本發(fā)明涉及一種電動汽車動力裝置。該裝置采用組合使用雙電動機、飛輪和電磁滑差離合器結構，有效改善電動汽車的動力輸送效果，適用于電動汽車的驅動。

背景技術：

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，各類新能源汽車不斷涌現，如純電動汽車。純電動汽車使用的電池組倍率放電是一個難題，其嚴重影響電動汽車的動力輸出效果和電池組壽命。

為提高電池組實際工況壽命，有人提出在串聯電池組間并聯一組超級電容效果。如中國專利公開號CN1833908A公開一種混合動力型車輛，其采用了電池和具有大電容量的電容器。但是超級電容的價格高昂，一組與串聯電池組相匹配的超級電容，其價格等于或大于一組鋰離子動力電池的價格，其不經濟。

為方便制動和回收制動能，如中國專利公開號CN102781711A公開電動車輛及其控制方法，其具有電動發(fā)電機、包括蓄電裝置的直流電源以及馬達控制部。電動發(fā)電機構成為能夠在該電機發(fā)電機和與驅動輪聯結的驅動軸之間相互傳遞轉矩。如此，能夠通過電動發(fā)電機產生減速轉矩伴有再生發(fā)電。該方法在實際運行中發(fā)現，剎車制動時間短，由機械動能帶動發(fā)電機轉換成電能產生充電電流大。如此，電能轉換成化學能儲能的過程，回饋儲能的回饋效率非常有限；且瞬間大電流回饋充電，對電池組的傷害嚴重，大大縮短電池組使用壽命。

另，發(fā)明人在本申請之前提出過一種電動汽車的動力裝置，中國專利公告 號CN203727160U，其通過空氣-電力的混合動力驅動結構，降低電池組的工作負擔，該結構需要額外的空氣結構組件。

現有電動汽車的剎車制動需要使用真空負壓泵，真空負壓泵成本高、噪音大、能耗大、壽命短、工作效率低，使用時間稍長，真空泵的真空度下降，達不到真空助力泵的真空度，會造成剎車制動效果差，嚴重時甚至出現剎車制動失靈。

根據國家十城千輛電動汽車運行情況反饋信息，電池組的使用效率和充放電循環(huán)壽命很低，驅動電機的效率下降嚴重，導致一年使用基本能用，二年效率明顯下降，續(xù)行距離大大縮短不能正常使用，三年基本不能用，甚至電池組完全失效。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是針對現有技術中的不足，提供電動汽車動力裝置，其目的在于：綜合運用雙電動機、飛輪和電磁滑差離合器結構，提高動力裝置傳動效果，降低電池組倍率放電的倍數，延長電池組的使用壽命。

為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種電動汽車動力裝置，其包括有：

主驅動電機，所述主驅動電機輸出軸一端依次通過聯軸器與差速器與電磁滑差離合器輸出軸固接；

主電池組，所述主電池組通過主驅動電機控制器向所述主驅動電機提供電力；

主驅動電機控制器，所述主驅動電機控制器控制所述主驅動電機的操作；

加速踏板，所述加速踏板向主驅動電機控制器提供操作信號；

電磁滑差離合器，所述電磁滑差離合器具有輸入軸和輸出軸；

其中：

還設有電流傳感器、電流傳感器控制器、電磁滑差離合器控制器、輔助驅動電機、升速齒輪箱、輔助驅動電機控制器、飛輪、測速傳感器、測速傳感器控制器；

輔助驅動電機，所述輔助驅動電機輸出軸一端與所述電磁滑差離合器輸入軸同軸固接，所述輔助驅動電機輸出軸另一端與所述升速齒輪箱的動力輸入軸固接；

升速齒輪箱，所述升速齒輪箱具有動力輸入軸和動力輸出軸；

飛輪,飛輪與所述升速齒輪箱的動力輸出軸固接；

輔助驅動電機控制器，所述輔助驅動電機控制器控制所述輔助驅動電機的操作；所述主電池組通過輔助驅動電機控制器向所述輔助驅動電機提供電力；

電流傳感器，所述電流傳感器檢測所述主電池組的輸出電流；

電磁滑差離合器控制器，所述電磁滑差離合器控制器分別依據所述電流傳感器的檢測信號、剎車信號、倒車信號控制所述電磁滑差離合器；

電流傳感器控制器，所述電流傳感器控制器依據所述電流傳感器的檢測信號控制電磁滑差離合器控制器；

測速傳感器，所述測速傳感器檢測所述飛輪的轉速；

測速傳感器控制器,所述測速傳感器控制器依據所述測速傳感器的檢測信號控制輔助驅動電機控制器。

進一步，還設有真空負壓發(fā)生器和離心風扇葉輪，離心風扇葉輪置于真空負壓發(fā)生器內，且離心風扇葉輪與所述飛輪同軸固接，真空負壓發(fā)生器上設有可調空氣濾清器、進氣口和出風口。

