一种驱动总成、车辆及控制方法与流程

1.本技术实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种驱动总成、车辆及控制方法。


背景技术：

2.在全球能源、环境问题日益严峻的大背景下，环保节能的电动汽车的成为了关注的热点。例如，电动车的四轮独立驱动系统，由四个电机各自独立驱动车辆的四个车轮，四个车轮的转矩和速度可以彼此独立精确控制，由此带来了一系列的优势，如实现更小半径转弯，辅助esp功能，辅助转向功能，辅助制动功能等。
3.但，现有的四轮独立驱动系统通常体积较大，重量和成本较高，不能满足车辆的高功率密度需求。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种驱动总成、车辆及控制方法，具有结构紧凑、功率密度高的优点。
5.第一方面，本技术实施例提供一种驱动总成，该驱动总成包括电机和离合传动组。其中，电机包括一个带内外线圈的定子、一个可旋转的设置在定子外侧的外转子以及可旋转的设置在定子内侧的第一内转子和第二内转子，且第一内转子与第二内转子彼此独立设置；外转子用于作为电机的第一动力输出端，第一内转子和第二内转子作为电机的第二动力输出端；离合传动组，包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端和第二输出端；外转子、第一内转子均与第一输入端传动连接；外转子、第二内转子均与第二输入端传动连接；其中，第一输入端和第一输出端传动耦合，第二输入端和第二输出端传动耦合；第一输出端用于与左车轮传动连接，第二输出端用于与右车轮传动连接。
6.具体地，电机包括一个带内外线圈的定子，这里，对于带内外线圈的定子可以是指，例如，定子的外侧设置有外定子线圈，定子的内侧设置有内定子线圈，且外定子线圈和内定子线圈的极性相反并设有钢硅片，外定子线圈的钢硅片和内定子线圈的钢硅片可相互错位或同位设置，优选的，可采用相互错位的结构以使电机具有较大输出转矩。这里，定子可以呈圆柱形的筒状结构，外转子可旋转的套设在定子的外侧，且外转子与定子同轴设置，这其中，外转子的内壁上间隔分布有外转子永磁体，具体以能够使外转子绕定子的中心轴线转动为准，外转子用于作为电机的第一动力输出端，诸如，外转子用于承担车辆的主要动力输出。
7.继续地，定子的内侧设置有可旋转的第一内转子和第二内转子，这里，第一内转子和第二内转子彼此独立设置，具体是指第一内转子与第二内转子工作过程中互不影响，例如，第一内转子绕定子顺时针旋转时，第二内转子可绕定子逆时针旋转；又或第一内转子和第二内转子同方向旋转时第一内转子和第二内转子的转速不同。如第一内转子和第二内转子均可实现每分钟正负5000转的转速范围。这其中，外转子的输出功率相较于内转子通常较大，诸如，外转子功率为150kw时，相应的内转子的功率为40～50kw之间，也即电机主要的
输出动力由外转子承担，第一内转子和第二内转子作为电机的第二动力输出端，第二动力输出端主要起辅助性的动力输出，即第一内转子和第二内转子承担调速和功率分流的作用，以相应实现左车轮和右车轮输出转速和功率的变化。具体的，外转子和第一内转子均与离合传动组件的第一输入端传动连接，离合传动器的第一输出端与左车轮传动连接；相应的，外转子、第二内转子均与第二输入端传动连接，其中，外转子对离合传动组的输入转速和输出功率一定的情况下，第一内转子的输出端与离合传动组的第一输入端连接，第二内转子的输出端与离合传动组的第二输入端连接。
8.由于第一内转子和第二内转子之间彼此独立设置，其工作互不影响，如此，可通过调整第一内转子的转速及第二内转子的转速，例如，可以控制第一内转子和第二内转子的转速相反，从而使得输出到左车轮和右车轮的转速不同，从而可助力车辆转向，以实现车辆更小的转弯半径或原地转向功能。又例如，车辆直线行驶时，可控制第一内转子和第二内转子的转速相同且转向一致，由于电机采用一个外转子，因此，当第一内转子和第二内转子的转速相同，且转向一致时，输出到左车轮和右车轮的转速也是相同的，可满足车辆正常直线行驶，而且直线行驶的同时，可相应控制第一内转子和第二内转子的转速提升至更高的相同的转速，从而可提升车辆的行驶速度。以上如此设置，由于第一内转子和第二内转子共用一个定子，因此，使得本技术中的驱动总成结构更为紧凑，且具有较大的功率密度。
9.需要说明的是，第一内转子、第二内转子、外转子可以同时运转，并且，连接不同的电源也可以分时运转，即第一内转子、第二内转子或者外转子工作时彼此可互不影响，也即彼此工作独立。例如，外转子转动时，第一内转子可以与外转子的转动方向相反或相同，同时，第二内转子也可以与外转子的转动方向相反或相同。
10.另外，需要说明的是，离合传动组的具体结构形式不作限定，诸如离合传动组可以是由两个行星齿轮组合而成，例如，其中一个行星齿轮组的行星架、太阳轮作为两个第一输入端分别与外转子和第一内转子传动连接，该行星齿轮组的外齿圈作为第一输出端与左车轮传动连接；相应的，另一个行星齿轮组的行星架、太阳轮作为两个第二输入端分别与外转子和第二内转子传动连接；另外，使两个行星齿轮组的两个外齿圈分别作为第一输出端和第二输出端与左车轮和右车轮传动连接。又或者是有离合传动组可以是两组由动力盘、主动轮、从动盘及分离操作系统组成的摩擦式离合器，具体也不作限定，其具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，且第一输入端和第一输出端传动耦合，第二输入端和第二输出端传动耦合即可。另外，第一输出端和第二输出端各自可通过传动组件分别与左车轮和右车轮传动连接，以带动左车轮和右车轮的转向或直线行驶，这里，传动组件可以是多个传动轴与多个齿轮的组合，具体不作限定。
