本發(fā)明涉及車輛用動力領域，特別涉及干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋。

背景技術：

汽車排放和能源消耗已經(jīng)成為了世界性問題，因此，低排放和低能源消耗的純電動汽車和混合動力汽車成為當前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流之一，尤其是隨著純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，更緊湊、更集成、更高效的動力總成成為該類汽車產(chǎn)業(yè)的研發(fā)核心之一。因而，更簡潔的動力系統(tǒng)設計、更可靠的模式切換方式和更高速輕量化電機的使用，成為解決純電動汽車和插電式混合動力汽車用動力系統(tǒng)的最佳方案。

就電動汽車用驅動橋而言，目前主要存在以下幾種純電動驅動橋：電機+固定速比兩級或三級平行軸齒輪傳動+傳統(tǒng)差速器方案、電機+固定速比行星裝置+傳統(tǒng)差速器方案和電機+amt兩速平行軸齒輪變速裝置+傳統(tǒng)差速器方案。就電機+固定速比兩級或三級平行軸齒輪傳動+傳統(tǒng)差速器方案而言，由于電機輸入轉速極高，對初級齒輪副的動態(tài)載荷、振動噪音和攪油損耗非常大，實際當量電機高效運行區(qū)窄，導致總成傳遞效率低、耗電大；另外，由于電機與輸出半軸為旁置平行結構，導致動力總成實際占據(jù)設備艙空間體積極大。對于電機+固定速比行星裝置+傳統(tǒng)差速器方案，主要是解決上述方案中初級齒輪副線速度高、攪油損耗大和占據(jù)設備艙空間體積大的問題，然而，在實際當量電機高效運行區(qū)改善方面毫無幫助。對于電機+amt兩速平行軸齒輪變速裝置+傳統(tǒng)差速器方案，主要目的是改善實際當量電機高效運行區(qū)，進而提升動力總成的綜合運行效率，然而，在初級齒輪副高線速度、攪油損耗和占據(jù)設備艙容積方面毫無改善，而且還在很大程度上增加了系統(tǒng)控制復雜度和總成成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種有效降低初級齒輪副高線速和攪油損耗，減小變速裝置軸向尺寸和徑向尺寸，實現(xiàn)無動力間斷換擋，優(yōu)化和改善變速裝置內(nèi)部運行環(huán)境和質(zhì)量，提高產(chǎn)品使用范圍的干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：

干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋，包括殼體、電機、雙速行星傳動裝置、雙行星排差速器、左半軸、右半軸、i檔換檔裝置、ii檔換檔裝置；

所述電機、雙速行星傳動裝置、雙行星排差速器依次同軸安裝在殼體內(nèi)，其中，所述雙速行星傳動裝置與雙行星排差速器連接并共同安裝在同一腔體內(nèi)，所述電機安裝在雙速行星傳動裝置的前側端蓋的外側；

所述電機的電機傳動軸為空心軸，所述電機傳動軸穿過前側端蓋與雙速行星傳動裝置的主太陽輪連接；

所述左半軸依次穿過殼體左端蓋、電機傳動軸與雙行星排差速器的第一差速太陽輪連接；

所述右半軸穿過殼體右端蓋與雙行星排差速器第二差速太陽輪連接；

所述i檔換檔裝置、ii檔換檔裝置分別與雙速行星傳動裝置連接。

進一步地，所述雙速行星傳動裝置包括主太陽輪、主行星輪軸、第一行星輪、第二行星輪、第三行星輪、第一內(nèi)齒圈、第二內(nèi)齒圈、第三內(nèi)齒圈、主轉臂，

所述第一行星輪、第二行星輪、第三行星輪分別依次與主行星輪軸連接，所述主行星輪軸與主轉臂連接；

所述主太陽輪與第二行星輪外嚙合連接；所述第二行星輪與第二內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合連接；所述第一行星輪與第一內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合連接；所述第三行星輪與第三內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合連接。

