輪邊動力混合的驅動系統的製作方法
2023-12-07 17:47:41 2
專利名稱：輪邊動力混合的驅動系統的製作方法
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驅動系統。
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力性和續駛裡程方面存在的問題。輪邊驅動電動汽車相對集中式驅動電動汽車具有驅/傳動鏈短、傳動效率高、結構緊湊以及各驅動輪轉矩獨立可控等方面的優勢而受到廣泛關注，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。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供ー種輪邊動カ混合的驅動系統，該系統的特點是發動機將動カ輸出，經差速器差速後，由萬向傳動裝置將動カ傳遞至輪邊，繼而與左、右輪邊電機的動カ混合以驅動車輪。為解決上述技術問題，本發明提供了ー種輪邊動カ混合的驅動系統，包括車輪、差速器、萬向傳動裝置、輪邊減速箱、輪邊電機、變速箱、同步器、車架、懸架擺臂、弾性鉸、發動機，所述輪邊減速箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯成一體化結構，該一體化結構通過彈性鉸接於車架，輪邊電機的轉子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯，另一端與減速箱輸入軸固聯；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發動機產生的機械動カ經由變速箱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電機的轉子軸，與輪邊電機產生的轉矩合成，再經輪邊減速箱減速增扭後由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現不同的驅動エ況。所述萬向傳動裝置與擺動鉸之間的距離小於車輪與擺動鉸之間的距離，故懸架跳動時，萬向傳動裝置動カ輸出端跳動量小於車輪跳動量。因而所述萬向傳動裝置可以採用短半軸形式。所述不同的驅動エ況是混合動カ輪邊驅動エ況、純輪邊電機驅動エ況、純發動機驅動エ況。合理布置輪邊電機相對於彈性鉸的位置可有效減少汽車的等效非簧載質量。發動機產生的機械動カ經由變速箱變速後傳遞到差速器，再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電機轉子軸。所述輪邊電機將動カ蓄電池的電能轉化為機械能，可使兩側輪邊電機轉子軸產生轉矩，該轉矩與通過萬向傳動裝置傳遞過來的發動機轉矩進行合成，合成後的動カ傳遞至輪邊減速箱輸入軸，經輪邊減速箱減速增扭後由輪邊減速箱輸出軸將動カ輸出至車輪，從而驅動汽車。輪邊電機轉子軸與萬向傳動裝置輸出軸固聯，實現輪邊電機自身轉矩與萬向傳動裝置傳遞過來的轉矩的合成，即所謂的輪邊動力混合。在車輛行駛時，輪邊電機可充當電動機，將動カ蓄電池電能轉化為機械能，亦可充當發電機使用，將機械能轉化為電能，進而給動カ蓄電池充電。 在車輛不行駛時可給動カ蓄電池充電或者更換充滿電的動カ蓄電池。左、右輪邊電機轉子軸輸出的轉矩可獨立控制，故能實現左、右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。本發明適用於電輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以發動機工作為主，某些エ況下發動機難於工作在高效經濟區吋，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，經由輪邊減速箱減速增扭後驅動車輪，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，若有動力剩餘則經由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、高轉矩時，比如加速、爬坡等エ況下，除發動機工作外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者輸出轉矩進行合成並經輪邊減速箱減速增扭後輸出至車輪，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、轉矩需求不高的エ況，由動力蓄電池將電能提供給輪邊電機，經由輪邊減速箱減速增扭後驅動車輪，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，若有剩餘動カ則經由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、高轉矩時，比如加速、爬坡等エ況下，除發動機工作外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者輸出轉矩進行合成並經輪邊減速箱減速增扭後輸出至車輪，驅動汽車。所述ー種輪邊動力混合的驅動系統適用於後橋。 本發明的優越功效在於
(1)各驅動輪轉矩獨立可控；車輛操穩性的實現通過調整輪邊電機轉子軸的輸出轉矩即可實現，相比於傳統混合動カ汽車及傳統汽車採用的施加制動カ矩的方法其控制策略更為簡単，響應更加迅速，同時動カ損失少，更加節能環保；
(2)是等效非簧載質量小的輪邊混合動カ驅動系統；
(3)可實現制動能回饋的混合動カ驅動系統；
(4)通過控制策略，可使發動機和輪邊電機工作於各自的高效區；
(5)配備輪邊減速箱，可採用比轉矩、比功率高的高速輪邊電機，同時該輪邊減速箱充當了發動機驅動系統主減速器的作用，省去了原有發動機動カ傳動鏈中的主減速器；
(6)可省去變速箱中的倒檔機構，倒車時由輪邊電機驅動車輛；
(7)萬向傳動裝置可以採用短半軸形式。
圖I為本發明的系統原理 圖2為本發明的結構示意 圖中標號說明
Iー車輪；
2一差速器；
201—差速器輸出軸A ; 202—差速器殼體；203—差速器輸出軸B;
3一萬向傳動裝置；4一輪邊減速箱；
5一輪邊電機；
501—輪邊電機殼體；502—輪邊電機的轉子軸；
6—變速箱；
601—變速箱輸入軸齒輪；602—變速箱輸出軸齒輪；603—同步器。7—車架；8—彈性鉸；