11.在本技术的一种可能的实现方式中，离合传动组包括第一行星轮系和第二行星轮系；第一行星轮系包括彼此啮合的第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈以及公用行星架；第二行星轮系包括彼此啮合的第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈以及公用行星架，第一行星轮系与第二行星轮系共用一个公用行星架；公用行星架与外转子传动连接，第一太阳轮与第一内转子传动连接；第二太阳轮与第二内转子传动连接。其中，公用行星架与第一太阳轮作为第一输入端，第一齿圈为第一输出端；公用行星架与第二太阳轮作为第二输入端，第二齿圈为第二输出端。这里，离合传动组采用第一行星轮系和第二行星轮系组设的方式相比较于摩擦式离合传动器及其它定轴轮系而言，具有结构紧凑，传动比范围大，效率高的优
点。
12.这其中，第一行星轮系和第二行星轮系采用公用行星架的设计，一方面可进一步使得离合传动组更为紧凑，产生的扭矩远大于相同尺寸三组通用型行星轮产生扭矩，节省了两个行星轮系的布置高度同时，可减小噪音及节省成本；另一方面，电机只有一个外转子，且外转子相对第一内转子和第二内转子功率较大，外转子主要承担大部分动力输出，由于作为第一动力输出端的外转子与公用行星架传动连接，使得第一行星轮系和第二行星轮系的公用行星架转速相等，即电动车整个行驶过程中，由外转子输出到第一行星轮系和第二行星轮系的功率及转速始终一致，从而便于通过仅通过调节第一内转子和第二内转子的转速来最终实现左车轮和右车轮的转速调节，以便于顺利应对转弯行驶工况，也即不需要传统的差速器就可实现转弯时左车轮和右车轮的速度差。
13.在本技术的一种可能的实现方式中，定子为圆柱形定子，第一太阳轮、第二太阳轮、外转子、第一内转子、第二内转子均与定子同轴设置；在第一方向上，第二行星轮系、第一行星轮系、第一内转子、第二内转子顺次设置；其中，第一方向沿定子的中心轴线方向。其中，在第一方向上，第二行星轮系、第一行星轮系、第一内转子、第二内转子顺次设置，可以理解为第二行星轮系和第二内转子位于两外侧，第一行星轮系和第一内转子相邻位于第二行星轮系和第一内转子之间。这里，由于第一行星轮系和第二行星轮系共用一个公用行星架，第二行星轮系和第一行星轮系在沿第一方向上相邻的设计，使得第一行星轮系和第二行星轮系在沿第一方向上占用空间较少，且便于设计公用行星架。以上如此设计，可使电机与离合传动组的布设方式更为简单紧凑。
14.在本技术的一种可能的实现方式中，第一内转子背离第二内转子的一侧具有中空的第一圆筒结构，用于作为第一内转子的输出轴；第一太阳轮背离第二太阳轮的一侧具有第二圆筒结构，用于作为第一太阳轮的输入轴；第一圆筒结构和第二圆筒结构两者传动连接，在第一方向上，第二内转子的输出轴可依次穿过第一圆筒结构、第二圆筒结后与第二太阳轮的输入轴传动连接。这里，由于第一内转子和第二内转子都以定子的中心轴为旋转轴，即第一内转子和第二内转子同轴旋转，这里，将第一内转子的输出轴做成中空的圆筒结构，使得第二内转子的输出轴可穿过第一内转子的中空圆筒结构的输出轴，如此，第一内转子的输出轴和第二内转子的输出轴在第一平面上的正投影便不会有重叠干涉，进而不会影响第一内转子和第二内转子的各自独立的正常工作。
15.在本技术的一种可能的实现方式中，驱动总成还包括第一转动执行机构和第二转动执行机构，第一转动执行机构包括第一传动轴和第一传动齿轮；第二转动执行机构包括第二传动轴和第二传动齿轮；其中，第一传动轴的输入端和输出端分别与第一齿圈的输出端和第一传动齿轮的输入端传动连接，第一传动齿轮的输出端与左车轮的输入端传动连接，用于带动左车轮转向；第二传动轴的输入端和输出端分别与第二齿圈的输出端和第二传动齿轮的输入端传动连接，第二传动齿轮的输出端与右车轮的输入端传动连接，用于带动右车轮转向。
16.在本技术的一种可能的实现方式中，第一内转子和第二内转子在定子背离外转子的一侧内壁上的正投影均落在定子上。
17.在本技术的一种可能的实现方式中，第一齿圈和第二齿圈同轴设置，第一齿圈和第二齿圈的径向尺寸相等。由于第一行星轮系和第二行星轮系的最大尺寸通常由齿圈的尺
寸来决定，因此，第一齿圈和第二齿圈径向尺寸相等的设计，再结合第一太阳轮和第二太阳轮的同轴设置，使得第一行星轮系和第二行星轮系行成的离合传动组结构对称、紧凑。
18.在本技术的一种可能的实现方式中，驱动总成还包括外壳体，离合传动组、电机均集成于外壳体内。如此，可增加驱动总成的集成性。
19.第二方面，本技术提供一种车辆，该车辆包括车身、左车轮、右车轮和第一方面上任一项的驱动总成。其中，左车轮和右车轮设置在车身的下方，左车轮与离合传动组的第一输出端传动连接，右车轮与离合传动组的第二输出端传动连接；整车控制器用于控制电机的响应动作。由于本技术中的车辆包含了第一方面中任一项的驱动总成，因此，具有相同的技术效果，即具有结构紧凑、功率密度高的优点。
