輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，涉及一種輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力汽車將傳統(tǒng)汽車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)汽車的電池盒電機(jī)組合到一起，由于單機(jī)能夠提供輔助動(dòng)力，與傳動(dòng)燃油汽車比較，在滿足整車同等動(dòng)力性能的前提下，混合動(dòng)力汽車可以采用更小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，這兩種動(dòng)力的優(yōu)化組合比相同等級(jí)的傳統(tǒng)汽車提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了有害氣體的排放，這使其從個(gè)人旅行直到商業(yè)運(yùn)輸都有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，在混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)中，制造出一種能夠有效利用機(jī)械部件和電動(dòng)部件優(yōu)點(diǎn)的動(dòng)力總成，始終是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以減少傳統(tǒng)汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)在非燃油經(jīng)濟(jì)性區(qū)工作的機(jī)會(huì)，克服純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短，電機(jī)尺寸和質(zhì)量大，動(dòng)力傳遞環(huán)節(jié)多、路徑長(zhǎng)的不足，通過(guò)將小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)和輪轂電機(jī)進(jìn)行合理布置，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，也簡(jiǎn)化了電機(jī)系統(tǒng)的安裝，提高了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的效率。此外，在機(jī)械差速器的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)輔助的電子差速，并由輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)單個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩控制，以適應(yīng)多種路面狀況和限制車輪打滑；在減速或制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量直接輸入輪轂電機(jī)，與輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在電池中，能量回收效率比純電動(dòng)汽車要高。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器、變速箱、主減速器和差速器，采用較小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于用輪轂電機(jī)替代傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動(dòng)車輪，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)低速外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)，再加裝電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其他部件，包括電池組、兩個(gè)輪轂電機(jī)控制器、起動(dòng)電機(jī)、起動(dòng)電機(jī)控制器。兩個(gè)輪轂電機(jī)控制器和起動(dòng)電機(jī)控制器都與電池組連接，輪轂電機(jī)和啟動(dòng)電機(jī)工作時(shí)都從電池組獲取電能。
【附圖說(shuō)明】
[0005]附圖是采用輪轂電機(jī)的混合動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0006]圖中:1.發(fā)動(dòng)機(jī)、2.發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、3.發(fā)動(dòng)機(jī)離合器、4.變速箱輸入軸、5.變速箱、6.變速箱輸出軸、7.起動(dòng)電機(jī)、8.起動(dòng)電機(jī)控制器、9.輪轂電機(jī)式車輪、10.輪轂電機(jī)、
11.半軸、12.輪轂電機(jī)控制器、13.電池組、14.主減速器和差速器總成。
【具體實(shí)施方式】
[0007]現(xiàn)結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]本發(fā)明在具體實(shí)施上，是以傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車為基礎(chǔ)，加裝輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)形成的一種機(jī)電混合動(dòng)力汽車。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括小排量發(fā)動(dòng)機(jī)I，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2,發(fā)動(dòng)機(jī)離合器3，變速箱輸入軸4，變速箱5，變速箱輸出軸6，主減速器和差速器總成14 ;輪轂電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括兩個(gè)輪轂電機(jī)10,輪轂電機(jī)控制器12,電池組13,用輪轂電機(jī)式車輪9代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的驅(qū)動(dòng)輪，在每個(gè)輪轂電機(jī)是車輪9內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)低速外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)10，每個(gè)輪轂電機(jī)10都單獨(dú)由一個(gè)輪轂電機(jī)控制器12控制，可工作再電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)；電池組13通過(guò)起動(dòng)電機(jī)控制器8向起動(dòng)電機(jī)7供電，由起動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I起動(dòng)。
[0009]發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力由半軸11輸入車輪9，輪轂電機(jī)輸出的動(dòng)力直接作用在車輪9上，因此發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和輪轂電機(jī)這兩種動(dòng)力在車輪9處實(shí)現(xiàn)耦合，根據(jù)來(lái)得及控制器12和起動(dòng)電機(jī)控制器8發(fā)出的指令不同，混合動(dòng)力汽車采用該動(dòng)力總成后，可以實(shí)現(xiàn)多種工作模式。其工作原理如下:
純電動(dòng)汽車模式:輪轂電機(jī)控制器12發(fā)出指令，輪轂電機(jī)10接受指令并以電動(dòng)方式工作，動(dòng)力直接輸入到車輪9，驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車起動(dòng)。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)離合器3處于分離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)I不工作、無(wú)動(dòng)力輸出。
