一种动力无中断多档电驱桥总成及车辆的制作方法

1.本发明属于新能源汽车领域，涉及一种动力无中断多档电驱桥总成及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车技术不断应用到商用车上，高传动效率、高结构集成的电驱动桥系统成为整车匹配的主流。目前技术路线中，无论使用单电机还是双电机驱动，在换挡时存在动力中断的情况，尤其对于重载车辆出现动力中断会严重影响到车辆的行驶舒适性以及安全性。此外，现有电驱桥产品中大多只设置两个挡位，扭矩覆盖范围较窄，无法适应中重型商用车的大扭矩需求；同时，在应对城市道路、高速公路等多样复杂道路时，经济性较差，耗电快。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中电驱桥产品中大多只设置两个挡位，扭矩覆盖范围较窄，无法适应中重型商用车的大扭矩需求的问题，提供一种动力无中断多档电驱桥总成及车辆。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.本发明提出的一种动力无中断多档电驱桥总成，包括第一驱动单元、第二驱动单元、第一动力输出单元、第二动力输出单元、第一中间轴、第三动力输出单元、第四动力输出单元和第二中间轴；
6.第一驱动单元与第一动力输出单元相连，第一动力输出单元与第二动力输出单元通过第一中间轴相连，第二动力单元上空套有二挡主动齿轮，第二动力单元上连接有第二滑套，二挡主动齿轮上啮合有二挡从动齿轮；第二驱动单元与第三动力输出单元相连，第三动力输出单元与第四动力输出单元通过第二中间轴相连，第四动力输出单元上空套有一挡主动齿轮与三挡主动齿轮，第四动力输出单元上连接有第一滑套，一挡主动齿轮上啮合有一挡从动齿轮，三挡主动齿轮上啮合有三挡从动齿轮。
7.优选地，所述第一驱动单元包括第一驱动电机和第一输入轴，第一驱动电机通过第一输入轴与第一动力输出单元相连。
8.优选地，所述第一动力输出单元包括第一输入轴主动齿轮和第一从动齿轮；
9.所述第一输入轴与所述第一输入轴主动齿轮相连，所述第一从动齿轮与所述第一输入轴主动齿轮啮合。
10.优选地，所述第二动力单元包括第一中间轴主动齿轮和第一空心轴齿轮；
11.所述第一中间轴与所述第一中间轴主动齿轮连接，所述第一中间轴主动齿轮与所述第一空心轴齿轮啮合；
12.所述二挡主动齿轮空套在所述第一空心轴齿轮上，所述第一空心轴齿轮与所述第二滑套相连。
13.优选地，所述第二驱动单元包括第二驱动电机和第二输入轴，所述第二驱动电机
通过第二输入轴与第三动力输出单元相连。
14.优选地，所述第三动力输出单元包括第二输入轴主动齿轮和第二从动齿轮；
15.所述第二输入轴与所述第二输入轴主动齿轮相连，所述第二从动齿轮与所述第二输入轴主动齿轮啮合。
16.优选地，所述第四动力单元包括第二中间轴主动齿轮和第二空心轴齿轮；
17.所述第二中间轴与所述第二中间轴主动齿轮连接，所述第二中间轴主动齿轮与所述第二空心轴齿轮啮合；
18.所述一挡主动齿轮与所述三挡主动齿轮均空套在所述第二空心轴齿轮上，所述第二空心轴齿轮与所述第一滑套相连。
19.优选地，所述二挡从动齿轮、所述一挡从动齿轮和三挡从动齿轮均与输出轴相连，输出轴上还连接有输出轴主动齿轮，所述输出轴主动齿轮与差速器上齿轮啮合，差速器两侧连接有半轴，半轴与车轮连接。
20.本发明提出的一种动力无中断多档电驱桥总成的驱动方法，包括如下步骤：
21.第一驱动单元的动力经过第一动力输出单元、第一中间轴、第二动力输出单元、第二滑套到达一挡主动齿轮；
22.第二驱动单元的动力经过第三动力输出单元、第二中间轴、第四驱动单元、第一滑套到达一挡主动齿轮；
23.第一驱动单元和第二驱动单元的动力在一挡主动齿轮处耦合后，经由一挡从动齿轮后将动力传递至车轮，驱动车辆行驶。
24.一种汽车，采用动力无中断多档电驱桥总成。
25.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
