專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，具體是指一種集驅(qū)動(dòng)制動(dòng) 于一體的盤(pán)式電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)具有集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)和傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)無(wú)法比擬的 優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)燃料電池汽車(chē)高端車(chē)輛的理想選擇，世界上多家汽車(chē)公司和 研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行電動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)的研究。
電動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)不需要變速器、差速器、球型萬(wàn)向節(jié)、半軸等部件， 其電機(jī)(電機(jī)+減速機(jī)構(gòu))直接放在輪輞里面，從而結(jié)構(gòu)緊湊且車(chē)身內(nèi)部空間利
用率高，整車(chē)重心降低，車(chē)輛行駛穩(wěn)定性提高；且由于動(dòng)力傳動(dòng)鏈短(或者直 接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪)，而且能夠通過(guò)能源管理和動(dòng)力系統(tǒng)控制策略?xún)?yōu)化驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)力 分配，因而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率高，降低能源消耗，提高了車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性；與內(nèi)燃 機(jī)、集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛相比，每個(gè)車(chē)輪通過(guò)輪轂電機(jī)快速進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力 的控制，大大改善車(chē)輛的行駛動(dòng)力學(xué)性能，容易通過(guò)電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)ABS、 TCS及ESP功能；在4輪輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)上導(dǎo)入線(xiàn)控4輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，可提高車(chē)輛 轉(zhuǎn)向行駛性能，并有效減小轉(zhuǎn)向半徑，甚至零轉(zhuǎn)向半徑，大大增加轉(zhuǎn)向靈便性; 可以省略機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)制動(dòng)；容易實(shí)現(xiàn)各電動(dòng)輪的電氣制動(dòng)、機(jī)電 復(fù)合制動(dòng)和制動(dòng)能量回饋，節(jié)約能源。
但是，輪轂電機(jī)的引入，整車(chē)的非簧載質(zhì)量顯著增加，影響汽車(chē)的行駛平 順性和操縱穩(wěn)定性，由于輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)成了車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，影響車(chē)輛的加速性能，而且輪轂電機(jī)占用了車(chē)輪輪轂內(nèi)部空間，使車(chē)輪軸向空間大大減少，限
制的車(chē)輪的轉(zhuǎn)向范圍。公開(kāi)號(hào)為CN1607711A的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了可安裝多種制 動(dòng)盤(pán)的外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)，由輪轂電機(jī)和電機(jī)軸組成。在外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)內(nèi)側(cè)端 蓋上設(shè)有圓柱定位凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有開(kāi)有四個(gè)凹槽的微型汽車(chē)制動(dòng)盤(pán)的定位 盤(pán)，定位盤(pán)上和定位盤(pán)凹槽內(nèi)設(shè)有摩托車(chē)制動(dòng)盤(pán)固定螺孔，圓柱定位凸臺(tái)上設(shè) 有微型汽車(chē)制動(dòng)盤(pán)安裝螺孔。該外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)可安裝多種制動(dòng)盤(pán)的外轉(zhuǎn)子輪 轂電機(jī)，并通過(guò)在外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)設(shè)置一個(gè)定位凸臺(tái)，安裝多種不同類(lèi)型的制 動(dòng)盤(pán)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)的集成，但是在輪轂電機(jī)端面上安裝制動(dòng)盤(pán)，增加了輪 轂電機(jī)的軸向尺寸，因而更加減少了車(chē)輪的軸向空間，限制了車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合盤(pán)式電機(jī)和盤(pán)式制動(dòng)器 的優(yōu)點(diǎn)，提供一種減小了輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量，且對(duì)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響小，易 于控制、集成度高、軸向空間小的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，包括盤(pán)式電機(jī)、電機(jī)控制器、電 池組、整車(chē)控制單元ECU和車(chē)橋；所述盤(pán)式電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子 