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動力驅動系統及具有該動力驅動系統的車輛的製作方法

2023-05-28 23:15:11 2


本發明涉及汽車技術領域,尤其是涉及一種動力驅動系統及具有該動力驅動系統的車輛。



背景技術:

發明人所了解的一種關於車輛用傳動裝置的相關技術中,該傳動裝置設有一對差動機構和一對電機,差動機構具有太陽輪、行星輪、行星架和內齒圈。發動機通過中間傳動結構的變速後輸入給一對差動機構的太陽輪。一對電機將驅動力分別輸入給一對差動機構的內齒圈。該傳動裝置取消了傳統機械式差速器元件,利用兩組行星齒輪機構實現兩個電機和發動機動力的耦合。

但是,上述的傳動裝置適用於作業車輛(如除雪車),其電機輸出機構為蝸輪蝸杆機構,通過自鎖實現電機動力傳動的單向性,僅作用於車輛過彎時的轉向差速用,並不能實現純電動、混動以及駐車發電等工況。



技術實現要素:

本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。

本發明提出了一種動力驅動系統,該動力驅動系統在取消了傳統機械式差速器的前提下實現了差速功能,同時具有豐富的傳動模式。

本發明還提出了一種車輛,該車輛具有上述的動力驅動系統。

根據本發明實施例的動力驅動系統,包括:動力耦合裝置,所述動力耦合裝置包括:第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈以及第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈;動力傳動部,所述動力傳動部與所述第一太陽輪和所述第二太陽輪同軸聯動;第一電動發電機、第二電動發電機和第三電動發電機,所述第一電動發電機與所述第一齒圈聯動且所述第二電動發電機與所述第二齒圈聯動,所述第三電動發電機與所述動力傳動部聯動;以及直接或間接對所述動力傳動部進行制動的第一制動裝置。

根據本發明實施例的動力驅動系統在取消了傳統機械式差速器的前提下實現了差速功能,同時具有豐富的傳動模式。

根據本發明另一方面實施例的車輛,包括上述實施例中的動力驅動系統。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的動力驅動系統的示意圖;

圖2是圖1中的動力驅動系統的局部示意圖,主要示意出動力耦合裝置部分;

圖3是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖4是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖5是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖6是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖7是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖8是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖9是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖10是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖11是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖12是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖13是根據本發明實施例的動力驅動系統的局部示意圖,其示意的部分可以作為車輛後驅;

圖14-圖15是根據本發明實施例的車輛的示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用於解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中,需要理解的是,術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。

此外,術語「第一」、「第二」僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此,限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中,「多個」的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。

在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接或可以互相通訊;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸,也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且,第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方,或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方,或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

下面參考附圖描述根據本發明實施例的動力驅動系統1000,該動力驅動系統1000適用於車輛10000中,例如混合動力車輛10000,該動力驅動系統1000可作為車輛10000的動力源並提供車輛10000正常行駛所需的動力。

下面結合圖1-圖2的實施例詳細描述動力驅動系統1000。

參照圖1且結合圖2所示,根據本發明實施例的動力驅動系統1000可以包括動力耦合裝置100、第一電動發電機51、第二電動發電機52、第三電動發電機53和第一制動裝置41。

下面結合附圖首先對動力耦合裝置100進行詳細描述。

參見圖2所示,動力耦合裝置100包括第一太陽輪11、第一行星架14和第一齒圈13、第二太陽輪21、第二行星架24和第二齒圈23以及動力傳動部3。其中,第一太陽輪11、第一行星架14和第一齒圈13可以構成行星齒輪機構1的主體部分,第二太陽輪21、第二行星架24和第二齒圈23可以構成行星齒輪機構2的主體部分。

第一行星輪12安裝在第一行星架14上且設置在第一太陽輪11與第一齒圈13之間,第一行星輪12分別與第一太陽輪11和第一齒圈13嚙合。第一行星輪12可通過行星輪軸安裝在第一行星架14上,第一行星輪12可以是多個,且沿第一太陽輪11的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第一行星輪12可以是三個且均布在第一太陽輪11的外側,相鄰的兩個第一行星輪12之間間隔大約120°。

第一行星輪12與第一太陽輪11的嚙合方式為外嚙合。第一行星輪12與第一齒圈13的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第一齒圈13的內周面上形成有齒,第一行星輪12與第一齒圈13的內周面上的齒嚙合配合。第一行星輪12可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞第一太陽輪11進行公轉。

類似地,參照圖2所示,第二行星輪22安裝在第二行星架24上且設置在第二太陽輪21與第二齒圈23之間,第二行星輪22分別與第二太陽輪21和第二齒圈23嚙合。第二行星輪22可通過行星輪軸安裝在第二行星架24上,第二行星輪22可以是多個,且沿第二太陽輪21的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第二行星輪22可以是三個且均布在第二太陽輪21的外側,相鄰的兩個第二行星輪22之間間隔大約120°。

第二行星輪22與第二太陽輪21的嚙合方式為外嚙合。第二行星輪22與第二齒圈23的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第二齒圈23的內周面上形成有齒,第二行星輪22與第二齒圈23的內周面上的齒嚙合配合。第二行星輪22可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞第二太陽輪21進行公轉。

動力傳動部3與第一太陽輪11和第二太陽輪21同軸聯動,例如動力傳動部3、第一太陽輪11和第二太陽輪21同軸布置且能夠同步動作,即同方向、同轉速運動。

需要說明的是,上述的「聯動」可以理解為多個部件(例如,兩個)關聯運動,以兩個部件聯動為例,在其中一個部件運動時,另一個部件也隨之運動。

例如,在本發明的一些實施例中,齒輪與軸聯動可以理解為是在齒輪旋轉時、與其聯動的軸也將旋轉,或者在該軸旋轉時、與其聯動的齒輪也將旋轉。

又如,軸與軸聯動可以理解為是在其中一根軸旋轉時、與其聯動的另一根軸也將旋轉。

再如,齒輪與齒輪聯動可以理解為是在其中一個齒輪旋轉時、與其聯動的另一個齒輪也將旋轉。

當然,應當理解的是,聯動的兩個部件在其中一個部件相對靜止時,另一個部件也可以隨之相對靜止。

第一電動發電機51與第一齒圈13聯動,如第一電動發電機51與第一齒圈13可以是同軸相連,第一電動發電機51可以位於第一齒圈13的徑向外側。

第二電動發電機52與第二齒圈23聯動,如第二電動發電機52與第二齒圈23可以是同軸相連,第二電動發電機52可以位於第二齒圈23的徑向外側。

第三電動發電機53與動力傳動部3聯動,如第三電動發電機53可與動力傳動部3同軸相連,第三電動發電機53可以位於動力傳動部3的一端。

由此,根據本發明實施例的動力驅動系統1000至少具有三個動力源,從而大大豐富了動力驅動系統1000的傳動模式以及傳動效率,而關於具體的典型工況,將在下面結合具體實施例進行詳述,這裡不再說明。

這裡,需要說明一點,在本發明有關「電動發電機」的描述中,如果沒有特殊說明,該電動發電機可以理解為是具有發電機與電動機功能的電機。

第一制動裝置41設置成用於對動力傳動部3進行制動,第一制動裝置41可以直接對動力傳動部3進行制動,當然也可以間接對動力傳動部3進行制動。可以理解,在本發明具體實施例部分,一個部件(如制動裝置或制動器等)對另一個部件進行制動均可以作廣義理解,即理解為直接制動或間接制動。

在第一制動裝置41制動動力傳動部3時,由於第一太陽輪11、第二太陽輪21與動力傳動部3是聯動的,因此第一太陽輪11和第二太陽輪21也間接被制動。可以理解,動力耦合裝置100的第一行星架14和第二行星架24可以作為動力耦合裝置100的動力輸出端,從而在第一制動裝置41制動動力傳動部3時,第一電動發電機51可將產生的動力通過第一行星架14輸出給對應的車輪如左側車輪73,第二電動發電機52可將產生的動力通過第二行星架24輸出給對應的車輪如右側車輪74。

此時,兩側的車輪73、74分別與第一電動發電機51和第二電動發電機52關聯,通過對第一電動發電機51和第二電動發電機52轉速的控制,可以實現獨立對兩個車輪轉速的控制,由此實現差速原理。

例如,當車輛10000行駛在平坦路面且沿直線前進時,第一電動發電機51和第二電動發電機52可以相同的轉速輸出動力,這樣通過各自行星齒輪機構的減速作用,對應車輪獲得轉速理論上是相等的,由此保證車輛10000能夠平順地沿著直線行進。

又如,當車輛10000行駛在不平路面或轉彎行駛時,此時兩側的車輪的轉速理論上會存在轉速差,以左轉彎為例, 左側車輪73的轉彎半徑較小而右側車輪74的轉彎半徑較大,為了保證車輪與地面之間作純滾動運動,左側車輪73的轉速要小於右側車輪74的轉速,此時第一電動發電機51的輸出轉速可以小於第二電動發電機52的輸出轉速,而具體的轉速差可由方向盤的轉向角度來間接計算出,如駕駛員逆時針轉動方向盤(向左轉動)一定角度,車輛10000的控制器基於該轉向角度可以計算出車輛10000的轉彎半徑,車輛10000轉彎半徑確定後,兩側車輪的相對轉速差也得以確定,此時控制器可控制第一電動發電機51和第二電動發電機52分別以匹配的轉速對外輸出動力,使得二者的轉速差能夠與車輪所需的轉速差匹配,這樣通過兩個行星齒輪機構的減速作用後,兩個車輪能夠獲得期望的轉速,從而實現純滾動轉彎行駛。

上述是以第一電動發電機51和第二電動發電機52作為電動機為例說明的,當然第一電動發電機51和第二電動發電機52也可以作為發電機工作,如回收車輪制動能量。

上面提到的是在第一制動裝置41處於制動狀態下純電動模式,在第一制動裝置41處於非制動模式下,該動力驅動系統1000仍能夠實現另一種純電動模式。

此時,第一電動發電機51、第二電動發電機52和第三電動發電機53同時作為電動機輸出動力,第一電動發電機51和第三電動發電機53的動力在第一行星架14耦合後輸出給左側的對應車輪73,第二電動發電機52和第三電動發電機53的動力在第二行星架24耦合後輸出給右側的對應車輪74,由此三個電機同時對外輸出動力,可以極大地提升動力驅動系統1000的動力性,提升車輛10000的通過性和駕駛樂趣。而且通過調整三個電機的輸出轉速,還能實現對兩側車輪獲得扭矩的適應性調節,從而更好地滿足車輛10000的行駛要求。

可以理解的是,上述的行星齒輪機構1和行星齒輪機構2可以採用相同的傳動比,也就是說,以太陽輪作為動力輸入端且行星架(第一行星架14和第二行星架24)作為動力輸出端而言,兩個行星齒輪機構可以採用相同的傳動比。即,第一太陽輪11與第二太陽輪21的齒數、第一行星輪12與第二行星輪22的齒數以及第一齒圈13和第二齒圈23的齒數(內齒)可以分別相同。

