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CN114439891B - 具有动力输出装置的电动车辆变速箱 - Google Patents

具有动力输出装置的电动车辆变速箱 Download PDF

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CN114439891B CN202110346943.XA CN202110346943A CN114439891B CN 114439891 B CN114439891 B CN 114439891B CN 202110346943 A CN202110346943 A CN 202110346943A CN 114439891 B CN114439891 B CN 114439891B
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Abstract

公开了一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱。该变速箱包括：壳体；至少一个行星齿轮组；输入轴，该输入轴与至少一个恒星齿轮连续地连接；第一输出轴，该第一输出轴与托架连续地连接；第二输出轴，该第二输出轴与齿圈连续地连接；以及多个制动离合器，该多个制动离合器接触至壳体并且可选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩从输入轴传递到第一输出轴和第二输出轴中的至少一个。

Description

具有动力输出装置的电动车辆变速箱
技术领域
本发明涉及一种用于电动车辆的变速箱，尤其涉及一种具有动力输出装置的电动车辆变速箱。
背景技术
电动车辆包括使用电动机进行驱动的电动车辆或混合动力车辆。在传统的电动车辆中，电动机由电能存储装置供电以驱动车辆。在混合动力车辆的一种形式中，电动机在需要驱动车辆时由电能存储装置提供供电，以对内燃(IC)发动机产生的功率进行补充。在混合动力车辆的另一种形式中，IC发动机可以用于驱动发电机，该发电机对为电动机供电以驱动车辆的电能存储装置进行补充。在电动车辆的这些示例中，由电动机产生的扭矩通过变速箱(也称为变速器)传递，以驱动车辆。
已知具有动力输出装置(Power Take-off,PTO)的变速箱，例如多齿轮变速器，被用在由IC发动机提供供电的车辆中。PTO用于传递由IC发动机产生的动力，以驱动诸如水泵、液压泵、绞车等之类的外部设备。用于IC发动机的传统变速器包括齿轮和离合器的复杂组合，以适应IC发动机的最佳工作范围。
因此，在用于具有IC发动机的车辆的具有动力输出装置的传统变速器实现了其预期目的的同时，仍需要一种用于电动车辆的具有动力输出装置的更灵活、更简单的变速箱，该变速箱利用了电动机的宽扭矩曲线，而不像用于IC发动机的传统变速器那样具有不必要的复杂性。
发明内容
根据多个方面，公开了一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱。该变速箱包括：壳体；行星齿轮组，该行星齿轮组具有第一恒星齿轮、第二恒星齿轮、多个第一行星齿轮、多个第二行星齿轮、保持多个第一行星齿轮和多个第二行星齿轮的托架、以及齿圈，其中多个第一行星齿轮联接在齿圈和第一恒星齿轮之间，并且其中多个第二行星齿轮联接在多个第一行星齿轮和第二恒星齿轮之间；输入轴，该输入轴与第一恒星齿轮连续地连接；第一输出轴，该第一输出轴与第一托架连续地连接；第二输出轴，该第二输出轴与第一齿圈连续地连接；第一制动离合器，该第一制动离合器接触至(grounded to)壳体并且可选择性地与齿圈啮合；第二制动离合器，该第二制动离合器接触至壳体并且可选择性地与第二恒星齿轮啮合；以及第三制动离合器，该第三制动离合器接触至壳体并且可选择性地与托架啮合。
在本公开的另一方面，第一输出轴和第二输出轴中的至少一个分别与第一托架和齿圈直接连接。
在本公开的另一方面，第一输出轴和第二输出轴均分别与第一托架和齿圈直接连接。
在本公开的另一方面，第一输出轴和第二输出轴中的至少一个分别通过齿轮组与第一托架和齿圈间接连接。
在本公开的另一方面，第一制动离合器、第二制动离合器和第三制动离合器可选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩从输入轴传递到第一输出轴和第二输出轴中的一个。
在本公开的另一方面，第一制动离合器、第二制动离合器和第三制动离合器可选择性地通过组合方式啮以锁定第一输出轴。
