專利名稱：輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車驅(qū)/傳動領(lǐng)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(tǒng)。
背景技術(shù)：
混合動カ是新能源汽車發(fā)展的ー種重要過渡技術(shù)，具有充分發(fā)揮電カ驅(qū)動與傳統(tǒng)發(fā)動機驅(qū)動各自優(yōu)勢的特點，能解決純電動汽車在動カ性和續(xù)駛里程方面存在的問題，產(chǎn)業(yè)化前景良好，各大公司正在競相開發(fā)和推出混合動カ電動汽車產(chǎn)品。分布式驅(qū)動電動汽車相對集中式驅(qū)動具有驅(qū)動傳動鏈短、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊 以及可獨立驅(qū)動和控制等方面的潛カ受到廣泛關(guān)注，成為電動汽車技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。當(dāng)前混合動カ電動汽車主要為集中式驅(qū)動的動カ混合形式，即先將動カ混合，經(jīng)差速器差速后，由萬向傳動裝置將動カ傳遞至車輪以驅(qū)動汽車。為充分發(fā)揮混合動カ電動汽車和分布式驅(qū)動兩者的優(yōu)勢，本發(fā)明提出了ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)，即將動力在兩側(cè)輪邊進行混合，傳遞至車輪以驅(qū)動汽車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(fā)揮分布式驅(qū)動優(yōu)勢的輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)。采用兩種不同動カ源進行驅(qū)動，集合了混合動カ和分布式電驅(qū)動的優(yōu)點，可獨立驅(qū)動和控制，有利于提高整車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和節(jié)能效益。可實現(xiàn)能量回收，儲存多余能量。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)，所述動カ系統(tǒng)為后輪驅(qū)動，包括后輪、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(fā)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(zhuǎn)子軸)固聯(lián)，另一端與萬向節(jié)傳動裝置輸出端固聯(lián)，所述輪邊減速動カ耦合箱的輸出軸與車輪相固聯(lián)。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(lián)(或取一體化結(jié)構(gòu))，共同構(gòu)成了一體化單擺臂懸架-輪邊減速式電驅(qū)動總成，并通過弾性鉸鉸接于車架。所述發(fā)動機產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱、主減速器變速后傳遞到差速器，經(jīng)差速器差速后通過萬向傳動裝置輸出軸分別傳遞至兩側(cè)輪邊減速動カ耦合箱輸入端，與所述輪邊電機減速增扭后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，經(jīng)輪邊減速動カ耦合箱輸出軸傳遞給車輪，從而驅(qū)動汽車。所述動カ蓄電池給兩側(cè)后輪輪邊電機提供電力，將電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)動機連接，實現(xiàn)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，動カ耦合部分用于完成發(fā)動機與輪邊電機的動カ耦合。所述兩側(cè)輪邊電機既能充當(dāng)電動機提供動カ也可充當(dāng)發(fā)電機回收能量，所述兩側(cè)輪邊電機轉(zhuǎn)子軸輸出的轉(zhuǎn)矩可獨立控制，故能實現(xiàn)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)矩的獨立控制，有利于提高整車操穩(wěn)性、主動安全性和節(jié)能效益。所述輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)適用于電輔助式混合動カ汽車，SP正常行駛以發(fā)動機工作為主，某些エ況下發(fā)動機難以工作在其高效經(jīng)濟區(qū)，則開啟電機驅(qū)動模式，同時適用于發(fā)動機輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以電機驅(qū)動為主，某些如長途行駛、高功率需求等エ況下則開啟發(fā)動機驅(qū)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(qū)動模式。車輛起步或輕載行駛吋，由于發(fā)動機不能工作在ー個相對經(jīng) 濟的區(qū)域，因此采用純輪邊電機驅(qū)動模式，由動カ蓄電池將電能提供給輪邊電機，經(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅(qū)動車輪，變速箱則置于空擋，發(fā)動機不輸出動力。同時倒車時也采用純輪邊電機驅(qū)動，充分利用電機反轉(zhuǎn)特性進行倒車，可取消驅(qū)動系統(tǒng)的倒擋機構(gòu)。(2)純發(fā)動機驅(qū)動模式。汽車正常行駛，發(fā)動機輸出動力直接用于驅(qū)動汽車，若有剩余則經(jīng)由輪邊減速動力I禹合箱、輪邊電機轉(zhuǎn)化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅(qū)動模式。當(dāng)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(fā)動機直接驅(qū)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(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅(qū)動汽車。發(fā)動機輔助式混合動カ有以下工作模式
