一种带脱困挡变速系统
阅读说明：本技术 一种带脱困挡变速系统 (Gear shifting system with escaping gear ) 是由 郝庆军 冯涛 王琳 陆中华 朱学军 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种带脱困挡变速系统,通过引入第三离合器,增加一个脱困挡,一旦在遭遇路面凹坑塌陷等意外状况时,可以通过脱困挡提供的扭矩满足脱困状况的需要,保证行车稳定；采用双电机在变速系统两侧对称布置的方案,使得变速系统整体质量布置均衡,接合各轴上动力部件的均衡布置,降低在车辆行驶中的振动及噪音,保证行车安全,延长使用寿命。(The invention provides a speed change system with a escaping gear, wherein a third clutch is introduced to increase an escaping gear, so that once the system encounters unexpected conditions such as road surface pit collapse, the torque provided by the escaping gear can meet the requirements of the escaping condition, and the driving stability is ensured; the scheme that the double motors are symmetrically arranged on the two sides of the speed change system is adopted, so that the overall mass arrangement of the speed change system is balanced, the balanced arrangement of power parts on each shaft is combined, the vibration and noise in the running process of the vehicle are reduced, the running safety is ensured, and the service life is prolonged.)
技术领域
本发明涉及新能源变速器领域，具体涉及一种带脱困挡变速系统。
背景技术
现有技术中的多电机变速器往往通过多个挡位设置实现不同速比调节，一旦在遭遇路面凹坑塌陷等意外状况时，现有速比提供的扭矩不能满足脱困状况的需要；另一方面现有的双电机或更多电机往往布置于变速系统的同一侧，占用空间小结构紧凑的同时，使得变速系统整体质量布置不均衡，在车辆行驶中增大振动及噪音，影响行车安全及使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种带脱困挡变速系统。
本发明提供的技术方案如下：一种带脱困挡变速系统，包括：
第一电机（EM1），所述第一电机（EM1）的输出轴（1）可选择性地通过第一电机输入齿轮副连接变速系统输出轴（3），或可选择性地通过第一传动齿轮副（EGR1）连接变速系统输出轴（3），或可选择性地通过第一传动齿轮副（EGR1）及第二传动齿轮副（EGR2）连接变速系统输出轴（3）；
第二电机（EM2），所述第二电机（EM2）的输出轴（2）可选择性地通过第二电机输入齿轮副连接变速系统输出轴（3）；或通过第一传动齿轮副（EGR1）、第二传动齿轮副（EGR2）可选择性地连接变速系统输出轴（3）；
第一离合器B（18），所述第一离合器B（18）设置在第一电机（EM1）的输出轴（1）上且可选择性地将第一电机（EM1）的输出轴（1）与第一电机输入齿轮副的齿轮接合或脱开，或可选择性地将第一电机（EM1）的输出轴（1）与第一传动齿轮副（EGR1）的齿轮接合或脱开；
第二离合器A（17），所述第二离合器A（17）设置在第二电机（EM2）的输出轴（2）上且可选择性地将第二电机（EM2）的输出轴（2）与第二电机输入齿轮副的齿轮接合或脱开；
第三离合器C（19），所述第三离合器C（19）设置在变速系统输出轴（3）且可选择性地将变速系统输出轴（3）与第二传动齿轮副（EGR2）接合或脱开。
进一步地，所述第一传动齿轮副（EGR1）包括空套于第一电机（EM1）的输出轴（1）上的第一电机传动齿轮（10）、固定于第二电机（EM2）的输出轴（2）上的第二电机传动齿轮（11）、以及空套于变速系统输出轴（3）的输出传动齿轮（12），输出传动齿轮（12）与第一电机传动齿轮（10）及第二电机传动齿轮（11）啮合。
进一步地，所述第二传动齿轮副（EGR2）是行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括空套于变速系统输出轴（3）上且与输出传动齿轮（12）固定连接的太阳轮（13）、与太阳轮（13）外啮合的行星轮（14）、可选择性地与变速系统输出轴（3）连接的行星架（15）、以及与外部固定的齿圈（16）。
进一步地，所述第一电机输入齿轮副包括位于第一离合器B（18）左侧的第二齿轮副（GR2），所述第二齿轮副（GR2）包括空套于第一电机（EM1）的输出轴（1）上的第二主动齿轮（6）和固定于变速系统输出轴（3）上的第二从动齿轮（7），第二主动齿轮（6）与第二从动齿轮（7）对应啮合。
