一種新型電動汽車電驅動橋系統的製作方法

2023-04-29 06:01:36

本實用新型涉及一種新型電動汽車電驅動橋系統，涉及新能源汽車技術領域。

背景技術：
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純電動汽車作為能夠緩解能源問題和環境問題的未來汽車發展方向,越來越多的科研機構、高校和企業均加大投入對純電動汽車的研究，新型純電動汽車主要採用電力傳動,與傳統機械傳動相比,電傳動有很多優點,如整車結構布置,無極變速,提高整車動力性能和經濟性能，但是由於電機及其控制技術的限制，純電動汽車無法最大化的發揮其優點，會出現能量回收達不到預期效果和差速控制效果不佳等問題。

技術實現要素：
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本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種能有效實現車輛驅動、聯合驅動、能量回收、在車發電、電子差速功能的新型電動汽車電驅動橋系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種新型電動汽車電驅動橋系統，包括中部雙轉子電機、左側傳動機構、左驅動輪、第一輔助驅動機構、右側傳動機構、右驅動輪、第二輔助驅動機構，所述中部雙轉子電機的兩個輸出軸分別與左側傳動機構、右側傳動機構傳動連接，且左側傳動機構傳動連接左驅動輪，右側傳動機構傳動連接右驅動輪，第一輔助驅動機構、第二輔助驅動機構分別與左側傳動機構、右側傳動機構可離合傳動連接。

作為優選，所述雙轉子電機設置為對轉雙轉子電機，包括置於電機殼體內部的內轉子總成以及外轉子總成、內轉子動力輸出軸以及外轉子動力輸出軸，內轉子動力輸出軸以及外轉子動力輸出軸的轉軸端分別置於電機殼體的左右端，所述內轉子動力輸出軸與所述左側轉動機構傳動連接，所述外轉子動力輸出軸與所述右側傳動機構傳動連接。

作為優選，所述左側傳動機構包括左側齒輪傳動機構、左側連杆傳動機構，左側齒輪傳動機構與內轉子動力輸出軸傳動連接，所述左側連杆傳動機構分別與左側齒輪傳動結構、左驅動輪傳動連接。

作為優選，所述右側傳動機構包括右側齒輪傳動機構、右側連杆傳動機構，右側齒輪傳動機構與外轉子動力輸出軸傳動連接，所述右側連杆傳動機構分別與右側齒輪傳動結構、右驅動輪傳動連接。

作為優選，所述左齒輪傳動機構包括相互嚙合的左側等速傳動齒輪主動輪和左側等速傳動齒輪從動輪，所述右齒輪傳動機構包括相互嚙合的右側等速傳動齒輪主動輪和右側等速傳動齒輪從動輪。

所述左側連杆傳動結構包括第一傳動軸，所述第一傳動軸通過左側萬向節機構與左驅動輪、左側等速傳動齒輪從動輪傳動連接，所述右側連杆傳動結構包括第二傳動軸，所述第二傳動軸通過右側萬向節機構與右驅動輪和右側等速傳動齒輪主動輪傳動連接。

所述左側萬向節機構包括置於第一傳動軸兩端的左側等速萬向節以及左側傳動萬向節，左側等速萬向節與左側等速傳動齒輪從動輪傳動連接，左側傳動萬向節與左驅動輪的轉軸傳動連接，所述右側萬向節機構包括置於第二傳動軸兩端的右側等速萬向節以及右側傳動萬向節，右側等速萬向節與右側等速傳動齒輪主動輪傳動連接，右側傳動萬向節與右驅動輪的轉軸傳動連接。

作為優選，第一輔助驅動機構包括第一輔助電機以及第一離合器，第一輔助電機與左側等速傳動齒輪從動輪之間通過第一離合器可離合傳動連接。

作為優選，第二輔助驅動機構包括第二輔助電機以及第二離合器，第二輔助電機與右側等速傳動齒輪從動輪之間通過第二離合器可離合傳動連接。

作為優選，所述第一輔助電機以及第二輔助電機均設置為ISG電機且均外連儲能裝置。

與現有技術相比，本實用新型的有益之處是：所述新型電動汽車電驅動橋系統採用對轉雙轉子電機配合輔助電機驅動車輛的左右驅動輪，繼而不僅能有效組成電動汽車的高效電動驅動系統，而且還能根據實際需要實現聯合驅動、能量回收、在車發電，因而不僅能有效補給車輛驅動轉矩，而且還能最大化利用電機動能，節約能源，減少電機動能的浪費，節約成本，另外還能有效實現電子差速功能，電子差速的控制過程更加穩定，因而整體結構實用性以及經濟效益高。

