧奏、易于模块化设计、改善了其整车搭载性、提高了驾驶的舒适性并降低了驾驶员劳动强度。2、通过对第二电机的转速控制，根据行星齿轮系的工作员可实现对第一电机工作和/或发动机的无级调速，从而使系统无论在纯电驱动应用中还是在混合驱动应用中均能达到最佳的系统效率。3、本技术巧妙地通过第二行星齿轮系对第二电机的减速增矩、动力传递控制、对第一行星齿轮系的太阳轮的制动锁止控制，实现了电机小型高速化、总成小型化，并实现了发动机直接驱动模式以实现跛行回家等功能，使系统重量、尺寸、成本大幅度减小、容错能力显著提高。在达到了燃油车辆相当的动力性的同时，电机转矩可减小50％以上，车辆对不同地理环境和道路条件(如，城市道路、城际公路车辆、高速公路)均适用且有显著的性能优势。4、本技术第二电机的大功率大转矩要求大幅度降低，基于现有车辆的换档机构、离合器、传动齿轮等成熟零部件及其工作模式，从而降低了开发难度、易于产业化实现。5、本技术显著减小了离合器结合与分离的频次，并实现了转速同步结合，最大程度地避免了离合器的磨损损坏，降低维护成本。通过串联混合运行模式降低了对储能装置的大功率运行要求，由于储能装置在混合动力系统和纯电驱动系统中是故障率和成本比例都较高的部件，因此进一步降低了系统成本和维护成本。通过无级变速，可降低电机转速，优化电机效率的同时提高电机的可靠性、延长其寿命。同轴耦合，可显著降低系统的振动和噪声，进一步提高可靠性和舒适性。6、混合动力与纯电驱动共平台。本技术电驱动系统可作为纯电驱动系统应用，集成发动机和离合器后即为混合动力系统，从而使应用本技术的单位可以统一新能源汽车的动力系统平台。7、与国际上著名同类产品相比，节能率更高、性能价格比更高，更具有市场竞争优势、更易于产业化实现。本技术的系统可适用于各种路况、不同地域，模式控制比现有的技术更加灵活，使应用本技术的混合动力车辆、纯电驱动车辆的动力性、能量经济性和有害排放达到了综合最佳，显著优于串联系统、并联系统和现有的混联系统以及现有的单电机或双电机直驱纯电驱动系统。应用本技术的混合动力车辆的节油率可达45％以上，相对于串联和并联混合动力系统，节油率分别可提高25％和20％，相对于基于日本丰田和美国通用汽车公司的行星齿轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，其特征在于，包括：第一电机(3)、第一行星齿轮系(4)、第一同步器(71)、第二电机(5)、第二同步器(72)、第二行星齿轮系(6)、输出轴(15)、储能装置(11)以及电机控制装置(12)；其中：所述第一电机(3)与第一行星齿轮系(4)相连，所述第一行星齿轮系(4)还通过第一同步器(71)与第二电机(5)相连，所述第二电机(5)通过第二同步器(72)与第二行星齿轮系(6)相连，且所述第一行星齿轮系(4)、第二行星齿轮系(6)均与输出轴(15)相连；所述电机控制装置(12)与储能装置(11)相连，并能够发送输出控制指令至第一电机(3)、第二电机(5)。

【技术特征摘要】
1.一种双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，其特征在于，包括：第一电机(3)、第一行星齿轮系(4)、第一同步器(71)、第二电机(5)、第二同步器(72)、第二行星齿轮系(6)、输出轴(15)、储能装置(11)以及电机控制装置(12)；其中：所述第一电机(3)与第一行星齿轮系(4)相连，所述第一行星齿轮系(4)还通过第一同步器(71)与第二电机(5)相连，所述第二电机(5)通过第二同步器(72)与第二行星齿轮系(6)相连，且所述第一行星齿轮系(4)、第二行星齿轮系(6)均与输出轴(15)相连；所述电机控制装置(12)与储能装置(11)相连，并能够发送输出控制指令至第一电机(3)、第二电机(5)。2.根据权利要求1所述的双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，其特征在于，所述第一行星齿轮系(4)、第二行星齿轮系(6)均包括内齿圈、行星架以及太阳轮；其中：第一电机的转子(31)与第一行星齿轮系的内齿圈(41)相连接，第二电机的转子(51)分别通过第一同步器(71)、第二同步器(72)与第一行星齿轮系的太阳轮(43)、第二行星齿轮系的太阳轮(63)相连接，第二行星齿轮系的内齿圈(61)与壳体相连；第一行星齿轮系的行星架(42)、第二行星齿轮系的行星架(62)均与输出轴(15)相连接，并能够通过控制第一同步器(71)、第二同步器(72)的结合与分离实现第二电机转子(51)到第一行星齿轮系的太阳轮(43)、第二行星齿轮系的太阳轮(63)的动力传递。3.根据权利要求2所述的双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，其特征在于，还包括：发动机(1)和离合器(2)，发动机(1)的曲轴输出端与离合器(2)的输入端相连接，第一电机的转子(31)与离合器的输出端连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的双行星齿轮系双电机同轴耦合驱动系统，其特征在于，还包括：制动锁止装置(14)，所述制动锁止装置(14)的一端与第一行星齿轮系的太阳轮(43)相连，制动锁止装置(14)的另一端与壳体相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，鄢挺，周维，羌嘉曦，
申请(专利权)人：上海交通大学，上海凌翼动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31