进一步地，所述第二电机输入齿轮副包括位于第二离合器A（17）左侧的第一齿轮副（GR1）和位于第二离合器A（17）右侧的第三齿轮副（GR3）；
所述第一齿轮副（GR1）包括空套于第二电机（EM2）的输出轴（2）上的第一主动齿轮（4）和固定于变速系统输出轴（3）上的第一从动齿轮（5），第一主动齿轮（4）与第一从动齿轮（5）对应啮合；
所述第三齿轮副（GR3）包括空套于第二电机（EM2）的输出轴（2）上的第三主动齿轮（8）和固定于变速系统输出轴（3）上的第三从动齿轮（9），第三主动齿轮（8）与第三从动齿轮（9）对应啮合。
进一步地，所述第一电机（EM1）和所述第二电机（EM2）对称设置于所述变速系统输出轴（3）的两侧。
进一步地，沿所述变速系统输出轴（3）的延伸方向，所述第二齿轮副（GR2）位于所述第一齿轮副（GR1）与所述第三齿轮副（GR3）之间；所述第一离合器B（18）位于所述第二离合器A（17）与所述第三离合器C（19）之间。
进一步地，沿所述变速系统输出轴（3）的延伸方向，所述第二传动齿轮副（EGR2）相较于所述第一传动齿轮副（EGR1）位于更远离所述第一电机（EM1）及第二电机（EM2）的位置。
进一步地，还包括第三电机（EM3），所述第三电机（EM3）的输出轴固定连接变速系统输出轴（3）且与所述变速系统输出轴（3）同轴设置。
进一步地，所述变速系统各挡位下各离合器的工作位置为：
1）空挡时，第一离合器B居中，第二离合器A居中，第三离合器C不接合；
2）脱困挡时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A居中，第三离合器C接合；
3）1挡时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；
3）2挡时，第一离合器B与一侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；
4）3挡时，第一离合器B与一侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与另一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；
5）4挡时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与另一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合。
本发明相对于现有技术取得的有益效果为：
1）本发明提供一种带脱困挡变速系统，通过引入第三离合器C，增加一个脱困挡，一旦在遭遇路面凹坑塌陷等意外状况时，可以通过脱困挡提供的扭矩满足脱困状况的需要，保证行车稳定。
2）本发明提供一种带脱困挡变速系统，采用双电机在变速系统对称布置的方案，使得变速系统整体质量布置均衡，接合各轴上动力部件的均衡布置，降低在车辆行驶中的振动及噪音，保证行车安全，延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明第1实施例的结构示意图。
图2为本发明第2实施例的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
【第1实施例】
如图1所示为本发明提供的一种带脱困挡变速系统的第1实施例，包括：
第一电机EM1，所述第一电机EM1的输出轴1可选择性地通过一侧第一电机输入齿轮副连接变速系统输出轴3，或可选择性地通过另一侧第一传动齿轮副EGR1连接变速系统输出轴3，或可选择性地通过另一侧第一传动齿轮副EGR1、第二传动齿轮副EGR2连接变速系统输出轴3。具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第一电机输入齿轮副包括位于第一离合器B18左侧的第二齿轮副GR2，所述第二齿轮副GR2包括空套于第一电机EM1的输出轴1上的第二主动齿轮6和固定于变速系统输出轴3上的第二从动齿轮7，第二主动齿轮6与第二从动齿轮7对应啮合。第二齿轮副GR2用于将第一电机EM1的输出动力传递至变速系统输出轴3。具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第一传动齿轮副EGR1包括空套于第一电机EM1的输出轴1上的第一电机传动齿轮10、固定于第二电机EM2的输出轴2上的第二电机传动齿轮11、以及空套于变速系统输出轴3的输出传动齿轮12，输出传动齿轮12与第一电机传动齿轮10及第二电机传动齿轮11啮合；第一传动齿轮副EGR1用于将第一电机EM1的输出动力传递至变速系统输出轴3。
本实施例所提供的技术方案中还包括第二电机EM2，所述第二电机EM2的输出轴2可选择性地通过两侧第二电机输入齿轮副连接变速系统输出轴3；或通过另一侧第一传动齿轮副EGR1、第二传动齿轮副EGR2可选择性地连接变速系统输出轴3。