20.第三方面，本技术还提供一种控制方法，该控制方法采用第一方面上任一项驱动总成，该方法包括：获取当前车辆行驶参数，行驶参数至少包括左车轮和右车轮的转弯半径；根据当前行驶参数确定车辆的当前行驶工况，当前行驶工况包括直线行驶工况和转弯行驶工况；当车辆处于转弯行驶工况时，控制第一内转子输出第一预设转速以及控制第二内转子输出第二预设转速，以使左车轮和右车轮满足车辆转弯所需的转速差；当车辆处于直线行驶工况时，控制第一内转子和第二内转子的转向一致且转速相等。
21.具体地，可利用车辆的整车控制器及电机控制单元等获取当前车辆的转弯半径、当前电机中的外转子、第一内转子、第二内转子的转速和功率等，并根据这些行驶参数可确定出车辆是处于直线行驶工况或转弯行驶工况。例如，当车辆处于转弯行驶工况时，可通过整车控制器及电机控制单元控制第一内转子的转速变化，从而实现第一输出端的转速调节，最终可实现左车轮的轮边输出转速和功率的变化；同样的也可同时控制第二内转子的转速变化，最终实现右车轮的轮边输出转速和功率的变化。比如可控制第一内转子和第二内转子的转速反向变化，使左车轮和右车轮的轮边输出旋转方向相反，可助力车辆转向，以实现车辆更小的转弯半径或原地转向功能。当车辆处于直线行驶工况时，即车辆的左车轮和右车轮不需要转速差，由于电机的外转子分别与离合传动组的第一输入端和第二输入端传动连接，也即外转子输入到离合传动组的转速一样，即在外转子的输出下，只要控制第一内转子和第二内转子的转向一致且转速相等，即可保证车辆的正常直线行驶，另外，车辆直线行驶时，可控制第一内转子和第二内转子的转速同向同速旋转，在实现车辆正常直线行驶的情况下，可同步提高左车轮和右车轮的转速或实现同步降低左车轮和右车轮的转速。也即第一内转子和第二内转子起到功率分流及调速调扭的作用，这其中，不需要设置传统车辆中的差速器，且两个内转子共用一个定子，使其具有功率密度大的优点。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的一种驱动总成的结构示意简图；
23.图2为本技术实施例提供的一种第一行星轮系的结构及受力示意简图；
24.图3为本技术实施例提供的一种驱动总成中第一内转子和第二内转子起到的调速及功率分流示意图之一；
25.图4为本技术实施例提供的一种驱动总成中第一内转子和第二内转子起到的调速及功率分流示意图之二；
26.图5为本技术实施例提供的一种控制方法的流程示意图。
27.附图标记：
28.1-电机；11-定子；12-外转子；13-第一内转子；14-第二内转子；131-第一圆筒结构；2-第一行星轮系；21-第一太阳轮；22-第一齿圈；23-公用行星架；24-第一行星轮；211-第二圆筒结构；3-第二行星轮系；31-第二行星轮；32-第二太阳轮；33-第二齿圈；4-第一转动执行机构；41-第一传动轴；42-第一传动齿轮；5-第二转动执行机构；51-第二传动轴；52-第二传动齿轮；6-左车轮；7-右车轮。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
30.在本技术实施例中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.此外，在本技术实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
32.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
33.在本技术实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
34.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
35.当前纯电动汽车发展越来越快，为了追求较好的动力性，很多车型均采用四驱方案，诸如每个车轮配设一套电机，由四个电机各自独立驱动车辆的四个车轮，使得四个车轮的转矩和速度可以彼此独立精确控制。例如，基于车辆行驶工况(如：弯道、坡道、高速路、雪地等工况)并结合加速、制动、转向、前进、后退等因素对四个电机输出扭矩比例进行实时分配调整。
36.但现有的由四个电机各自驱动车辆的四个车轮的设计中，四个电机中的每次一个电机中均为一个定子及一个转子系统组成，在同一使用时间内只能输出动力或输出电源，一方面无法满足每个电机同时既输出旋转动力，又输出电源、、或同时既输出异速旋转动力，又输出异功率电源的复杂要求。如此，导致现有的四轮独立驱动系统通常体积较大，重
量和成本较高，不能满足车辆高功率高需求。
37.本技术实施例提供一种车辆，需要说明的是，本技术中的车辆可以指大型汽车、小型汽车、专用汽车等等，示例性的，按照车型来分，本技术中的汽车可以是轿车车型，也可以是越野车型，还可以是多用途(multi-purpose vehicles，mpv)车型或其他车型。
38.本技术实施例提供一种车辆，该车辆包括车身、左车轮、右车轮和驱动总成。其中，左车轮和右车轮设置在车身的下方，左车轮与离合传动组的第一输出端传动连接，右车轮与离合传动组的第二输出端传动连接。本技术中车辆的驱动总成，具有结构紧凑、功率密度高的优点。
39.传统的电机主要由固定部分和旋转部分两部分组成，固定部分称为定子，旋转部分称为转子。其工作原理是建立在电磁感应定律、全电路欧姆定律和电磁力定律等基础上的。其中，定子包括绕组线圈，转子为永磁体，当电源或不同频率伺服电源通过换向器及电刷分别流向绕组线圈时，可驱动转子以不同转速或不同转向旋转，以使转子输出不同转速动力，但传统的电机往往功率密度低，适应范围窄。如果给每个车轮配置传统电机不能满足车辆高功率及高性能需求，且体积较大、重量和成本较高。