綜上,根據本發明實施例的動力驅動系統1000,通過第一制動裝置41的制動作用,可以實現第一電動發電機51和第二電動發電機52的純電動模式或制動能量回收模式,而且通過單獨控制第一電動發電機51和第二電動發電機52的輸出轉速,可以使兩側的車輪獲得不同的扭矩,實現差速功能。而當解除第一制動裝置41的制動作用後,第三電動發電機53也可以介入並與第一電動發電機51和第二電動發電機52動力耦合後共同對外輸出動力,從而顯著地提升動力驅動系統1000的動力性和通過性。

根據本發明的一些實施例,動力傳動部3可以構造為動力傳動軸3,其中第一太陽輪11和第二太陽輪21分別同軸地固定設置在動力傳動軸3上且在軸向上彼此間隔開,如通過花鍵結構相連。

對於第一制動裝置41而言,在一些實施例中,第一制動裝置41可以設置為直接對動力傳動部3進行制動,也就是說,在這些實施例中,第一制動裝置41直接對動力傳動部3如動力傳動軸3制動,而並非是通過其它中間部件間接制動,由此制動效率較高。

作為一種實施方式,第一制動裝置41可以位於第一太陽輪11與第二太陽輪21之間,這樣使得動力驅動系統1000的結構更加緊湊,同時這種布置方式使得第一制動裝置41處在中間位置,使制動力儘量分布在動力傳動軸3的中部位置,從而使制動效果更加穩定。

可選地,第一制動裝置41可以是制動器,但不限於此。

根據本發明實施例的動力驅動系統1000可以應用於混合動力車輛10000中,換言之,動力驅動系統1000還可以包括傳統動力源如發動機54,發動機54可以設置為與動力傳動部3可選擇性地接合,例如發動機54與動力傳動部3之間設置有離合器42,在離合器42處於接合狀態下,發動機54與動力傳動部3形成剛性連接,發動機54產生的動力可輸出至動力傳動部3,而在離合器42處於斷開狀態時,發動機54與動力傳動部3處於斷開狀態。

由於發動機54的引入,使得動力驅動系統1000的驅動模式得到進一步豐富,發動機54能夠與第一電動發電機51、第二電動發電機52和第三電動發電機53進行動力耦合同時驅動車輛10000,而且該三個電機可以對發動機54輸出的動 力和扭矩進行補償,使發動機54工作在最佳工作區間,提升發動機54的燃油經濟性,同時發動機54還可以驅動該三個電機進行發電。

參照圖1且結合圖2所示,發動機54與離合器42之間通過齒輪機構6傳動,該齒輪機構6可以是一組減速齒輪,如彼此嚙合的齒輪61和齒輪62,齒輪61可與發動機54曲軸相連,齒輪62可與離合器42相連,齒輪61的齒數可以少於齒輪62的齒數,由此使得發動機54的動力通過齒輪機構6的傳動後得到減速增扭的效果。當然,本領域技術人員可以根據需要對齒輪機構6的結構以及傳動比進行適應性設計,以更好地滿足發動機54的驅動要求。

由於第一行星架14和第二行星架24可以作為動力驅動系統1000的動力輸出端,因此可以在行星架上設置齒輪以便於行星架對外輸出動力。如圖2所示,作為一種實施方式,第一行星架14上同軸地設置有第一行星架輸出齒輪141,第二行星架24上同軸地設置有第二行星架輸出齒輪241。更進一步,第一行星架輸出齒輪141位於第一行星架14的徑向外側,第二行星架輸出齒輪241位於第二行星架24的徑向外側,由於第一行星架14和第二行星架24具有相對較大的徑向尺寸,而兩個輸出齒輪141、241分別設置在各自行星架的徑向外側,因此該兩個輸出齒輪141、241具有相對更大的轉動半徑,這樣便於與車輛10000半軸71、72或半軸71、72上的半軸齒輪711、721進行配合傳動,提高傳動的可靠性。

參照圖1且結合圖2的實施例,動力耦合裝置100具有兩個行星齒輪機構1、2,同時第一電動發電機51(轉子)和第二電動發電機52(轉子)分別連接在第一齒圈13和第二齒圈23的徑向外側。具體地,第一電動發電機51的轉子同軸地連接在第一齒圈13的徑向外側,其定子位於轉子外側,且殼體位於定子外側。類似地,第二電動發電機52的轉子同軸地連接在第二齒圈23的徑向外側,且其定子位於轉子外側、殼體位於定子外側。

也就是說,第一電動發電機51的殼體和第二電動發電機52的殼體在徑向上可以處在動力耦合裝置100的外側(如,最外側),因此作為優選的實施方式,第一電動發電機51和第二電動發電機52的殼體可以構成一體結構,且包覆兩個行星齒輪機構1、2以形成共用外殼,也就是說,該共用外殼可以作為動力耦合裝置100的大外殼,兩個行星齒輪機構1、2、兩個電機51、52可以收納在該共用外殼內,從而減少了零部件數量,使動力驅動系統1000結構更加緊湊、體積更小,更便於加工製造,大大節約了製造成本,實現了產品的高度集成化設計,使動力驅動系統1000實現高效模塊化生產,在製造、裝配環節都大大提升了效率。

當然,作為一種相似的變型例,離合器42、第一太陽輪11、第一行星架14、第一行星輪12和第一齒圈13可以收納在第一電動發電機51內部,即第一電動發電機51的殼體內部,第一制動裝置41、第二太陽輪21、第二行星輪22、第二行星架24和第二齒圈23可以收納在第二電動發電機52內部,如第二電動發電機52的殼體內部。

由此,同樣可以實現產品的高度集成化設計,使動力驅動系統1000實現高效模塊化生產,在製造、裝配環節都大大提升了效率,有效降低成本。

下面結合圖1對圖1實施例中的動力驅動系統1000的詳細構造和典型工況進行詳細描述。

參照圖1(結合圖2)所示,行星齒輪機構1和行星齒輪機構2同軸布置。

行星齒輪機構1包括第一太陽輪11、第一行星輪12、第一行星架14和第一齒圈13,第一太陽輪11處在中間位置,第一行星輪12分別與第一太陽輪11和第一齒圈13嚙合,第一行星輪12安裝在第一行星架14上,第一行星架14上同軸固定有第一行星架輸出齒輪141,第一行星架輸出齒輪141與左半軸71上的半軸齒輪711嚙合,左半軸71的外側連接有左側車輪73。

行星齒輪機構2包括第二太陽輪21、第二行星輪22、第二行星架24和第二齒圈23,第二太陽輪21處在中間位置,第二行星輪22分別與第二太陽輪21和第二齒圈23嚙合,第二行星輪22安裝在第二行星架24上,第二行星架24上同軸固定有第二行星架輸出齒輪241,第二行星架輸出齒輪241與右半軸72上的半軸齒輪721嚙合,右半軸72的外側連接有右側車輪74。

行星齒輪機構1各運動副與行星齒輪機構2中對應的各運動副的齒數可以相同,從而行星齒輪機構1和行星齒輪機構2按照相同傳遞路徑傳遞動力時獲得的傳動比相同。

第一太陽輪11和第二太陽輪21同軸地固定在動力傳動軸3上,動力傳動軸3為一根直軸,其可以是空心結構,當 然也可以是實心結構,第一制動裝置41位於第一太陽輪11和第二太陽輪21之間且用於直接對動力傳動軸3進行制動,第一制動裝置41可為制動器。

第一電動發電機51同軸地固定在第一齒圈13的徑向外側,第二電動發電機52同軸地固定在第二齒圈23的徑向外側,第三電動發電機53同軸地固定在動力傳動軸3的右端。

發動機54通過離合器42與動力傳動軸3相連,離合器42與發動機54的輸出端設置有減速齒輪機構。

從圖1實施例的結構可以看出,該動力驅動系統1000取消了傳統機械式差速器,而是既可以選擇性地將發動機54和第三電動發電機53的動力輸入至動力傳動軸3,也可以選擇性地通過第一制動裝置41抱死動力傳動軸3而實現制動太陽輪的目的,這樣兩側行星齒輪機構的齒圈則分別獨立地接入第一電動發電機51和第二電動發電機52,最後將兩組行星齒輪機構的行星架作為動力輸出端輸出動力。即,通過離合器42、第一制動裝置41以及三個電動發電機不同工作模式和轉速調節,可以實現多種驅動工況。

純電動工況一:

發動機54和第三電動發電機53不工作,離合器42處於斷開狀態。第一制動裝置41制動動力傳動軸3,從而第一太陽輪11和第二太陽輪21被間接制動。第一電動發電機51和第二電動發電機52分別獨立工作以驅動對應側的車輪。

純電動工況二:

發動機54不工作,離合器42處於斷開狀態,第一制動裝置41釋放動力傳動軸3。第一電動發電機51、第二電動發電機52和第三電動發電機53同時工作,其中第一電動發電機51和第三電動發電機53的動力在第一行星架14耦合且耦合後的動力輸出給左側車輪,第二電動發電機52和第三電動發電機53的動力在第二行星架24耦合且耦合後的動力輸出給右側的車輪。

混動工況:

離合器42處於接合狀態,第一制動裝置41處於斷開狀態。發動機54輸出的動力經離合器42後輸出至動力傳動軸3,第三電動發電機53此時可以發電機形式工作,即利用來自發動機54的部分動力進行發電,獲得的電能可以供給第一電動發電機51和第二電動發電機52,也就是說,此時第一電動發電機51和第二電動發電機52以電動機形式工作,並與發動機54動力耦合後從各自的行星架輸出。

或者此時第三電動發電機53也可以作為電動機輸出動力,補充發動機54扭矩,此時第一電動發電機51和第二電動發電機52也以電動機形式工作,動力在第一行星架14和第二行星架24耦合後分別輸出給各自車輪。

由於該三個電動發電機和發動機54是轉速耦合的關係,當車速需要短時間不斷變化時,可通過電機的調速完成,如通過第三電動發電機53以電動機形式進行調速,或者通過第一電動發電機51和第二電動發電機52進行調速,當然也可以是三個電機同時進行調速,從而保證了發動機54始終可以在一個較為高效的轉速下驅動工作,實現較佳的燃油經濟性。

駐車發電工況:

第一行星架14和第二行星架24作為動力驅動系統1000的動力輸出端而與對應的車輪聯動,因此在通過車輛10000的制動系統抱死該對應車輪時,制動系統也間接實現了對第一行星架14和第二行星架24的制動作用。由此,在制動系統對第一行星架14和第二行星架24進行制動時,發動機54能夠驅動第一電動發電機51、第二電動發電機52和第三電動發電機53進行發電,且由於制動系統抱死車輪,因此車輛10000處於駐車狀態,也就是說,此時實現了駐車發電功能。

