本發(fā)明涉及雙電機(jī)多擋動(dòng)力耦合裝置，尤其涉及一種用于純電動(dòng)客車的雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置。

背景技術(shù)：

為了進(jìn)一步優(yōu)化整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，在純電動(dòng)車輛上搭載變速器裝置或者多模式動(dòng)力耦合裝置已經(jīng)逐漸成為一種趨勢(shì)。目前，人們已經(jīng)嘗試在純電動(dòng)客車上加裝AMT變速裝置，常設(shè)置低擋作為爬坡起步擋，高擋作為滿足最高車速及一般行車擋。但是，傳統(tǒng)的AMT裝置在換擋時(shí)需要使用離合器，其作用后必然會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力中斷。該動(dòng)力中斷現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致在換檔時(shí)產(chǎn)生頓挫感甚至明顯的沖擊，影響汽車行駛中的平順性和乘坐舒適性。同時(shí)，為了配合離合過程，在換檔時(shí)還需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行精密、快速的調(diào)速等電子同步處理工作，甚至仍然需要使用機(jī)械同步器。這種情況就勢(shì)必要求電機(jī)必須能夠在大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)速，而供調(diào)速的時(shí)間又極短，因此無疑增加了控制難度；而使用同步器則將進(jìn)一步增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，再加上同步器在滑磨過程中又必然會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損，因此無疑也增大了維護(hù)難度。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的動(dòng)力耦合器雖然能衍生出較多的工作模式，但其并未考慮車輛動(dòng)態(tài)行駛過程中模式切換的實(shí)際情況。在傳動(dòng)系有負(fù)載、有轉(zhuǎn)速的前提下，不同驅(qū)動(dòng)模式間的切換將對(duì)離合器、執(zhí)行器提出苛刻要求，同時(shí)該過程必須要經(jīng)歷復(fù)雜的電子同步和機(jī)械同步過程，仍然會(huì)產(chǎn)生電機(jī)高精度控制難以實(shí)現(xiàn)、機(jī)械同步器維護(hù)難度增大等技術(shù)問題。而動(dòng)力耦合器如果僅能在停駛狀態(tài)下進(jìn)行模式切換，又無法滿足車輛行駛的實(shí)際需要?？梢哉f，現(xiàn)有的動(dòng)力耦合器由于依賴于電機(jī)調(diào)速、機(jī)械同步器等同步過程的優(yōu)劣，因而其實(shí)用性較差，亟待改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201520671900.9的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種電動(dòng)汽車雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置，包括主驅(qū)電機(jī)、輔助電機(jī)、行星輪系、離合器；主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與行星輪系的太陽輪連接，行星輪系的行星架為動(dòng)力輸出端，離合器的主動(dòng)部分連接于行星輪系的齒圈，離合器的從動(dòng)部分連接于行星輪系的太陽輪；輔助電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接于行星輪系的齒圈，所述制動(dòng)器用于制動(dòng)所述輔助電機(jī)轉(zhuǎn)軸和齒圈。該實(shí)用新型電動(dòng)汽車雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式。但該實(shí)用新型仍然沿用現(xiàn)有的機(jī)械同步器和電機(jī)調(diào)速器進(jìn)行動(dòng)力耦合。因此，在傳動(dòng)系有負(fù)載、有轉(zhuǎn)速的前提下，該雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置在不同驅(qū)動(dòng)模式間的切換過程中將對(duì)離合器、執(zhí)行器提出苛刻要求，該操作過程必然要經(jīng)歷復(fù)雜的電子同步和機(jī)械同步過程，仍然會(huì)產(chǎn)生電機(jī)高精度控制難以實(shí)現(xiàn)、機(jī)械同步器維護(hù)難度增大的技術(shù)缺陷，亟待改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201510573696.1的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種電動(dòng)汽車多模式動(dòng)力系統(tǒng)，包括控制器、主驅(qū)電機(jī)、輔助電機(jī)、行星輪系、第一離合器和第二離合器；主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與行星輪系的太陽輪連接，行星輪系的行星架為動(dòng)力輸出端，離合器的主動(dòng)部分連接于行星輪系的齒圈，離合器的從動(dòng)部分連接于行星輪系的太陽輪；輔助電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接于行星輪系的齒圈，所述齒圈上設(shè)置有齒圈制動(dòng)器。