輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統的製作方法
2023-12-07 17:46:01 1
專利名稱：輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動汽車驅/傳動領域，特別涉及ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統。
背景技術：
混合動カ是新能源汽車發展的ー種重要過渡技術，具有充分發揮電カ驅動與傳統發動機驅動各自優勢的特點，能解決純電動汽車在動カ性和續駛裡程方面存在的問題，產業化前景良好，各大公司正在競相開發和推出混合動カ電動汽車產品。分布式驅動電動汽車相對集中式驅動具有驅動傳動鏈短、傳動效率高、結構緊湊 以及可獨立驅動和控制等方面的潛カ受到廣泛關注，成為電動汽車技術領域的重要發展方向。當前混合動カ電動汽車主要為集中式驅動的動カ混合形式，即先將動カ混合，經差速器差速後，由萬向傳動裝置將動カ傳遞至車輪以驅動汽車。為充分發揮混合動カ電動汽車和分布式驅動兩者的優勢，本發明提出了ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統，即將動力在兩側輪邊進行混合，傳遞至車輪以驅動汽車。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是要提供ー種既具有混合動カ汽車特點同時又能充分發揮分布式驅動優勢的輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統。採用兩種不同動カ源進行驅動，集合了混合動カ和分布式電驅動的優點，可獨立驅動和控制，有利於提高整車操縱穩定性、主動安全性和節能效益。可實現能量回收，儲存多餘能量。為了解決以上技術問題，本發明提供了ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統，所述動カ系統為後輪驅動，包括後輪、主減速器與差速器總成、萬向傳動裝置、輪邊減速動カ耦合箱、輪邊電機、車架、懸架擺臂、弾性鉸、動カ蓄電池、變速箱、發動機、中央控制単元。所述輪邊減速動カ耦合箱有兩個輸入端，一端與所述輪邊電機的動カ輸出端(即輪邊電機轉子軸)固聯，另一端與萬向節傳動裝置輸出端固聯，所述輪邊減速動カ耦合箱的輸出軸與車輪相固聯。所述輪邊減速動カ耦合箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯(或取一體化結構)，共同構成了一體化單擺臂懸架-輪邊減速式電驅動總成，並通過弾性鉸鉸接於車架。所述發動機產生的機械動カ經由變速箱、主減速器變速後傳遞到差速器，經差速器差速後通過萬向傳動裝置輸出軸分別傳遞至兩側輪邊減速動カ耦合箱輸入端，與所述輪邊電機減速增扭後產生的轉矩合成，經輪邊減速動カ耦合箱輸出軸傳遞給車輪，從而驅動汽車。所述動カ蓄電池給兩側後輪輪邊電機提供電力，將電能轉化為機械能，也可反向通過輪邊電機給動カ蓄電池充電，將機械能轉化為電能。所述中央控制單元通過電信號與輪邊電機、動カ蓄電池以及發動機連接，實現對各動カ源的控制。所述輪邊減速動カ耦合箱包括減速部分和動カ耦合部分，減速部分可以為ー級或多級減速裝置，動カ耦合部分用於完成發動機與輪邊電機的動カ耦合。所述兩側輪邊電機既能充當電動機提供動カ也可充當發電機回收能量，所述兩側輪邊電機轉子軸輸出的轉矩可獨立控制，故能實現兩側車輪轉矩的獨立控制，有利於提高整車操穩性、主動安全性和節能效益。所述輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統適用於電輔助式混合動カ汽車，SP正常行駛以發動機工作為主，某些エ況下發動機難以工作在其高效經濟區，則開啟電機驅動模式，同時適用於發動機輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以電機驅動為主，某些如長途行駛、高功率需求等エ況下則開啟發動機驅動模式。電輔助式混合動カ有以下工作模式
(I)純輪邊電機驅動模式。車輛起步或輕載行駛吋，由於發動機不能工作在ー個相對經 濟的區域，因此採用純輪邊電機驅動模式，由動カ蓄電池將電能提供給輪邊電機，經由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅動車輪，變速箱則置於空擋，發動機不輸出動力。同時倒車時也採用純輪邊電機驅動，充分利用電機反轉特性進行倒車，可取消驅動系統的倒擋機構。(2)純發動機驅動模式。汽車正常行駛，發動機輸出動力直接用於驅動汽車，若有剩餘則經由輪邊減速動力I禹合箱、輪邊電機轉化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅動模式。當汽車行駛過程中需求高功率時，比如加速、爬坡等エ況下，除發動機直接驅動汽車行駛外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者動カ經由輪邊減速動カ耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅動汽車。發動機輔助式混合動カ有以下工作模式