更進一步，所述出風口朝向所述輔助驅動電機方向。

進一步，所述電流傳感器是霍爾電流傳感器。

進一步，所述測速傳感器是霍爾測速傳感器。

進一步，所述電磁滑差離合器是電磁磁粉離合器。

采用上述技術方案后的有益效果：

1、綜合運用輔助驅動電機預備儲能、剎車制動能量回饋儲能，輔助驅動電機和主驅動電機分別輪流工作，降低電動汽車電池組的倍率放電，減小了放電電流，降低了電池組的溫升，實現飛輪儲能-輔助驅動電機-主驅動電機的混合動力驅動，提高動力裝置傳動效果。

2、在電動汽車起步、加速、爬坡時，輔助電機+飛輪儲能的動力依據電池組放電電流適時通過電磁滑差離合器的滑差功率和主驅動電機形成合力，提高電動汽車的加速性，降低電池組的放電電流減少或避免實際工況使用中電池組的倍率放電現象，降低了電池組的溫升，延長電池壽命；避免了驅動電機經常工作在峰值功率，降低了電機的溫升，提高了驅動電機的效率，同時有效延長電動汽車的續(xù)行距離。

3、電動汽車加速時，各轉動軸通過電磁滑差離合器的滑差功率連接，實現輔助電機、飛輪儲能、主驅動電機合力輸出能量，汽車加速性能佳。只需控制電磁滑差離合器控制器對電磁滑差離合器的勵磁電流，就能立即有效提高電動汽車的加速性能。

4、電動汽車剎車時，剎車制動能量的回饋直接通過傳動軸以旋轉飛輪形式儲存，避免，減少主電池組的短時間、高流量反復充電，延長主電池組的使用壽命，減少能量損耗。

5、現有技術中，電動汽車需要使用部分負壓設備，如剎車系統(tǒng)。為提供負壓，現有技術一般額外采用真空泵并單獨配套相應的電路系統(tǒng)。運用本發(fā)明后， 離心風扇葉輪運用飛輪的高速旋轉產生高速氣流，直接在真空發(fā)生器內產生一定的負壓，負壓設備使用時，只需要通過管路直接連接真空發(fā)生器上的進氣口，成本低廉，維護簡單，可靠性強。另，真空發(fā)生器的出風口能直接向外部運動部件，如主電機、輔助電機，提供冷卻風量，避免額外的冷卻風扇設計，結構緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構和控制電路圖。

圖中：1、主驅動電機輸出軸，2、主驅動電機，3、聯軸器，4、差速器，5、電磁滑差離合器，6、輔助驅動電機，601、輔助驅動電機輸出軸，7、升速齒輪箱，8、飛輪，801、測速傳感器，9、真空發(fā)生器，901、可調式空氣濾清器，902、真空負壓管，903、出風口，10、離心風扇葉輪，11、加速踏板，12、倒車信號，13、剎車信號，14、主電池組，15、電流傳感器，16、輔助電源，21、主驅動電機控制器，22、輔助驅動電機控制器，31、電流傳感器控制器，32、電磁滑差離合器控制器，33、測速傳感器控制器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細地說明。

電磁滑差離合器，其是有輸入軸和輸出軸合并而成。在輸入軸和輸出軸之間的空間，填有粒狀的磁粉。當電磁線圈不通電時，轉矩不會從轉動軸傳于從動軸，但如將電磁線圈通電，就由于磁力的作用而吸引磁粉產生硬化現象，在連續(xù)滑動之間會把轉矩傳達。傳達轉矩和勵磁電流成正比例，可實現高精度的控制；超強的超合金磁粉，耐熱、耐磨耗、耐氧化耐腐蝕，壽命長。磁粉粉粒相互之間的結合力穩(wěn)定，滑動轉矩非常穩(wěn)定，連續(xù)滑動功率大，無沖擊的圓滑連結，加速性穩(wěn)定及不發(fā)生沖擊的尖峰轉矩，阻力轉矩極小，不會引起無用的 發(fā)熱量。磁粉離合器具有輕量、免保養(yǎng)，壽命長，適合高頻運轉，快速分離與結合，不會引起震動。