9一發動機；10—動カ畜電池；
11ー懸架擺臂。
具體實施例方式下面結合圖I、圖2對本發明作進ー步描述，根據本發明原理可有諸多結構實施方案，故並不局限於下面所述內容。如圖I和圖2所示，本發明提供了ー種輪邊動カ混合的驅動系統，包括車輪I、差速器2、萬向傳動裝置3、輪邊減速箱4、輪邊電機5、機械式兩軸變速箱6、同步器603、車架7、懸架擺臂11、彈性鉸8、發動機9，所述輪邊減速箱4殼體與懸架擺臂11及輪邊電機殼體501相固聯成一體化結構，該一體化結構通過彈性鉸8接於車架7，輪邊電機5的轉子軸502 —端與萬向傳動裝置3輸出軸固聯，另一端與減速箱4輸入軸固聯；左、右輪邊減速箱4的輸出軸分別與左、右車輪I相固；發動機9產生的機械動カ經由變速箱6變速後傳遞到差速器2，經差速器2差速後通過萬向傳動裝置3輸出軸分別傳遞至兩側輪邊電機的轉子軸502，與輪邊電機5產生的轉矩合成，再經輪邊減速箱4減速增扭後由輪邊減速箱4輸出軸傳遞給車輪1，實現不同的驅動エ況。所述不同的驅動エ況是混合動カ輪邊驅動エ況、純輪邊電機驅動エ況、純發動機驅動エ況。所述萬向傳動裝置與擺動鉸之間的距離小於車輪與擺動鉸之間的距離，故懸架跳動時，萬向傳動裝置動カ輸出端跳動量小於車輪跳動量。因而所述萬向傳動裝置可以採用短半軸形式。所述差速器殼體202 —端裝有長套管，差速器2該端的輸出軸A201穿過長套管與萬向傳動裝置3連接，差速器2另一端輸出軸B203直接與萬向傳動裝置3連接。
所述同步器603布置於變速箱6輸入軸，則該同步器所在檔位的輸出軸齒輪固聯於差速器殼體202的長套管。所述同步器603布置於變速箱輸出軸，則該同步器所在檔位的輸出軸齒輪以軸承支撐於差速器殼體202的長套管。發動機9、變速箱6、差速器2、動カ蓄電池10均安裝於車架7,屬於簧載質量。左、右輪邊電機殼體501與左、右懸架擺臂11及左、右輪邊減速箱4殼體分別相固聯成一體化結構，井分別通過彈性鉸11鉸接於車架7。合理布置輪邊電機5相對於彈性鉸8的位置可有效減少汽車的等效非簧載質量，有利於提升車輛的操穩性、舒適性。發動機9產生的機械動カ輸入至變速箱6，當某一檔位的同步器603處於接合狀態時，由該檔位的變速箱輸入軸齒輪601將動カ傳遞至該檔位的變速箱輸出軸齒輪602，從而將動力輸出至差速器殼體202，驅動差速器殼體202轉動，動カ由差速器輸出軸201、差速器輸出軸203分別通過兩側萬向傳動裝置3傳遞至兩側輪邊電機轉子軸502。所述兩側輪 邊電機5分別將動力蓄電池10的電能轉化為機械能，產生轉矩與轉速，驅動輪邊電機轉子軸502，該轉矩分別與通過萬向傳動裝置3輸出軸傳遞過來的發動機9轉矩進行合成，合成後的動カ分別輸入至兩側輪邊減速箱4，經輪邊減速箱4減速增扭後由輪邊減速箱4輸出軸分別輸出至車輪1，從而驅動汽車。所述輪邊電機轉子軸502分別與萬向傳動裝置3的輸出軸固聯，可實現輪邊電機5自身轉矩與通過萬向傳動裝置3輸出軸傳遞過來的轉矩的合成，即所謂的輪邊動力混合。所述差速器殼體202 —端制有長套管，本實施例將所有檔位同步器布置於變速箱輸出軸，變速箱輸出軸齒輪602以軸承支承於差速器殼體202的長套管，這種布置方式在發動機9不工作的純輪邊電機驅動エ況時，避免了變速箱6內部齒輪的轉動，從而減少攪油損失，提高效率。差速器ー側的輸出軸201穿過差速器殼體202的長套管後，將動カ傳遞至一側的萬向傳動裝置3，差速器另ー側的輸出軸203則直接將動カ傳遞至另ー側的萬向傳動裝置3。輪邊電機5將動カ蓄電池10電能轉化為機械能，亦可充當發電機使用，將發動機9發出的機械能轉化為電能給動カ蓄電池10充電或將制動時的制動能回饋給動力蓄電池10。輪邊電機轉子軸502輸出的轉矩可獨立控制，故能實現車輪I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。該實施例適用於汽車後橋。
權利要求
1.ー種輪邊動カ混合的驅動系統，包括車輪、差速器、萬向傳動裝置、輪邊減速箱、輪邊電機、變速箱、同步器、車架、懸架擺臂、弾性鉸、發動機，其特徵在於所述輪邊減速箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯成一體化結構，該一體化結構通過彈性鉸接於車架，輪邊電機的轉子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯，另一端與減速箱輸入軸固聯；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發動機產生的機械動カ經由變速箱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電機的轉子軸，與輪邊電機產生的轉矩合成，再經輪邊減速箱減速增扭後由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現不同的驅動エ況。
2.根據權利要求I所述的ー種輪邊動カ混合的驅動系統，其特徵在於所述不同的驅動エ況是混合動カ輪邊驅動エ況、純輪邊電機驅動エ況、純發動機驅動エ況。
3.根據權利要求I所述的ー種輪邊動カ混合的驅動系統，其特徵在於所述萬向傳動裝置採用短半軸形式。
全文摘要
本發明公開了一種輪邊動力混合的驅動系統，所述輪邊減速箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯成一體化結構，該一體化結構通過彈性鉸接於車架，輪邊電機的轉子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯，另一端與減速箱輸入軸固聯；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發動機產生的機械動力經由變速箱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電機的轉子軸，與輪邊電機產生的轉矩合成，再經輪邊減速箱減速增扭後由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現不同的驅動工況。本發明的優點是具有各驅動輪轉矩獨立可控、響應迅速、動力損失少，節能環保。
文檔編號B60K6/40GK102673382SQ20121015070
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