具體地,以制動系統為駐車制動系統為例,此時駐車制動系統可以抱死第一行星架14和第二行星架24對應的車輪,離合器42接合且第一制動裝置41斷開,發動機54將動力輸出至動力傳動軸3,其中一部分動力直接輸出給第三電動發電機53,從而驅動第三電動發電機53進行發電,同時由於第一行星架14和第二行星架24被間接制動(行星架與車輪聯動,通過制動車輪從而間接制動行星架),因此隨動力傳動部3同步轉動的第一太陽輪11和第二太陽輪21通過各自的行星輪將動力輸出至對應的齒圈,再由各自的齒圈輸出給對應的電機即第一電動發電機51和第二電動發電機52,從而第一電動發電機51、第二電動發電機52和第三電動發電機53同時進行發電,極大地提高了充電效率,縮短了充電時間,在駐車充電的同時實現了充電的高效性。

駐車制動系統優選是電子式駐車制動系統。

綜上,整體而言,根據本發明實施例的動力驅動系統1000,利用第一電動發電機51和第二電動發電機52進行調速變矩以及兩組行星齒輪機構進行動力耦合,力求將整個動力驅動系統1000變得最簡單、最緊湊。這樣的混聯式動力驅動系統1000,不僅可以實現第一電動發電機51和第二電動發電機52對各自側車輪的獨立控制,還可以最大程度地確保發動機54在高燃油經濟性的轉速區間工作。且由於第一電動發電機51和第二電動發電機52能夠獨立地控制對應車輪,從而顯著地提高了車輛10000系統的主動安全性和機動性,極大地改善了系統的操控性和駕駛感受。同時,該系統兼具了第三電動發電機53對發動機54的補扭和發電功能,各動力源對速比要求的實現科學合理,換擋等機械控制元件較少,結構簡單緊湊,空間利用率極高。

可以理解的是,上面描述的動力驅動系統1000可以作為車輛的前驅或後驅,優選作為車輛的前驅。在上述的動力驅動系統1000作為前驅時,下面圖3-圖13所示的驅動系統100a則可以作為後驅,從而共同驅動車輛行駛。

簡言之,上述的動力驅動系統1000的動力耦合裝置100可以驅動車輛的一對前輪,而圖3-圖13所示的驅動系統100a則可以驅動車輛的一對後輪。但本發明並不限於此,例如動力耦合裝置100也可以驅動車輛的一對後輪,而圖3-圖13所示的驅動系統100a則可以驅動一對前輪。

下面首先針對圖3-圖5所示的驅動系統100a結合具體的實施例進行詳細描述。

如圖3-圖5所示,根據本發明實施例的驅動系統100a可以包括第一行星齒輪機構1a、第二行星齒輪機構2a、第四電動發電機31a、第五電動發電機32a、第二制動裝置63a、第三制動裝置64a和動力接合裝置65a。

如圖3-圖5所示,第一行星齒輪機構1a可以是單排行星齒輪機構,第一行星齒輪機構1a可以包括第三太陽輪11a、第三行星輪12a、第三行星架14a和第三齒圈13a。第三行星輪12a安裝在第三行星架14a上且設置在第三太陽輪11a與第三齒圈13a之間,第三行星輪12a分別與第三太陽輪11a和第三齒圈13a嚙合。第三行星輪12a可通過行星輪軸安裝在第三行星架14a上,第三行星輪12a可以是多個,且沿第三太陽輪11a的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第三行星輪12a可以是三個且均布在第三太陽輪11a的外側,相鄰的兩個第三行星輪12a之間間隔大約120°。

第三行星輪12a與第三太陽輪11a的嚙合方式為外嚙合。第三行星輪12a與第三齒圈13a的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第三齒圈13a的內周面上形成有齒,第三行星輪12a與第三齒圈13a的內周面上的齒嚙合配合。第三行星輪12a可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞太陽輪進行公轉。

類似地,如圖3-圖5所示,第二行星齒輪機構2a可以是單排行星齒輪機構,第二行星齒輪機構2a可以包括第四太陽輪21a、第四行星輪22a、第四行星架24a和第四齒圈23a。第四行星輪22a安裝在第四行星架24a上且設置在第四太陽輪21a與第四齒圈23a之間,第四行星輪22a分別與第四太陽輪21a和第四齒圈23a嚙合。第四行星輪22a可通過行星輪軸安裝在第四行星架24a上,第四行星輪22a可以是多個,且沿第四太陽輪21a的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第四行星輪22a可以是三個且均布在第四太陽輪21a的外側,相鄰的兩個第四行星輪22a之間間隔大約120°。

第四行星輪22a與第四太陽輪21a的嚙合方式為外嚙合。第四行星輪22a與第四齒圈23a的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第四齒圈23a的內周面上形成有齒,第四行星輪22a與第四齒圈23a的內周面上的齒嚙合配合。第四行星輪22a可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞太陽輪進行公轉。

作為優選的實施方式,第三行星輪12a可以包括同軸布置且同步轉動的第一齒輪部121a和第二齒輪部122a,第一齒輪部121a與第三太陽輪11a嚙合,第二齒輪部122a與第三齒圈13a嚙合。第一齒輪部121a與第二齒輪部122a可以通過同一根軸固定連接。第一齒輪部121a可以是小齒部且第二齒輪部122a可以是大齒部,也就是說,第一齒輪部121a的齒數少於第二齒輪部122a的齒數,由此第四電動發電機31a輸出的動力在經第一齒輪部121a、第二齒輪部122a傳遞時,第一齒輪部121a和第二齒輪部122a構成了減速機構,實現了對第四電動發電機31a的減速增扭效果。當然,可選地, 第一齒輪部121a也可以是大齒部且第二齒輪部122a可以是小齒部。

類似地,第四行星輪22a可以包括同軸布置且同步轉動的第三齒輪部221a和第四齒輪部222a,第三齒輪部221a與第四太陽輪21a嚙合,第四齒輪部222a與第四齒圈23a嚙合。第三齒輪部221a與第四齒輪部222a可以通過同一根軸固定連接。第三齒輪部221a可以是小齒部且第四齒輪部222a可以是大齒部,也就是說,第三齒輪部221a的齒數少於第四齒輪部222a的齒數,由此第五電動發電機32a輸出的動力在經第三齒輪部221a、第四齒輪部222a傳遞時,第三齒輪部221a和第四齒輪部222a構成了減速機構,實現了對第五電動發電機32a的減速增扭效果。當然,可選地,第三齒輪部221a也可以是大齒部且第四齒輪部222a可以是小齒部。

作為一種較佳的實施例,第一齒輪部121a與第二齒輪部122a可以成一體結構從而形成雙聯齒齒輪。類似地,第三齒輪部221a與第四齒輪部222a也可以成一體結構從而形成雙聯齒齒輪。由此結構簡單、緊湊,且傳動可靠。

其中,上述的第三行星架14a和第四行星架24a可以作為驅動系統100a的動力輸出端,例如第三行星架14a和第四行星架24a可將來自動力源如第四電動發電機31a和/或第五電動發電機32a的動力對外輸出,如輸出至車輪41a、42a。可選地,在動力耦合裝置100驅動第一對車輪時,第三行星架14a和第四行星架24a可與第二對車輪中的兩個車輪41a、42a分別聯動,從而使得第三行星架14a和第四行星架24a可將驅動系統100a的動力輸出給第二對車輪41a、42a,使得車輛10000能夠正常行駛。第一對車輪為一對前輪和一對後輪中的一對,第二對車輪為一對前輪和一對後輪中的另一對。

如圖3-圖5所示,第四電動發電機31a與第三太陽輪11a聯動,如第四電動發電機31a的轉子可與第三太陽輪11a同軸相連,但不限於此。

需要說明的是,上述的「聯動」可以理解為多個部件(例如,兩個)關聯運動,以兩個部件聯動為例,在其中一個部件運動時,另一個部件也隨之運動。

例如,在本發明的一些實施例中,齒輪與軸聯動可以理解為是在齒輪旋轉時、與其聯動的軸也將旋轉,或者在該軸旋轉時、與其聯動的齒輪也將旋轉。

又如,軸與軸聯動可以理解為是在其中一根軸旋轉時、與其聯動的另一根軸也將旋轉。

再如,齒輪與齒輪聯動可以理解為是在其中一個齒輪旋轉時、與其聯動的另一個齒輪也將旋轉。

當然,應當理解的是,聯動的兩個部件在其中一個部件相對靜止時,另一個部件也可以隨之相對靜止。

在本發明下面有關「聯動」的描述中,如果沒有特殊說明,均作此理解。

類似地,第五電動發電機32a與第四太陽輪21a聯動,如第五電動發電機32a的轉子可與第四太陽輪21a同軸相連,但不限於此。

這裡,需要說明一點,在本發明有關「電動發電機」的描述中,如果沒有特殊說明,該電動發電機可以理解為是具有發電機與電動機功能的電機。

第二制動裝置63a設置成用於制動第三齒圈13a,第三制動裝置64a設置成用於制動第四齒圈23a。可選地,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可以是制動器,但不限於此。

驅動系統100a可以包括第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a,第一動力輸出軸43a設置在第三行星架14a與車輛10000的第二對車輪中的一個車輪41a之間,第二動力輸出軸44a設置在第四行星架24a與該第二對車輪中的另一個車輪42a之間,該第二對車輪可以是一對前輪,當然也可以是一對後輪。

如圖3-圖5所示,動力接合裝置65a設置成用於接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,從而使得第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a之間形成剛性連接,進而第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a能夠同向、同速轉動。也就是說,在動力接合裝置65a處於接合狀態時,第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a保持同步動作狀態,在動力接合裝置65a處於斷開狀態時,第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a能夠進行差速轉動,即第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a可分別以不同的轉速轉動(當然也可以相同轉速轉動)。

這裡,需要說明的是,動力接合裝置65a用於接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a應當作廣義理解,如動力接合裝置65a可以直接接合或斷開第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,當然可選地,動力接 合裝置65a也可以通過接合或斷開其它兩個部件而間接實現第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a的接合與斷開,該兩個部件可以是與第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a相連接的部件,如第三行星架14a和第四行星架24a。

具有根據本發明實施例的驅動系統100a的車輛,例如當車輛10000行駛在平坦路面且沿直線前進時,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第三齒圈13a和第四齒圈23a,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以相同的轉速輸出動力,這樣通過各自行星齒輪機構的減速作用,對應車輪獲得轉速理論上是相等的,由此保證車輛10000能夠平順地沿著直線行進。