在本公开的另一方面，第一制动离合器、第二制动离合器和第三制动离合器可选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩传递到第一输出轴和第二输出轴。
根据多个方面，公开了一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱。该变速箱包括：壳体；第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有第一恒星齿轮、多个第一行星齿轮、保持多个第一行星齿轮的第一托架、以及第一齿圈，其中多个第一行星齿轮联接到第一恒星齿轮和第一齿圈；第二行星齿轮组，该第二行星齿轮组具有第二恒星齿轮、多个第二行星齿轮、保持多个第二行星齿轮的第二托架、以及第二齿圈，其中多个第二行星齿轮联接至第二恒星齿轮和第二齿圈；输入轴，该输入轴与第一恒星齿轮和第二恒星齿轮连续地连接；第一输出轴，该第一输出轴与第一托架连续地连接；第二输出轴，该第二输出轴与第一齿圈连续地连接；第一制动离合器，该第一制动离合器接触至壳体并且可选择性地与第一齿圈啮合；第二制动离合器，该第二制动离合器接触至壳体并且可选择性地与第二齿圈啮合；以及第三制动离合器，该第三制动离合器接触至壳体并且可选择性地与第一托架啮合合。
在本公开的另一方面，当第一制动离合器处于闭合位置，第二制动离合器处于打开位置，并且第三制动离合器处于打开位置时，扭矩从输入轴传递到第一输出轴。
在本公开的另一方面，当第一制动离合器处于打开位置，第二制动离合器处于打开位置，并且第三制动离合器处于闭合位置时，扭矩从输入轴传递到第二输出轴。
在本公开的另一方面，当第一制动离合器处于打开位置，第二制动离合器处于打开位置，并且第三制动离合器处于闭合位置时，第一输出轴处于锁定位置，并且扭矩未从输入轴传递到第二输出轴。
在本公开的另一方面，当第一制动离合器处于打开位置，第二制动离合器处于闭合位置，并且第三制动离合器处于打开位置时，扭矩从输入轴传递到第一输出轴和第二输出轴。
在本公开的另一方面，第一制动离合器、第二制动离合器和第三制动离合器可选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩从输入轴传递到第一输出轴和第二输出轴中的至少一个。
根据多个方面，公开了一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱。该变速箱包括：壳体；第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有第一元件、第二元件和第三元件；输入轴，该输入轴与第一元件连续地连接；第一输出轴，该第一输出轴与第二元件连续地连接；第二输出轴，该第二输出轴与第三元件连续地连接；第一制动离合器，该第一制动离合器接触至壳体并且可选择性地与第三元件啮合；以及第二制动器离合器，该第二制动器离合器接触至壳体并且可选择性地与第二元件啮合。
在本公开的另一方面，第一元件是恒星齿轮，第三元件是齿圈，并且第二元件是保持多个行星齿轮的托架，其中该多个行星齿轮联接到恒星齿轮和齿圈。
在本公开的另一方面，输入轴适于接收来自电动机的扭矩，第一输出轴适于将扭矩传递至传动装置，第二输出轴适于将扭矩传递至外部装置。
在本公开的另一方面，第一制动离合器和第二制动离合器可选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩从输入轴传递到第一输出轴和第二输出轴中的一个。
在本公开的另一方面，当第一制动离合器处于与齿圈的啮合位置并且第二制动离合器与托架处于分离关系时，扭矩从输入轴传递到第一输出轴。
在本公开的另一方面，当第二制动离合器处于与托架的啮合位置并且第一制动离合器与齿圈处于分离关系时，扭矩从输入轴传递至第二输出轴。
在本公开的另一方面，第一制动离合器和第二制动离合器中的至少一个包括摩擦制动离合器。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，该描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1A是根据示例性实施例的具有动力输出装置的电动车辆变速箱的第一实施例的杠杆图；
图1B是具有图1A所示的动力输出装置的变速箱的第一实施例的示意图；
图2A是根据示例性实施例的具有动力输出装置的电动车辆变速箱的第二实施例的杠杆图；
图2B是具有图2A所示的动力输出装置的变速箱的第二实施例的示意图；
图3A是根据示例性实施例的具有动力输出装置的电动车辆变速箱的第三实施例的杠杆图；
图3B是具有图3A所示的动力输出装置的变速箱的第三实施例的示意图；
图4是真值表，示出了图1A所示的具有动力输出装置的变速箱的第一实施例中的各种扭矩传递元件的替代啮合状态；