26.本发明提出的一种动力无中断多档电驱桥总成，通过传动系统中多个动力传动路径将两驱动单元的动力进行耦合，在换挡过程中控制两个换挡滑套实现多个挡位间的切换，从而保障换挡时不出现动力中断，降低行车过程中的换挡顿挫感，车辆舒适性更高，对于重载爬坡车辆安全性更有保障。该总成通过多种不同的传动路线，在多种工况下可以实现动力无中断换挡，多挡位结构布置，满足新能源商用车高经济性、高动力性的设计要求。因此，本发明提出的总成，在不同挡位切换时，始终有驱动单元工作，能保证换挡过程中整车动力不出现中断，动力性好。
27.进一步地，挡位齿轮采用空心轴结构，在实现结构紧凑的同时减轻了重量，具有成本优势。
附图说明
28.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本发明的动力无中断多档电驱桥总成结构图。
30.图2为本发明的模式一传动路线示意图。
31.图3为本发明的模式二传动路线示意图。
32.图4为本发明的模式三传动路线示意图。
33.图5为本发明的模式四传动路线示意图。
34.图6为本发明的模式五传动路线示意图。
35.图7为本发明的模式六传动路线示意图。
36.图8为本发明的模式七传动路线示意图。
37.图9为本发明的模式八传动路线示意图。
38.图10为本发明的模式九传动路线示意图。
39.其中：1-第一驱动电机；2-第一输入轴；3-第一输入轴主动齿轮；4-第一从动齿轮；5-第一中间轴；6-第一中间轴主动齿轮；7-第一空心轴齿轮；8-二挡主动齿轮；9-第二滑套；10-一挡主动齿轮；11-第一滑套；12-第二驱动电机；13-第二输入轴；14-第二输入轴主动齿轮；15-第二从动齿轮；16-第二中间轴；17-第二中间轴主动齿轮；18-三挡主动齿轮；19-第二空心轴齿轮；20-差速器；21-二挡从动齿轮；22-一挡从动齿轮；23-三挡从动齿轮；24-输出轴；25.输出轴主动齿轮；26-半轴；27-车轮。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
45.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
47.本发明提供的一种动力无中断多档位电驱桥总成，如图1所示，第一驱动单元与第一动力输出单元相连，第一动力输出单元与第二动力输出单元通过第一中间轴5相连，第二动力单元上空套有二挡主动齿轮8，第二动力单元上连接有第二滑套9，二挡主动齿轮8上啮合有二挡从动齿轮21；第二驱动单元与第三动力输出单元相连，第三动力输出单元与第四动力输出单元通过第二中间轴16相连，第四动力输出单元上空套有一挡主动齿轮10与三挡主动齿轮18，第四动力输出单元上连接有第一滑套11，一挡主动齿轮10上啮合有一挡从动齿轮22，三挡主动齿轮18上啮合有三挡从动齿轮23。二挡从动齿轮21、一挡从动齿轮22和三挡从动齿轮23均与输出轴24相连，输出轴24上还连接有输出轴主动齿轮25，输出轴主动齿轮25与差速器20上齿轮啮合，差速器20两侧连接有半轴26，半轴26与车轮27连接。
48.其中，第一驱动单元包括第一驱动电机1和第一输入轴2，第一驱动电机1通过第一输入轴2与第一动力输出单元相连。第一动力输出单元包括第一输入轴主动齿轮3和第一从动齿轮4，第一输入轴2与第一输入轴主动齿轮3相连，第一从动齿轮4与第一输入轴主动齿轮3啮合。第二动力单元包括第一中间轴主动齿轮6和第一空心轴齿轮7，第一中间轴5与第一中间轴主动齿轮6连接，第一中间轴主动齿轮6与第一空心轴齿轮7啮合，二挡主动齿轮8空套在第一空心轴齿轮7上，第一空心轴齿轮7与第二滑套9相连。
49.第二驱动单元包括第二驱动电机12和第二输入轴13，第二驱动电机12通过第二输入轴13与第三动力输出单元相连。第三动力输出单元包括第二输入轴主动齿轮14和第二从动齿轮15，第二输入轴13与第二输入轴主动齿轮14相连，第二从动齿轮15与第二输入轴主动齿轮14啮合。第四动力单元包括第二中间轴主动齿轮17和第二空心轴齿轮19，第二中间轴16与第二中间轴主动齿轮17连接，第二中间轴主动齿轮17与第二空心轴齿轮19啮合，一挡主动齿轮10与三挡主动齿轮18均空套在第二空心轴齿轮19上，第二空心轴齿轮19与第一滑套11相连。