該發(fā)明電動(dòng)汽車多模式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式。但該發(fā)明在進(jìn)行不同驅(qū)動(dòng)模式間的切換時(shí)將對(duì)離合器、執(zhí)行器提出苛刻要求，同時(shí)該過程仍然必須要經(jīng)歷復(fù)雜的電子同步和機(jī)械同步過程，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生電機(jī)高精度控制難以實(shí)現(xiàn)、機(jī)械同步器維護(hù)難度增大的技術(shù)問題缺陷，亟待改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201510573820.4的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種電動(dòng)汽車雙電機(jī)動(dòng)力裝置，包括控制器、主驅(qū)電機(jī)、輔助電機(jī)、行星輪系、離合器；主驅(qū)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與行星輪系的太陽輪連接，行星輪系的行星架為動(dòng)力輸出端，離合器的主動(dòng)部分連接于行星輪系的齒圈，離合器的從動(dòng)部分連接于行星輪系的太陽輪；輔助電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接于行星輪系的齒圈，所述制動(dòng)器用于制動(dòng)所述輔助電機(jī)轉(zhuǎn)軸和齒圈。該發(fā)明電動(dòng)汽車雙電機(jī)動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式。但該發(fā)明仍然沿用現(xiàn)有的機(jī)械同步器和電機(jī)調(diào)速器進(jìn)行動(dòng)力耦合。因此，在傳動(dòng)系有負(fù)載、有轉(zhuǎn)速的前提下，該雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置在不同驅(qū)動(dòng)模式間的切換過程中將對(duì)離合器、執(zhí)行器提出苛刻要求，該操作過程必然要經(jīng)歷復(fù)雜的電子同步和機(jī)械同步過程，仍然會(huì)產(chǎn)生電機(jī)高精度控制難以實(shí)現(xiàn)、機(jī)械同步器維護(hù)難度增大的技術(shù)缺陷，亟待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)用性強(qiáng)、功能集成度高、可靠性好的用于純電動(dòng)客車是雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置，既能滿足純電動(dòng)客車行駛的需求，又無需進(jìn)行精確的電子同步、無需使用復(fù)雜的同步器結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置控制簡(jiǎn)單、免于維護(hù)、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，對(duì)傳統(tǒng)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)形式進(jìn)行改進(jìn)，相比于一般的傳統(tǒng)單電機(jī)形式，使用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為匯流裝置，將雙電機(jī)的動(dòng)力匯流耦合后輸出，兩個(gè)電機(jī)峰值功率之和應(yīng)近似等于相應(yīng)單個(gè)電機(jī)峰值功率；兩個(gè)電機(jī)峰值扭矩之和近似等于相應(yīng)單電機(jī)峰值扭矩，本發(fā)明的動(dòng)力耦合器可根據(jù)控制需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合。因此，為了解決上述現(xiàn)有雙電機(jī)多擋動(dòng)力耦合裝置存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置，包括主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力耦合器、動(dòng)力控制單元和動(dòng)力耦合控制單元，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端和次驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端分別與所述動(dòng)力耦合器的輸入端相連接，所述動(dòng)力控制單元分別與所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端和動(dòng)力耦合器輸出端相連接，取消機(jī)械同步器和電機(jī)調(diào)速控制單元。