附圖說明：

下面結合附圖對本實用新型進一步說明：

圖1是本實用新型的正面結構示意圖。

具體實施方式：

下面將對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本實用新型保護的範圍：

如圖1所示的一種新型電動汽車電驅動橋系統，包括中部雙轉子電機、左側傳動機構、左驅動輪1、第一輔助驅動機構、右側傳動機構、右驅動輪2、第二輔助驅動機構，所述中部雙轉子電機的兩個輸出軸分別與左側傳動機構、右側傳動機構傳動連接，且左側傳動機構傳動連接左驅動輪1，右側傳動機構傳動連接右驅動輪2，第一輔助驅動機構、第二輔助驅動機構分別與左側傳動機構、右側傳動機構可離合傳動連接。

在實際應用中，所述中部雙轉子電機分別帶動左側傳動機構以及右側傳動機構，繼而驅動左驅動輪以及右驅動輪驅動車輛正常行駛，而第一輔助驅動機構以及第二輔助驅動結構則作為輔助機構可離合的傳動連接左側傳動機構、右側傳動機構，通過第一輔助驅動機構以及第二輔助驅動機構的離合過程，能有效實現與雙轉子電機的聯合驅動方式，另外，可以通過將第一輔助驅動機構以及第二輔助驅動機構設置為驅動與發電一體機，繼而能穩定的實現能量回收、在車發電以及電子差速功能。

為更方便且穩定的輸出電機動能，所述雙轉子電機設置為對轉雙轉子電機，包括置於電機殼體內部的內轉子總成3以及外轉子總成4、內轉子動力輸出軸5以及外轉子動力輸出軸6，內轉子動力輸出軸5以及外轉子動力輸出軸6的轉軸端分別置於電機殼體的左右端，所述內轉子動力輸出軸5與所述左側轉動機構傳動連接，所述外轉子動力輸出軸6與所述右側傳動機構傳動連接，因而在實際應用中，可以內外轉子電機能相互獨立運行且不相互幹涉，繼而更穩定的輸出動能。

進一步地，所述左側傳動機構包括左側齒輪傳動機構、左側連杆傳動機構，左側齒輪傳動機構與內轉子動力輸出軸5傳動連接，所述左側連杆傳動機構分別與左側齒輪傳動結構、左驅動輪1傳動連接。作為優選實施方案，為更方便穩定的控制動能之間的傳輸，所述右側傳動機構包括右側齒輪傳動機構、右側連杆傳動機構，右側齒輪傳動機構與外轉子動力輸出軸6傳動連接，所述右側連杆傳動機構分別與右側齒輪傳動結構、右驅動輪2傳動連接，所述左齒輪傳動機構包括相互嚙合的左側等速傳動齒輪主動輪7和左側等速傳動齒輪從動輪8，所述右齒輪傳動機構包括相互嚙合的右側等速傳動齒輪主動輪9和右側等速傳動齒輪從動輪10，另外，所述左側連杆傳動結構包括第一傳動軸11，所述第一傳動軸11通過左側萬向節機構與左驅動輪1、左側等速傳動齒輪從動輪8傳動連接，所述右側連杆傳動結構包括第二傳動軸12，所述第二傳動軸12通過右側萬向節機構與右驅動輪2和右側等速傳動齒輪主動輪9傳動連接，所述左側萬向節機構包括置於第一傳動軸11兩端的左側等速萬向節17以及左側傳動萬向節18，左側等速萬向節17與左側等速傳動齒輪從動輪8傳動連接，左側傳動萬向節18與左驅動輪1的轉軸傳動連接，所述右側萬向節機構包括置於第二傳動軸12兩端的右側等速萬向節19以及右側傳動萬向節20，右側等速萬向節19與右側等速傳動齒輪主動輪9傳動連接，右側傳動萬向節20與右驅動輪2的轉軸傳動連接。因而在實際中，通過內轉子動力輸出軸5驅動左側等速傳動齒輪主動輪7轉動，繼而帶動左側等速傳動齒輪從動輪8一起轉動，然後由左側等速傳動齒輪從動輪8通過傳動左側等速萬向節、第一傳動軸、以及左側傳動萬向節，繼而驅動左驅動輪轉動，另外，通過外轉子動力輸出軸6驅動右側等速傳動齒輪主動輪轉動，然後由右側等速傳動齒輪主動輪通過傳動右側等速萬向節、第二傳動軸、以及右側傳動萬向節，繼而驅動右驅動輪轉動。

