一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),該系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)內(nèi)軸與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接,第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與外軸相連,外軸與一檔齒輪對(duì)連接;外軸設(shè)于所述內(nèi)軸的外周,且能夠與內(nèi)軸各自獨(dú)立旋轉(zhuǎn);第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)外軸、一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器,當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)與一檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器;當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)與二檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)二檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器;差速器通過(guò)半軸與車(chē)輪連接。本實(shí)用新型在動(dòng)力電池電量不足時(shí),低速時(shí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,高速時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,提高了高速長(zhǎng)途性能;第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)集成設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)緊湊。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,涉及一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),特別涉及具有發(fā)動(dòng) 機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)并能進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可外接充電式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中,公知有以下內(nèi)容。
[0003] 增程式電動(dòng)車(chē)是一種配有車(chē)載動(dòng)力電池和輔助動(dòng)力單元 (AuxiliaryEnergySupply,AES)的純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē),當(dāng)電能充足時(shí),電池提供車(chē)輛行駛 所需的所有能量,當(dāng)電能不足時(shí),輔助動(dòng)力單元工作。
[0004] 增程式電動(dòng)汽車(chē)工作模式分成兩個(gè)階段,第一階段為⑶(ChargeDepleting,電量 消耗)階段,該階段下保持純電動(dòng)行駛,在有限的行駛里程內(nèi)由電池提供能量;第二階段為 CS (ChargeSustaining,電量保持)階段,該階段下發(fā)動(dòng)機(jī)參與工作,實(shí)現(xiàn)整車(chē)?yán)m(xù)駛里程的延 長(zhǎng)。
[0005] 目前的增程式電動(dòng)汽車(chē)存在兩種構(gòu)型,包括串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)(如 AudiAle-tron)和混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)(如ChevroletVOLT)。在串聯(lián)增程式電動(dòng)車(chē)中,電動(dòng) 機(jī)為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源,發(fā)動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,只是在動(dòng)力電池電量下降到一定程度時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī) 才會(huì)起動(dòng),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供能量。串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)較為簡(jiǎn) 單,成本較低。在混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)VOLT中,CS階段,低速行駛時(shí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng),高速行駛時(shí) 電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛,在CS階段下動(dòng)力性和油耗均優(yōu)于串聯(lián)增程式電動(dòng)汽 車(chē)。
[0006] 中國(guó)大多數(shù)用戶(hù)都是首次購(gòu)車(chē),對(duì)高速長(zhǎng)途性能要求較高。由于目前電池能量密 度低,純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程較短,不能滿(mǎn)足高速長(zhǎng)途行駛的要求。
[0007] 如上述串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē),通常配置小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī),在CS階段下動(dòng) 力性只能滿(mǎn)足回家行駛。如果增大發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的功率以提高CS階段的高速長(zhǎng)途動(dòng)力 性,則由于能量二次轉(zhuǎn)換損失,高速長(zhǎng)途行駛時(shí)經(jīng)濟(jì)性差。所以,串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)高速 長(zhǎng)途性能差。
[0008] 混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)在CS階段下動(dòng)力性和油耗均優(yōu)于串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē),可 以滿(mǎn)足高速長(zhǎng)途行駛的要求,但動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有良好的高速長(zhǎng)途性能,且動(dòng)力系統(tǒng)較簡(jiǎn) 單,成本較低的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電動(dòng) 機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、內(nèi)軸、外軸、一檔齒輪對(duì)、二檔齒輪對(duì)、主減速齒輪對(duì)、換檔機(jī)構(gòu),差速器;所 述的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)內(nèi)軸與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接,第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與外軸相連,外軸與一檔齒 輪對(duì)連接;第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)外軸、一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器,當(dāng)換檔 機(jī)構(gòu)與一檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器; 當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)與二檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)二檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差 速器;差速器通過(guò)半軸與車(chē)輪連接。