將兩個(gè)電機(jī)中功率較大者定義為所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一個(gè)定義為次驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中：所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效率區(qū)間應(yīng)在中速、中扭矩段，一般驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率特性均可滿足該要求；所述次驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要用于提供特定工況下所需的額外扭矩值，僅需考慮其扭矩特性，對(duì)轉(zhuǎn)速特性無過多要求。

所述動(dòng)力耦合器控制單元（Coupling Control Unit, CCU），用來控制動(dòng)力耦合器中的制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)離合器工作的執(zhí)行器；同時(shí)，它能監(jiān)測(cè)到離合器位置及制動(dòng)器制動(dòng)與否等信號(hào)。

優(yōu)選的是，所述動(dòng)力耦合器包括行星齒輪機(jī)構(gòu)、雙向梯形牙嵌式離合器、離合執(zhí)行器和制動(dòng)器，所述雙向梯形牙嵌式離合器與所述離合執(zhí)行器相連接，所述動(dòng)力耦合控制單元分別與所述離合執(zhí)行器和制動(dòng)器相連接。

所述雙向梯形牙嵌式離合器由一能夠提供足夠驅(qū)動(dòng)力的所述離合執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，使其能沿軸線方向移動(dòng)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)包括行星架、太陽輪和齒圈，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與所述太陽輪相連接，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上同軸安裝有扭矩耦合小齒輪，所述次驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與所述雙向梯形牙嵌式離合器相連接，所述雙向梯形牙嵌式離合器一側(cè)裝有扭矩耦合大齒輪，所述扭矩耦合大齒輪與所述扭矩耦合小齒輪相嚙合且齒數(shù)之比大于1，其另一側(cè)裝有齒圈嚙合齒輪，所述齒圈嚙合齒輪與所述齒圈相嚙合，所述齒圈上裝有制動(dòng)器，所述制動(dòng)器能夠快速將所述齒圈鎖止或者釋放，即所述齒圈的自由度可控。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括車輛主減速器，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸出端與所述車輛主減速器的輸入端相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述雙向梯形牙嵌式離合器包括轉(zhuǎn)速耦合離合器和扭矩耦合離合器。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述離合執(zhí)行器的動(dòng)力源采用電磁吸合式、電機(jī)驅(qū)動(dòng)式、液壓傳動(dòng)式和氣壓傳動(dòng)式中的任意一種。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述動(dòng)力控制單元在所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端和動(dòng)力耦合器輸出端分別設(shè)置有主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器和耦合器輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器封裝在所述動(dòng)力耦合裝置的內(nèi)部空間。所述轉(zhuǎn)速傳感器所采集的各軸轉(zhuǎn)速是耦合形式?jīng)Q策時(shí)所需參考的信號(hào)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括整車控制單元和電機(jī)控制單元，所述動(dòng)力控制單元分別與所述整車控制單元和電機(jī)控制單元相連接。

所述動(dòng)力控制單元（Traction Control Unit, TCU）能與所述整車控制單元（Vehicle Control Unit, VCU）通訊，接收來自VCU的控制命令、踏板開度等信息后綜合判斷當(dāng)前驅(qū)動(dòng)力分配及驅(qū)動(dòng)模式策略，并反饋當(dāng)前整車驅(qū)動(dòng)狀態(tài)信息；同時(shí)，它能與所述電機(jī)控制單元（Motor Control Unit, MCU）和動(dòng)力耦合器控制單元（CCU）通訊，向所述電機(jī)及動(dòng)力耦合器發(fā)送控制命令，并能接收所述電機(jī)和耦合器反饋的狀態(tài)信息。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、電池管理系統(tǒng)、儀表控制單元、整車其它模塊，所述內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)接入的節(jié)點(diǎn)有所述動(dòng)力控制單元、電機(jī)控制單元、動(dòng)力耦合控制單元和整車控制單元，其中所述動(dòng)力控制單元為所述內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)的主要控制節(jié)點(diǎn)；所述整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)接入的節(jié)點(diǎn)有所述整車控制單元、電池管理系統(tǒng)、儀表控制單元和整車其它模塊。