實施例一

如圖1所示，一種電動汽車動力裝置，其包括有主動力源部分、輔助動力源部分和飛輪儲能部分。

主動力源部分，其包括有主驅動電機2、主驅動電機控制器21、加速踏板11和主電池組14，主電池組通過主驅動電機控制器21向所述主驅動電機提供電力，加速踏板11向主驅動電機控制器21提供操作信號，主驅動電機控制器21控制主驅動電機2。

輔助動力源部分，其包括有輔助驅動電機6、輔助驅動電機控制器22、電流傳感器15、電流傳感器控制器31、電磁滑差離合器控制器32，主電池組14通過輔助驅動電機控制器22向輔助驅動電機6提供電力；電流傳感器15檢測前述主電池組14的輸出電流，并分別向輔助驅動電機控制器22、電流傳感器控制器31傳遞檢測信號；輔助驅動電機控制器22依據電流傳感器的檢測信號控制輔助驅動電機6；電流傳感器控制器31依據電流傳感器的檢測信號控制電磁滑差離合器控制器32，電磁滑差離合器控制器32分別依據電流傳感器控制器31、剎車信號13、倒車信號12控制電磁滑差離合器5。

飛輪儲能部分，其包括有飛輪8、測速傳感器801和測速傳感器控制器33，測速傳感器33檢測飛輪8的轉速，測速傳感器控制器33依據測速傳感器的檢測信號控制輔助驅動電機控制器22。

主動力源和輔助動力源之間依次通過聯軸器3、差速器4、電磁滑差離合器5連接，即：主驅動電機輸出軸1一端依次通過聯軸器3與差速器4與電磁滑差離合器輸出軸固接，輔助驅動電機輸出軸601一端與電磁滑差離合器輸入軸 固接。

輔助動力源部分和飛輪儲能部分之間通過升速齒輪箱7連接，即：所述升速齒輪箱7具有動力輸入軸和動力輸出軸，輔助驅動電機輸出軸601另一端與升速齒輪箱的動力輸入軸固接，飛輪8與升速齒輪箱動力的輸出軸固接。

電流傳感器控制器31、電磁滑差離合器控制器32和測速傳感器控制器33均能夠但不限于由輔助電源16提供電力，輔助電源16能夠但不限于12V/24V低壓電池。

上述電流傳感器15優(yōu)選霍爾電流傳感器。上述測速傳感器801優(yōu)選霍爾測速傳感器。上述電磁滑差離合器5優(yōu)選電磁磁粉離合器。

其具體工作過程如下：

車輛起步前，輔助驅動電機通過升速齒輪箱帶動飛輪高速旋轉，如飛輪轉速達到10000轉以上，使飛輪達到一定的能量儲備，此時輔助電機工作在額定功率以下，電池組的放電率在0.2C以內，然后逐步電流下降約幾秒鐘后，飛輪達到設定的功率轉速后，由測速控制器控制輔助驅動電機停止工作，需要隨車調整設置。此時電磁滑差離合器完全處于分離狀態(tài)，輔助驅動電機在飛輪儲備能量的慣性下處于無動力輸出自由旋轉狀態(tài)。同時真空發(fā)生器中的離心風扇葉輪在飛輪的帶動下高速旋轉，產生真空負壓為剎車真空助力泵提供真空負壓。

車輛起步時隨著踩下加速踏板，主驅動電機開始工作，隨著車輛的不斷加速，主電池組放電電流達到或接近設定電流≥0.5～0.8C時，由電流傳感器最終控制電磁滑差離合器電磁線圈勵磁電流的大小，使電磁滑差離合器結合已充分儲能的飛輪無縫調速與主驅動電機同步工作，這時主電池組工作電流會回降到設定電流0.5～0.8C之間，之后主電池組工作電流始終設定電流范圍以內。電流傳感器控制電路始終控制著電磁滑差離合器電磁線圈的勵磁電流的大小，使飛 輪儲能的功率平衡配合主驅動電機始終工作在設定的額定功率以內。

如果繼續(xù)加大加速踏板或瞬間突然加速、超載或爬長坡，輔助驅動電機在電流傳感器控制電路設定的電流＞0.8C時參與工作，這時輸出能力方式為主驅動電機、輔助電機和儲能飛輪，主電池組放電電流控制在最大不超過0.8～1C之間。如果駕駛員經常注意加速踏板適時收放，主電池組的工作電流可以保持在0.5C以下。