40.为此，参照图1，本技术提供了一种驱动总成，该驱动总成包括电机1和离合传动组。其中，电机1包括一个带内外线圈的定子11、一个可旋转的设置在定子11外侧的外转子12以及可旋转的设置在定子11内侧的第一内转子13和第二内转子14，且第一内转子13与第二内转子14彼此独立设置；外转子12用于作为电机1的第一动力输出端，第一内转子13和第二内转子14作为电机1的第二动力输出端；离合传动组包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端和第二输出端；外转子12、第一内转子13均与第一输入端传动连接；外转子12、第二内转子14均与第二输入端传动连接；其中，第一输入端和第一输出端传动耦合，第二输入端和第二输出端传动耦合；第一输出端用于与左车轮6传动连接，第二输出端用于与右车轮7传动连接。
41.具体地，电机1包括一个带内外线圈的定子11，这里，对于带内外线圈的定子11可以是指，例如，定子11的外侧设置有外定子11线圈，定子11的内侧设置有内定子11线圈，且外定子11线圈和内定子11线圈的极性相反并设有钢硅片，外定子11线圈的钢硅片和内定子11线圈的钢硅片可相互错位或同位设置，优选的，可采用相互错位的结构以使电机1具有较大输出转矩。这里，定子11可以呈圆柱形的筒状结构，外转子12可旋转的套设在定子11的外侧，且外转子12与定子11同轴设置，这其中，外转子12的内壁上间隔分布有外转子12永磁体，具体以能够使外转子12绕定子11的中心轴线转动为准，外转子12用于作为电机1的第一动力输出端，例如，外转子12用于承担车辆的主要动力输出。
42.继续地，定子11的内侧设置有可旋转的第一内转子13和第二内转子14，这里，第一内转子13和第二内转子14彼此独立设置具体是指，第一内转子13与第二内转子14工作过程中互不影响。例如，第一内转子13绕定子11顺时旋转时，第二内转子14可绕定子11逆时针旋转；又或第一内转子13和第二内转子14同方向旋转时，第一内转子13和第二内转子14的转速可以不同。如第一内转子13和第二内转子14均可实现每分钟正负5000转的转速范围。这其中，外转子12通常相较于内转子通常较大，诸如，外转子12功率为150kw时，相应的内转子的功率为40～50kw之间，也即电机1主要的输出动力由外转子12承担，第一内转子13和第二内转子14作为电机1的第二动力输出端，其主要起到辅助性的动力输出，即第一内转子13和
第二内转子14承担调速和功率分流的作用，以相应实现左车轮6和右车轮7输出转速和功率的变化。具体的，外转子12和第一内转子13均与离合传动组件的第一输入端传动连接，离合传动器的第一输出端与左车轮6传动连接；相应的，外转子12、第二内转子14均与第二输入端传动连接。
43.其中，由于外转子12对离合传动组的输入转速和输出功率一定，而第一内转子13的输出端与离合传动组的第一输入端连接，第二内转子14的输出端与离合传动组的第二输入端连接，因第一内转子13和第二内转子14之间彼此独立设置，其工作互不影响，如此，可通过调整第一内转子13的转速及第二内转子14的转速，例如，可以控制第一内转子13和第二内转子14的转速相反，从而使得输出到左车轮6和右车轮7的转速不同，从而可助力车辆转向，以实现车辆更小的转弯半径或原地转向功能。又例如，车辆直线行驶时，可控制第一内转子13和第二内转子14的转速相同且转向一致，由于电机1采用一个外转子12，因此，当第一内转子13和第二内转子14的转速相同且转向一致时，输出到左车轮6和右车轮7的转速也是相同的，可使车辆正常直线行驶，且直线行驶的同时，可相应控制第一内转子13和第二内转子14的转速提升至更高的相同的转速，从而可提升车辆的行驶速度。以上如此设置，由于电机1中第一内转子13和第二内转子14共同一个定子11，因此，使得本技术中的驱动总成结构更为紧凑，且具有较大的功率密度。
44.这其中，第一内转子13和第二内转子14的外侧壁均缠绕有第一第内转子线圈和第二内转子14线圈，这其中，由于电机1的扭矩等于电机1的机械功率除以转子的机械角速度，机械角速度和线圈的扎数成正比，也即线圈扎数越多则扭矩越小，扎数越少扭矩越大。例如，第一内转子13的线圈和第二内转子14的线圈扎数可以较小，外转子12的线圈较多。则第一内转子13和第二内转子14可提供高扭矩，即电动车在行驶时需要高扭矩时选择第一内转子13或第二内转子14工作，需要高转速时选择外转子12工作(电机1转速和线圈扎数成正比)。而普通电机1只能通过电流和电压的控制来决定电机1的扭矩输出。在使用较低电压和电流时带动的是较大负荷的电机，会造成更多的机械效率损失。而本技术中的电机1可以选择更小负荷的第一内转子13或第二内转子14运转以调速调扭，从而减少机械效率的损失。同时也可以使用电控单元控制第一内转子13和第二内转子14工作，以使电机1性能最优及提供更大的输出功率。另外，第一内转子13和第二内转子14除了作为第二动输出端，提供车轮调速调扭的作用外，也可以发电作为输出电源使用，本技术实施例中将以第一内转子13和第二内转子14作为第二动输出端提供车轮调速调扭的作用为主进行说明。