图5是真值表，其示出了图2A和图3A所示的具有动力输出装置的变速箱的第二和第三实施例中的各种扭矩传递元件的替代啮合状态；以及
图6是根据示例性实施例的具有动力输出装置的电动车辆变速箱的第四实施例的示意图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在用于限制本公开、应用或用途。参照附图公开了所示出的实施例，其中，贯穿若干附图，相同的数字指示相应的部分。附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被放大或最小化以示出特定特征的细节。所公开的具体结构和功能细节并非旨在解释为限制性的，而是作为教导本领域技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。
具有动力输出装置的电动车辆变速箱的三个替代实施例由图1A、2A和3A中所示的杠杆图表示。变速箱可以是用于电动车辆的变速器的变速箱。杠杆图是机械装置(例如变速器)的部件的示意图。每个单独的杠杆代表一个行星齿轮组，其中该行星齿轮组的三个基本机械部件中的每一个均由一个节点表示。因此，单个杠杆包含三个节点：一个表示恒星齿轮，一个表示行星齿轮架，一个表示齿圈。在某些情况下，两个杠杆可以组合为具有三个以上节点(通常为四个节点)的单个杠杆。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接件互连，则它们可以表示为单个杠杆上的单个节点。每个杠杆的节点之间的相对长度可用于表示每个相应齿轮组的齿圈-恒星齿轮比率。这些杠杆比率反过来被用于改变变速器的传动比，以获得合适的比率和比率级进(ratio progression)。各种行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连由较细的水平线图示，诸如离合器和制动器的扭矩传递装置由交错指针表示。杠杆图的形式、目的和使用的更多的解释可在SAE论文810102(Paper810102)中由Benford和Leising做出的“杠杆模拟法：一种用于变速器分析的新型工具”中找到，该文献的全部内容通过引用合并于本文中。
为了详细说明起见，在图1B、2B和3B中还示意性地示出了具有动力输出装置的变速箱的三个替代实施例。图6中的示意图示出了具有动力输出装置的变速箱的第四种手动操作的实施例。除非在下面的描述中另有说明，否则连接不同部件的线表示或指示传递扭矩的路径。另外，除非在下面的描述中另有说明，否则折线(例如，“＝”和“ll”)是指将两个或更多个部件(例如，齿轮、花键、离合器、制动器等)彼此联接。
参照图1A和图1B，示出了用于电动车辆(未示出)的具有动力输出装置100的变速箱的第一实施例，该动力输出装置100也被简称为PTO 100。PTO 100包括输入轴102、第一输出轴104和第二输出轴106。输入轴102适于接收来自电动机105的扭矩。第一输出轴104，也称为驱动轴104，适于将扭矩传递至电动车辆的最终传动装置(未示出)，例如差速器。第二输出轴106，也称为PTO轴106或辅助输出轴106，适于将扭矩传递到外部装置(未示出)。在所示的实施例中，输入轴102、第一输出轴104和第二输出轴106未轴向对准。
PTO 100包括壳体108。壳体108包含行星齿轮组110和与行星齿轮组110的元件选择性地啮合的多个离合器，以将扭矩从输入轴102传递至第一输出轴104和第二输出轴106中的任意一个。
行星齿轮组110的元件包括恒星齿轮1-S、多个行星齿轮116、保持多个行星齿轮116的托架1-C、以及齿圈1-R。多个行星齿轮116联接至恒星齿轮1-S和齿圈1-R。输入轴102与恒星齿轮1-S连续地连接。第一输出轴104可以与托架1-C直接连续地连接以与托架1-C一起旋转，或者也可以通过第一齿轮组122与托架间接连续地连接，以与托架1-C一起以增加或减小的传动比旋转。第二输出轴106可以与齿圈1-R直接连续地连接，以与齿圈1-R一起旋转，或者也可以通过第二齿轮组124与齿圈间接连续地连接，以与齿圈1-R一起以增加或减小的传动比旋转。第一齿轮组和第二齿轮组均可以包括与第二齿轮122b、124b啮合的第一齿轮122a、124a。恒星齿轮1-S可以被称为行星齿轮组110的第一元件，托架1-C可以被称为行星齿轮组110的第二元件，齿圈1-R可以被称为行星齿轮组110的第三元件。
多个离合器包括第一制动离合器1-B1和第二制动离合器1-B2，它们也分别称为第一和第二反作用离合器1-B1、1-B2。第一制动离合器1-B1接触至诸如壳体108的固定物体，并且可与齿圈1-R选择性地啮合，以使齿圈1-R相对于壳体108保持固定。第二制动离合器1-B2接触至诸如壳体108的固定物体，并且可与托架1-C选择性地啮合，以使托架1-C相对于壳体108保持固定。多个离合器可以是摩擦离合器、爪形离合器等的离合器。