具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第二电机输入齿轮副包括位于第二离合器A17左侧的第一齿轮副GR1和位于第二离合器A17右侧的第三齿轮副GR3；所述第一齿轮副GR1包括空套于第二电机EM2的输出轴2上的第一主动齿轮4和固定于变速系统输出轴3上的第一从动齿轮5，第一主动齿轮4与第一从动齿轮5对应啮合；所述第三齿轮副GR3包括空套于第二电机EM2的输出轴2上的第三主动齿轮8和固定于变速系统输出轴3上的第三从动齿轮9，第三主动齿轮8与第三从动齿轮9对应啮合；第一齿轮副GR1和第三齿轮副GR3用于将第二电机EM2的输出动力传递至变速系统输出轴3；具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第二传动齿轮副EGR2选用行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括空套于变速系统输出轴3上且与输出传动齿轮12固定连接的太阳轮13、与太阳轮13外啮合的行星轮14、可选择性地与变速系统输出轴3连接的行星架15、以及与外部固定的齿圈16；所述行星齿轮传动机构用于在脱困挡时使用，通过行星架15与第三离合器C19接合将第一电机EM1和第二电机EM2的输出动力共同传递至变速系统输出轴3以形成大速比，用于车辆脱困。
第一离合器B18，所述第一离合器B18设置在第一电机EM1的输出轴1上且可选择性地将第一电机EM1的输出轴1与一侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合或脱开，或可选择性地将第一电机EM1的输出轴1与另一侧第一传动齿轮副EGR1的齿轮接合或脱开。
第二离合器A17，所述第二离合器A17设置在第二电机EM2的输出轴2上且可选择性地将第二电机EM2的输出轴2与两侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合或脱开。
第三离合器C19，所述第三离合器C19设置在变速系统输出轴3且可选择性地将变速系统输出轴3与一侧第二传动齿轮副EGR2接合或脱开。
具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第一电机EM1和所述第二电机EM2对称设置，使得变速系统整体质量布置均衡，接合各轴上动力部件的均衡布置，降低在车辆行驶中的振动及噪音，保证行车安全，延长使用寿命。
具体地，作为本实施例的进一步优选方案，沿所述变速系统输出轴3的延伸方向，所述第二齿轮副GR2位于所述第一齿轮副GR1与所述第三齿轮副GR3之间；所述第一离合器B18位于所述第二离合器A17与所述第三离合器C19之间，从而进一步保证各动力部件在各轴上的均匀分布，保证结构紧凑简化内部空间的同时，保证整体质量均衡。
具体地，作为本实施例的进一步优选方案，沿所述变速系统输出轴3的延伸方向，所述第二传动齿轮副EGR2相较于所述第一传动齿轮副EGR1位于更远离所述第一电机EM1及第二电机EM2的位置，从而进一步保证各动力部件在各轴上的均匀分布，保证结构紧凑简化内部空间的同时，保证整体质量均衡，同时便于第三离合器C19的换挡动作。
【第2实施例】
如图2所示为本发明提供的一种带脱困挡变速系统的第2实施例，其与第1实施例的区别仅在于还包括第三电机EM3，所述第三电机EM3的输出轴固定连接变速系统输出轴3且与所述变速系统输出轴3同轴设置，这就使得不论是在脱困过程、换挡过程还是在正常行驶过程中都增加了第三电机的动力输出，从而增大动力，保证脱困和换挡过程中动力不中断且动力传输稳定。
具体地，作为本实施例的进一步优选方案，所述第1和第2实施例中变速系统各挡位下各离合器的工作位置为（如下表1所示）：
1）空挡时，第一离合器B居中，第二离合器A居中，第三离合器C不接合；
2）脱困挡（即表1中LOW挡）时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A居中，第三离合器C接合；此时第二传动齿轮副与输出轴接合，第一电机和第二电机共同输出动力从输出轴输出；
3）1挡时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；此时第二传动齿轮副与输出轴不接合，第一电机输出动力经第一传动齿轮副后与第二电机共同输出动力经第一齿轮副从输出轴输出；
3）2挡时，第一离合器B与一侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；此时第二传动齿轮副与输出轴不接合，第一电机输出动力经第二齿轮副从输出轴输出，第二电机输出动力经第一齿轮副从输出轴输出；
4）3挡时，第一离合器B与一侧第一电机输入齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与另一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；此时第二传动齿轮副与输出轴不接合，第一电机输出动力经第二齿轮副从输出轴输出，第二电机输出动力经第三齿轮副从输出轴输出；
5）4挡时，第一离合器B与另一侧第一传动齿轮副的齿轮接合，第二离合器A与另一侧第二电机输入齿轮副的齿轮接合，第三离合器C不接合；此时第二传动齿轮副与输出轴不接合，第一电机输出动力经第一传动齿轮副后与第二电机共同输出动力经第三齿轮副从输出轴输出。
表1 第1-2实施例中变速系统各挡位下各离合器的工作位置表
注：●表示当前各离合器所处位置；L表示左接合；R表示右接合；表示接合，N表示居中位（即不接合）。
第2实施例所述变速系统各挡位下各离合器的工作位置与第1实施例相同，其区别仅在于各挡位下第三电机EM3始终保持输出动力经变速系统输出轴3输出动力。
在换挡过程中始终保持至少一个电机输出动力，以实现换挡过程动力持续输出无中断。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。