45.需要说明的是，第一内转子13、第二内转子14、外转子12可以同时运转，并且，连接不同的电源也可以分时运转，即第一内转子13、第二内转子14或者外转子12工作时彼此可互不影响，也即彼此工作独立。例如，外转子12转动时，第一内转子13可以与外转子12的转动方向相反或相同，同时，第二内转子14也可以与外转子12的转动主向相反或相同。
46.另外，需要说明的是，离合传动组的具体结构形式不作限定，诸如离合传动组可以是由两个行星齿轮组合而成，例如，其中一个行星齿轮组的行星架、太阳轮作为两个第一输入端分别与外转子12和第一内转子13传动连接，该行星齿轮组的外齿圈作为第一输出端与左车轮6传动连接；相应的，另一个行星齿轮组的行星架、太阳轮作为两个第二输入端分别与外转子12和第二内转子14传动连接，两个行星齿轮组的两个外齿圈分别作为第一输出端和第二输出端与左车轮6和右车轮7传动连接。又或者是有离合传动组可以是两组由动力
盘、主动轮、从动盘及分离操作系统组成的摩擦式离合器，具体也不作限定，其具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，且第一输入端和第一输出端传动耦合，第二输入端和第二输出端传动耦合即可。另外，第一输出端和第二输出端各自可通过传动组件分别与左车轮6和右车轮7传动连接，以带动左车轮6和右车轮7的转向，这里，传动组件可以是多个传动轴与多个齿轮的组合，具体不作限定。
47.在一些实施例中，参照图1和图2，离合传动组包括第一行星轮系2和第二行星轮系3；第一行星轮系2包括彼此啮合的第一太阳轮21、第一行星轮24、第一齿圈22以及公用行星架23；第二行星轮系3包括彼此啮合的第二太阳轮32、第二行星轮31、第二齿圈33以及公用行星架23，第一行星轮系2与第二行星轮系3共用一个公用行星架23；公用行星架23与外转子12传动连接，第一太阳轮21与第一内转子13传动连接；第二太阳轮32与第二内转子14传动连接；其中，公用行星架23与第一太阳轮21为第一输入端，第一齿圈22为第一输出端；公用行星架23与第二太阳轮32为第二输入端，第二齿圈33为第二输出端。这里，离合传动组采用第一行星轮系2和第二行星轮系3的方式相比较于摩擦式离合传动器及其它定轴轮系而言，具有结构紧凑，传动比范围大，效率高的优点。
48.这其中，第一行星轮系2和第二行星轮系3采用公用行星架23的设计，一方面可进一步使得离合传动组更为紧凑，产生的扭矩远大于相同尺寸三组通用型行星轮产生扭矩，节省了两个行星轮系的布置高度同时，可减小噪音及节省成本；另一方面，电机1只有一个外转子12，且外转子12相对第一内转子13和第二内转子14功率较大，外转子12主要承担大部分动力输出，由于作为第一动力输出端的外转子12与公用行星架23传动连接，使得第一行星轮系2和第二行星轮系3的公用行星架23转速相等，即电动车整个行驶过程中，由外转子12输出到第一行星轮系2和第二行星轮系3的功率及转速始终一致，从而便于仅通过调节第一内转子13和第二内转子14的转速来最终实现左车轮6和右车轮7的转速调节，以便于顺利应对转弯行驶工况，也即不需要传统的差速器就可实现转弯时左车轮6和右车轮7的速度差。
49.需要说明的是，由于第一行星轮系2和第二行星轮系3的组成一致，所以为了便于说明，说明书附图中只给出第一行星轮系2的结构及受力简图，即图2，可以理解的，图2也可以反应第二行星轮系3的结构及受力简图。
50.为了便于说明，参照图2和图3，对第一行星轮系2和第二行星轮系3中太阳轮、行星轮和行星架的转速关系通过以下公式进行说明。由于第一行星轮系2和第二行星轮系3共用一个公用行星架23，且第一行星轮系2和第二行星轮系3组成一致，可以其中一个行星轮系进行说明，例如，以下对第一行星轮系2的扭矩、力平衡及能量平衡进行以公式为主的说明。其中通过扭矩平衡得到公式(1)，公式(2)为其中一个行星轮受力平衡得到的，即可以得出f1、f2、f3之间的大小关系。公式(3)～公式(6)结合能量平衡可得出公式(8)和公式(9)中第一太阳轮21的转速ω
s1
、第一齿圈22的转速ω
r1
、公用行星架23的转速ω
c1
三者之间的转速关系。其中，由于第一太阳轮21与电机1的第一内转子13传动连接，也即改变第一内转子13的转速即可改变第一太阳轮21的转速ω
s1
；由于公用行星架23与外转子12传动连接，即改变外转子12的转速即可改变公用行星架23的转速ω
c1
，第一齿圈22由于与左车轮6传动连接，即第一齿圈22的转速ω
r1
反应出左车轮6的轮边转速。通过第一内转子13的转速的变化，即第一太阳轮21的转速ω
s1
变化，可实现第一齿圈22的转速ω
r1
变化，从而实现左车轮6的左
轮边输出转速和功率的变化，即左右轮边输出功率和转速均可根据车辆具体行驶工况来调整实现。
51.f1
×
p1＝f2
×
p1
ꢀ→ꢀ
f1＝f2
ꢀꢀ
(1)
[0052][0053][0054][0055][0056][0057]
ω
s1
+r1/s1
×
ω
r1
＝(1+r1/s1)ω
c1
ꢀꢀ
(7)
[0058]
r1/s1＝ρ1ꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0059]
ω
s1
+ρ1ω
r1
＝(1+ρ1)ω
c1
ꢀꢀꢀ
(9)
[0060]