图4中所示的是一个真值表，该真值表示出了第一和第二制动离合器1-B1和1-B2的啮合状态以及所得到的PTO 100的工作模式。方框中的“X”表示特定的参考制动器已接合或闭合。“O”表示特定的参考制动器已分离或打开。第一制动离合器1-B1和第二制动离合器1-B2被选择性地啮合和分离以实现特定的操作模式。
参照图4、图1A和图1B，在第一操作模式下，第一制动离合器闭合以使齿圈1-R保持固定，而第二制动离合器打开，从而使扭矩从输入轴102被传递到第一输出轴104(也称为驱动轴)，从而驱动车辆行驶。恒星齿轮1-S和托架1-C之间的传动比是分动齿轮两倍。
在第二操作模式下，第二制动离合器闭合以使托架保持固定，而第一制动离合器打开，从而使扭矩从输入轴102传递到第二输出轴106(也称为辅助轴)，从而为外部装置提供动力。在第二操作模式中，第二制动离合器的啮合还通过阻止与驱动轴连续地连接的托架的旋转而充当驻车棘爪。
参照图2A和图2B，示出了用于电动车辆的具有动力输出装置200的变速箱的第二实施例，该动力输出装置200也被简称为PTO 200。PTO 200包括输入轴202、第一输出轴204和第二输出轴206。输入轴202适于接收来自电动机205的扭矩。第一输出轴或驱动轴适于将扭矩传递到动力传动系统的部件，例如电动车辆的差速器(未示出)。第二输出轴206，也称为PTO轴206或辅助输出轴206，适于将扭矩传递到外部装置(未示出)。在所示的实施例中，输入轴202、第一输出轴204和第二输出轴206未轴向对准。
PTO 200包括壳体208。壳体208包含双行星齿轮组210(也称为拉维尼奥行星齿轮组)，以及与行星齿轮组210的元件选择性地啮合的多个离合器，以将扭矩从输入轴传递到第一输出轴和/或第二输出轴。
双行星齿轮组210的元件包括第一恒星齿轮2-S1、第二恒星齿轮2-S2、多个第一行星齿轮216a、多个第二行星齿轮216b、托架2-C1和齿圈2-R1。托架2-C1保持多个第一行星齿轮216a(也称为外行星齿轮216a)和多个第二行星齿轮216b(也称为内行星齿轮216b)。内行星齿轮216b联接到第二恒星齿轮2-S2和外行星齿轮216a。外行星齿轮216a也联接至第一恒星齿轮2-S1和齿圈2-R1。
输入轴202与第一恒星齿轮2-S1连续地连接。第一输出轴204可以与托架2-C1直接连续地连接，以与托架2-C1一起旋转，或者也可以通过第一齿轮组222与托架2-C1间接连续地连接，以与托架2-C1一起以减小或增加的传动比旋转。第二输出轴206可以与齿圈2-R1直接连续地连接，以与齿圈2-R1一起旋转，或者也可以通过第二齿轮组224与齿圈2-R1间接地连接，以与齿圈2-R1一起以减小或增加的传动比旋转。第一和第二齿轮组222、224均可以包括与第二齿轮222b、224b啮合的第一齿轮222a、224a。
多个离合器包括第一制动离合器2-B1、第二制动离合器2-B2和第三制动离合器2-B3，它们也被称为第一、第二和第三反作用离合器2-B1、2-B2、2-B3。多个离合器可以是摩擦离合器、爪形离合器等。第一制动离合器2-B1接触至诸如壳体208的固定物体，并且可与齿圈2-R1选择性地啮合，以使齿圈相对于壳体208保持固定。第二制动离合器2-B2接触至诸如壳体208的固定物体，并且可与第二恒星齿轮2-S2选择性地啮合，以使第二恒星齿轮2-S2相对于壳体208保持固定。第三制动离合器2-B3接触至诸如壳体208的固定物体，并且可与托架2-C1选择性地啮合，以使托架2-C1相对于壳体208保持固定。
参照图3A和图3B，示出了用于电动车辆的具有动力输出装置300的变速箱的第三实施例，该动力输出装置300也被简称为PTO 300。PTO 300包括输入轴302、第一输出轴304和第二输出轴306。输入轴302适于接收来自电动机305的扭矩。第一输出轴304适于将扭矩传递至最终传动装置(未示出)，例如电动车辆的差速器。第二输出轴306，也称为PTO轴306或辅助输出轴306，适于将扭矩传递到外部装置(未示出)。在所示的实施例中，输入轴302、第一输出轴304和第二输出轴306未轴向对准。
PTO 300包括壳体308。壳体308包含第一行星齿轮组310a、第二行星齿轮组310b以及与第一行星齿轮组310a和第二行星齿轮组310b的元件选择性啮合的多个离合器，用于将扭矩从输入轴302传递到第一输出轴304或第二输出轴306。