又如,當車輛10000行駛在不平路面或轉彎行駛時,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第三齒圈13a和第四齒圈23a,此時兩側的車輪的轉速理論上會存在轉速差,以左轉彎為例,左側車輪的轉彎半徑較小而右側車輪的轉彎半徑較大,為了保證車輪與地面之間作純滾動運動,左側車輪的轉速要小於右側車輪的轉速,此時第四電動發電機31a的輸出轉速可以小於第五電動發電機32a的輸出轉速,而具體的轉速差可由方向盤的轉向角度來間接計算出,如駕駛員逆時針轉動方向盤(向左轉動)一定角度,車輛10000的控制器基於該轉向角度可以計算出車輛10000的轉彎半徑,車輛10000轉彎半徑確定後,兩側車輪的相對轉速差也得以確定,此時控制器可控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a分別以匹配的轉速對外輸出動力,使得二者的轉速差能夠與車輪所需的轉速差匹配,這樣通過兩個行星齒輪機構的減速作用後,兩個車輪能夠獲得期望的轉速,從而實現純滾動轉彎行駛。

上述是以第四電動發電機31a和第五電動發電機32a作為電動機為例說明的,當然第四電動發電機31a和第五電動發電機32a也可以作為發電機工作。此時,相似地,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第三齒圈13a和第四齒圈23a,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a則可以發電機形式工作,從而回收制動能量。

當然,可以理解的是,上述的第一行星齒輪機構1a和第二行星齒輪機構2a可以採用相同的傳動比,例如,以太陽輪作為動力輸入端且行星架作為動力輸出端而言,兩個行星齒輪機構可以採用相同的傳動比。即,第三太陽輪11a與第四太陽輪21a的齒數、第三行星輪12a與第四行星輪22a的齒數以及第三齒圈13a和第四齒圈23a的齒數(內齒)可以分別相同。

特別地,當車輛10000行駛在較差的路況情況下,例如車輛10000在比較泥濘或者鬆軟的砂石路或者沙土等路面上行駛時,以泥濘路況為例,車輛10000可能陷入泥土中而導致空轉,也就是說,車輛10000發生了打滑現象(打滑現象以及引起打滑現象的原因已是本領域技術人員公知的)。

對於傳統具有自鎖功能的差速器而言,當車輪出現打滑現象後,只需控制差速器自鎖,從而至少能夠在一定程度上提高車輛10000的脫困能力。

由於根據本發明實施例的驅動系統100a具有差速功能,但結構上又與傳統差速器具有較大差別,無法利用傳統差速自鎖結構。為了提高車輛10000的通過性,提高車輛10000對較差路況的適應能力,本發明一些實施例的驅動系統100a在實現差速功能的前提下,還能進一步實現自鎖功能。

根據本發明的一些實施例,如圖3-圖5所示,在車輛出現一側車輪打滑時,動力接合裝置65a接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,並且第二制動裝置63a和第三制動裝置64a分別制動第三齒圈13a和第四齒圈23a,由此第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可將產生的動力從未打滑的一側車輪輸出,改善車輪打滑現象,提高車輛的通過能力。

綜上,根據本發明實施例的驅動系統100a,通過第二制動裝置63a和第三制動裝置64a制動作用,可以實現第四電動發電機31a和第五電動發電機32a的純電動模式或制動能量回收模式,而且通過單獨控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a輸出轉速,可以使兩側的車輪獲得不同的扭矩,實現差速功能。此外,根據本發明實施例的驅動系統100a零部件少、結構緊湊簡單,佔用體積小,更便於布置。

特別地,根據本發明實施例的驅動系統100a可以不設置傳統動力傳動系統的機械式自鎖差速器結構,但是在功能上通過動力接合裝置65a的同步作用卻可以實現傳統機械式自鎖差速器的功能,由此使得根據本發明實施例的動力傳動系 統100a的結構更加緊湊、成本更低。

作為可選的實施方式,動力接合裝置65a可以是離合器。離合器包括可彼此接合和分離的主動部分651a和從動部分652a,主動部分651a與第一動力輸出軸43a相連,從動部分652a與第二動力輸出軸44a相連。

當然,本發明並不限於此,在另一些實施例中,動力接合裝置65a可以是同步器,同步器設置在第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a中的一個上且用於接合另一個。

作為可選的實施方式,第四電動發電機31a和第三太陽輪11a可以同軸地空套在第一動力輸出軸43a上,第五電動發電機32a和第四太陽輪21a可以同軸地空套在第二動力輸出軸44a上,由此使得驅動系統100a的結構更加緊湊。

另外,第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以左右對稱分布,如關於動力接合裝置65a對稱布置,第一行星齒輪機構1a與第二行星齒輪機構2a也可以左右對稱分布,如關於動力接合裝置65a對稱布置,並且第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以分別位於第一行星齒輪機構1a與第二行星齒輪機構2a的相對外側,也就是說,例如以圖1為例,第四電動發電機31a位於第一行星齒輪機構1a的外側即左側,第五電動發電機32a位於第二行星齒輪機構2a的外側即右側。

作為可選的實施方式,第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a可以是半軸,如第一動力輸出軸43a可以是左半軸,第二動力輸出軸44a可以是右半軸。

下面結合附圖對圖3實施例中的驅動系統100a的構造、連接關係及典型工況進行描述。

參照圖3所示,該實施例示出的驅動系統100a主要包括兩個單排行星齒輪機構1a、2a、兩個電動發電機31a、32a以及制動裝置63a、64a和動力接合裝置65a等。

具體而言,左側的第一行星齒輪機構1a包括第三太陽輪11a、第三行星輪12a和第三齒圈13a,第三太陽輪11a空套設置在第一動力輸出軸43a上,且第三太陽輪11a與第四電動發電機31a相連,第四電動發電機31a也空套設置在第一動力輸出軸43a上。第三行星輪12a為雙聯齒齒輪且安裝在第三行星架14a上,第三行星輪12a分別與第三太陽輪11a和第三齒圈13a嚙合。

類似地,右側的第二行星齒輪機構2a包括第四太陽輪21a、第四行星輪22a和第四齒圈23a,第四太陽輪21a空套設置在第二動力輸出軸44a上,且第四太陽輪21a與第五電動發電機32a相連,第五電動發電機32a也空套設置在第二動力輸出軸44a上。第四行星輪22a為雙聯齒齒輪且安裝在第四行星架24a上,第四行星輪22a分別與第四太陽輪21a和第四齒圈23a嚙合。

第二制動裝置63a用於制動第三齒圈13a,第三制動裝置64a用於制動第四齒圈23a,動力接合裝置65a設置在第一行星齒輪機構1a和第二行星齒輪機構2a之間且用於選擇性地接合第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a。

第一動力輸出軸43a與左側車輪41a和第三行星架14a相連,第二動力輸出軸44a與右側車輪42a和第四行星架24a相連。

下面介紹圖3實施例中的驅動系統100a的典型工況。

純電動工況(依靠第四電動發電機31a和第五電動發電機32a):

第二制動裝置63a制動第三齒圈13a且第三制動裝置64a制動第四齒圈23a,動力接合裝置65a處於斷開狀態。第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可分別以電動機形式工作。由此,第四電動發電機31a產生的動力通過第三太陽輪11a、第三行星輪12a、第三行星架14a、第一動力輸出軸43a傳遞至左側的車輪41a,第四電動發電機31a的轉速與左側車輪41a的轉速呈正相關地變化。第五電動發電機32a產生的動力通過第四太陽輪21a、第四行星輪22a、第四行星架24a、第二動力輸出軸44a傳遞至右側的車輪42a,第五電動發電機32a的轉速與右側的車輪42a的轉速呈正相關地變化。

由於第四電動發電機31a和第五電動發電機32a此時分別獨立工作,二者互不幹涉,因此兩個電機能夠根據各自對應車輪所需扭矩而適應性地調整輸出轉速,實現差速功能。

可以理解,在該工況下,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以順時針轉動或逆時針轉動,由此實現純電 動前進或者純電動倒車。

打滑工況:

以左側車輪41a打滑為例示意說明,第二制動裝置63a制動第三齒圈13a且第三制動裝置64a制動第四齒圈23a,動力接合裝置65a處於接合狀態,第四電動發電機31a產生的動力可通過動力接合裝置65a的接合作用而輸出至右側的第二行星齒輪機構2a,並可與第五電動發電機32a產生的動力耦合後共同輸出至右側未打滑的車輪42a。

由此,在左側車輪打滑時,左側的第四電動發電機31a仍能將動力從右側未打滑的車輪輸出,而且第四電動發電機31a無需換向,大大提高了脫困的時效性以及成功率。

空擋滑行:

第二制動裝置63a、第三制動裝置64a和動力接合裝置65a全部處於斷開狀態,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a處於隨動狀態。

制動能量回收:

第二制動裝置63a制動第三齒圈13a且第三制動裝置64a制動第四齒圈23a,動力接合裝置65a可處於斷開狀態,制動能量通過各自的動力輸出軸、行星齒輪機構後輸出至對應的電動發電機,從而驅動電動發電機進行發電。

下面參照圖6-圖8描述另一些實施例中的驅動系統100a。

如圖6-圖8所示,根據本發明另一些實施例的驅動系統100a可以包括第四電動發電機31a和第五電動發電機32a、第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a、多組第一行星齒輪機構1a和多組第二行星齒輪機構2a以及第二制動裝置63a、第三制動裝置64a和動力接合裝置65a。

如圖6-圖8所示,多組第一行星齒輪機構1a(圖6-圖8所示的a1、a2)串聯設置在第四電動發電機31a與第一動力輸出軸43a之間,該多組第一行星齒輪機構1a設置成能夠將來自第四電動發電機31a的動力通過變速作用後輸出至第一動力輸出軸43a,由於多組第一行星齒輪機構1a是串聯設置的,因此第四電動發電機31a的動力在輸出至第一動力輸出軸43a期間,該多組第一行星齒輪機構1a能夠依次對這部分動力進行變速作用,起到多級變速功能。例如,每個第一行星齒輪機構起到減速增扭作用,因此該多組第一行星齒輪機構1a形成了多級減速效果,從而提高了第四電動發電機31a的輸出扭矩。

類似地,多組第二行星齒輪機構2a串聯設置在第五電動發電機32a與第二動力輸出軸44a之間,該多組第二行星齒輪機構2a設置成能夠將來自第五電動發電機32a的動力通過變速作用後輸出至第二動力輸出軸44a,由於多組第二行星齒輪機構2a是串聯設置的,因此第五電動發電機32a的動力在輸出至第二動力輸出軸44a期間,該多組第二行星齒輪機構2a能夠依次對這部分動力進行變速作用,起到多級變速功能。例如,每個第二行星齒輪機構起到減速增扭作用,因此該多組第二行星齒輪機構2a形成了多級減速效果,從而提高了第五電動發電機32a的輸出扭矩。

多組第一行星齒輪機構1a可以同軸布置,多組第二行星齒輪機構2a也可以同軸布置,並且多組第一行星齒輪機構1a與多組第二行星齒輪機構2a的中心軸線可以是重合的。

第一動力輸出軸43a可與車輛的第二對車輪中的一個車輪41a相連,第二動力輸出軸44a可與該第二對車輪中的另一個車輪42a相連,此時動力耦合裝置100用於驅動第一對車輪。其中第一對車輪為一對前輪和一對後輪中的一對,第二對車輪為剩下的一對。