继续地，参照图1和图2，定子11为圆柱形定子11，第一太阳轮21、第二太阳轮32、外转子12、第一内转子13、第二内转子14均与定子11同轴设置；在第一方向上，第二行星轮系3、第一行星轮系2、第一内转子13、第二内转子14顺次设置；其中，第一方向沿定子11的中心轴线方向。其中，在第一方向上，第二行星轮系3、第一行星轮系2、第一内转子13、第二内转子14顺次设置，可以理解为第二行星轮系3和第二内转子14位于两外侧，第一行星轮系2和第一内转子13相邻位于第二行星轮系3和第一内转子13之间。为了便于说明，参照图1，第二行星轮系3位于第一方向上的最左侧，第一行星轮系2位于第一方向上的最右侧，在第一方向上，从左往后，第二行星轮系3、第一行星轮系2、第一内转子13、第二内转子14顺次设置。这里，由于第一行星轮系2和第二行星轮系3共用一个公用行星架23，第二行星轮系3和第一行星轮系2在沿第一方向上相邻的设计，使得第一行星轮系2和第二行星轮系3在沿第一方向上占用空间较少，且便于设计公用行星架23。以上如此设计，可使电机1与离合传动组的布设方式更为简单紧凑。
[0061]
在一些实施例中，参照图1，第一内转子13背离第二内转子14的一侧具有中空的第一圆筒结构131，用于作为第一内转子13的输出轴；第一太阳轮21背离第二太阳轮32的一侧具有第二圆筒结构211，用于作为第一太阳轮21的输入轴；第一圆筒结构131和第二圆筒结构211两者传动连接，这里，由于第一圆筒结构131和第二圆筒结构211的口径尺寸相近，且图1为结构简图，因此图1中第一圆筒结构131和第二圆筒结构211看似成为了一个完整的圆筒结构。在第一方向上，第二内转子14的输出轴可依次穿过第一圆筒结构131、第二圆筒结后与第二太阳轮32的输入轴传动连接。这里，由于第一内转子13和第二内转子14都以定子11的中心轴为旋转轴，即第一内转子13和第二内转子14同轴旋转。
[0062]
这里，将第一内转子13的输出轴作成中空的圆筒结构，使得第二内转子14的输出轴可穿过第一内转子13的输出轴，如此，第一内转子13的输出轴和第二内转子14的输出轴在第一平面上的正投影便不会有重叠干涉，进而不会影响第一内转子13和第二内转子14的的各自独立的正常工作。其中，第一平面为与第一方向垂直的平面。相类似的，由于最右侧的第二内转子14需要与最左侧的第二太阳轮32传动连接，将第二太阳轮32的输入轴设计成
中空的第二圆筒结构211，且第一圆筒结构131和第二圆筒结构211两者传动连接，可便于第二内转子14的输出轴依次穿过第一圆筒结构131和第二圆筒结构211两者传动连接。以上如此设置，相比较于在最左侧的第二行星轮系3与最右侧的第二内转子14之间增设其它传动组件，诸如，利用中间轴与齿轮组的组合而言，可降低驱动总成沿第一方向上的占用空间，使得驱动总成的整体结构更为简单、紧凑。
[0063]
进一步地，参照图1，驱动总成还包括第一转动执行机构4和第二转动执行机构5，第一转动执行机构4包括第一传动轴41和第一传动齿轮42；第二转动执行机构5包括第二传动轴51和第二传动齿轮52；其中，第一传动轴41的输入端和输出端分别与第一齿圈22的输出端和第一传动齿轮42的输入端传动连接，第一传动齿轮42的输出端与左车轮6的输入端传动连接，用于带动左车轮6转向；第二传动轴51的输入端和输出端分别与第二齿圈33的输出端和第二传动齿轮52的输入端传动连接，第二传动齿轮52的输出端与右车轮7的输入端传动连接，用于带动右车轮7转向。
[0064]
在一些实施例中，参照图1，第一内转子13和第二内转子14在定子11背离外转子12的一侧内壁上的正投影均落在定子11上。
[0065]
参照图1，第一齿圈22和第二齿圈33同轴设置，第一齿圈22和第二齿圈33的径向尺寸相等。由于第一行星轮系2和第二行星轮系3的最大尺寸通常由齿圈的尺寸来决定，因此，第一齿圈22和第二齿圈33径向尺寸相等的设计，再结合第一太阳轮21和第二太阳轮32同轴设置，使得第一行星轮系2和第二行星轮系3行成的离合传动组结构对称、紧凑。
[0066]
在一些实施例中，驱动总成还包括外壳体，离合传动组、电机1均集成于外壳体内。如此，可增加驱动总成的集成性。
[0067]
参照图5，本技术实施例还提供了一种控制方法，该方法包括：
[0068]
步骤s100：获取当前车辆行驶参数，行驶参数至少包括左车轮6和右车轮7的转弯半径；
[0069]
步骤s200：根据当前行驶参数确定车辆的当前行驶工况，当前行驶工况包括直线行驶工况和转弯行驶工况；
[0070]
步骤s300：当车辆处于转弯行驶工况时，控制第一内转子13输出第一预设转速以及控制第二内转子14输出第二预设转速，以使左车轮6和右车轮7满足车辆转弯所需的转速差；当车辆处于直线行驶工况时，控制第一内转子13和第二内转子14的转向一致且转速相等。
[0071]
在一些实施例中，车辆包括整车控制器和电机控制单元。其中，整车控制器用于获取车辆的当前行驶参数，并作为车辆的主控器，协调各系统，完成电机1中外转子12、第一内转子13、第二内转子14的需求输出功率扭矩、转速的分配计算，并基于当前行驶参数得到车辆的当前需求扭矩、输出功率、转速及确定当前行驶工况。电机控制单元用于根据整车控制器发出的指令使电机1中外转子12、第一内转子13、第二内转子14作出动作响应。
[0072]