第一行星齿轮组310a的元件包括第一恒星齿轮314a、多个第一行星齿轮316a、保持多个第一行星齿轮316a的第一托架3-C1、以及第一齿圈3-R1。多个第一行星齿轮316a联接至第一恒星齿轮314a和第一齿圈3-R1。类似地，第二行星齿轮组310b的元件包括第二恒星齿轮314b、多个第二行星齿轮316b、保持多个第二行星齿轮316b的第二托架3-C2、以及第二齿圈3-R2。多个第二行星齿轮316b联接到第二恒星齿轮314b和第二齿圈3-R2。第一齿圈3-R1通过互连构件321与第二托架3-C2连续地连接。
输入轴302与第一恒星齿轮314a和第二恒星齿轮314b连续地连接，以与第一恒星齿轮314a和第二恒星齿轮314b一起旋转。第一输出轴304可以与第一托架3-C1直接连续地连接，以与第一托架3-C1一起旋转，或者也可以通过第一齿轮组322a与第一托架3-C1间接连续地连接。第二输出轴306可以与第一齿圈3-R1直接连续地连接，或者也可以通过第二齿轮组324与第一齿圈间接连续地连接。第一齿轮组322和第二齿轮组324每个均可包括与第二齿轮啮合的第一齿轮。
多个离合器包括第一制动离合器3-B1、第二制动离合器3-B2和第三制动离合器3-B3，它们也被称为反作用离合器。第一制动离合器3-B1接触至诸如壳体308的固定物体，并且可与第一齿圈3-R1选择性啮接合，以使齿圈3-R1相对于壳体308保持固定。第二制动离合器3-B2接触至诸如壳体308的固定物体，并且可与第二齿圈3-R2选择性地啮合，以使第二齿圈3-R2相对于壳体308保持固定。第三制动离合器3-B3接触至诸如壳体308的固定物体，并且可与第一托架3-C1选择性地啮合，以使第一托架3-C1相对于壳体308保持固定。第一制动离合器3-B1、第二制动离合器3-B2和第三制动离合器3-B3的类型可以是摩擦片式离合器。
参照图5，真值表示出了各种制动离合器的啮合状态以及PTO 200和PTO 300的所得的操作模式。方框中的“X”表示特定的参考制动器已接合或闭合。“O”表示特定的参考制动器已分离或打开。对于PTO 200和PTO 300中的每一个来说，第一制动器离合器2-B1、3-B1，以及第二制动器离合器2-B2、3-B2和第三制动器离合器2-B3、3-B3被选择性地啮合和分离以实现特定的操作模式。
参照图5、图2A、图2B、图3A和图3B，在第一操作模式下，第一制动离合器2-B1、3-B1闭合，第二制动离合器2-B2、3-B2打开，并且第三制动离合器打开，从而使扭矩流向第一输出轴。在第一操作模式中，恒星齿轮和托架之间的传动比是分动齿轮的两倍，从而以第一档驱动车辆。
在第二操作模式下，第一制动离合器2-B1、3-B1打开，第二制动离合器2-B2、3-B2打开，并且第三制动离合器2-B3、3-B3闭合，从而使扭矩流向第二输出轴。在该模式下，只有在车辆停止或锁定在停车位时，电动机才可以驱动辅助进给。
在第三操作模式中，第一制动离合器2-B1、3-B1打开，第二制动离合器2-B2、3-B2打开，第三制动离合器2-B3、3-B3闭合，从而将车辆锁定在停车位，但辅助轴上没有负载。
在第四操作模式中，第一制动离合器2-B1、3-B1打开，第二制动离合器2-B2、3-B2闭合，第三制动离合器2-B3、3-B3打开，因此扭矩传递至第一输出轴和第二输出轴。在第四操作模式下，车辆处于第二档并且同时将扭矩传递到辅助负载。
在第五操作模式中，第一制动离合器2-B1、3-B1打开，第二制动离合器2-B2、3-B2闭合，第三制动离合器2-B3、3-B3打开，因此被扭矩传递至第一输出轴，但辅助轴上没有负载。在第五操作模式中，车辆处于第二档。
参照图6，示出了用于电动车辆的具有动力输出装置400的变速箱的第四实施例，该动力输出装置400也被简称为PTO 400。PTO 400是手动操作的，用于将扭矩从输入轴402选择地传递到第一输出轴404(也称为驱动轴404)和第二输出轴406(也称为辅助轴406)。输入轴402包括可旋转地安装在输入轴402上的第一齿轮450，以使第一齿轮450独立于输入轴402的旋转而转动。第二齿轮452可旋转地安装在输入轴402上，使得第二齿轮452独立于输入轴402的旋转而转动。第一齿轮450与第一输出齿轮454连续地啮合，第二齿轮452与第二输出齿轮456连续地啮合。第一输出齿轮454固定至第一输出轴404上，使得第一输出齿轮454与第一输出轴404一起旋转。第二输出齿轮456固定至第二输出轴406上，使得第二输出齿轮456与第二输出轴406一起旋转。
