一種增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種增程式電動(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；外軸設(shè)于內(nèi)軸的外周，且能夠與內(nèi)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)第一變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至差速器，第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)第二變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至差速器；差速器通過(guò)半軸將動(dòng)力輸出至車(chē)輪。第二電動(dòng)機(jī)可以一直驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，滿(mǎn)足整車(chē)動(dòng)力性需求，保證純電動(dòng)性能。本實(shí)用新型通過(guò)控制第一變速機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)連接斷開(kāi)單元的分離或者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成運(yùn)行模式的切換，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，提高了車(chē)輛的高速長(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】一種增程式電動(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)的可外接充電式增程式電動(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（Auxiliary Energy SuppIy，AES )的純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)，當(dāng)電能充足時(shí)，動(dòng)力電池提供車(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(Charge Depleting，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)由動(dòng)力電池提供能量；第二階 段為CS (Charge Sustaining，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Audi Al e-tron)和混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(chē)(如Chevrolet VOLT)。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)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)途性能， 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] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng) 力系統(tǒng)，由該動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)具有良好的高速長(zhǎng)途性能。
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的增程式電動(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、第一變速機(jī)構(gòu)、第二變速機(jī)構(gòu)和差速器；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；外軸設(shè)于內(nèi)軸的外周，且能 夠與內(nèi)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)第一變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至差速器，第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)第二變 速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至差速器；第一變速機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一連接斷開(kāi)單元、第二連接 斷開(kāi)單元、第一主減速齒輪、第二主減速齒輪和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；當(dāng)?shù)谝贿B接斷開(kāi)單元結(jié)合、 第二連接斷開(kāi)單元斷開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一連接斷開(kāi)單元、第一主減速齒輪 和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出至差速器；當(dāng)?shù)诙B接斷開(kāi)單元結(jié)合、第一連接斷開(kāi)單元斷開(kāi) 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二連接斷開(kāi)單元、第二主減速齒輪和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力 輸出至差速器；差速器通過(guò)半軸將動(dòng)力輸出至車(chē)輪。
[0011] 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。
[0012] 第二電動(dòng)機(jī)可以一直驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，滿(mǎn)足整車(chē)動(dòng)力性需求，保證純電動(dòng)性能；通過(guò)控制 兩個(gè)連接斷開(kāi)單元的分離或者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成運(yùn)行模式的切換。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)。動(dòng)力電池電量不足時(shí) (S0C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，提高了車(chē)輛的高速長(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；發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)具有兩個(gè)變速比的第一變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，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。
[0013] 所述的第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)相鄰布置在第二變速機(jī)構(gòu)的同一側(cè)，并且配置在 同一條軸線上，能夠使側(cè)面的結(jié)構(gòu)減少，提高搭載性。
[0014] 所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)米用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0015] 在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端配置一個(gè)減震器，起到緩沖減震作用。
[0016] 所述的第一變速機(jī)構(gòu)由多個(gè)齒輪和兩個(gè)連接斷開(kāi)單元組成，具有兩個(gè)變速比，所 述的第二變速機(jī)構(gòu)由多個(gè)齒輪組成，具有一個(gè)變速比。
[0017] 所述的第一連接斷開(kāi)單元和第二連接斷開(kāi)單元分別布置在兩根互相平行的傳動(dòng) 軸上，通過(guò)控制兩個(gè)連接斷開(kāi)單元的動(dòng)作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)第一變速機(jī)構(gòu)以?xún)蓚€(gè)不同的變速 比傳遞動(dòng)力，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可以更好的調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間，保證車(chē)輛動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
[0018] 所述的第一連接斷開(kāi)單元和第二連接斷開(kāi)單元可以是干式離合器、濕式離合器或 者其它能夠?qū)崿F(xiàn)連接斷開(kāi)功能的機(jī)構(gòu)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的增程式電動(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為實(shí)施例1中第一主減速齒輪25、第二主減速齒輪26和第三主減速齒輪31 的連接關(guān)系示意圖。