本發(fā)明使用獨(dú)立的所述內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)（CAN2），其可以與原有的所述整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)（CAN1）形成良好的關(guān)聯(lián)度，并且不會(huì)產(chǎn)生通訊冗余，VCU可以實(shí)現(xiàn)CAN1，CAN2上信息的轉(zhuǎn)發(fā)。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述整車其它模塊包括加速踏板模塊和制動(dòng)踏板模塊。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池分別與所述電池管理系統(tǒng)和電機(jī)控制單元相連接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，包括車輛驅(qū)動(dòng)輪、車輛驅(qū)動(dòng)橋和車輛傳動(dòng)軸，所述動(dòng)力耦合器的輸出端與所述車輛傳動(dòng)軸相連接，所述車輛傳動(dòng)軸與所述車輛驅(qū)動(dòng)橋相連接，所述車輛驅(qū)動(dòng)橋與所述車輛驅(qū)動(dòng)輪相連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本發(fā)明能夠良好地應(yīng)用于純電動(dòng)車輛，尤其是純電動(dòng)客車領(lǐng)域，所使用的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和次驅(qū)動(dòng)電機(jī)相互配合，能夠良好地拓寬整車驅(qū)動(dòng)力、轉(zhuǎn)速可調(diào)區(qū)間，優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)外特性，提高了整車性能。本發(fā)明能夠同時(shí)發(fā)揮變速器、耦合器、減速器三大整車核心部件的功能，并且在滿足基礎(chǔ)功能的同時(shí)，能良好地克服現(xiàn)有部件的固有缺陷，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，相比于現(xiàn)有的上述三個(gè)部件，本發(fā)明變速器、耦合器、減速器的質(zhì)量和體積均大幅減小，有利于整車布置和輕量化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明相比于一般的變速器裝置（如AMT），具有如下幾個(gè)方面的技術(shù)效果：

1.在驅(qū)動(dòng)換擋時(shí)無動(dòng)力中斷、無動(dòng)力波動(dòng)的技術(shù)效果。在驅(qū)動(dòng)過程中主驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以一直向整車輸出動(dòng)力，不會(huì)出現(xiàn)任何動(dòng)力中斷現(xiàn)象；次驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以配合制動(dòng)器作用平順地接入傳動(dòng)系，其不僅有充足時(shí)間匹配扭矩，且電機(jī)本身便易于快速精準(zhǔn)調(diào)扭，傳動(dòng)系上不會(huì)有突變載荷。因此，車輛的行駛平順性和乘坐舒適性可以大幅提升，并進(jìn)一步消除一般變速器因傳動(dòng)軸上扭矩歸零又加載所產(chǎn)生的扭震等危害，從而進(jìn)一步提高各零部件的工作壽命。

2.在制動(dòng)降擋時(shí)，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)依次有序地進(jìn)行制動(dòng)能量回饋，且每一瞬時(shí)均有電機(jī)在進(jìn)行制動(dòng)能量回饋，能夠最大限度地將制動(dòng)時(shí)的能量進(jìn)行回收，甚至可以將部分傳動(dòng)系上的能量也進(jìn)行有效回收。

3.在任意擋位切換時(shí)均無需進(jìn)行同步過程，所述同步包括機(jī)械式同步器、電子同步、摩擦式離合器同步等任何形式的同步過程。即本發(fā)明無需使用機(jī)械式同步器，大幅簡(jiǎn)化整體裝置的結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，且無需對(duì)同步器進(jìn)行維護(hù)；由于本發(fā)明無需進(jìn)行電子同步，即無需電機(jī)進(jìn)行繁瑣的調(diào)速換擋匹配過程，從而大幅降低了電機(jī)控制難度，也無需對(duì)電機(jī)控制精度提出苛刻要求；本發(fā)明無需使用復(fù)雜的摩擦式離合器，無需考慮潤(rùn)滑、散熱、維護(hù)等復(fù)雜技術(shù)問題，對(duì)離合執(zhí)行器也無特殊要求，只要提供足夠軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)力即可。

本發(fā)明相比于一般動(dòng)力耦合裝置具有的技術(shù)效果是：本發(fā)明充分考慮了車輛在行駛中的各種狀態(tài)及需求，能夠根據(jù)車輛實(shí)際需要進(jìn)行合理的擋位切換控制。而一般的動(dòng)力耦合裝置，有的只能在車輛停駛狀態(tài)下進(jìn)行模式切換，有的則需要使用復(fù)雜的如濕式離合器、超越離合器、同步器、精密電子調(diào)速等才能完成動(dòng)態(tài)模式切換。本發(fā)明則能夠在滿足車輛行駛中動(dòng)態(tài)模式切換的基礎(chǔ)上，僅使用了所述牙嵌式離合器，其結(jié)構(gòu)和控制均較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)換擋操作。