進一步地，所述雙行星排差速器包括第一差速行星輪、第二差速行星輪、差速中間輪、差速中間輪軸、第一差速太陽輪、第二差速太陽輪、差速轉臂、差速行星輪軸；

所述第一差速行星輪、第二差速行星輪依次與差速行星輪軸連接；所述差速中間輪與差速中間輪軸連接；所述差速行星輪軸、差速中間輪軸分別與差速轉臂連接；

所述第一差速太陽輪與差速中間輪外嚙合連接，所述差速中間輪與第一差速行星輪外嚙合連接；所述第二差速太陽輪與第二差速行星輪外嚙合連接。

進一步地，所述主轉臂的一端通過主轉臂軸承與電機傳動軸的外側連接，主轉臂的另一端通過轉臂軸承與差速轉臂的一端連接；所述差速轉臂的另一端通過差速轉臂軸承與殼體連接；所述第三內(nèi)齒圈與差速轉臂固定連接。

進一步地，所述i檔換檔裝置包括制動器、i檔換檔行星輪、i檔換檔軸；所述i檔換檔軸的一端與安裝在殼體外側的制動器連接，i檔換檔軸的另一端與i檔換檔行星輪連接。

進一步地，所述ii檔換檔裝置包括制動器、ii檔換檔行星輪、ii檔換檔軸；所述ii檔換檔軸的一端與安裝在殼體外側的制動器連接，ii檔換檔軸的另一端與ii檔換檔行星輪連接。

進一步地，所述第二內(nèi)齒圈的外側設置有外齒圈，所述第二內(nèi)齒圈的外齒圈與多個i檔換檔行星輪外嚙合連接，多個i檔換檔行星輪均勻分布在第二內(nèi)齒圈的外圓周上。

進一步地，所述第一內(nèi)齒圈的外側設置有外齒圈，所述第一內(nèi)齒圈的外齒圈與多個ii檔換檔行星輪外嚙合連接，多個ii檔換檔行星輪均勻分布在第一內(nèi)齒圈的外圓周上。

進一步地，所述制動器包括制動盤、液壓管路、外側油缸、外側鉗體、外側摩擦塊、內(nèi)側油缸、內(nèi)側鉗體、內(nèi)側摩擦塊；

所述外側鉗體、內(nèi)側鉗體與殼體固定連接，所述內(nèi)側油缸與內(nèi)側鉗體固定連接，所述內(nèi)側摩擦塊通過滑動副安裝在內(nèi)側鉗體內(nèi)、并與內(nèi)側油缸的活塞桿連接；

所述外側油缸與外側鉗體固定連接，所述外側摩擦塊通過滑動副安裝在外側鉗體內(nèi)、并與外側油缸的活塞桿連接；

所述外側油缸、內(nèi)側油缸均通過液壓管路連接；

所述制動盤位于外側摩擦塊與內(nèi)側摩擦塊之間形成間隙配合連接，所述制動盤與ii檔換檔軸或i檔換檔軸連接。

采用上述技術方案，由于殼體、電機、雙速行星傳動裝置、雙行星排差速器、左半軸、右半軸、i檔換檔裝置、ii檔換檔裝置等技術特征。本發(fā)明極大地降低了初級齒輪副高線速度和攪油損耗問題，同時有效縮短了電機及變速器的軸向尺寸和徑向尺寸；所采用的新型雙排行星差速器裝置有效地縮短了變速器軸向尺寸；外置的干摩擦制動換擋裝置實現(xiàn)了無障礙和無動力間斷換擋、換擋過程產(chǎn)熱產(chǎn)塵外散、空檔帶排阻力極小、成本低等特性。所采用的大速比兩速變速傳動結構在很大程度上擴大了實際當量電機高效運行區(qū)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋，包括殼體1、電機2、雙速行星傳動裝置3、雙行星排差速器4、左半軸5、右半軸6、i檔換檔裝置7、ii檔換檔裝置8。具體實施中將電機2、雙速行星傳動裝置3、雙行星排差速器4依次同軸安裝在殼體內(nèi)1，其中，雙速行星傳動裝置3與雙行星排差速器4連接并共同安裝在同一腔體內(nèi)，電機2安裝在雙速行星傳動裝置4的前側端蓋9的外側。電機1的電機傳動軸10為空心軸，電機傳動軸10穿過前側端蓋9與雙速行星傳動裝置3的主太陽輪11連接。左半軸5依次穿過殼體1的左端蓋、電機傳動軸10與雙行星排差速器4的第一差速太陽輪12連接。右半軸6穿過殼體1的右端蓋與雙行星排差速器4的第二差速太陽輪13連接。i檔換檔裝置7、ii檔換檔裝置8分別與雙速行星傳動裝置3連接。