[0010]發(fā)動(dòng)機(jī)起機(jī)模式:起動(dòng)電機(jī)控制器8發(fā)出指令，電池組13的電能經(jīng)起動(dòng)電機(jī)控制器8輸出到起動(dòng)電機(jī)7，起動(dòng)電機(jī)7拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I，發(fā)動(dòng)機(jī)I起動(dòng)。
[0011]發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式:起動(dòng)電機(jī)7起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I后，起動(dòng)電機(jī)控制器8關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)離合器3接合，發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸2、離合器3、變速箱輸入軸4輸入變速箱5、然后經(jīng)變速箱輸出軸6、主減速器和差速器總成14、半軸11輸入車輪9，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。此時(shí)，輪轂電機(jī)控制器12關(guān)閉，輪轂電機(jī)8不工作。
[0012]發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式:發(fā)動(dòng)機(jī)I工作，發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的動(dòng)力傳遞路徑輸入車輪9，與此同時(shí)，輪轂電機(jī)控制器12發(fā)出指令，輪轂電機(jī)10接受指令并處于電動(dòng)狀態(tài)，輸出動(dòng)力到車輪9，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和輪轂電機(jī)10接受指令并處于電動(dòng)狀態(tài)，輸出動(dòng)力到車輪9，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和輪轂電機(jī)動(dòng)力耦合后共同驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。此時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)I工作于燃油經(jīng)濟(jì)性區(qū)。
[0013]發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電池充電模式:發(fā)動(dòng)機(jī)I工作，動(dòng)力經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的動(dòng)力傳遞路徑輸入車輪9，與此同時(shí)，輪轂電機(jī)控制器12發(fā)出指令，輪轂電機(jī)10接受指令并處于發(fā)電狀態(tài)，經(jīng)過(guò)輪轂電機(jī)控制器12為電池組13充電，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I工作于燃油經(jīng)濟(jì)性區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一部分用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，富裕部分用來(lái)給電池充電。
[0014]再生制動(dòng)模式:當(dāng)汽車減速或制動(dòng)時(shí)，輪轂電機(jī)控制器12發(fā)出指令，輪轂電機(jī)10接受指令并處于發(fā)電狀態(tài)，動(dòng)能經(jīng)過(guò)輪轂電機(jī)控制器12轉(zhuǎn)化為電能給電池組13充電。
[0015]差速控制模式:當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在對(duì)開路面行駛時(shí)，為避免驅(qū)動(dòng)力受附著系數(shù)低路面的限制而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，輪轂電機(jī)控制器12發(fā)出指令，控制打滑側(cè)輪轂電機(jī)10處于發(fā)電狀態(tài)，提供一定的阻力轉(zhuǎn)矩來(lái)降低驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率，避免汽車驅(qū)動(dòng)力的喪失。
[0016]從以上工作原理可以看出，輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以工作在純電動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電池充電模式、再生制動(dòng)模式、差速控制模式等。根據(jù)不同的行駛工況，選取合適的工作模式，使整車動(dòng)力系統(tǒng)在效率較高的區(qū)域工作，再加上能量回收好差速控制的作用，汽車采用該動(dòng)力總成后能有效地燃油經(jīng)濟(jì)性，提高行駛的平穩(wěn)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器、變速箱、主減速器和差速器，采用較小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于用輪轂電機(jī)替代傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動(dòng)車輪，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)低速外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)，再加裝電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其他部件，包括電池組、兩個(gè)輪轂電機(jī)控制器、起動(dòng)電機(jī)、起動(dòng)電機(jī)控制器，兩個(gè)輪轂電機(jī)控制器和起動(dòng)電機(jī)控制器都與電池組連接，輪轂電機(jī)和啟動(dòng)電機(jī)工作時(shí)都從電池組獲取電能。
【專利摘要】一種輪轂電機(jī)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以以減少傳統(tǒng)汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)在非燃油經(jīng)濟(jì)性區(qū)工作的機(jī)會(huì)，克服純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短，電機(jī)尺寸和質(zhì)量大，動(dòng)力傳遞環(huán)節(jié)多、路徑長(zhǎng)的不足，通過(guò)將小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)和輪轂電機(jī)進(jìn)行合理布置，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，也簡(jiǎn)化了電機(jī)系統(tǒng)的安裝，提高了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的效率。
【IPC分類】B60K6-26
【公開號(hào)】CN104742715
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310735771
【發(fā)明人】董建斌, 李建中, 霍學(xué)懷
【申請(qǐng)人】河南超微電動(dòng)汽車有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月28日