本發(fā)明所涉及的傳動(dòng)方式包括齒輪嚙合傳動(dòng)、牙嵌式離合器嚙合傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)，其可傳遞扭矩均較大，傳動(dòng)效率均較高，且對(duì)潤(rùn)滑、散熱要求低，在所述工作模式下能夠?qū)崿F(xiàn)免維護(hù)的技術(shù)效果。

本發(fā)明所提出的雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)模式，解除了單電機(jī)在在功率、扭矩方面的限制；在同功率、同扭矩的情況下，使得成本大大降低；同時(shí)，雙電機(jī)的耦合驅(qū)動(dòng)也提高了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性。

本發(fā)明的所述動(dòng)力耦合器進(jìn)一步區(qū)分為扭矩?fù)?、懸空擋和轉(zhuǎn)速擋。在起步時(shí)，所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接進(jìn)行扭矩耦合，可使車輛起步加速性能、爬坡性能得到提高，且兩個(gè)電機(jī)互相協(xié)調(diào)，盡可能在高效區(qū)工作；當(dāng)車輛起步后，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)恰好工作在中速、中扭段，即可在效率高效區(qū)進(jìn)行工作；當(dāng)車速需要進(jìn)一步提高時(shí)，所述兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速耦合，使車輛最高車速得到進(jìn)一步提升。因此，所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)一直在有效地輸出動(dòng)力，所述次驅(qū)動(dòng)電機(jī)則根據(jù)車輛狀態(tài)對(duì)動(dòng)力進(jìn)行適時(shí)補(bǔ)充，兩個(gè)電機(jī)均可工作在高效區(qū)間，可簡(jiǎn)化電機(jī)設(shè)計(jì)，優(yōu)化電機(jī)效率特性。

本發(fā)明中進(jìn)行相關(guān)信號(hào)采集的所述轉(zhuǎn)速傳感器均封裝在整個(gè)動(dòng)力耦合裝置內(nèi)部，無需在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中增加傳感器；本發(fā)明具有獨(dú)立的內(nèi)部CAN網(wǎng)絡(luò)，僅需要TCU與VCU進(jìn)行信息交互，無需在現(xiàn)有車輛的各個(gè)控制器中進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)傳輸，縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，提高了系統(tǒng)可靠性。本發(fā)明易于實(shí)施，便于對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改造升級(jí)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1作為本發(fā)明的雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2作為本發(fā)明的雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1動(dòng)力電池；2動(dòng)力控制單元（Traction Control Unit，TCU）；3電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，BMS）；4內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)（CAN2）；5整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)（CAN1）；6儀表控制單元（Instrument Control Unit，ICU）；7整車控制單元（Vehicle Control Unit，VCU）；8主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器；9整車其它模塊；10動(dòng)力耦合控制單元（Coupling Control Unit，CCU）；11車輛驅(qū)動(dòng)輪；12車輛驅(qū)動(dòng)橋；13車輛傳動(dòng)軸；14耦合器輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器；15次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器；16次驅(qū)動(dòng)電機(jī)（Traction Motor 2，TM2）；17主驅(qū)動(dòng)電機(jī)（Traction Motor 1，TM1）；18電機(jī)控制單元（Motor Control Unit，MCU）；19車輛主減速器；100動(dòng)力耦合器；101扭矩耦合小齒輪；102離合執(zhí)行器；103太陽輪；104制動(dòng)器；105行星架；106齒圈；107齒圈嚙合齒輪；108轉(zhuǎn)速耦合離合器；109扭矩耦合離合器；110扭矩耦合大齒輪。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例僅為一優(yōu)選技術(shù)方案，其中所涉及的各個(gè)組成部件以及連接關(guān)系并不限于該實(shí)施例所描述的以下這一種實(shí)施方案，該優(yōu)選方案中的各個(gè)組成部件的設(shè)置以及連接關(guān)系可以進(jìn)行任意的排列組合并形成完整的技術(shù)方案。

下面結(jié)合圖1、2詳細(xì)描述所述雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置的技術(shù)方案：