轮毂458固定在第一齿轮和第二齿轮之间的输入轴402上，使得轮毂458与输入轴402一起转动。可滑动套筒460固定在轮毂458上，使得可滑动套筒460与轮毂458一起转动。套筒460可在轮毂458上沿第一方向滑动以与第一齿轮450啮合，从而将扭矩从输入轴402传递到第一输出轴404。套筒460也可沿与第一方向D1相反的第二方向D2滑动，以与第二齿轮452啮合，从而将扭矩从输入轴402传递到第二输出轴406。设置有变速杆462，用于手动地在第一方向D1和第二方向D2上选择性地滑动套筒460。
详细描述公开了用于电动车辆的具有动力输出装置的四节点杠杆变速箱的两个示例性实施例。应当理解，鉴于本公开，四节点杠杆变速箱的多种实现是可能的，并且在本公开中仅示出了几种可能的组合中的两种。本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不背离本公开的一般意义的变型旨在落入本公开的范围内。这样的变型不应被视为背离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱，包括：
壳体；
行星齿轮组，该行星齿轮组具有第一恒星齿轮、第二恒星齿轮、多个第一行星齿轮、多个第二行星齿轮、保持所述多个第一行星齿轮和所述多个第二行星齿轮的托架、以及齿圈，其中，所述多个第一行星齿轮联接在所述齿圈和所述第一恒星齿轮之间，并且其中所述多个第二行星齿轮联接在所述多个第一行星齿轮和所述第二恒星齿轮之间；
输入轴，与所述第一恒星齿轮连续地连接；
第一输出轴，与所述托架连续地连接；
第二输出轴，与所述齿圈连续地连接；
第一制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地与所述齿圈啮合；
第二制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地与所述第二恒星齿轮啮合；以及
第三制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地与所述托架啮合。
2.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一输出轴与所述托架直接连接；或者所述第二输出轴与所述齿圈直接连接。
3.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一输出轴与所述托架直接连接，并且所述第二输出轴与所述齿圈直接连接。
4.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一输出轴通过第一齿轮组与所述托架间接连接，和/或所述第二输出轴通过第二齿轮组与所述齿圈间接连接。
5.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一制动离合器、所述第二制动离合器和所述第三制动离合器选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩从所述输入轴传递到所述第一输出轴和所述第二输出轴中的一个输出轴。
6.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一制动离合器、所述第二制动离合器和所述第三制动离合器选择性地通过组合方式啮合以锁定所述第一输出轴。
7.根据权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一制动离合器、所述第二制动离合器和所述第三制动离合器选择性地通过组合方式啮合，以将扭矩传递到所述第一输出轴和所述第二输出轴。
8.一种用于电动车辆的具有动力输出装置的变速箱，包括：
壳体；
第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有第一恒星齿轮、多个第一行星齿轮、保持所述多个第一行星齿轮的第一托架、以及第一齿圈，其中，所述多个第一行星齿轮联接到所述第一恒星齿轮和所述第一齿圈；
第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有第二恒星齿轮、多个第二行星齿轮、保持所述多个第二行星齿轮的第二托架、以及第二齿圈，其中所述多个第二行星齿轮联接至所述第二恒星齿轮和所述第二齿圈；
输入轴，与所述第一恒星齿轮和所述第二恒星齿轮连续地连接；
第一输出轴，与所述第一托架连续地连接；
第二输出轴，与所述第一齿圈连续地连接；
第一制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地与所述第一齿圈啮合；
第二制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地与所述第二齿圈啮合；以及
第三制动离合器，接触至所述壳体并且选择性地所述第一托架啮合。