如圖6-圖8所示,第一行星齒輪機構1a和第二行星齒輪機構2a中的每一個均可以是單排行星齒輪機構,第一行星齒輪機構1a可以包括太陽輪、行星輪、行星架和齒圈(多組第一行星齒輪機構1a共用該齒圈,即第一共用齒圈13a)。

行星輪安裝在行星架上且設置在太陽輪與齒圈之間,行星輪分別與太陽輪和齒圈嚙合。行星輪可通過行星輪軸安裝在行星架上,行星輪可以是多個,且沿太陽輪的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,行星輪可以是三個且均布在太陽輪的外側,相鄰的兩個行星輪之間間隔大約120°。

行星輪與太陽輪的嚙合方式為外嚙合。行星輪與齒圈的嚙合方式為內嚙合,也就是說,齒圈的內周面上形成有齒,行星輪與齒圈的內周面上的齒嚙合配合。行星輪可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞太陽輪進行公轉。

類似地,第二行星齒輪機構2a也可以包括太陽輪、行星輪、行星架和齒圈(多組第二行星齒輪機構2a共用該齒圈,即第二共用齒圈23a)。並且,各部件之間的相對位置關係、連接關係、作用關係等可與第一行星齒輪機構1a一致,因此這裡不再詳細描述。此外,對於多組第一行星齒輪機構1a、多組第二行星齒輪機構2a的連接關係等還將在下面結合具體的實施例進行詳述。

如圖6-圖8所示,多組第一行星齒輪機構1a共用同一個第一共用齒圈13a,多組第二行星齒輪機構2a共用同一個第二共用齒圈23a。由此,使得驅動系統100a的結構更加緊湊,體積更小,更方便布置。

第二制動裝置63a設置成用於制動第一共用齒圈13a,第三制動裝置64a設置成用於制動第二共用齒圈23a。可選地,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可以是制動器,但不限於此。

如圖6-圖8所示,動力接合裝置65a設置成用於接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,從而使得第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a之間形成剛性連接,進而第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a能夠同向、同速轉動。也就是說,在動力接合裝置65a處於接合狀態時,第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a保持同步動作狀態,在動力接合裝置65a處於斷開狀態時,第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a能夠進行差速轉動,即第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a可分別以不同的轉速轉動(當然也可以相同轉速轉動)。

這裡,需要說明的是,動力接合裝置65a用於接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a應當作廣義理解,如動力接合裝置65a可以直接接合或斷開第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,當然可選地,動力接合裝置65a也可以通過接合或斷開其它兩個部件而間接實現第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a的接合與斷開,該兩個部件可以是與第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a相連接的部件,如行星架a23和行星架b23。

具有根據本發明實施例的驅動系統100a的車輛,例如當車輛10000行駛在平坦路面且沿直線前進時,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第一共用齒圈13a和第二共用齒圈23a,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以相同的轉速輸出動力,這樣通過各自的多組行星齒輪機構的減速作用,對應車輪獲得轉速理論上是相等的,由此保證車輛10000能夠平順地沿著直線行進。

又如,當車輛10000行駛在不平路面或轉彎行駛時,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第一共用齒圈13a和第二共用齒圈23a,此時兩側的車輪的轉速理論上會存在轉速差,以左轉彎為例,左側車輪的轉彎半徑較小而右側車輪的轉彎半徑較大,為了保證車輪與地面之間作純滾動運動,左側車輪的轉速要小於右側車輪的轉速,此時第四電動發電機31a的輸出轉速可以小於第五電動發電機32a的輸出轉速,而具體的轉速差可由方向盤的轉向角度來間接計算出,如駕駛員逆時針轉動方向盤(向左轉動)一定角度,車輛10000的控制器基於該轉向角度可以計算出車輛10000的轉彎半徑,車輛10000轉彎半徑確定後,兩側車輪的相對轉速差也得以確定,此時控制器可控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a分別以匹配的轉速對外輸出動力,使得二者的轉速差能夠與車輪所需的轉速差匹配,這樣通過兩組行星齒輪機構的減速作用後,兩個車輪能夠獲得期望的轉速,從而實現純滾動轉彎行駛。

上述是以第四電動發電機31a和第五電動發電機32a作為電動機為例說明的,當然第四電動發電機31a和第五電動發電機32a也可以作為發電機工作。此時,相似地,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a可分別制動第一共用齒圈13a和第二共用齒圈23a,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a則可以發電機形式工作,從而回收制動能量。也就是說,在第四電動發電機31a和第五電動發電機32a在作為電動機對外輸出動力或者作為發電機回收能量並進行發電時,第二制動裝置63a和第三制動裝置64a都處於制動狀態,即分別制動對應的共用齒圈,而動力接合裝置65a則處於分離狀態。

當然,可以理解的是,上述的多組第一行星齒輪機構1a和多組第二行星齒輪機構2a可以採用相同的傳動比,也就是說,以太陽輪作為動力輸入端且行星架作為動力輸出端而言,兩組行星齒輪機構可以採用相同的傳動比。如太陽輪a11與太陽輪b11齒數、行星輪a12與行星輪b12齒數、太陽輪a21和太陽輪b21齒數、行星輪a22和行星輪b22齒數、第 一共用齒圈13a和第二共用齒圈23a齒數可以分別相同。

特別地,當車輛10000行駛在較差的路況情況下,例如車輛10000在比較泥濘或者鬆軟的砂石路或者沙土等路面上行駛時,以泥濘路況為例,車輛10000可能陷入泥土中而導致空轉,也就是說,車輛10000發生了打滑現象(打滑現象以及引起打滑現象的原因已是本領域技術人員公知的)。

對於傳統具有自鎖功能的差速器而言,當車輪出現打滑現象後,只需控制差速器自鎖,從而至少能夠在一定程度上提高車輛10000的脫困能力。

由於根據本發明實施例的驅動系統100a具有差速功能,但結構上又與傳統差速器具有較大差別,無法利用傳統差速自鎖結構。為了提高車輛10000的通過性,提高車輛10000對較差路況的適應能力,本發明一些實施例的驅動系統100a在實現差速功能的前提下,還能進一步實現自鎖功能。

根據本發明的一些實施例,如圖6-圖8所示,在車輛出現一側車輪打滑時,動力接合裝置65a接合第一動力輸出軸43a與第二動力輸出軸44a,並且第二制動裝置63a和第三制動裝置64a分別制動第一共用齒圈13a和第二共用齒圈23a,由此第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可將產生的動力從未打滑的一側車輪輸出,改善車輪打滑現象,提高車輛的通過能力。

綜上,根據本發明實施例的驅動系統100a,通過第二制動裝置63a和第三制動裝置64a制動作用,可以實現第四電動發電機31a和第五電動發電機32a的純電動模式或制動能量回收模式,而且通過單獨控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a輸出轉速,可以使兩側的車輪獲得不同的扭矩,實現差速功能。此外,根據本發明實施例的驅動系統100a零部件少、結構緊湊簡單,佔用體積小,更便於布置。

特別地,根據本發明實施例的驅動系統100a可以不設置傳統動力傳動系統的機械式自鎖差速器結構,但是在功能上通過動力接合裝置65a的同步作用卻可以實現傳統機械式自鎖差速器的功能,由此使得根據本發明實施例的動力傳動系統100a的結構更加緊湊、成本更低。

如圖6-圖8所示,下面對多組第一行星齒輪機構1a以及多組第二行星齒輪機構2a的串聯方式進行詳細描述。可以理解的是,多組第一行星齒輪機構1a和多組第二行星齒輪機構2a的串聯方式可以相同,這樣能夠使得驅動系統100a具有高度對稱性,使驅動系統100a的重心更偏向於驅動系統100a的中間區域或者直接處在中間區域,由此能夠提高車輛的穩定性且前後重量比更加合理。

多組第一行星齒輪機構1a中的第一組第一行星齒輪機構a1的太陽輪a11與第四電動發電機31a聯動,如第四電動發電機31a的轉子可與該太陽輪a11同軸相連,

需要說明的是,上述的「聯動」可以理解為多個部件(例如,兩個)關聯運動,以兩個部件聯動為例,在其中一個部件運動時,另一個部件也隨之運動。

例如,在本發明的一些實施例中,齒輪與軸聯動可以理解為是在齒輪旋轉時、與其聯動的軸也將旋轉,或者在該軸旋轉時、與其聯動的齒輪也將旋轉。

又如,軸與軸聯動可以理解為是在其中一根軸旋轉時、與其聯動的另一根軸也將旋轉。

再如,齒輪與齒輪聯動可以理解為是在其中一個齒輪旋轉時、與其聯動的另一個齒輪也將旋轉。

當然,應當理解的是,聯動的兩個部件在其中一個部件相對靜止時,另一個部件也可以隨之相對靜止。

在本發明下面有關「聯動」的描述中,如果沒有特殊說明,均作此理解。

進一步,多組第一行星齒輪機構1a中的最後一組第一行星齒輪機構a2的行星架a23與第一動力輸出軸43a相連,如同軸相連。

相似地,多組第二行星齒輪機構2a中的第一組第二行星齒輪機構b1的太陽輪b11與第五電動發電機32a聯動,如第五電動發電機32a的轉子可與該太陽輪b11同軸相連。多組第二行星齒輪機構2a中的最後一組第二行星齒輪機構b2的行星架b23與第二動力輸出軸44a相連,如同軸相連。

在進一步實施例中,多組第一行星齒輪機構1a中、前一組第一行星齒輪機構a1的行星架a13與後一組行星齒輪機 構a2的太陽輪a21相連,如同軸相連,而在多組第二行星齒輪機構2a中、前一組第二行星齒輪機構b1的行星架b13與後一組第二行星齒輪機構b2的太陽輪b21相連,如同軸相連。

例如,如圖6-圖8所示,第一行星齒輪機構1a和第二行星齒輪機構2a均為兩組,第一組第一行星齒輪機構a1的行星架a13與最後一組(也就是第二組)第一行星齒輪機構a2的太陽輪a21相連。同樣,第一組第二行星齒輪機構b1的行星架b13與最後一組(也就是第二組)第二行星齒輪機構b2的太陽輪b21相連。

需要說明的是,雖然上述實施例中給出了一種可行的行星齒輪機構串聯方式,但是這種可行的實施方式僅是一種示意說明,不能理解為是對本發明保護範圍的一種限制,或者暗示本發明必需採用上述串聯方式。本領域技術人員在閱讀了說明書上述內容的基礎之上,能夠對上述的串聯方式進行修改和/或組合,而形成的新方案應當屬於上述串聯方式的等同實施方式,應當落入本發明的保護範圍之內。

此外,還需要說明的是,在本發明有關「電動發電機」的描述中,如果沒有特殊說明,該電動發電機可以理解為是具有發電機與電動機功能的電機。

作為可選的實施方式,如圖6-圖7所示,動力接合裝置65a可以是離合器。離合器包括可彼此接合和分離的主動部分651a和從動部分652a,主動部分651a與第一動力輸出軸43a相連,從動部分652a與第二動力輸出軸44a相連。