一種雙電機(jī)無同步多擋動(dòng)力耦合裝置，包括主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)16、動(dòng)力耦合器100、動(dòng)力控制單元2和動(dòng)力耦合控制單元10，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的輸出端和次驅(qū)動(dòng)電機(jī)16的輸出端分別與動(dòng)力耦合器100的輸入端相連接，動(dòng)力控制單元2分別與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17輸出端、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)16輸出端和動(dòng)力耦合器100輸出端相連接，取消機(jī)械同步器和電機(jī)調(diào)速控制單元。動(dòng)力耦合器100包括行星齒輪機(jī)構(gòu)、雙向梯形牙嵌式離合器、離合執(zhí)行器102和制動(dòng)器104，所述雙向梯形牙嵌式離合器與離合執(zhí)行器102相連接，動(dòng)力耦合控制單元10分別與離合執(zhí)行器102和制動(dòng)器104相連接。所述行星齒輪機(jī)構(gòu)包括行星架105、太陽輪103和齒圈106，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的輸出軸與太陽輪103相連接，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17的輸出軸上同軸安裝有扭矩耦合小齒輪101，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)16的輸出端與所述雙向梯形牙嵌式離合器相連接，所述雙向梯形牙嵌式離合器一側(cè)裝有扭矩耦合大齒輪110，扭矩耦合大齒輪110與扭矩耦合小齒輪101相嚙合且齒數(shù)之比大于1，其另一側(cè)裝有齒圈嚙合齒輪107，齒圈嚙合齒輪107與齒圈106相嚙合，齒圈106上裝有制動(dòng)器104。包括車輛主減速器19，行星架105的輸出端與車輛主減速器19的輸入端相連接。所述雙向梯形牙嵌式離合器包括轉(zhuǎn)速耦合離合器108和扭矩耦合離合器109。離合執(zhí)行器102的動(dòng)力源采用電磁吸合式、電機(jī)驅(qū)動(dòng)式、液壓傳動(dòng)式和氣壓傳動(dòng)式中的任意一種。動(dòng)力控制單元2在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)17輸出端、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)16輸出端和動(dòng)力耦合器100輸出端分別設(shè)置有主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器8、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器15和耦合器輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器14，所述轉(zhuǎn)速傳感器封裝在所述動(dòng)力耦合裝置的內(nèi)部空間。包括整車控制單元7和電機(jī)控制單元18，動(dòng)力控制單元2分別與整車控制單元7和電機(jī)控制單元18相連接。包括整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)5、內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)4、電池管理系統(tǒng)3、儀表控制單元6、整車其它模塊9，內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)4接入的節(jié)點(diǎn)有動(dòng)力控制單元2、電機(jī)控制單元18、動(dòng)力耦合控制單元10和整車控制單元7，其中動(dòng)力控制單元2為內(nèi)部CAN通訊網(wǎng)絡(luò)4的主要控制節(jié)點(diǎn)；整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)5接入的節(jié)點(diǎn)有整車控制單元7、電池管理系統(tǒng)3、儀表控制單元6和整車其它模塊9。整車其它模塊9包括加速踏板模塊和制動(dòng)踏板模塊。包括動(dòng)力電池1，動(dòng)力電池1分別與電池管理系統(tǒng)3和電機(jī)控制單元18相連接。包括車輛驅(qū)動(dòng)輪11、車輛驅(qū)動(dòng)橋12和車輛傳動(dòng)軸13，動(dòng)力耦合器100的輸出端與車輛傳動(dòng)軸13相連接，車輛傳動(dòng)軸13與車輛驅(qū)動(dòng)橋12相連接，車輛驅(qū)動(dòng)橋12與車輛驅(qū)動(dòng)輪11相連接。

所述梯形牙嵌式離合器的一般特性為：強(qiáng)度較大，接合和脫開比較容易，牙側(cè)間隙較小且在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，可以避免在載荷和速度變化時(shí)因間隙而產(chǎn)生的沖擊，其可在轉(zhuǎn)速≤牙嵌式離合器最大接合轉(zhuǎn)速時(shí)接合。