[0021] 圖3為本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4為實(shí)施例2中第一主減速齒輪25、第二主減速齒輪26和齒輪14的連接關(guān)系 示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 如圖1所75,該增程式電動(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7、第一變速機(jī)構(gòu)、第二變速機(jī)構(gòu)和差速器18。
[0025] 第一電動(dòng)機(jī)包括第一電動(dòng)機(jī)定子10,第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11 ;第二電動(dòng)機(jī)包括第二電 動(dòng)機(jī)定子8,第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子9。
[0026] 第一變速機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一連接斷開(kāi)單元、第二連接斷開(kāi)單元、第一主 減速齒輪25、第二主減速齒輪26和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪21分別與齒 輪22、齒輪23嚙合構(gòu)成。第一連接斷開(kāi)單元、第二連接斷開(kāi)單元分別采用濕式離合器24、 濕式離合器27。第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由第三主減速齒輪31構(gòu)成。
[0027] 在發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力輸出端配置一個(gè)減震器30,起緩沖減震作用，削減發(fā)動(dòng)機(jī)1傳遞 到第一變速機(jī)構(gòu)的震動(dòng)。
[0028] 第二變速機(jī)構(gòu)包括齒輪6、齒輪30、傳動(dòng)軸16、第二主減速齒輪26、第三主減速齒 輪31。
[0029] 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。
[0030] 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11連接，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子9通過(guò)外軸7與 齒輪6連接；外軸7設(shè)于內(nèi)軸2的外周，且能夠與內(nèi)軸2獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。
[0031] 在第一變速機(jī)構(gòu)中，第一主減速齒輪25與第三主減速齒輪31處于常嚙合狀態(tài)，第 二主減速齒輪26與第三主減速齒輪31也處于常嚙合狀態(tài)。當(dāng)離合器24結(jié)合，離合器27 分離時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力依次通過(guò)齒輪21、齒輪22、離合器24、第一主減速齒輪25、第三主 減速齒輪31傳遞到差速器18 ;當(dāng)離合器24分離，離合器27結(jié)合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力依次 通過(guò)齒輪21、齒輪23、離合器27、第二主減速齒輪26、第三主減速齒輪31傳遞到差速器18 ; 當(dāng)離合器24分離，離合器27分離時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力不能傳遞到差速器18 ;在發(fā)動(dòng)機(jī)1工 作時(shí)，離合器24與離合器27不同時(shí)結(jié)合。第二電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力依次通過(guò)齒輪6、齒輪30、傳 動(dòng)軸16、第二主減速齒輪26、第三主減速齒輪31輸出至差速器18。
[0032] 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。
[0033] 根據(jù)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（S0C)，所述增程式電動(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)，所述 增程式電動(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（SOC為25%?35%) 時(shí)，所述增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)入到CS階段。在CD階段下所述增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力 系統(tǒng)工作在純電動(dòng)模式。在CS階段下所述增程式電動(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，所以其在高速長(zhǎng)途行駛時(shí) 性能較好。CD和CS階段下所述增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)工作模式見(jiàn)下表。
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種增程式電動(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（7)、第一變速機(jī)構(gòu)、第二變速機(jī)構(gòu)和差速器（18);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（11)連接，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子（9)與外軸（7)相連；外軸（7)設(shè) 于內(nèi)軸（2)的外周，且能夠與內(nèi)軸（2)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)（1)通過(guò)第一變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至 差速器（18)，第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)第二變速機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力至差速器（18);第一變速機(jī)構(gòu)包括第 一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一連接斷開(kāi)單元、第二連接斷開(kāi)單元、第一主減速齒輪（25)、第二主減速齒 輪（26)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；當(dāng)?shù)谝贿B接斷開(kāi)單元結(jié)合、第二連接斷開(kāi)單元斷開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)（1) 通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一連接斷開(kāi)單元、第一主減速齒輪和（25)第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出 至差速器（18);當(dāng)?shù)诙B接斷開(kāi)單元結(jié)合、第一連接斷開(kāi)單元斷開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)（1)通過(guò)第一 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二連接斷開(kāi)單元、第二主減速齒輪（26)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力輸出至差速器 (18);差速器（18)通過(guò)半軸（19)將動(dòng)力輸出至車(chē)輪（20)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(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)相鄰布置在第二變速機(jī)構(gòu)的同一側(cè)，并且配置在同一條軸線上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采 用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)（1)的 動(dòng)力輸出端配置一個(gè)減震器（30)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的第一連接斷開(kāi) 單元和第二連接斷開(kāi)單元分別布置在兩根互相平行的傳動(dòng)軸上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的第一連接斷開(kāi) 單元和第二連接斷開(kāi)單元采用干式離合器或濕式離合器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(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)】B60K6/442GK204161083SQ201420155792
【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】羅國(guó)鵬, 楊興旺, 鄭益紅, 趙洪輝, 劉建康, 劉力源 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司