當剎車制動時，能量回饋。電磁滑差離合器控制器控制電磁滑差離合器電磁線圈最大勵磁電流無滑差，通過升速齒輪箱提速到儲能飛輪，進行最大能量回饋儲能，能量回饋的效率將大大超過通過驅動電機發(fā)電向電池組充電的化學能回饋效率3倍以上。當經常多次剎車制動或下長坡，儲能飛輪的儲能能量達到設定轉速，儲能能量飽和時，測速傳感器控制輔助驅動電機控制器，這時儲能飛輪將帶動輔助驅動電機，向車用電池組充電，以備下次剎車制動能量飛輪能繼續(xù)接受回饋儲能的能力。提高剎車制動能量的回饋利用，提升剎車制動能量回饋效率。

對于電動汽車的使用而言，當車輛未起步或掛入倒檔時，電磁滑差離合器始終保持分離狀態(tài)。當車輛加速前進時，當主電池組放電電流大于電流傳感器設定的電流值時，電磁滑差離合器開始工作，電磁線圈的勵磁電流的大小控制傳動扭矩的大小，電流傳感器通過電流越大，電磁線圈的勵磁電流也將越大，傳動的扭矩也將越大。當車輛剎車制動時，電磁滑差離合器完全處于結合狀態(tài)，以最大效率傳遞機械動力。起到車輛快速減速及飛輪快速儲能的作用。

以上系統(tǒng)配置將大大提高車輛性能，大大提高電池組的使用壽命，更將大大提高車輛的續(xù)行里程，約可延長續(xù)行里程30％以上。

其具體效果：

1、現在匹配的主驅動電機功率為原車驅動電機的電機功率的0.6～0.7左右，輔助電機的功率為0.1左右，主驅動電機和輔助電機總功率為原車驅動電機功率的0.8，降低了20％的電機功率。

2、完全取消原車輛系統(tǒng)中的剎車制動能量回饋系統(tǒng)，解決了原車剎車制動能量回饋時對電池組大電流充電的極大傷害，延長了電池組的使用壽命。

3、減小DC/DC高壓電池組向低壓電池組充電的變換器功率；

4、、徹底解決了后橋差速器齒輪由于原車驅動電機功率配置較大而經常損壞打齒的弊病。

5、由于輔助電機、飛輪儲能和主驅動電機之間的協調工作和剎車制動時的能量回收，車輛的續(xù)駛里程明顯提高。

6、飛輪預備儲能及制動回饋儲能，通過電磁滑差離合器與主驅動電機配合工作的優(yōu)點在于能很好的適應配合滿足電動汽車的各種工況要求；無論車輛的加速性和乘坐的舒適性都有明顯的提高。

實施例二

如圖1所示，實施例二是在實施例一基礎上的進一步改進，其主要增加真空負壓發(fā)生器9和離心風扇葉輪10。真空負壓發(fā)生器9上設有可調空氣濾清器901、進氣口902和出風口903。離心風扇葉輪置于真空負壓發(fā)生器9內，且離心風扇葉輪與所述飛輪同軸固接。出風口903優(yōu)選朝向所述輔助驅動電機方向。

運用本方案后，能取消現有技術中電動汽車配置的直流真空泵，提高了低壓電池組的使用壽命。

現有技術中，電動汽車需要使用部分負壓設備，如剎車系統(tǒng)。為提供負壓，現有技術一般額外采用真空泵并單獨配套相應的電路系統(tǒng)。運用本發(fā)明后，離心風扇葉輪運用飛輪的高速旋轉產生高速氣流，直接在真空發(fā)生器進氣口產生 一定的負壓，負壓設備使用時，只需要通過管路直接連接真空發(fā)生器上的進氣口，成本低廉，維護簡單，可靠性強。另，真空發(fā)生器的出風口能直接向外部運動部件，如主電機、輔助電機，提供冷卻風量，避免額外的冷卻風扇設計，結構緊湊。

為方便普通技術人員理解，霍爾測速傳感器和測速傳感器控制器能夠但不限于采用RC51步進電機控制器，該控制器自帶霍爾測速傳感器。當轉速低于某個點或高于某個點可以報警輸出，該報警點能依據需要具體設置，并最終控制飛輪始終保持在一定轉速范圍內。

RC51步進電機控制器能夠但不限于以下規(guī)格：

工作電壓：DC 8～24V或AC 6～18V；

測速范圍：99999轉/分～3.8轉/分；

輸出電流：20mA，供傳感器用；

誤差范圍：±0.5‰～±1.5‰轉/分鐘；

磁鐵尺寸：Φ6×3，單位：mm；

工作溫度：-10℃～60℃，相對濕度80％以下。

為方便普通技術人員理解，電流傳感器能夠但不限于采用龍戈電子WCS1800系列過流檢測傳感器，其具有過流/短路保護檢測模塊。

本發(fā)明不限于上述實施例，凡采用等同替換或等效替換形成的技術方案均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。