本發(fā)明的工作原理：

在車輛停駛時(shí)，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過梯形牙嵌式離合器與傳動(dòng)齒輪相結(jié)合，制動(dòng)器將齒圈鎖止，進(jìn)入扭矩?fù)酰辉谄鸩交蚺榔聲r(shí)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和次驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過齒輪嚙合將扭矩耦合后輸出，使得車輛加速能力和爬坡能力得到增強(qiáng)。當(dāng)車輛加速到一定速度時(shí)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩增大、次驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩逐步減小到一定值后，離合執(zhí)行器將梯形牙嵌式離合器回?fù)苤翢o嚙合狀態(tài)，進(jìn)入懸空擋；此過程中主驅(qū)動(dòng)電機(jī)一直向整車輸出動(dòng)力。當(dāng)車輛速度繼續(xù)增大時(shí)，離合執(zhí)行器將梯形牙嵌式離合器撥至與齒圈嚙合狀態(tài)，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩逐步增大至一定值后，制動(dòng)器釋放齒圈，進(jìn)入轉(zhuǎn)速擋；主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和次驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過行星齒輪機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)速耦合后輸出，使得車輛最高車速進(jìn)一步提高。

在耦合器處于轉(zhuǎn)速擋、車輛以較高車速行駛時(shí)，一旦車輛開始制動(dòng)，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)優(yōu)先進(jìn)入制動(dòng)回饋模式（即產(chǎn)生負(fù)扭矩），齒圈轉(zhuǎn)速會(huì)快速降低，當(dāng)降到一定值后，制動(dòng)器可以輕易地將齒圈鎖止，此時(shí)次驅(qū)動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，離合執(zhí)行器將梯形牙嵌式離合器回?fù)苤翢o嚙合狀態(tài)，進(jìn)入懸空擋。隨后若車輛進(jìn)一步制動(dòng)，則主驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)回饋模式，太陽輪轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上齒輪轉(zhuǎn)速降低，由于齒數(shù)比關(guān)系，次驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸上齒輪轉(zhuǎn)速將更低，當(dāng)該值低到一定值后，離合執(zhí)行器將梯形牙嵌式離合器回?fù)苤僚c傳動(dòng)齒輪結(jié)合狀態(tài)，進(jìn)入扭矩?fù)酢?/p>

車輛由所述停駛、起步、加速、減速、停駛即構(gòu)成一個(gè)基本工況循環(huán)，其過程中車輛無需做額外復(fù)雜、反常操作，可由本發(fā)明自主完成模式切換過程。上述車輛各擋位模式切換時(shí)機(jī)將由TCU綜合加速踏板、制動(dòng)踏板、車速、電機(jī)狀態(tài)等信息后判斷給出，能夠準(zhǔn)確識(shí)別車輛狀態(tài)和駕駛員意圖，不會(huì)出現(xiàn)循環(huán)換擋等現(xiàn)象。上述換擋過程中，制動(dòng)器、離合執(zhí)行器在工作時(shí)均無需提前讓電機(jī)進(jìn)行快速精準(zhǔn)調(diào)速，也無需使用機(jī)械同步器，且換擋過程中無明顯滑磨過程，即本發(fā)明在換擋過程中可以實(shí)現(xiàn)無同步換擋。上述換擋過程中，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)一直向整車輸出動(dòng)力，且次驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩輸入前已由TCU控制完成扭矩匹配過程，即本發(fā)明在換擋過程中可以實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力中斷、無動(dòng)力波動(dòng)換擋。本發(fā)明所用動(dòng)力耦合器中選用行星齒輪機(jī)構(gòu)，并將行星齒輪機(jī)構(gòu)作為輸出，其本身便具有減速增扭的作用。同時(shí)可以通過合理配置相關(guān)參數(shù)，簡(jiǎn)化主減速器尺寸和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以進(jìn)行同結(jié)構(gòu)拓展，即通過引入額外的電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)，將所述行星齒輪機(jī)構(gòu)輸出軸作為新行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸入端，擴(kuò)大扭矩和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍，可控?fù)跷灰部梢噪S引入所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的數(shù)量成指數(shù)增加。考慮到目前純電動(dòng)客車上采用雙電機(jī)耦合的形式便能滿足一般使用需要，因此本發(fā)明僅對(duì)雙電機(jī)耦合形式進(jìn)行了闡述，但同結(jié)構(gòu)的拓展形式也應(yīng)落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。