50.如图2所示，控制第二滑套9向右挂挡、第一滑套11向左挂挡，所述电驱桥在模式一下工作。具体传动路线为：第一驱动电机1的动力经过第一输入轴2、第一输入轴主动齿轮3、第一从动齿轮4、第一中间轴5、第一中间轴主动齿轮6、第一空心轴齿轮7、第二滑套9到达一挡主动齿轮10，第二驱动电机12的动力经过第二输入轴13、第二输入轴主动齿轮14、第二从动齿轮15、第二中间轴16、第二中间轴主动齿轮17、第二空心轴齿轮19、第一滑套11到达一挡主动齿轮10，第一驱动电机1和第二驱动电机12的动力在一挡主动齿轮10处耦合后经由一挡从动齿轮22、输出轴24、输出轴主动齿轮25到达差速器20，然后驱动桥内部的差速器20通过半轴26将动力传递至车轮27，驱动车辆行驶。
51.图3至图5分别是第二滑套9、第一滑套11在不同位置时车辆在模式二、模式三、模式四挡位下行驶。
52.当由模式一挡位切换至模式二挡位时，首先第一驱动电机1扭矩下降，第二滑套9回空挡，第一空心轴齿轮7与第二空心轴齿轮19脱开连接，此时第二驱动电机12通过原动力输出路线不变输出至输出轴，保持动力不中断。然后第一驱动电机1调整转速使二挡主动齿轮8与第二滑套9转速接近，第二滑套9向左与二挡主动齿轮8结合，第一驱动电机1升扭，第一驱动电机1动力经由二挡从动齿轮21传递至输出轴24，并与第二驱动电机12扭矩耦合驱动车轮，如图3所示。
53.图6至图10为单电机驱动时车辆工作模式五～模式九。车辆行驶时，可以根据实际
路况及载重，选择挡位模式五～模式九正常驱动车辆，以降低能耗；即使极端情况下，其中一个电机发生故障，所述电驱桥车辆仍有一部分单电机挡位模式保障车辆正常行驶。
54.当由模式一挡位切换至模式五挡位时，首先第一驱动电机1扭矩下降，第二滑套9回空挡，第一空心轴齿轮7与第二空心轴齿轮19脱开连接，此时第二驱动电机12通过原动力输出路线不变输出至输出轴，保持动力不中断。然后第一驱动电机1调整转速使二挡主动齿轮8与第二滑套9转速接近，第二滑套9向左与二挡主动齿轮8结合，第一驱动电机1升扭，第一驱动电机1动力经由二挡从动齿轮21传递至输出轴24，此时第二驱动电机12扭矩下降，第二滑套9回空挡，最后第一驱动电机1转速上升，车辆仅在第一驱动电机1驱动下行驶，如图6所示。
55.其它挡位模式的切换过程，与上述过程类似，此处不再进行赘述。
56.本发明提供的一种动力无中断多档位电驱桥总成及车辆，通过传动系统中多个动力传动路径将两电机的动力进行耦合，在换挡过程中控制两个换挡滑套实现多个挡位间的切换，从而保障换挡时不出现动力中断，降低行车过程中的换挡顿挫感，车辆舒适性更高，对于重载爬坡车辆安全性更有保障。该总成通过多种不同的传动路线，在多种工况下可以实现动力无中断换挡，多挡位结构布置，满足新能源商用车高经济性、高动力性的设计要求。具有如下优点：1)、在不同挡位切换时，始终有一个电机工作，因此能保证换挡过程中整车动力不出现中断，动力性好。2)、使用两个换挡滑套实现多个挡位切换，将两个动力源进行耦合实现九种工作模式，满足多种工况使用需求，应用范围广。3)、挡位齿轮采用空心轴结构，在实现结构紧凑的同时减轻了重量，具有成本优势。
57.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，包括第一驱动单元、第二驱动单元、第一动力输出单元、第二动力输出单元、第一中间轴(5)、第三动力输出单元、第四动力输出单元和第二中间轴(16)；第一驱动单元与第一动力输出单元相连，第一动力输出单元与第二动力输出单元通过第一中间轴(5)相连，第二动力单元上空套有二挡主动齿轮(8)，第二动力单元上连接有第二滑套(9)，二挡主动齿轮(8)上啮合有二挡从动齿轮(21)；第二驱动单元与第三动力输出单元相连，第三动力输出单元与第四动力输出单元通过第二中间轴(16)相连，第四动力输出单元上空套有一挡主动齿轮(10)与三挡主动齿轮(18)，第四动力输出单元上连接有第一滑套(11)，一挡主动齿轮(10)上啮合有一挡从动齿轮(22)，三挡主动齿轮(18)上啮合有三挡从动齿轮(23)。2.根据权利要求1所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一驱动电机(1)和第一输入轴(2)，第一驱动电机(1)通过第一输入轴(2)与第一动力输出单元相连。