(I)純輪邊電機驅(qū)動模式。汽車行駛的主要驅(qū)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(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅(qū)動車輪，此時變速箱置于空擋，發(fā)動機不輸出動カ。( 2 )純發(fā)動機驅(qū)動模式。當(dāng)電量不足或需遠(yuǎn)程行駛，動カ蓄電池?zé)o法正常提供電カ時，發(fā)動機輸出動カ直接用于驅(qū)動汽車，若有剩余則經(jīng)由輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機轉(zhuǎn)化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅(qū)動模式。當(dāng)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(qū)動汽車行駛外，同時發(fā)動機也工作，兩者動力經(jīng)由輪邊減速動力耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅(qū)動汽車。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明可采用兩種不同動カ源進行驅(qū)動，對車輛的裝置改動較少，集合了混合動カ和分布式電驅(qū)動的優(yōu)點，可獨立驅(qū)動和控制，有利于提高整車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和節(jié)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(gòu)成了一體化單擺臂懸架-輪邊減速式電驅(qū)動總成，可有效減小分布式電驅(qū)動系統(tǒng)的簧下質(zhì)量；可實現(xiàn)能量的回收，儲存多余能量，并通過中央控制單元進行控制，使發(fā)動機和輪邊電機工作在高效、經(jīng)濟的區(qū)域。


圖I為本發(fā)明輪邊動力混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I中輪邊減速動カ耦合箱的ー種具體結(jié)構(gòu)示意 圖中標(biāo)號說明Iー后輪；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(fā)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(fā)明作進ー步的描述，但并不局限于下面所述內(nèi)容。圖I所示為本發(fā)明的ー種輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)，所述動カ系統(tǒng)為后輪驅(qū)動，包括后輪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(fā)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(zhuǎn)子軸)固聯(lián),另一端與所述萬向節(jié)傳動裝置3輸出端固聯(lián)，所述輪邊減速動カ耦合箱4的輸出軸與后輪I相固聯(lián)。所述發(fā)動機8產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱7減速增扭后傳遞到驅(qū)動后橋，經(jīng)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(cè)輪邊減速動カ耦合箱4的輸入端，與輪邊電機5減速增扭后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，經(jīng)輪邊減速動力耦合箱4輸出軸傳遞給車輪1，從而驅(qū)動汽車。所述動カ蓄電池6給兩側(cè)后輪輪邊電機5提供電力，將電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)動機8連接，實現(xiàn)對各動カ源的控制。結(jié)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(fā)明輪邊減速動力耦合箱4的ー種具體結(jié)構(gòu)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(lián)(或取一體化結(jié)構(gòu)),共同構(gòu)成了一體化單斜臂懸架-輪邊減速式電驅(qū)動總成，并通過彈性鉸14鉸接于車架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(lián)，用于完成發(fā)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的輸出軸與后輪I相固聯(lián),耦合后的動カ輸出至后輪I以驅(qū)動汽車。當(dāng)發(fā)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(fā)動機8或輪邊電機5的動カ，實現(xiàn)純輪邊電機或純發(fā)動機驅(qū)動。