當然,本發明並不限於此,在另一些實施例中,如圖8所示,動力接合裝置65a可以是同步器,同步器設置在第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a中的一個上且用於接合另一個。

另外,第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以左右對稱分布,如關於動力接合裝置65a對稱布置,多組第一行星齒輪機構1a與多組第二行星齒輪機構2a也可以左右對稱分布,如關於動力接合裝置65a對稱布置,並且第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以分別位於多組第一行星齒輪機構1a與多組第二行星齒輪機構2a的相對外側,也就是說,例如以圖6為例,第四電動發電機31a位於多組第一行星齒輪機構1a的外側即左側,第五電動發電機32a位於多組第二行星齒輪機構2a的外側即右側。

作為可選的實施方式,第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a可以是半軸,如第一動力輸出軸43a可以是左半軸,第二動力輸出軸44a可以是右半軸。

下面結合附圖對圖6實施例中的驅動系統100a的構造、連接關係及典型工況進行描述。

參照圖6所示,該實施例示出的驅動系統100a主要包括左側的兩個單排行星齒輪機構a1、a2、右側的兩個單排行星齒輪機構b1、b2、兩個電動發電機31a、32a以及制動裝置63a、64a和動力接合裝置65a等。

具體而言,左側的兩個第一行星齒輪機構a1、a2串聯設置並且共用同一個第一共用齒圈13a,第一組第一行星齒輪機構a1的太陽輪a11與第四電動發電機31a同軸相連,第一組第一行星齒輪機構a1的行星輪a12安裝在行星架a13上,行星輪a12分別與太陽輪a11和第一共用齒圈13a嚙合,行星架a13與第二組第一行星齒輪機構a2的太陽輪a21同軸相連,第二組第一行星齒輪機構a2的行星輪a22安裝在行星架a23上,行星輪a22分別與太陽輪a21和第一共用齒圈13a嚙合,行星架a23與第一動力輸出軸43a同軸相連,第一動力輸出軸43a連接左側車輪41a。其中,第一電動發電機43a、太陽輪a11、太陽輪a21同軸地空套在第一動力輸出軸43a上,第一動力輸出軸43a可以是左半軸。

右側的兩個第二行星齒輪機構2a串聯設置並且共用同一個第二共用齒圈23a,第一組第二行星齒輪機構b1的太陽輪b11與第五電動發電機32a同軸相連,第一組第二行星齒輪機構b1的行星輪b12安裝在行星架b13上,行星輪b12分別與太陽輪b11和第二共用齒圈23a嚙合,行星架b13與第二組第二行星齒輪機構b2的太陽輪b21同軸相連,第二組第二行星齒輪機構b2的行星輪b22安裝在行星架b23上,行星輪b22分別與太陽輪b21和第二共用齒圈23a嚙合,行星架b23與第二動力輸出軸44a同軸相連,第二動力輸出軸44a連接右側車輪42a。其中,第五電動發電機32a、太陽輪b11、太陽輪b21同軸地空套在第二動力輸出軸44a上,第二動力輸出軸44a可以是右半軸。

第二制動裝置63a用於制動第一共用齒圈13a,第三制動裝置64a用於制動第二共用齒圈23a,動力接合裝置65a設置在多組第一行星齒輪機構1a和多組第二行星齒輪機構2a之間且用於選擇性地接合第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a。

下面介紹圖6實施例中的驅動系統100a的典型工況。

純電動工況(依靠第四電動發電機31a和第五電動發電機32a):

第二制動裝置63a制動第一共用齒圈13a且第三制動裝置64a制動第二共用齒圈23a,動力接合裝置65a處於斷開狀態。第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可分別以電動機形式工作。由此,第四電動發電機31a產生的動力通過兩組第一行星齒輪機構1a的減速作用輸出至左側的車輪41a,第四電動發電機31a的轉速與左側車輪41a的轉速呈正相關地變化。第五電動發電機32a產生的動力通過兩組第二行星齒輪機構2a的減速作用後輸出至右側的車輪42a,第五電動發電機32a的轉速與右側的車輪42a的轉速呈正相關地變化。

由於第四電動發電機31a和第五電動發電機32a此時分別獨立工作,二者互不幹涉,因此兩個電機能夠根據各自對應車輪所需扭矩而適應性地調整輸出轉速,實現差速功能。

可以理解,在該工況下,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以順時針轉動或逆時針轉動,由此實現純電動前進或者純電動倒車。

打滑工況:

以左側車輪41a打滑為例示意說明,第二制動裝置63a制動第一共用齒圈13a且第三制動裝置64a制動第二共用齒圈23a,動力接合裝置65a處於接合狀態,第四電動發電機31a產生的動力可通過動力接合裝置65a的接合作用而輸出至右側的第二行星齒輪機構,並可與第五電動發電機32a產生的動力在行星架b23處耦合後共同輸出至右側未打滑的車輪42a。

由此,在左側車輪打滑時,左側的第四電動發電機31a仍能將動力從右側未打滑的車輪輸出,而且第四電動發電機31a無需換向,大大提高了脫困的時效性以及成功率。

空擋滑行:

第二制動裝置63a、第三制動裝置64a和動力接合裝置65a全部處於斷開狀態,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a處於隨動狀態。

制動能量回收:

第二制動裝置63a制動第一共用齒圈13a且第三制動裝置64a制動第二共用齒圈23a,動力接合裝置65a可處於斷開狀態,制動能量通過各自的動力輸出軸、行星齒輪機構後輸出至對應的電動發電機,從而驅動電動發電機進行發電。

下面參照圖9-圖13對另一些實施例的驅動系統100a進行詳細描述。

參照圖9-圖13所示,根據本發明實施例的動力驅動系統100a可以包括第一行星齒輪機構1a、第二行星齒輪機構2a、第四電動發電機31a、第五電動發電機32a、中間傳動組件4b和第二制動裝置61a。

參照圖9-圖13所示,第一行星齒輪機構1a可以是單排行星齒輪機構,第一行星齒輪機構1a可以包括第三太陽輪11a、第三行星輪12a、第三行星架14a和第三齒圈13a。第三行星輪12a安裝在第三行星架14a上且設置在第三太陽輪11a與第三齒圈13a之間,第三行星輪12a分別與第三太陽輪11a和第三齒圈13a嚙合。第三行星輪12a可通過行星輪軸安裝在第三行星架14a上,第三行星輪12a可以是多個,且沿第三太陽輪11a的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第三行星輪12a可以是三個且均布在第三太陽輪11a的外側,相鄰的兩個第三行星輪12a之間間隔大約120°。

第三行星輪12a與第三太陽輪11a的嚙合方式為外嚙合。第三行星輪12a與第三齒圈13a的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第三齒圈13a的內周面上形成有齒,第三行星輪12a與第三齒圈13a的內周面上的齒嚙合配合。第三行星輪12a可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞太陽輪進行公轉。

類似地,參照圖9-圖13所示,第二行星齒輪機構2a可以是單排行星齒輪機構,第二行星齒輪機構2a可以包括第四太陽輪21a、第四行星輪22a、第四行星架24a和第四齒圈23a。第四行星輪22a安裝在第四行星架24a上且設置在第四太陽輪21a與第四齒圈23a之間,第四行星輪22a分別與第四太陽輪21a和第四齒圈23a嚙合。第四行星輪22a可通過 行星輪軸安裝在第四行星架24a上,第四行星輪22a可以是多個,且沿第四太陽輪21a的周向間隔均勻分布,例如考慮到動力傳遞的穩定性以及製造成本,第四行星輪22a可以是三個且均布在第四太陽輪21a的外側,相鄰的兩個第四行星輪22a之間間隔大約120°。

第四行星輪22a與第四太陽輪21a的嚙合方式為外嚙合。第四行星輪22a與第四齒圈23a的嚙合方式為內嚙合,也就是說,第四齒圈23a的內周面上形成有齒,第四行星輪22a與第四齒圈23a的內周面上的齒嚙合配合。第四行星輪22a可以繞行星輪軸的軸線自轉,也可以圍繞太陽輪進行公轉。

作為優選的實施方式,如圖9所示,第三行星輪12a可以包括同軸布置且同步轉動的第一齒輪部121a和第二齒輪部122a,第一齒輪部121a與第三太陽輪11a嚙合,第二齒輪部122a與第三齒圈13a嚙合。第一齒輪部121a與第二齒輪部122a可以通過同一根軸固定連接。第一齒輪部121a可以是小齒部且第二齒輪部122a可以是大齒部,也就是說,第一齒輪部121a的齒數可以少於第二齒輪部122a的齒數,由此第四電動發電機31a輸出的動力在經第一齒輪部121a、第二齒輪部122a傳遞時,第一齒輪部121a和第二齒輪部122a構成了減速機構,實現了對第四電動發電機31a的減速增扭效果。當然,可選地,第一齒輪部121a也可以是大齒部且第二齒輪部122a可以是小齒部。

類似地,如圖9所示,第四行星輪22a可以包括同軸布置且同步轉動的第三齒輪部221a和第四齒輪部222a,第三齒輪部221a與第四太陽輪21a嚙合,第四齒輪部222a與第四齒圈23a嚙合。第三齒輪部221a與第四齒輪部222a可以通過同一根軸固定連接。第三齒輪部221a可以是小齒部且第四齒輪部222a可以是大齒部,也就是說,第三齒輪部221a的齒數可以少於第四齒輪部222a的齒數,由此第五電動發電機32a輸出的動力在經第三齒輪部221a、第四齒輪部222a傳遞時,第三齒輪部221a和第四齒輪部222a構成了減速機構,實現了對第五電動發電機32a的減速增扭效果。當然,可選地,第三齒輪部221a也可以是大齒部且第四齒輪部222a可以是小齒部。

作為一種較佳的實施例,第一齒輪部121a與第二齒輪部122a可以成一體結構從而形成雙聯齒齒輪。類似地,第三齒輪部221a與第四齒輪部222a也可以成一體結構從而形成雙聯齒齒輪。由此結構簡單、緊湊,且傳動可靠。

其中,上述的第三行星架14a和第四行星架24a可以作為動力驅動系統100a的動力輸出端,例如第三行星架14a和第四行星架24a可將來自動力源如第四電動發電機31a和/或第五電動發電機32a的動力對外輸出,如輸出至車輪41a、42a。可選地,第三行星架14a和第四行星架24a可與第二對車輪中的兩個車輪41a、42a分別聯動,從而使得第三行星架14a和第四行星架24a可將動力驅動系統100a的動力輸出給車輪41a、42a,使得車輛10000能夠正常行駛。

例如,上述的動力耦合裝置100可以驅動第一對車輪,第三行星架14a和第四行星架24a可以分別驅動第二對車輪,其中第一對車輪為一對前輪和一對後輪中的一對,第二對車輪為剩餘一對。