在本實施例中，為方便控制，所述第一輔助驅動機構包括第一輔助電機13以及第一離合器14，第一輔助電機13與左側等速傳動齒輪從動輪8之間通過第一離合器14可離合傳動連接，且第二輔助驅動機構包括第二輔助電機15以及第二離合器16，第二輔助電機15與右側等速傳動齒輪從動輪10之間通過第二離合器16可離合傳動連接，另外，所述第一輔助電機13以及第二輔助電機15均設置為ISG電機且均外連儲能裝置。

因而，在實際應用中，在普通驅動模式下：對轉雙轉子電機根據整車轉矩需求輸出相應轉矩，第一離合器、第二離合器處於分離狀態，第一輔助電機、第二輔助電機不工作，內轉子輸出的轉矩經內轉子輸出軸傳遞給左側等速傳動齒輪主動輪，經過左側等速傳動齒輪從動輪改變轉矩方向後傳遞給左側等速萬向節、第一傳動軸、左側傳動萬向節，最後傳遞到左驅動輪；外轉子輸出的轉矩經外轉子輸出軸傳遞給右側等速傳動齒輪主動輪，此時右側等速傳動齒輪從動輪處於空轉狀態，轉矩由右側等速傳動齒輪主動輪遞到右側等速萬向節、第二傳動軸、右側傳動萬向節，最後傳遞到右驅動輪。

在聯合驅動模式下：當對轉雙轉子電機的最大輸出轉矩小於整車需求轉矩時，需要第一輔助電機、第二輔助電機介入工作，為整車驅動系統補給轉矩。首先根據當前對轉雙轉子電機的轉速，控制第一輔助電機、第二輔助電機提速，當第一輔助電機、第二輔助電機轉速和對轉雙轉子電機轉速接近時，驅動控制第一離合器以及第二離合器的電磁閥，使第一離合器、第二離合器由分離狀態到結合狀態，第一輔助電機、第二輔助電機實現與驅動系統的動力連接，根據補給所需，提高第一輔助電機、第二輔助電機的輸出轉矩，動力耦合後電驅動橋處於聯合驅動模式下，左側輸出轉矩經左側齒輪傳動機構耦合後由左側等速傳動齒輪從動輪傳遞給左側等速萬向節、第一傳動軸、左側傳動萬向節，最後傳遞到左驅動輪；右側輸出的轉矩經右側齒輪傳動機構耦合後，由右側等速傳動齒輪主動輪遞到右側等速萬向節、第二傳動軸、右側傳動萬向節，最後傳遞到右驅動輪。

在制動能量回收模式下：當車輛處於滑行或者制動模式下，為了節能將部分能量回收，本實用新型的電驅動橋由輔助電機進行回收制動能量。首先根據當前對轉雙轉子電機的轉速，控制第一輔助電機、第二輔助電機調速，當第一輔助電機、第二輔助電機轉速和對轉雙轉子電機轉速接近時，驅動控制第一離合器、第二離合器的電磁閥，使第一離合器、第二離合器由分離狀態到結合狀態，第一輔助電機、第二輔助電機實現與驅動系統的動力連接。左驅動輪的轉矩經左側等速萬向節、第一傳動軸、左側傳動萬向節傳遞到左側等速傳動齒輪從動輪，然後經第一離合器傳遞到第一輔助電機，第一輔助電機用作發電機模式，由電磁感應原理將部分轉矩轉化為電能儲存到儲能裝置，此處的儲能裝置可設置為電池、超級電容器組、複合電源，但不限於這些儲能裝置類型，右驅動輪的轉矩經右側等速萬向節、第二傳動軸、右側傳動萬向節傳遞到右側等速傳動齒輪主動輪，經過右側等速傳動齒輪從動輪、第二離合器傳遞到第二輔助電機，第二輔助電機用作發電機模式，由電磁感應原理將部分轉矩轉化為電能儲存到儲能裝置，共同為整車提供制動力矩，降低車速的同時實現制動能量回收。