具体地，在步骤s100中，可利用车辆的整车控制器及电机控制单元等获取当前车辆的转弯半径、当前电机1中的外转子12、第一内转子13、第二内转子14的转速和功率等。继续地，通过步骤s200，根据这些行驶参数可确定出车辆是处于直线行驶工况或转弯行驶工况。进一步地，对于步骤s300，当车辆处于转弯行驶工况时，可通过整车控制器及电机控制单元控制第一内转子13的转速变化，从而实现第一输出端的转速调节，最终可实现左车轮6
的轮边输出转速和功率的变化；同样的也可同时控制第二内转子14的转速变化，最终实现右车轮7的轮边输出转速和功率的变化；比如可控制第一内转子13和第二内转子14的转速反向变化，使左车轮6和右车轮7的轮边输出旋转方向相反，可助力车辆转向，以实现车辆更小的转弯半径或原地转向功能。
[0073]
当车辆处于直线行驶工况时，即车辆的左车轮6和右车轮7不需要转速差，由于电机1的外转子12分别与离合传动组的第一输入端和第二输入端传动连接，也即外转子12输入到离合传动组的转速一样，即在外转子12的输出下，只要控制第一内转子13和第二内转子14的转向一致且转速相等，即可保证车辆的正常直线行驶。另外，车辆直线行驶时，可控制第一内转子13和第二内转子14的转速同向且同速旋转，在实现车辆正常直线行驶的情况下，还可同步提高左车轮6和右车轮7的转速或实现同步降低左车轮6和右车轮7的转速。也即第一内转子13和第二内转子14起到功率分流及调速调扭的作用，这其中，不需要设置传统车辆中的差速器即可实现左右车轮间的转速差，且两个内转子共用一个定子11使其具有功率密度大的优点。
[0074]
另外，为了便于说明，参照图3，为本技术实施例提供的一种第一内转子13和第二内转子14的调速及功率分流说明图。其中为了方便说明，图3中的左侧行星系统即为第二行星轮系3，左侧行星系统中的太阳轮、行星架、内齿轮对应第二行星轮系3的第二太阳轮32、公用行星架23、第二齿圈33；左侧的太阳轮的转速ωs、行星架的转速ωc、内齿轮的转速ωr分别对应第二太阳轮32的转速ωs、公用行星架23的转速ωc、第二齿圈33的转速ωr；相应的，右侧行星系统即为第一行星轮系2，右侧的太阳轮的转速ωs、行星架的转速ωc、内齿轮的转速ωr分别对应第一太阳轮21的转速ωs、公用行星架23的转速ωc、第一齿圈22的转速ωr。图3中，第一排的图即代表车辆处于功率平衡，三者转速一致，即车辆处于直线行驶工况下；图3中第二排的左侧图代表与左车轮6传动连接的左侧行星系统的转速关系图，第二排的右侧图代表与右车轮7传动连接的右侧行星系统的转速关系图，可以看出由于第一行星轮系2和第二行星轮系3共用一个公用行星架23所以第二排的两个图中公用行星架23的转速ωc一致，第二排中左侧行星系统和右侧行星系统的太阳轮的转速ωs相等，所以左右侧行星系统的内齿轮的转速ωr相等，也即此时车辆处于直线行驶工况。
[0075]
继续地，参照图3第三排图中，左侧行星系统(第二行星轮系3)中的第二太阳轮32的转速ωs相较于右侧行星系统(第一行星轮系2)中的第一太阳轮21的转速ωs降低，由于左右侧行星统共用行星架，即两者行星架转速ωc相等的情况下，第二太阳轮32的转速ωs相较于第一太阳轮21的转速ωs降低会使得左车轮6和右车轮7产生转速差δωr，从而便于实现转弯。由于第二太阳轮32与第二内转子14传动连接，第一太阳轮21与第一内转子13传动连接，即通过改变第二内转子14的转速和第一内转子13的转速可实现左车轮6和右车轮7产生转速差δωr，使得该驱动总成兼具差速器的功能。
[0076]
参照图4，图4为本技术实施例提供的另一种第一内转子13和第二内转子14的调速及功率分流说明图。其中，图4中的左侧行星系统即为第二行星轮系3，左侧行星系统中的太阳轮、行星架、内齿轮对应第二行星轮系3的第二太阳轮32、公用行星架23、第二齿圈33；左侧的太阳轮的转速ωs、行星架的转速ωc、内齿轮的转速ωr分别对应第二太阳轮32的转速ωs、公用行星架23的转速ωc、第二齿圈33的转速ωr；相应的，右侧行星系统即为第一行星轮系2，右侧的太阳轮的转速ωs、行星架的转速ωc、内齿轮的转速ωr分别对应第一太阳轮
21的转速ωs、公用行星架23的转速ωc、第一齿圈22的转速ωr；图4中，第一排的图，即车辆处于直线行驶工况下，三者转速一致；图4中第二排的左侧图代表与左车轮6传动连接的左侧行星系统的转速关系图，第二排的右侧图代表与右车轮7传动连接的右侧行星系统的转速关系图，可以看出由于第一行星轮系2和第二行星轮系3共用一个公用行星架23所以第二排的两个图中公用行星架23的转速ωc一致，第二排中左侧行星系统和右侧行星系统的太阳轮的转速ωs相等，所以左右侧行星系统的内齿轮的转速ωr相等，也即此时车辆处于直线行驶工况。
[0077]
继续地，参照图4第三排图中，左侧行星系统(第二行星轮系3)中的第二太阳轮32的转速ωs转速为负，右侧行星系统(第一行星轮系2)中的第一太阳轮21的转速ωs为正，两者转向相反，由于左右侧行星统共用行星架，两者行星架的转速ωc是相等的，使得第二行星轮系3中第二齿圈33输出的转速ωr与第一行星轮系2中第一齿圈22输出的转速ωr具有较大的转速差δωr，且同时使得左车轮6与和右车轮7的轮边输出反向旋转，可助力车辆转向，以实现更小转弯半径或原地转向功能。
[0078]
