專利名稱：輪邊動力混合的驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車驅(qū)/傳動領域，特別涉及ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術：
混合動カ是新能源汽車發(fā)展的ー種重要過渡技術，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力性和續(xù)駛里程方面存在的問題。輪邊驅(qū)動電動汽車相對集中式驅(qū)動電動汽車具有驅(qū)/傳動鏈短、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊以及各驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩獨立可控等方面的優(yōu)勢而受到廣泛關注，成為電動汽車技術領域的重要發(fā)展方向。 當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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點是發(fā)動機將動カ輸出，經(jīng)差速器差速后，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(qū)動車輪。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，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(fā)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(lián)成一體化結(jié)構(gòu)，該一體化結(jié)構(gòu)通過彈性鉸接于車架，輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯(lián)，另一端與減速箱輸入軸固聯(lián)；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發(fā)動機產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱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)輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸，與輪邊電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，再經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現(xiàn)不同的驅(qū)動エ況。所述萬向傳動裝置與擺動鉸之間的距離小于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于車輪跳動量。因而所述萬向傳動裝置可以采用短半軸形式。所述不同的驅(qū)動エ況是混合動カ輪邊驅(qū)動エ況、純輪邊電機驅(qū)動エ況、純發(fā)動機驅(qū)動エ況。合理布置輪邊電機相對于彈性鉸的位置可有效減少汽車的等效非簧載質(zhì)量。發(fā)動機產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱變速后傳遞到差速器，再經(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)輪邊電機轉(zhuǎn)子軸。所述輪邊電機將動カ蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機械能，可使兩側(cè)輪邊電機轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩與通過萬向傳動裝置傳遞過來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩進行合成，合成后的動カ傳遞至輪邊減速箱輸入軸，經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后由輪邊減速箱輸出軸將動カ輸出至車輪，從而驅(qū)動汽車。輪邊電機轉(zhuǎn)子軸與萬向傳動裝置輸出軸固聯(lián)，實現(xiàn)輪邊電機自身轉(zhuǎn)矩與萬向傳動裝置傳遞過來的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為機械能，亦可充當發(fā)電機使用，將機械能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子軸輸出的轉(zhuǎn)矩可獨立控制，故能實現(xiàn)左、右車輪轉(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。本發(fā)明適用于電輔助式混合動カ汽車，即正常行駛以發(fā)動機工作為主，某些エ況下發(fā)動機難于工作在高效經(jīng)濟區(qū)吋，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)由輪邊減速箱減速增扭后驅(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，若有動力剩余則經(jīng)由輪邊電機轉(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。當汽車行駛過程中需求高功率、高轉(zhuǎn)矩時，比如加速、爬坡等エ況下，除發(fā)動機工作外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者輸出轉(zhuǎn)矩進行合成并經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后輸出至車輪，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、轉(zhuǎn)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(jīng)由輪邊減速箱減速增扭后驅(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(fā)動機輸出動カ直接用于驅(qū)動汽車，若有剩余動カ則經(jīng)由輪邊電機轉(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。當汽車行駛過程中需求高功率、高轉(zhuǎn)矩時，比如加速、爬坡等エ況下，除發(fā)動機工作外，動カ蓄電池也將向輪邊電機供電，兩者輸出轉(zhuǎn)矩進行合成并經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后輸出至車輪，驅(qū)動汽車。所述ー種輪邊動力混合的驅(qū)動系統(tǒng)適用于后橋。 本發(fā)明的優(yōu)越功效在于
(1)各驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩獨立可控；車輛操穩(wěn)性的實現(xiàn)通過調(diào)整輪邊電機轉(zhuǎn)子軸的輸出轉(zhuǎn)矩即可實現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)混合動カ汽車及傳統(tǒng)汽車采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(jié)能環(huán)保；
(2)是等效非簧載質(zhì)量小的輪邊混合動カ驅(qū)動系統(tǒng)；
(3)可實現(xiàn)制動能回饋的混合動カ驅(qū)動系統(tǒng)；
(4)通過控制策略，可使發(fā)動機和輪邊電機工作于各自的高效區(qū)；
(5)配備輪邊減速箱，可采用比轉(zhuǎn)矩、比功率高的高速輪邊電機，同時該輪邊減速箱充當了發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)主減速器的作用，省去了原有發(fā)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(gòu)，倒車時由輪邊電機驅(qū)動車輛；
(7)萬向傳動裝置可以采用短半軸形式。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)原理 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(fā)動機；10—動カ畜電池；