在車發電模式下：當車輛的需求轉矩小於對轉雙轉子電機的輸出轉矩，本實用新型的電驅動橋可以將剩餘的轉矩通過輔助電機發電的模式將能量儲存起來，實現在車發電模式。對轉雙轉子電機按普通模式驅動車輛，同時根據當前對轉雙轉子電機的轉速，控制第一輔助電機、第二輔助電機提速，當第一輔助電機、第二輔助電機轉速和對轉雙轉子電機轉速接近時，驅動控制第一離合器、第二離合器的電磁閥，使第一離合器、第二離合器由分離狀態到結合狀態，第一輔助電機、第二輔助電機實現與驅動系統的動力連接。左側等速傳動齒輪從動輪與左側等速萬向節相連，左側等速萬向節與第一傳動軸相連，第一傳動軸與左側傳動萬向節相連，左側傳動萬向節連接於左驅動輪，同時多餘部分的轉矩經左側等速傳動齒輪從動輪、第一離合器傳遞到第一輔助電機，第一輔助電機用作發電機模式，將多餘部分轉矩轉化為電能儲存到儲能裝置中；右側輸出轉矩經外轉子輸出軸傳遞給右側等速傳動齒輪主動輪、右側等速萬向節、第二傳動軸、右側傳動萬向節，最後傳遞到右驅動輪，多餘部分轉矩經右側等速傳動齒輪從動輪、第二離合器傳遞到第二輔助電機，第二輔助電機用作發電機模式，將多餘部分轉矩轉化為電能儲存到儲能裝置中，實現整車在車發電模式。

在電子差速功能的具體實施方式以及過程中，車輛轉向時，左、右驅動輪的需求轉矩不同，而內外側轉矩需求的差異由車輛結構參數和車輛轉向角的不同而定，相比於僅有雙轉子電機作為動力輸出的電驅動橋，本實用新型的技術方案的電驅動橋可以實現大範圍內的轉矩差異變化，以車輛左轉為例，左側需求轉矩小於右側需求轉矩，對轉雙轉子電機按普通模式驅動車輛，同時根據當前對轉雙轉子電機的轉速，控制第一輔助電機、第二輔助電機提速，當第一輔助電機、第二輔助電機轉速和對轉雙轉子電機轉速接近時，驅動控制第一離合器、第二離合器的電磁閥，使第一離合器、第二離合器由分離狀態到結合狀態，第一輔助電機、第二輔助電機實現與驅動系統的動力連接，左側等速傳動齒輪從動輪與左側等速萬向節相連，左側等速萬向節與第一傳動軸相連，第一傳動軸與左側傳動萬向節相連，左側傳動萬向節連接於左驅動輪，同時需要減小的轉矩經左側等速傳動齒輪從動輪、第一離合器傳遞到第一輔助電機，第一輔助電機用作發電機模式，將多餘部分轉矩轉化為電能儲存到儲能裝置中；第二輔助電機和對轉雙轉子電機聯合驅動，即加大輸出轉矩，右側的輸出的轉矩經右側齒輪傳動機構耦合後，由右側等速傳動齒輪主動輪遞到右側等速萬向節、第二傳動軸、右側傳動萬向節，最後傳遞到右驅動輪。由此實現左側轉矩變小，右側轉矩變大，符合車輛差速工況要求，實現電子差速功能。

上述新型電動汽車電驅動橋系統採用對轉雙轉子電機配合輔助電機驅動車輛的左右驅動輪，繼而不僅能有效組成電動汽車的高效電動驅動系統，而且還能根據實際需要實現聯合驅動、能量回收、在車發電，因而不僅能有效補給車輛驅動轉矩，而且還能最大化利用電機動能，節約能源，減少電機動能的浪費，節約成本，另外還能有效實現電子差速功能，電子差速的控制過程更加穩定。

需要強調的是：以上僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。