參照圖9-圖13所示,第四電動發電機31a與第三太陽輪11a聯動,如第四電動發電機31a的轉子可與第三太陽輪11a同軸相連,但不限於此。

需要說明的是,上述的「聯動」可以理解為多個部件(例如,兩個)關聯運動,以兩個部件聯動為例,在其中一個部件運動時,另一個部件也隨之運動。

例如,在本發明的一些實施例中,齒輪與軸聯動可以理解為是在齒輪旋轉時、與其聯動的軸也將旋轉,或者在該軸旋轉時、與其聯動的齒輪也將旋轉。

又如,軸與軸聯動可以理解為是在其中一根軸旋轉時、與其聯動的另一根軸也將旋轉。

再如,齒輪與齒輪聯動可以理解為是在其中一個齒輪旋轉時、與其聯動的另一個齒輪也將旋轉。

當然,應當理解的是,聯動的兩個部件在其中一個部件相對靜止時,另一個部件也可以隨之相對靜止。

在本發明下面有關「聯動」的描述中,如果沒有特殊說明,均作此理解。

類似地,第五電動發電機32a與第四太陽輪21a聯動,如第五電動發電機32a的轉子可與第四太陽輪21a同軸相連,但不限於此。

這裡,需要說明一點,在本發明有關「電動發電機」的描述中,如果沒有特殊說明,該電動發電機可以理解為是具有發電機與電動機功能的電機。

參照圖9-圖13所示,中間傳動組件4b設置成分別與第三齒圈13a和第四齒圈23a聯動,中間傳動組件4b可以設置在第三齒圈13a和第四齒圈23a之間,第三齒圈13a、中間傳動組件4b和第四齒圈23a同時動作或相對靜止。

第二制動裝置61a設置成用於制動中間傳動組件4b,在第二制動裝置61a制動中間傳動組件4b時,第三齒圈13a和第四齒圈23a也間接被制動,而在第二制動裝置61a釋放中間傳動組件4b後,中間傳動組件4b、第三齒圈13a和第四齒圈23a可關聯運動。

由此,在第二制動裝置61a處於制動狀態時,中間傳動組件4b、第三齒圈13a和第四齒圈23a均被制動,第四電動發電機31a產生的動力可通過第三太陽輪11a、第三行星輪12a後從第三行星架14a輸出至對應的車輪如左側的車輪41a,第五電動發電機32a產生的動力可通過第四太陽輪21a、第四行星輪22a後從第四行星架24a輸出至對應的車輪如右側的車輪42a,兩個電機分別獨立地控制對應車輪的轉速,從而實現了差速功能。

例如,當車輛10000行駛在平坦路面且沿直線前進時,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以相同的轉速輸出動力,這樣通過各自行星齒輪機構的減速作用,對應車輪獲得轉速理論上是相等的,由此保證車輛10000能夠平順地沿著直線行進。

又如,當車輛10000行駛在不平路面或轉彎行駛時,此時兩側的車輪的轉速理論上會存在轉速差,以左轉彎為例,左側車輪的轉彎半徑較小而右側車輪的轉彎半徑較大,為了保證車輪與地面之間作純滾動運動,左側車輪的轉速要小於右側車輪的轉速,此時第四電動發電機31a的輸出轉速可以小於第五電動發電機32a的輸出轉速,而具體的轉速差可由方向盤的轉向角度來間接計算出,如駕駛員逆時針轉動方向盤(向左轉動)一定角度,車輛10000的控制器基於該轉向角度可以計算出車輛10000的轉彎半徑,車輛10000轉彎半徑確定後,兩側車輪的相對轉速差也得以確定,此時控制器可控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a分別以匹配的轉速對外輸出動力,使得二者的轉速差能夠與車輪所需的轉速差匹配,這樣通過兩個行星齒輪機構的減速作用後,兩個車輪能夠獲得期望的轉速,從而實現純滾動轉彎行駛。

上述是以第四電動發電機31a和第五電動發電機32a作為電動機為例說明的,當然第四電動發電機31a和第五電動發電機32a也可以作為發電機工作。此時,相似地,第二制動裝置61a仍然可以制動中間傳動組件4b,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a則可以發電機形式工作,從而回收制動能量。

當然,可以理解的是,上述的第一行星齒輪機構1a和第二行星齒輪機構2a可以採用相同的傳動比,也就是說,以太陽輪作為動力輸入端且行星架作為動力輸出端而言,兩個行星齒輪機構可以採用相同的傳動比。即,第三太陽輪11a與第四太陽輪21a的齒數、第三行星輪12a與第四行星輪22a的齒數以及第三齒圈13a和第四齒圈23a的齒數(內齒)可以分別相同。

綜上,根據本發明實施例的動力驅動系統100a,通過第二制動裝置61a的制動作用,可以實現第四電動發電機31a和第五電動發電機32a的純電動模式或制動能量回收模式,而且通過單獨控制第四電動發電機31a和第五電動發電機32a輸出轉速,可以使兩側的車輪獲得不同的扭矩,實現差速功能。此外,根據本發明實施例的動力驅動系統100a零部件少、結構緊湊簡單,佔用體積小,更便於布置。

下面將結合圖9-圖13對根據本發明進一步實施例的動力驅動系統100a進行詳細描述。

當車輛10000行駛在較差的路況情況下,例如車輛10000在比較泥濘或者鬆軟的砂石路或者沙土等路面上行駛時,以泥濘路況為例,車輛10000可能陷入泥土中而導致空轉,也就是說,車輛10000發生了打滑現象(打滑現象以及引起打滑現象的原因已是本領域技術人員公知的)。

對於傳統具有自鎖功能的差速器而言,當車輪出現打滑現象後,只需控制差速器自鎖,從而至少能夠在一定程度上提高車輛10000的脫困能力。

由於根據本發明實施例的動力驅動系統100a具有差速功能,但結構上又與傳統差速器具有較大差別,無法利用傳統差速自鎖結構。為了提高車輛10000的通過性,提高車輛10000對較差路況的適應能力,本發明一些實施例的動力驅動系統100a在實現差速功能的前提下,還能進一步實現自鎖功能。

根據本發明的一些實施例,例如可以結合圖12和圖13所示,動力驅動系統100a還包括第三制動裝置62a,第三制 動裝置62a設置成用於制動第三行星架14a或第四行星架24a,也就是說,在某些特定工況下如車輛10000出現打滑現象,第三制動裝置62a能夠選擇性地制動第三行星架14a或第四行星架24a,更具體地說,第三制動裝置62a此時制動打滑一側車輪對應的行星架。

以第三行星架14a和第四行星架24a分別與車輛10000的第二對車輪中的兩個車輪41a、42a相連為例,在其中一個車輪出現打滑現象時、第三制動裝置62a制動打滑一側車輪對應的行星架,從而使得打滑一側的電動發電機能夠將產生的動力通過中間傳動組件4b輸出至另外一側的車輪,這樣與另外一側的電動發電機動力耦合後共同將耦合動力輸出至該另外一側即沒打滑的車輪,從而提高車輛10000的脫困能力。

參照圖12-圖13,如左側的車輪41a打滑,則第三制動裝置62a制動左側的第三行星架14a,根據行星齒輪機構的運動特性,此時左側的第四電動發電機31a產生的動力能夠通過第三齒圈13a輸出,而第三齒圈13a通過中間傳動組件4b與右側的第四齒圈23a聯動,因此第四電動發電機31a產生的動力可傳遞至右側的第四齒圈23a,此時右側的第五電動發電機32a同樣可以輸出動力,兩部分動力在右側的第四行星架24a耦合後輸出給右側的未打滑車輪42a,也就是說,兩個電機都可以通過不打滑的一側車輪輸出動力,從而大大提高了車輛10000的脫困能力。

可以理解的是,此時第二制動裝置61a釋放中間傳動組件4b,即第二制動裝置61a此時不制動中間傳動組件4b。

在本發明的一些能夠實現差速自鎖功能的實施例中,第三制動裝置62a可以是車輛10000的駐車制動系統(未示出),該駐車制動系統設置成可選擇性地單獨對(與第三行星架14a和第四行星架24a聯動的)一對車輪中的一個車輪進行制動,從而實現對與該車輪相連的行星架的制動作用。例如,當左側車輪打滑時,駐車制動系統可以只單獨制動左側車輪對應的左側行星架(如,第三行星架14a),或者當右側車輪打滑時,駐車制動系統可以只單獨制動右側車輪對應的右側行星架(如,第四行星架24a)。

當然,本發明並不限於此,例如第三制動裝置62a也可以是車輛10000的行車制動系統,其實現差速自鎖功能與上述駐車制動系統基本一致,這裡出於簡潔的目的不再詳細描述。

需要說明一點,上述的駐車制動系統或行車制動系統可能與現有已知並廣泛採用的駐車制動系統或行車制動系統有所不同。以駐車制動系統為例示意說明,現有廣泛採用的駐車制動系統一般是同時對一對車輪如一對後輪進行制動的(例如通過拉索拉緊後輪剎車蹄進行制動),而根據本發明實施例的駐車制動系統需要能夠實現對一對車輪中的兩個車輪的單獨制動,例如單獨制動左後輪(此時右後輪可為非制動狀態)或單獨制動右後輪(此時左後輪可為非制動狀態)。由於本領域普通技術人員已知悉傳統駐車制動系統的構造和工作原理,因此本領域普通技術人員只需對傳統駐車制動系統作簡單的變形和/或修改,從而使得根據本發明實施例的駐車制動系統能夠單獨對一對車輪的兩個車輪進行選擇性地單獨制動,如駐車制動系統具有兩個子系統,每個子系統單獨對應一個車輪,比如其中一個子系統可以是通過一個拉索拉緊左後輪剎車蹄進行制動,而另一個子系統則可以是通過另一個拉索拉緊右後輪剎車蹄進行制動(這裡以拉索為例僅是示意性的,例如可以採用其它任何可以實現的現有方式及其等同方式,當然也可以採用電動形式)。

基於相似的理由,行車制動系統可能也與現有廣泛採用的行車制動系統不同,當然,本領域技術人員在知悉本發明實施例的駐車制動系統與傳統駐車制動系統的區別時,對於本發明實施例的行車制動系統與傳統行車制動系統所具有的差別也是能夠理解並且能夠實現的,因此這裡不再詳細描述。

作為另外一方面的實施例,動力驅動系統100a在實現差速自鎖功能時,也可以是通過設置其它具有制動功能的零部件來實現的。

如在一些實施例中,如圖12所示,第三制動裝置62a設置成可選擇性地將第三行星架14a或第四行星架24a接合至動力驅動系統100a的殼體上,從而實現對第三行星架14a或第四行星架24a的制動作用。

進一步,如圖13所示,第三制動裝置62a可以是兩個如第三制動裝置621a、622a,並分別對應第三行星架14a和第四行星架24a,也就是說,每個行星架對應一個第二制動裝置,該兩個第三制動裝置621a、622a能夠彼此獨立、互不幹涉地工作。當然,如圖12所示,第三行星架14a和第四行星架24a也可以共用同一個第三制動裝置62a。可選地,第三制動裝置62a可以是同步器或制動器等,但不限於此。