更為優(yōu)化地，雙速行星傳動裝置3包括主太陽輪11、主行星輪軸14、第一行星輪15、第二行星輪16、第三行星輪17、第一內(nèi)齒圈18、第二內(nèi)齒圈19、第三內(nèi)齒圈20、主轉臂21。第一行星輪15、第二行星輪16、第三行星輪17分別依次與主行星輪軸14連接，主行星輪軸14與主轉臂21連接。主太陽輪11與第二行星輪16外嚙合連接；第二行星輪16與第二內(nèi)齒圈19內(nèi)嚙合連接；第一行星輪15與第一內(nèi)齒圈18內(nèi)嚙合連接；第三行星輪17與第三內(nèi)齒圈20內(nèi)嚙合連接。

雙行星排差速器4包括第一差速行星輪22、第二差速行星輪23、差速中間輪24、差速中間輪軸25、第一差速太陽輪12、第二差速太陽輪13、差速轉臂26、差速行星輪軸27。第一差速行星輪22、第二差速行星輪23依次與差速行星輪軸27連接；差速中間輪24與差速中間輪軸25連接；差速行星輪軸27、差速中間輪軸25分別與差速轉臂26連接。第一差速太陽輪12與差速中間輪24外嚙合連接，差速中間輪24與第一差速行星輪外嚙合連接；第二差速太陽輪13與第二差速行星輪23外嚙合連接。主轉臂21的一端通過主轉臂軸承28與電機傳動軸10的外側連接，主轉臂21的另一端通過轉臂軸承29與差速轉臂26的一端連接；差速轉臂26的另一端通過差速轉臂軸承30與殼體1連接；第三內(nèi)齒圈20與差速轉臂26固定連接。

i檔換檔裝置7包括制動器30、i檔換檔行星輪31、i檔換檔軸32；i檔換檔軸32的一端與安裝在殼體外側的制動器30連接，i檔換檔軸32的另一端與i檔換檔行星輪31連接。ii檔換檔裝置8包括制動器30、ii檔換檔行星輪33、ii檔換檔軸34。ii檔換檔軸34的一端與安裝在殼體外側的制動器30連接，ii檔換檔軸34的另一端與ii檔換檔行星輪33連接。

第二內(nèi)齒圈19的外側設置有外齒圈，第二內(nèi)齒圈19的外齒圈與多個i檔換檔行星輪31外嚙合連接，多個i檔換檔行星輪31均勻分布在第二內(nèi)齒圈19的外圓周上。第一內(nèi)齒圈18的外側設置有外齒圈，第一內(nèi)齒圈18的外齒圈與多個ii檔換檔行星輪33外嚙合連接，多個ii檔換檔行星輪33均勻分布在第一內(nèi)齒圈18的外圓周上。

制動器30包括制動盤35、液壓管路36、外側油缸37、外側鉗體38、外側摩擦塊39、內(nèi)側油缸40、內(nèi)側鉗體41、內(nèi)側摩擦塊42。外側鉗體38、內(nèi)側鉗體41與殼體1固定連接，內(nèi)側油缸40與內(nèi)側鉗體41固定連接，內(nèi)側摩擦塊42通過滑動副安裝在內(nèi)側鉗體41內(nèi)、并與內(nèi)側油缸40的活塞桿連接。外側油缸37與外側鉗體38固定連接，外側摩擦塊39通過滑動副安裝在外側鉗體38內(nèi)、并與外側油缸37的活塞桿連接。外側油缸38、內(nèi)側油缸40均通過液壓管路43連接；制動盤35位于外側摩擦塊39與內(nèi)側摩擦塊42之間形成間隙配合連接，制動盤35與ii檔換檔軸34或i檔換檔軸32連接。