9.根据权利要求8所述的变速箱，其中，当所述第一制动离合器处于闭合位置，所述第二制动离合器处于打开位置，并且所述第三制动离合器处于打开位置时，扭矩从所述输入轴传递到所述第一输出轴。
10.根据权利要求8所述的变速箱，其中，当所述第一制动离合器处于打开位置，所述第二制动离合器处于打开位置，并且所述第三制动离合器处于闭合位置时，扭矩从所述输入轴传递到所述第二输出轴。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4116122B1 (en) * 2021-07-07 2025-07-09 Volvo Truck Corporation An electric powertrain for a vehicle
US12036869B2 (en) * 2022-02-16 2024-07-16 Dana Belgium N.V. Electromechanical transmission system and operating method
CN114576320B (zh) * 2022-03-16 2024-11-15 盛瑞传动股份有限公司 自动变速箱以及车辆
US12358366B2 (en) * 2023-11-03 2025-07-15 Dana Belgium N.V. Transmission with power take-off

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7220201B2 (en) * 2005-04-22 2007-05-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission having two planetary gear sets with two fixed interconnections and clutch input
US7708665B2 (en) * 2004-07-30 2010-05-04 Ricardo Uk, Ltd. Variable torque biasing device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7731614B2 (en) * 2002-04-29 2010-06-08 Caterpillar Inc. Method and apparatus for an electric drive differential system
KR100534780B1 (ko) * 2004-02-26 2005-12-07 현대자동차주식회사 차량용 자동 변속기의 6속 파워 트레인
US8047958B2 (en) * 2009-01-23 2011-11-01 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission having two planetary gear sets
US9005071B2 (en) * 2012-01-27 2015-04-14 Deere & Company Flexible and scalable multi-ratio planetary transmission
US8747274B2 (en) * 2012-11-08 2014-06-10 Gm Global Technology Operations, Llc Triple clutch multi-speed transmission
US9482328B2 (en) * 2015-01-08 2016-11-01 GM Global Technology Operations LLC Multi-mode transmission for vehicle powertrain system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708665B2 (en) * 2004-07-30 2010-05-04 Ricardo Uk, Ltd. Variable torque biasing device
US7220201B2 (en) * 2005-04-22 2007-05-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission having two planetary gear sets with two fixed interconnections and clutch input

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