[0011] 所述的第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)配置于一檔齒輪對(duì)的同一側(cè),并且配置在同一條 軸線(xiàn)上,能夠使側(cè)面的結(jié)構(gòu)減少,提高搭載性。
[0012] 所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端配置一個(gè)減震器,起到緩沖減震作用。
[0013] 本實(shí)用新型也可以根據(jù)整車(chē)實(shí)際布置需求,將第二電動(dòng)機(jī)布置在一檔齒輪對(duì)的左 偵lJ,第一電動(dòng)機(jī)位于二檔齒輪對(duì)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間,并且第一電動(dòng)機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)配置在同一 條軸線(xiàn)上。在發(fā)動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間配置一個(gè)減震器,或者在第一電動(dòng)機(jī)與二檔齒輪對(duì) 之間配置一個(gè)減震器,起到緩沖減震作用。
[0014] 所述的換檔機(jī)構(gòu)有三個(gè)動(dòng)作狀態(tài),分別為與一檔齒輪對(duì)的其中一個(gè)齒輪相連的第 一動(dòng)作狀態(tài)、與二檔齒輪對(duì)的其中一個(gè)齒輪相連的第二動(dòng)作狀態(tài)、不與任何齒輪相連的第 三動(dòng)作狀態(tài)。
[0015] 本實(shí)用新型通過(guò)控制換檔機(jī)構(gòu)的動(dòng)作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工作模式的切 換,有選擇地通過(guò)一檔齒輪對(duì)或二檔齒輪對(duì)輸出動(dòng)力,當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)處于第一動(dòng)作狀態(tài)時(shí),發(fā) 動(dòng)機(jī)通過(guò)一檔齒輪對(duì)、主減速齒輪、差速器及半軸輸出動(dòng)力至車(chē)輪,當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)處于第二動(dòng) 作狀態(tài)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)二檔齒輪對(duì)、主減速齒輪、差速器及半軸輸出動(dòng)力至車(chē)輪,當(dāng)換檔機(jī) 構(gòu)處于第三動(dòng)作狀態(tài)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)不能直接輸出動(dòng)力至車(chē)輪。
[0016] 所述的第二電動(dòng)機(jī)峰值功率由整車(chē)動(dòng)力性決定,其不僅大于整車(chē)百公里加速的需 求功率,而且大于整車(chē)最高車(chē)速的需求功率,在動(dòng)力電池電量充足時(shí)(SOC為35%?100%), 第二電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī),降低油耗與排放。
[0017] 本實(shí)用新型的積極效果在于:第二電動(dòng)機(jī)可以一直驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,整車(chē)動(dòng)力性需求由 第二電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)足,保證純電動(dòng)性能。通過(guò)控制換檔機(jī)構(gòu)的動(dòng)作狀態(tài),在動(dòng)力電池電量充足時(shí) (S0C為35%?100%),第二電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī),降低油耗與排放。動(dòng)力 電池電量不足時(shí)(SOC為25%?35%),低速行駛時(shí)利用第一電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力電池充電以滿(mǎn)足車(chē) 輛功率需求,高速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)參與驅(qū)動(dòng)以滿(mǎn)足車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)功率與電動(dòng)附件消耗功率的需 求,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率,從而改善了整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性;本實(shí)用新型在動(dòng)力電池電量不 足時(shí),低速時(shí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,高速時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,提高了高速長(zhǎng)途性能。通過(guò)一檔齒輪對(duì) 或二檔齒輪對(duì)輸出動(dòng)力,發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間更加靈活,可以同時(shí)兼顧車(chē)輛的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3為本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 如圖1所示,本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、第一電動(dòng)機(jī)、第二電 動(dòng)機(jī)、內(nèi)軸2、外軸15、一檔齒輪對(duì)、二檔齒輪對(duì)、主減速齒輪對(duì)、換檔機(jī)構(gòu)4,差速器16、減震 器20 ;所述的發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)內(nèi)軸2與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6連接,第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子8與外軸15 相連,外軸15與一檔齒輪對(duì)連接;外軸15設(shè)于所述內(nèi)軸2的外周,且能夠與內(nèi)軸2各自獨(dú) 立旋轉(zhuǎn);第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)外軸15、一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)與差速器16連接,當(dāng)換檔機(jī) 構(gòu)4與一檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)與差速器16連接;當(dāng) 換檔機(jī)構(gòu)4與二檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)二檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)與差速器16連 接;差速器16通過(guò)半軸17與車(chē)輪18連接。減震器20布置在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端,起到緩沖 減震作用,削減發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到第一電動(dòng)機(jī)、一檔齒輪對(duì)、二檔齒輪對(duì)的震動(dòng)。
[0024] 所述的一檔齒輪對(duì)由低速齒輪5和低速齒輪11常嚙合在一起構(gòu)成,外軸15與低 速齒輪5連接,低速齒輪11通過(guò)傳動(dòng)軸10與齒輪13連接。
[0025] 所述的二檔齒輪對(duì)由高速齒輪3和高速齒輪12常嚙合在一起構(gòu)成,內(nèi)軸2與高速 齒輪3連接,高速齒輪12通過(guò)傳動(dòng)軸10與齒輪13連接。
[0026] 所述的主減速齒輪對(duì)由齒輪13、齒輪14常嚙合在一起構(gòu)成,齒輪14固定在差速器 16上。
[0027] 本【技術(shù)領(lǐng)域】中,一檔通常指速度相對(duì)較低的檔位,二檔通常指速度相對(duì)較高的檔 位。因此上述低速齒輪和高速齒輪也并非指嚴(yán)格意義上的低速和高速,而是相對(duì)的低速和 高速。