所述兩側(cè)輪邊電機5既能充當(dāng)電動機提供動カ也可充當(dāng)發(fā)電機回收能量，兩側(cè)輪邊電機轉(zhuǎn)子軸輸出的轉(zhuǎn)矩可獨立控制，故能實現(xiàn)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)矩的獨立控制，有利于提高整車操穩(wěn)性、主動安全性和節(jié)能效益。所述輪邊動カ混合的分布式電動汽車動カ系統(tǒng)適用于電輔助式混合動カ汽車，SP正常行駛以發(fā)動機工作為主，某些エ況下發(fā)動機難以工作在其高效經(jīng)濟區(qū)，則開啟電機驅(qū)動模式，同時適用于發(fā)動機輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以電機驅(qū)動為主，某些如長途行駛、高功率需求等エ況下則開啟發(fā)動機驅(qū)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(qū)動模式。車輛起步或輕載行駛吋，由于發(fā)動機不能工作在ー個相對經(jīng)濟的區(qū)域，因此采用純輪邊電機驅(qū)動模式，由動カ蓄電池將電能提供給輪邊電機，經(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅(qū)動車輪。同時倒車時也采用純輪邊電機驅(qū)動，充分利用電機反轉(zhuǎn)特性進行倒車，可取消驅(qū)動系統(tǒng)的倒擋機構(gòu)。(2)純發(fā)動機驅(qū)動模式。汽車正常行駛，發(fā)動機輸出動力直接用于驅(qū)動汽車，若有剩余則經(jīng)由輪邊減速動力I禹合箱、輪邊電機轉(zhuǎn)化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅(qū)動模式。當(dāng)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(fā)動機直接驅(qū)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(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅(qū)動汽車。
發(fā)動機輔助式混合動カ有以下工作模式
(I)純輪邊電機驅(qū)動模式。汽車行駛的主要驅(qū)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(jīng)由輪邊減速動カ耦合箱減速增扭單獨驅(qū)動車輪，此時發(fā)動機不輸出動力。( 2 )純發(fā)動機驅(qū)動模式。當(dāng)電量不足或需遠(yuǎn)程行駛，動カ蓄電池?zé)o法正常提供電カ時，發(fā)動機輸出動カ直接用于驅(qū)動汽車，若有剩余則經(jīng)由輪邊減速動力耦合箱、輪邊電機轉(zhuǎn)化為電能，向動カ蓄電池充電。(3)混合動カ輪邊驅(qū)動模式。當(dāng)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(qū)動汽車行駛外，同時發(fā)動機也工作，兩者動力經(jīng)由輪邊減速動力耦合箱耦合共同輸出至車輪，驅(qū)動汽車。
權(quán)利要求
1.一種輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統(tǒng)，包括后輪、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(fā)動機，其特征在于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(lián)；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(lián)，另一端與萬向節(jié)傳動裝置輸出端固聯(lián)；輪邊減速動力耦合箱輸出軸與車輪相固聯(lián)；發(fā)動機產(chǎn)生的機械動力經(jīng)由變速箱、主減速器變速后傳遞到差速器，經(jīng)差速器差速后通過萬向傳動裝置輸出軸分別傳遞至兩側(cè)輪邊減速動力耦合箱輸入端，與輪邊電機減速增扭后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，經(jīng)輪邊減速動力耦合箱輸出軸傳遞給車輪，實現(xiàn)不同的驅(qū)動工況。
2.根據(jù)權(quán)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(tǒng)，其特征在于所述的不同的驅(qū)動工況是混合動力輪邊驅(qū)動、純輪邊電機驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明公開一種輪邊動力混合的分布式電動汽車動力系統(tǒng)，包括后輪、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(fā)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(fā)動機的機械動力進行輪邊動力混合，輸出至后輪，從而驅(qū)動汽車，同時可完成純輪邊電機或純發(fā)動機驅(qū)動。本發(fā)明兼?zhèn)浠旌蟿恿头植际津?qū)動的雙重優(yōu)點，對車輛的裝置改動較少，可獨立驅(qū)動和控制，實現(xiàn)能量回收，有利于提高整車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和節(jié)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(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者余卓平, 盧志堅, 唐峰, 徐華, 鐘再敏, 陳辛波 申請人:同濟大學(xué)