11ー懸架擺臂。
具體實施例方式下面結(jié)合圖I、圖2對本發(fā)明作進ー步描述，根據(jù)本發(fā)明原理可有諸多結(jié)構(gòu)實施方案，故并不局限于下面所述內(nèi)容。如圖I和圖2所示，本發(fā)明提供了ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，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(fā)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(lián)成一體化結(jié)構(gòu)，該一體化結(jié)構(gòu)通過彈性鉸8接于車架7，輪邊電機5的轉(zhuǎn)子軸502 —端與萬向傳動裝置3輸出軸固聯(lián)，另一端與減速箱4輸入軸固聯(lián)；左、右輪邊減速箱4的輸出軸分別與左、右車輪I相固；發(fā)動機9產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱6變速后傳遞到差速器2，經(jīng)差速器2差速后通過萬向傳動裝置3輸出軸分別傳遞至兩側(cè)輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸502，與輪邊電機5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，再經(jīng)輪邊減速箱4減速增扭后由輪邊減速箱4輸出軸傳遞給車輪1，實現(xiàn)不同的驅(qū)動エ況。所述不同的驅(qū)動エ況是混合動カ輪邊驅(qū)動エ況、純輪邊電機驅(qū)動エ況、純發(fā)動機驅(qū)動エ況。所述萬向傳動裝置與擺動鉸之間的距離小于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于車輪跳動量。因而所述萬向傳動裝置可以采用短半軸形式。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布置于變速箱6輸入軸，則該同步器所在檔位的輸出軸齒輪固聯(lián)于差速器殼體202的長套管。所述同步器603布置于變速箱輸出軸，則該同步器所在檔位的輸出軸齒輪以軸承支撐于差速器殼體202的長套管。發(fā)動機9、變速箱6、差速器2、動カ蓄電池10均安裝于車架7,屬于簧載質(zhì)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(lián)成一體化結(jié)構(gòu)，井分別通過彈性鉸11鉸接于車架7。合理布置輪邊電機5相對于彈性鉸8的位置可有效減少汽車的等效非簧載質(zhì)量，有利于提升車輛的操穩(wěn)性、舒適性。發(fā)動機9產(chǎn)生的機械動カ輸入至變速箱6，當某一檔位的同步器603處于接合狀態(tài)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(qū)動差速器殼體202轉(zhuǎn)動，動カ由差速器輸出軸201、差速器輸出軸203分別通過兩側(cè)萬向傳動裝置3傳遞至兩側(cè)輪邊電機轉(zhuǎn)子軸502。所述兩側(cè)輪 邊電機5分別將動力蓄電池10的電能轉(zhuǎn)化為機械能，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速，驅(qū)動輪邊電機轉(zhuǎn)子軸502，該轉(zhuǎn)矩分別與通過萬向傳動裝置3輸出軸傳遞過來的發(fā)動機9轉(zhuǎn)矩進行合成，合成后的動カ分別輸入至兩側(cè)輪邊減速箱4，經(jīng)輪邊減速箱4減速增扭后由輪邊減速箱4輸出軸分別輸出至車輪1，從而驅(qū)動汽車。所述輪邊電機轉(zhuǎn)子軸502分別與萬向傳動裝置3的輸出軸固聯(lián)，可實現(xiàn)輪邊電機5自身轉(zhuǎn)矩與通過萬向傳動裝置3輸出軸傳遞過來的轉(zhuǎn)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于變速箱輸出軸，變速箱輸出軸齒輪602以軸承支承于差速器殼體202的長套管，這種布置方式在發(fā)動機9不工作的純輪邊電機驅(qū)動エ況時，避免了變速箱6內(nèi)部齒輪的轉(zhuǎn)動，從而減少攪油損失，提高效率。差速器ー側(cè)的輸出軸201穿過差速器殼體202的長套管后，將動カ傳遞至一側(cè)的萬向傳動裝置3，差速器另ー側(cè)的輸出軸203則直接將動カ傳遞至另ー側(cè)的萬向傳動裝置3。輪邊電機5將動カ蓄電池10電能轉(zhuǎn)化為機械能，亦可充當發(fā)電機使用，將發(fā)動機9發(fā)出的機械能轉(zhuǎn)化為電能給動カ蓄電池10充電或?qū)⒅苿訒r的制動能回饋給動力蓄電池10。輪邊電機轉(zhuǎn)子軸502輸出的轉(zhuǎn)矩可獨立控制，故能實現(xiàn)車輪I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。該實施例適用于汽車后橋。
權(quán)利要求
1.ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，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(fā)動機，其特征在于所述輪邊減速箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯(lián)成一體化結(jié)構(gòu)，該一體化結(jié)構(gòu)通過彈性鉸接于車架，輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯(lián)，另一端與減速箱輸入軸固聯(lián)；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發(fā)動機產(chǎn)生的機械動カ經(jīng)由變速箱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)輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸，與輪邊電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，再經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現(xiàn)不同的驅(qū)動エ況。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述不同的驅(qū)動エ況是混合動カ輪邊驅(qū)動エ況、純輪邊電機驅(qū)動エ況、純發(fā)動機驅(qū)動エ況。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輪邊動カ混合的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述萬向傳動裝置采用短半軸形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪邊動力混合的驅(qū)動系統(tǒng)，所述輪邊減速箱殼體與懸架擺臂及輪邊電機殼體相固聯(lián)成一體化結(jié)構(gòu)，該一體化結(jié)構(gòu)通過彈性鉸接于車架，輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸一端與萬向傳動裝置輸出軸固聯(lián)，另一端與減速箱輸入軸固聯(lián)；左、右輪邊減速箱的輸出軸分別與左、右車輪相固；發(fā)動機產(chǎn)生的機械動力經(jīng)由變速箱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)輪邊電機的轉(zhuǎn)子軸，與輪邊電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成，再經(jīng)輪邊減速箱減速增扭后由輪邊減速箱輸出軸傳遞給車輪，實現(xiàn)不同的驅(qū)動工況。本發(fā)明的優(yōu)點是具有各驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩獨立可控、響應迅速、動力損失少，節(jié)能環(huán)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(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