(I)純輪邊電機驅動模式。汽車行駛的主要驅動模式，包括起步、倒車、短途エ況及功率需求不高的エ況，由動力蓄電池將電能提供給輪邊電機，經由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅動車輪，此時變速箱置於空擋，發動機不輸出動カ。( 2 )純發動機驅動模式。當電量不足或需遠程行駛，動カ蓄電池無法正常提供電カ時，發動機輸出動カ直接用於驅動汽車，若有剩餘則經由輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機轉化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅動模式。當汽車行駛過程中需求高功率時，比如加速、爬坡等エ況下，除動カ蓄電池直接向輪邊電機供電驅動汽車行駛外，同時發動機也工作，兩者動力經由輪邊減速動力耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅動汽車。本發明的有益效果是
本發明可採用兩種不同動カ源進行驅動，對車輛的裝置改動較少，集合了混合動カ和分布式電驅動的優點，可獨立驅動和控制，有利於提高整車操縱穩定性、主動安全性和節能效益；輪邊減速動カ耦合箱與懸架擺臂及輪邊電機共同構成了一體化單擺臂懸架-輪邊減速式電驅動總成，可有效減小分布式電驅動系統的簧下質量；可實現能量的回收，儲存多餘能量，並通過中央控制單元進行控制，使發動機和輪邊電機工作在高效、經濟的區域。
圖I為本發明輪邊動力混合的分布式電動汽車動カ系統結構示意 圖2為圖I中輪邊減速動カ耦合箱的ー種具體結構示意 圖中標號說明Iー後輪；2 —主減速器與差速器總成；
3 一萬向傳動裝置；4 一輪邊減速動カ耦合箱；
5 一輪邊電機；6 —動カ蓄電池；
7 一變速箱；8 一發動機；
9 一中央控制單元；10—車架；
II一主動齒輪；12 —從動齒輪；
13 ー懸架擺臂；14 一弾性鉸。
具體實施例方式請參閱附圖I和圖2所示，對本發明作進ー步的描述，但並不局限於下面所述內容。圖I所示為本發明的ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統，所述動カ系統為後輪驅動，包括後輪I、主減速器與差速器總成2、萬向傳動裝置3、輪邊減速動カ耦合箱4、輪邊電機5、動カ蓄電池6、變速箱7、發動機8、中央控制單元9。所述輪邊減速動カ率禹合箱4有兩個輸入端，一端與輪邊電機5的動カ輸出端(即輪邊電機轉子軸)固聯,另一端與所述萬向節傳動裝置3輸出端固聯，所述輪邊減速動カ耦合箱4的輸出軸與後輪I相固聯。所述發動機8產生的機械動カ經由變速箱7減速增扭後傳遞到驅動後橋，經由主減速器與差速器總成2以及萬向傳動裝置3分別傳遞至兩側輪邊減速動カ耦合箱4的輸入端，與輪邊電機5減速增扭後產生的轉矩合成，經輪邊減速動力耦合箱4輸出軸傳遞給車輪1，從而驅動汽車。所述動カ蓄電池6給兩側後輪輪邊電機5提供電力，將電能轉化為機械能，也可反向通過輪邊電機5給動カ蓄電池6充電，將機械能轉化為電能。所述中央控制單元9通過電信號與輪邊電機5、動カ蓄電池6以及發動機8連接，實現對各動カ源的控制。結合圖2對所述輪邊減速動カ耦合箱4作進ー步說明，圖2為本發明輪邊減速動力耦合箱4的ー種具體結構示意圖，所述輪邊減速動カ耦合箱4殼體與懸架擺臂13及輪邊電機5殼體相固聯(或取一體化結構),共同構成了一體化單斜臂懸架-輪邊減速式電驅動總成，並通過彈性鉸14鉸接於車架10。所述輪邊減速動カ耦合箱4包括減速部分和動カ耦合部分，減速部分米用ー對主、從動齒輪11、12傳動,所述萬向傳動裝置3輸出端與從動齒輪11輸出端相固聯，用於完成發動機8與輪邊電機5的動カ耦合，即所謂的輪邊動カ耦合，輪邊減速動カ耦合箱4的輸出軸與後輪I相固聯,耦合後的動カ輸出至後輪I以驅動汽車。當發動機8或輪邊電機5兩種動力源只有一者輸出動力吋，輪邊減速動カ耦合箱4單獨輸出來自發動機8或輪邊電機5的動カ，實現純輪邊電機或純發動機驅動。所述兩側輪邊電機5既能充當電動機提供動カ也可充當發電機回收能量，兩側輪邊電機轉子軸輸出的轉矩可獨立控制，故能實現兩側車輪轉矩的獨立控制，有利於提高整車操穩性、主動安全性和節能效益。