[0028] 所述的第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)布置在所述一檔齒輪對(duì)的左側(cè)。
[0029] 第一電動(dòng)機(jī)包括第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6,第一電動(dòng)機(jī)定子7 ;第二電動(dòng)機(jī)包括第二電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)子8,第二電動(dòng)機(jī)定子9。
[0030] 第二電動(dòng)機(jī)由未示于圖中的動(dòng)力電池供電,在車(chē)輛停止運(yùn)行時(shí),可以通過(guò)外接電 網(wǎng)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電,在車(chē)輛行駛過(guò)程中,當(dāng)動(dòng)力電池電量下降到一定程度時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)1 驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力電池充電。
[0031] 所述的第二電動(dòng)機(jī)峰值功率由整車(chē)動(dòng)力性決定,其不僅大于整車(chē)百公里加速的需 求功率,而且大于整車(chē)最高車(chē)速的需求功率,具體功率大小由整車(chē)整備質(zhì)量、百公里加速時(shí) 間、整車(chē)風(fēng)阻、滾阻等決定。其中整車(chē)百公里加速的需求功率和整車(chē)最高車(chē)速的需求功率均 為本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)常規(guī)技術(shù)手段就可以確定的。
[0032] 換檔機(jī)構(gòu)4有三個(gè)動(dòng)作狀態(tài),分別為與低速齒輪5相連的第一動(dòng)作狀態(tài)、與高速齒 輪3相連的第二動(dòng)作狀態(tài)、不與任何齒輪相連的第三動(dòng)作狀態(tài)。
[0033] 當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)4處于第一動(dòng)作狀態(tài)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)低速齒輪5、低速齒輪11、齒輪 13,齒輪14、差速器16、半軸17輸出動(dòng)力至車(chē)輪18,當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)4處于第二動(dòng)作狀態(tài)時(shí),發(fā) 動(dòng)機(jī)1通過(guò)高速齒輪3、高速齒輪12、齒輪13,齒輪14、差速器16、半軸17輸出動(dòng)力至車(chē)輪 18,當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)4處于第三動(dòng)作狀態(tài)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)1不能直接輸出動(dòng)力至車(chē)輪18。
[0034] 根據(jù)電池荷電狀態(tài)(S0C),電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)有兩個(gè)工作階段:電量消耗(⑶)階 段和電量維持(CS)階段。當(dāng)電池電量充足(S0C為35%?100%)時(shí),電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工 作在⑶階段,當(dāng)電池電量降低到一定程度(S0C為25%?35%)時(shí),電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)入 到CS階段。在CD階段下電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工作在純電動(dòng)模式。在CS階段下電動(dòng)汽車(chē)動(dòng) 力系統(tǒng)有以下幾種工作模式:低速串聯(lián)模式、高速行車(chē)發(fā)電模式、高速發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式 和高速聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式。在CS階段下,由于發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接參與驅(qū)動(dòng),減少了能量的二次損 失,所以其高速長(zhǎng)途性能較好。
[0035] ⑶階段和CS階段下電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工作模式見(jiàn)下表。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、內(nèi) 軸(2)、外軸(15)、一檔齒輪對(duì)、二檔齒輪對(duì)、主減速齒輪對(duì)、換檔機(jī)構(gòu)(4),差速器(16);所 述的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過(guò)內(nèi)軸(2)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(6)連接,第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(8)與外軸(15) 相連;第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)外軸(15)、一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器(16), 當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)(4)與一檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過(guò)一檔齒輪對(duì)和主減速齒輪對(duì)將動(dòng)力 輸出到差速器(16);當(dāng)換檔機(jī)構(gòu)(4)與二檔齒輪對(duì)接合時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過(guò)二檔齒輪對(duì)和主 減速齒輪對(duì)將動(dòng)力輸出到差速器(16);差速器(16)通過(guò)半軸(17)與車(chē)輪(18)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于所述的第一電動(dòng)機(jī)和第二電 動(dòng)機(jī)配置于一檔齒輪對(duì)的同一側(cè),并且配置在同一條軸線(xiàn)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于,在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)動(dòng)力輸出 端配置一個(gè)減震器(20)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于所述的第二電動(dòng)機(jī)布置在一 檔齒輪對(duì)的左側(cè),第一電動(dòng)機(jī)位于二檔齒輪對(duì)與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)之間,并且第一電動(dòng)機(jī)與第二 電動(dòng)機(jī)配置在同一條軸線(xiàn)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于,在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)與第一電動(dòng)機(jī) 之間配置一個(gè)減震器(20)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于,在第一電動(dòng)機(jī)與二檔齒輪 對(duì)之間配置一個(gè)減震器(20)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng),其特征在于所述的第二電動(dòng)機(jī)峰值功率 不僅大于整車(chē)百公里加速需求功率、而且大于最高車(chē)速需求功率。
【文檔編號(hào)】B60K6/442GK204161080SQ201420155338
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】李駿, 劉明輝, 楊興旺, 趙子亮, 羅國(guó)鵬, 趙洪輝 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司