上面介紹過,車輛10000在打滑時,可以通過第三制動裝置62a對打滑一側車輪對應的行星架進行制動,從而實現打滑側電機將動力通過另一側未打滑車輪輸出的目的,此時打滑一側電機與未打滑一側電機可能同時對外輸出動力,由此作為優選的實施方式,在車輪出現一側車輪打滑時,每個電動發電機以電動機形式工作且自始至終按照同一方向旋轉。由此,兩個電機特別是打滑一側的電機不需要換向反轉,這樣不僅簡化了控制策略,同時也能夠縮短車輛10000被困的時間,有助於快速、高效脫困。

當然,可以理解的是,在第四電動發電機31a和第五電動發電機32a參與驅動車輛10000前進時,兩個電動發電機也可以是自始至終按照同一方向旋轉的。

這樣,在車輪前行且突然行駛進入較差的路況時,如出現一側車輪打滑,則通過控制第三制動裝置62a對打滑側的車輪對應的行星架進行制動,使得該側的電動發電機將動力迅速通過中間傳動組件4b傳遞至另一側,並與另一側的電動發電機動力耦合後直接輸出,在此期間,由於打滑一側的電機無需反轉,即無需停止、再換向旋轉,因此在出現車輪打滑現象時,兩電機能夠快速進行動力耦合,並共同驅動未打滑一側的車輪,大大提高了車輛10000脫困的時效性。

對於如何實現電機無需換向即可快速實現動力耦合的情況,本領域技術人員基於這裡公開的原理應當能夠設計出滿足要求的中間傳動組件4b。本發明這裡示意性地以一個具體實施例進行說明,當然,應當理解的是,下述的實施例僅為示意性的,而不能理解為是對本發明保護範圍的一種限制,或者暗示動力驅動系統100a必需採用具有下述構造的中間傳動組件4b。本領域技術人員在閱讀了說明書上述的原理以及下述的具體實施例後,應當能夠對下述實施例及其等同方案中的技術特徵進行修改和/或替換,而變型後形成的實施例也應當落入本發明的保護範圍之內。

例如,結合圖9-圖13,中間傳動組件4b可以包括中間軸41b,中間軸41b上設置有中間軸第一齒輪42b和中間軸第二齒輪44b,其中中間軸第一齒輪42b可通過中間惰輪43b與第三齒圈13a聯動,中間軸第二齒輪44b與第四齒圈23a聯動。當然,作為一種變型,可選地,中間軸第二齒輪44b可通過中間惰輪43b與第四齒圈23a聯動,則中間軸第一齒輪42b與第三齒圈13a聯動。

中間軸第一齒輪42b和中間軸第二齒輪44b可以固定設置在中間軸41b上,並且中間軸第一齒輪42b和中間軸第二齒輪44b的徑向尺寸優選是不同,例如與中間惰輪43b嚙合的中間軸齒輪的徑向尺寸相對較小,如在圖9-圖13的實施例中,中間軸第一齒輪42b的徑向尺寸小於中間軸第二齒輪44b的徑向尺寸。由此,能夠保證中間軸41b的軸向與動力輸出軸(半軸)或者電機的軸向保持一致,提高了傳動的可靠性與穩定性。

進一步,第三齒圈13a和第四齒圈23a的外周面上分別設置有外齒131a、231a,中間軸第一齒輪42b通過中間惰輪43b與第三齒圈13a的外齒131a聯動,如中間惰輪43b分別與中間軸第一齒輪42b和第三齒圈13a的外齒131a嚙合。中間軸第二齒輪44b與第四齒圈23a的外齒231a聯動,如中間軸第二齒輪44b與第四齒圈23a的外齒231a直接嚙合。

在圖9-圖13的實施例中,第二制動裝置61a可以是制動器且用於制動中間軸41b。由此使得動力驅動系統100a結構相對更加緊湊,便於布置。

下面對行星架與車輪之間的傳動方式進行示意說明。

動力驅動系統100a可以包括第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a,第一動力輸出軸43a設置在第三行星架14a與車輛10000的第二對車輪中的一個車輪41a之間,第二動力輸出軸44a設置在第四行星架24a與該第二對車輪中的另一個車輪42a之間,該一對車輪可以是一對前輪,當然也可以是一對後輪。

作為可選的實施方式,第四電動發電機31a和第三太陽輪11a可以同軸地空套在第一動力輸出軸43a上,第五電動發電機32a和第四太陽輪21a可以同軸地空套在第二動力輸出軸44a上,由此使得動力驅動系統100a的結構更加緊湊。另外,第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以左右對稱分布,第一行星齒輪機構1a與第二行星齒輪機構2a也可以左右對稱分布,並且第四電動發電機31a與第五電動發電機32a可以分別位於第一行星齒輪機構1a與第二行星齒輪機構2a的相對外側,也就是說,例如以圖1為例,第四電動發電機31a位於第一行星齒輪機構1a的外側即左側,第五電動發電機32a位於第二行星齒輪機構2a的外側即右側。

作為可選的實施方式,第一動力輸出軸43a和第二動力輸出軸44a可以是半軸,如第一動力輸出軸43a可以是左半 軸,第二動力輸出軸44a可以是右半軸。

作為可選的實施方式,如圖11所示,第一動力輸出軸43a與第三行星架14a之間還可以設置有第一減速齒輪組件51a,第二動力輸出軸44a與第四行星架24a之間還設置有第二減速齒輪組件52a。第一減速齒輪組件51a的結構與第二減速齒輪組件52a的結構可以相同,由此可以提高減速齒輪組件的通用性,降低成本。而且通過在動力驅動系統100a的動力輸出端與車輪之間設置這樣的齒輪減速組件,還能夠更好地起到減速增扭的效果。

下面結合附圖對圖9實施例中的動力驅動系統100a的構造、連接關係及典型工況進行描述。

參照圖9所示,該實施例示出的動力驅動系統100a主要包括兩個單排行星齒輪機構1a、2a、兩個電動發電機31a、32a以及中間傳動組件4b、制動裝置61a、62a等。

具體而言,左側的第一行星齒輪機構1a包括第三太陽輪11a、第三行星輪12a和第三齒圈13a,第三太陽輪11a空套設置在第一動力輸出軸43a上,且第三太陽輪11a與第四電動發電機31a相連,第四電動發電機31a也空套設置在第一動力輸出軸43a上。第三行星輪12a為雙聯齒齒輪且安裝在第三行星架14a上,第三行星輪12a分別與第三太陽輪11a和第三齒圈13a嚙合。

類似地,右側的第二行星齒輪機構2a包括第四太陽輪21a、第四行星輪22a和第四齒圈23a,第四太陽輪21a空套設置在第二動力輸出軸44a上,且第四太陽輪21a與第五電動發電機32a相連,第五電動發電機32a也空套設置在第二動力輸出軸44a上。第四行星輪22a為雙聯齒齒輪且安裝在第四行星架24a上,第四行星輪22a分別與第四太陽輪21a和第四齒圈23a嚙合。

中間軸41b上固定設置有中間軸第一齒輪42b和中間軸第二齒輪44b,第二制動裝置61a可為制動器且用於制動中間軸41b,中間軸第一齒輪42b可以通過中間惰輪43b與第三齒圈13a的外齒131a聯動,中間軸第二齒輪44b可直接與第四齒圈23a的外齒231a聯動。

第一動力輸出軸43a與左側車輪41a和第三行星架14a相連,第二動力輸出軸44a與右側車輪42a和第四行星架24a相連。

第三制動裝置62a設置成用於選擇性地對第三行星架14a或第四行星架24a進行制動,可以理解的是,這種制動可以是直接制動、當然也可以是間接制動。

下面介紹圖9實施例中的動力驅動系統100a的典型工況。

純電動工況(依靠第四電動發電機31a和第五電動發電機32a):

第二制動裝置61a制動中間軸41b,從而第三齒圈13a和第四齒圈23a被間接制動。第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可分別以電動機形式工作。由此,第四電動發電機31a產生的動力通過第三太陽輪11a、第三行星輪12a、第三行星架14a、第一動力輸出軸43a傳遞至左側的車輪41a,第四電動發電機31a的轉速與左側車輪41a的轉速呈正相關地變化。第五電動發電機32a產生的動力通過第四太陽輪21a、第四行星輪22a、第四行星架24a、第二動力輸出軸44a傳遞至右側的車輪42a,第五電動發電機32a的轉速與右側的車輪42a的轉速呈正相關地變化。

由於第四電動發電機31a和第五電動發電機32a此時分別獨立工作,二者互不幹涉,因此兩個電機能夠根據各自對應車輪所需扭矩而適應性地調整輸出轉速,實現差速功能。

可以理解,在該工況下,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a可以順時針轉動或逆時針轉動,由此實現純電動前進或者純電動倒車。

打滑工況:

以左側車輪41a打滑為例示意說明,第三制動裝置62a將制動第三行星架14a,同時第二制動裝置61a處於斷開狀態。第四電動發電機31a將產生的動力通過第三太陽輪11a、第三行星輪12a、第三行星架14a、第三齒圈13a、中間惰輪43b、中間軸第一齒輪42b、中間軸41b、中間軸第二齒輪44b、第四齒圈23a輸出至第四行星架24a處,同時來自第五電動發電機32a的動力也輸出至第四行星架24a,兩部分動力耦合後從第二動力輸出軸44a輸出至右側的車輪42a。由此,在左側車輪打滑時,左側的第四電動發電機31a仍能將動力從右側未打滑的車輪輸出,而且第四電動發電機31a無需換向, 大大提高了脫困的時效性以及成功率。

空擋滑行:

第二制動裝置61a和第三制動裝置62a全部處於斷開狀態,第四電動發電機31a和第五電動發電機32a處於隨動狀態。

制動能量回收:

第二制動裝置61a制動中間軸41b,第三制動裝置62a處於斷開狀態,制動能量通過各自的動力輸出軸、行星齒輪機構後輸出至對應的電動發電機,從而驅動電動發電機進行發電。

下面簡單描述根據本發明實施例的車輛10000,參見圖14所示,該車輛10000包括上述實施例中的動力驅動系統1000和驅動系統100a,圖1和圖2中的動力驅動系統1000可以用作前驅,從而動力驅動系統1000的動力耦合裝置100驅動一對前輪,而圖3-圖13中的驅動系統100a則可用於後驅。此外,參見圖15所示的車輛10000,其可以只包括動力驅動系統1000的前驅部分。當然,本發明並不限於此。應當理解的是,根據本發明實施例的車輛10000的其它構造例如制動系統、行駛系統、轉向系統等均已為現有技術,且為本領域技術人員所熟知,因此這裡不再一一贅述。

在本說明書的描述中,參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發明的限制,本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

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