上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种驱动总成，其特征在于，包括：电机，包括一个带内外线圈的定子、一个可旋转的设置在所述定子外侧的外转子以及可旋转的设置在所述定子内侧的第一内转子和第二内转子，且所述第一内转子与所述第二内转子彼此独立设置；所述外转子用于作为所述电机的第一动力输出端，所述第一内转子和所述第二内转子用于发电或作为所述电机的第二动力输出端；离合传动组，包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端和第二输出端；所述外转子、所述第一内转子均与所述第一输入端传动连接；所述外转子、所述第二内转子均与所述第二输入端传动连接；其中，所述第一输入端和所述第一输出端传动耦合，所述第二输入端和所述第二输出端传动耦合；所述第一输出端用于与左车轮传动连接，所述第二输出端用于与右车轮传动连接。2.根据权利要求1所述的驱动总成，其特征在于，所述离合传动组包括第一行星轮系和第二行星轮系；所述第一行星轮系包括彼此啮合的第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈以及公用行星架；所述第二行星轮系包括彼此啮合的第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈以及公用行星架，所述第一行星轮系与所述第二行星轮系共用一个公用行星架；所述公用行星架与所述外转子传动连接，所述第一太阳轮与所述第一内转子传动连接；所述第二太阳轮与所述第二内转子传动连接；其中，所述公用行星架与所述第一太阳轮为所述第一输入端，所述第一齿圈为所述第一输出端；所述公用行星架与所述第二太阳轮为所述第二输入端，所述第二齿圈为所述第二输出端。3.根据权利要求2所述的驱动总成，其特征在于，所述定子为圆柱形定子，所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、外转子、所述第一内转子、所述第二内转子均与所述定子同轴设置；在第一方向上，所述第二行星轮系、所述第一行星轮系、所述第一内转子、所述第二内转子顺次设置；其中，所述第一方向沿所述定子的中心轴线方向。4.根据权利要求3所述的驱动总成，其特征在于，所述第一内转子背离所述第二内转子的一侧具有中空的第一圆筒结构，用于作为所述第一内转子的输出轴；所述第一太阳轮背离所述第二太阳轮的一侧具有中空的第二圆筒结构，用于作为所述第一太阳轮的输入轴；所述第一圆筒结构和所述第二圆筒结构两者传动连接，在所述第一方向上，所述第二内转子的输出轴可依次穿过所述第一圆筒结构、所述第二圆筒结后与所述第二太阳轮的输入轴传动连接。5.根据权利要求3所述的驱动总成，其特征在于，所述驱动总成还包括第一转动执行机构和第二转动执行机构，所述第一转动执行机构包括第一传动轴和第一传动齿轮；所述第二转动执行机构包括第二传动轴和第二传动齿轮；其中，所述第一传动轴的输入端和输出端分别与所述第一齿圈的输出端和所述第一传动齿轮的输入端传动连接，所述第一传动齿轮的输出端与所述左车轮的输入端传动连接，用于带动所述左车轮转向；
所述第二传动轴的输入端和输出端分别与所述第二齿圈的输出端和所述第二传动齿轮的输入端传动连接，所述第二传动齿轮的输出端与所述右车轮的输入端传动连接，用于带动所述右车轮转向。6.根据权利要求3所述的驱动总成，其特征在于，所述第一内转子和所述第二内转子在所述定子背离所述外转子的一侧内壁上的正投影均落在所述定子上。7.根据权利要求3所述的驱动总成，其特征在于，所述第一齿圈和所述第二齿圈同轴设置，所述第一齿圈和所述第二齿圈的径向尺寸相等。8.根据权利要求3所述的驱动总成，其特征在于，所述驱动总成还包括外壳体，所述离合传动组、所述电机均集成于所述外壳体内。9.一种车辆，其特征在于，包括：车身；权利要求1～7中任一项所述的驱动总成；左车轮和右车轮，设置在所述车身的下方，所述左车轮与所述第一输出端传动连接，所述右车轮与所述第二输出端连接；整车控制器，用于控制所述电机的响应动作。10.一种控制方法，采用权利要求1～7中任一项所述的驱动总成，其特征在于，所述控制方法包括：获取当前车辆行驶参数，所述行驶参数至少包括所述左车轮和所述右车轮的转弯半径；根据所述当前行驶参数确定所述车辆的当前行驶工况，所述当前行驶工况包括直线行驶工况和转弯行驶工况；当所述车辆处于所述转弯行驶工况时，控制所述第一内转子输出第一预设转速以及控制所述第二内转子输出第二预设转速，以使所述左车轮和所述右车轮满足所述车辆转弯所需的转速差；当所述车辆处于所述直线行驶工况时，控制所述第一内转子和所述第二内转子的转向一致且转速相等。

技术总结
本申请实施例公开了一种驱动总成、车辆及控制方法，涉及车辆技术领域，可解决体积较大，不能满足车辆高功率密度需求的问题。该驱动总成包括电机和离合传动组。其中，电机包括一个带内外线圈的定子、一个可旋转的设置在定子外侧的外转子以及可旋转的设置在定子内侧的第一内转子和第二内转子，且第一内转子与第二内转子彼此独立设置；离合传动组包括第一输入端、第二输入端以及第一输出端和第二输出端；外转子、第一内转子均与第一输入端传动连接；外转子、第二内转子均与第二输入端传动连接；其中，第一输入端和第一输出端传动耦合，第二输入端和第二输出端传动耦合；第一输出端用于与左车轮传动连接，第二输出端用于与右车轮传动连接。动连接。动连接。


技术研发人员：雷君 薛龙 唐琛 刘宏 聂少文
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/14