本發(fā)明主要控制策略和工作模式如下：

一、ii檔模式

當整車需求較高車速較低轉矩時，干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋的ii檔換檔裝置8的制動器30接受整車液壓系統(tǒng)的高壓油液，制動器30的內(nèi)側制動油缸40、外側制動油缸37分別推動內(nèi)側摩擦塊42與外側摩擦塊39夾緊ii檔換檔裝置8的制動盤35，進而檔盤35被制動。i檔換檔裝置7的制動器30處于油液卸荷狀態(tài)，i檔換檔裝置7的制動器30的外側摩擦塊39、內(nèi)側摩擦塊42保持一定間隙，即i檔換檔裝置7的制動盤35處于自由轉動狀態(tài)。ii檔換檔裝置8的制動盤35與ii檔換檔軸34固定連接，進而ii檔換檔軸34處于制動狀態(tài)，ii檔換檔行星輪33處于制動狀態(tài)。由于ii檔換檔行星輪33與第一內(nèi)齒圈18外嚙合，進而第一內(nèi)齒圈18被制動；電機2的定子接受外部電動力驅動轉子轉動，轉子通過電機傳動軸10將動力傳遞給主太陽輪11，主太陽輪11通過外嚙合將動力傳遞給第二行星輪16，第二行星輪16將動力同時傳遞給第一行星輪15和第三行星輪17。i檔換檔軸32處于自由轉動狀態(tài)，進而i檔換檔行星輪31處于自由轉動狀態(tài)，第二內(nèi)齒圈19處于自由轉動狀態(tài)。由于第一內(nèi)齒圈18處于制動狀態(tài)，進而來自電機2的動力經(jīng)行星變速傳動后傳遞給第三內(nèi)齒圈20，第三內(nèi)齒圈20將動力傳遞給差速轉臂26；差速轉臂26通過第一差速行星輪22、第二差速行星輪23、差速中間輪24、第一差速太陽輪12和第二差速太陽輪13將動力傳遞給左半軸5和右半軸6，進而驅動車輪帶動車輛行駛。

ii檔模式下，干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋的電機傳動軸10與差速轉臂26的轉速關系：

其中：z1表示主太陽輪11的齒數(shù)，z2表示第一內(nèi)齒圈18的內(nèi)齒齒數(shù)，z3表示第二內(nèi)齒圈19的內(nèi)齒齒數(shù)，z4表示第三內(nèi)齒圈20的內(nèi)齒齒數(shù)，z5表示第一行星輪15的齒數(shù)，z6表示第二行星輪16的齒數(shù)，z7表示第三行星輪17的齒數(shù)，n1表示電機傳動軸10的轉速，n2表示差速轉臂26的轉速。

二、i檔模式

當整車需求較低車速較高轉矩時，干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋的i檔換檔裝置7的制動器30接受整車液壓系統(tǒng)的高壓油液，i檔換檔裝置7的制動器30的制動油缸推動外側摩擦塊39、內(nèi)側摩擦塊42夾緊i檔換檔裝置7的制動盤35，進而i檔換檔裝置7的制動盤35被制動。ii檔換檔裝置8的制動器30處于油液卸荷狀態(tài)，ii檔換檔裝置8的制動器30的外側摩擦塊39、內(nèi)側摩擦塊42與檔盤35保持一定間隙，即ii檔換檔裝置8的檔盤35處于自由轉動狀態(tài)。

i檔換檔裝置7的制動盤35與i檔換檔軸32固定連接，進而i檔換檔軸32處于制動狀態(tài)，i檔換檔行星輪31處于制動狀態(tài)；由于i檔換檔行星輪31與第二內(nèi)齒圈19外嚙合，進而第二內(nèi)齒圈19被制動；定子接受外部電動力驅動轉子轉動，轉子通過電機傳動軸10將動力傳遞給主太陽輪11，主太陽輪11通過外嚙合將動力傳遞給第二行星輪16，第二行星輪16將動力同時傳遞給第一行星輪15和第三行星輪17；由于ii檔換檔軸34處于自由轉動狀態(tài)，進而ii檔換檔行星輪33處于自由轉動狀態(tài)，第一內(nèi)齒圈18處于自由轉動狀態(tài)；由于第二內(nèi)齒圈19處于制動狀態(tài)，進而來自電機的動力經(jīng)行星變速傳動后傳遞給第三內(nèi)齒圈20，第三內(nèi)齒圈20將動力傳遞給差速轉臂26；差速轉臂26通過第一差速行星輪22、第二差速行星輪23、差速中間輪24、第一差速太陽輪12和第二差速太陽輪13將動力傳遞給左半軸5和右半軸6，進而驅動車輪帶動車輛行駛。

i檔模式下，干盤式同軸一體化雙速純電動驅動橋的電機傳動軸10與差速轉臂26的轉速關系：

以上結合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。