3.根据权利要求2所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第一动力输出单元包括第一输入轴主动齿轮(3)和第一从动齿轮(4)；所述第一输入轴(2)与所述第一输入轴主动齿轮(3)相连，所述第一从动齿轮(4)与所述第一输入轴主动齿轮(3)啮合。4.根据权利要求3所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第二动力单元包括第一中间轴主动齿轮(6)和第一空心轴齿轮(7)；所述第一中间轴(5)与所述第一中间轴主动齿轮(6)连接，所述第一中间轴主动齿轮(6)与所述第一空心轴齿轮(7)啮合；所述二挡主动齿轮(8)空套在所述第一空心轴齿轮(7)上，所述第一空心轴齿轮(7)与所述第二滑套(9)相连。5.根据权利要求1所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第二驱动单元包括第二驱动电机(12)和第二输入轴(13)，所述第二驱动电机(12)通过第二输入轴(13)与第三动力输出单元相连。6.根据权利要求5所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第三动力输出单元包括第二输入轴主动齿轮(14)和第二从动齿轮(15)；所述第二输入轴(13)与所述第二输入轴主动齿轮(14)相连，所述第二从动齿轮(15)与所述第二输入轴主动齿轮(14)啮合。7.根据权利要求6所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述第四动力单元包括第二中间轴主动齿轮(17)和第二空心轴齿轮(19)；所述第二中间轴(16)与所述第二中间轴主动齿轮(17)连接，所述第二中间轴主动齿轮(17)与所述第二空心轴齿轮(19)啮合；所述一挡主动齿轮(10)与所述三挡主动齿轮(18)均空套在所述第二空心轴齿轮(19)上，所述第二空心轴齿轮(19)与所述第一滑套(11)相连。8.根据权利要求1所述的动力无中断多档电驱桥总成，其特征在于，所述二挡从动齿轮(21)、所述一挡从动齿轮(22)和三挡从动齿轮(23)均与输出轴(24)相连，输出轴(24)上还连接有输出轴主动齿轮(25)，所述输出轴主动齿轮(25)与差速器(20)上齿轮啮合，差速器
(20)两侧连接有半轴(26)，半轴(26)与车轮(27)连接。9.采用权利要求1～8中任意一项所述的动力无中断多档电驱桥总成的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：第一驱动单元的动力经过第一动力输出单元、第一中间轴(5)、第二动力输出单元、第二滑套(9)到达一挡主动齿轮(10)；第二驱动单元的动力经过第三动力输出单元、第二中间轴(16)、第四驱动单元、第一滑套(11)到达一挡主动齿轮(10)；第一驱动单元和第二驱动单元的动力在一挡主动齿轮(10)处耦合后，经由一挡从动齿轮(22)后将动力传递至车轮(27)，驱动车辆行驶。10.一种汽车，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的动力无中断多档电驱桥总成。

技术总结
本发明公开了一种动力无中断多档电驱桥总成及车辆，属于新能源汽车领域。通过传动系统中多个动力传动路径将两驱动单元的动力进行耦合，在换挡过程中控制两个换挡滑套实现多个挡位间的切换，从而保障换挡时不出现动力中断，降低行车过程中的换挡顿挫感，车辆舒适性更高，对于重载爬坡车辆安全性更有保障。该总成通过多种不同的传动路线，在多种工况下可以实现动力无中断换挡，多挡位结构布置，满足新能源商用车高经济性、高动力性的设计要求。因此，本发明提出的总成，在不同挡位切换时，始终有驱动单元工作，能保证换挡过程中整车动力不出现中断，动力性好。动力性好。动力性好。


技术研发人员：汪鹏鹏 严鉴铂 刘义 张发勇 康婷 谭少锋 彭立印
受保护的技术使用者：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/6/27