所述輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統適用於電輔助式混合動カ汽車，SP正常行駛以發動機工作為主，某些エ況下發動機難以工作在其高效經濟區，則開啟電機驅動模式，同時適用於發動機輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以電機驅動為主，某些如長途行駛、高功率需求等エ況下則開啟發動機驅動模式。電輔助式混合動カ有以下工作模式(I)純輪邊電機驅動模式。車輛起步或輕載行駛吋，由於發動機不能工作在ー個相對經濟的區域，因此採用純輪邊電機驅動模式，由動カ蓄電池將電能提供給輪邊電機，經由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅動車輪。同時倒車時也採用純輪邊電機驅動，充分利用電機反轉特性進行倒車，可取消驅動系統的倒擋機構。(2)純發動機驅動模式。汽車正常行駛，發動機輸出動力直接用於驅動汽車，若有剩餘則經由輪邊減速動力I禹合箱、輪邊電機轉化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅動模式。當汽車行駛過程中需求高功率時，比如加速、爬坡等エ況下，除發動機直接驅動汽車行駛外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者動カ經由輪邊減速動カ耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅動汽車。
發動機輔助式混合動カ有以下工作模式
(I)純輪邊電機驅動模式。汽車行駛的主要驅動模式，包括起步、倒車、短途エ況及功率需求不高的エ況，由動力蓄電池將電能提供給輪邊電機，經由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅動車輪，此時發動機不輸出動力。( 2 )純發動機驅動模式。當電量不足或需遠程行駛，動カ蓄電池無法正常提供電カ時，發動機輸出動カ直接用於驅動汽車，若有剩餘則經由輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機轉化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅動模式。當汽車行駛過程中需求高功率時，比如加速、爬坡等エ況下，除動カ蓄電池直接向輪邊電機供電驅動汽車行駛外，同時發動機也工作，兩者動力經由輪邊減速動力耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅動汽車。
權利要求
1.一種輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統，包括後輪、主減速器與差速器總成、萬向傳動裝置、輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機、車架、懸架擺臂、變速箱、發動機，其特徵在於所述輪邊減速動力耦合箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯；輪邊減速動力耦合箱有兩個輸入端，一端與輪邊電機的動力輸出端固聯，另一端與萬向節傳動裝置輸出端固聯；輪邊減速動力耦合箱輸出軸與車輪相固聯；發動機產生的機械動力經由變速箱、主減速器變速後傳遞到差速器，經差速器差速後通過萬向傳動裝置輸出軸分別傳遞至兩側輪邊減速動力耦合箱輸入端，與輪邊電機減速增扭後產生的轉矩合成，經輪邊減速動力耦合箱輸出軸傳遞給車輪，實現不同的驅動工況。
2.根據權利要求I所述的輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統，其特徵在於所述的不同的驅動工況是混合動力輪邊驅動、純輪邊電機驅動、純發動機驅動。
全文摘要
本發明公開一種輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統，包括後輪、主減速器與差速器總成、萬向傳動裝置、輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機、車架、懸架擺臂、彈性鉸、動力蓄電池、變速箱、發動機、中央控制單元，通過所述輪邊減速動力耦合箱一方面可對來自輪邊電機的輸出動力減速增扭，另一方面可將來自輪邊電機的機械動力和來自發動機的機械動力進行輪邊動力混合，輸出至後輪，從而驅動汽車，同時可完成純輪邊電機或純發動機驅動。本發明兼備混合動力和分布式驅動的雙重優點，對車輛的裝置改動較少，可獨立驅動和控制，實現能量回收，有利於提高整車操縱穩定性、主動安全性和節能效益。
文檔編號B60K6/48GK102673373SQ20121015070
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者餘卓平, 盧志堅, 唐峰, 徐華, 鍾再敏, 陳辛波 申請人:同濟大學