軸和電機(jī)外殼；盤(pán)式電機(jī)通過(guò)車(chē)橋安裝在輪胎中；所述電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng) 輪驅(qū)動(dòng)裝置還包括制動(dòng)鉗，制動(dòng)鉗固定在電機(jī)外殼上，與轉(zhuǎn)子配合，制動(dòng)轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)子固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的一端，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的另一端通過(guò)軸承固定在輪 胎的車(chē)輪輪轂上；定子固定在電機(jī)外殼上，電機(jī)外殼與車(chē)橋固定；所述整車(chē)控 制單元ECU、電池組、電機(jī)控制器和定子通過(guò)高壓線(xiàn)束依次連接，整車(chē)控制 單元ECU還與電機(jī)控制器信號(hào)連接，電機(jī)控制器與制動(dòng)鉗信號(hào)連接。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述盤(pán)式電機(jī)的繞組繞在定子上，永磁體貼在 轉(zhuǎn)子上，位于定子相對(duì)側(cè)。
所述盤(pán)式電機(jī)為直流電機(jī)。 所述盤(pán)式電機(jī)為交流電機(jī)。
所述車(chē)橋分別通過(guò)懸架彈簧和減振器與車(chē)架連接。
所述制動(dòng)鉗為定鉗式或浮鉗式制動(dòng)鉗。
本發(fā)明的工作原理
盤(pán)式電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力由電機(jī)轉(zhuǎn)子軸輸出到車(chē)輪，使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)；制動(dòng) 時(shí)，制動(dòng)鉗對(duì)制動(dòng)區(qū)的制動(dòng)作用直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而控制車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。 電機(jī)控制器控制盤(pán)式電機(jī)的轉(zhuǎn)子的正、反轉(zhuǎn)，分別實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而控 制車(chē)輛前進(jìn)和倒車(chē)。需要制動(dòng)時(shí)，整車(chē)控制單元ECU向電機(jī)控制器發(fā)送制動(dòng) 命令，然后由電機(jī)控制器控制制動(dòng)鉗的動(dòng)作；同時(shí)，整車(chē)控制單元ECU根據(jù) 電池組的荷電狀態(tài)確定是否需要制動(dòng)能量回收，需要回收時(shí)盤(pán)式電機(jī)回收的能 量?jī)?chǔ)存于電池組中。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、 本發(fā)明省略了傳統(tǒng)的離合器、變速箱、主減速器及差速器等部件,簡(jiǎn)化 了整車(chē)結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)效率，并且能通過(guò)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)輪的電子差速控制。
2、 制動(dòng)盤(pán)和電機(jī)轉(zhuǎn)子一體化，不會(huì)增加盤(pán)式電機(jī)的軸向尺寸，因而更易 于安裝在車(chē)輪輪轂內(nèi)，也不會(huì)限制車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)范圍，使結(jié)構(gòu)更緊湊。
3、 電機(jī)定子和制動(dòng)鉗與電機(jī)外殼固定，電機(jī)外殼固定在車(chē)橋上，因而不 會(huì)過(guò)多增加非簧載質(zhì)量和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。


圖1為本發(fā)明電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置的原理圖。
圖2為本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)四驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)施例1的原理示意圖。 圖3為本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)前驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)施例2的原理示意圖。 圖4為本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)后驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)施例3的原理示意圖。 圖5為本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)四驅(qū)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)施例4的原理示意圖。 圖6為使用直流盤(pán)式電機(jī)時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置原理圖。 圖7為使用交流盤(pán)式電機(jī)時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置原理圖。 圖中示出l-盤(pán)式電機(jī)；2-電機(jī)控制器；3-電池組；4-整車(chē)控制單元ECU; 5-車(chē)橋；6-懸架彈簧；7-減振器；8-車(chē)架；9-定子；lO-定子繞組；ll-永磁體； 12-電機(jī)外殼；13-輪胎；14-制動(dòng)鉗；15-轉(zhuǎn)子；16-電機(jī)轉(zhuǎn)子軸；17-軸承；18-車(chē)輪輪轂；19-車(chē)載DC/DC; 20-差速器；21-半軸；22-變速器；23-啟動(dòng)電機(jī)； 24-發(fā)動(dòng)機(jī)；25-啟動(dòng)電機(jī)控制器；26-換向器；27-電刷；28-轉(zhuǎn)子繞組；29-定子 永磁體；30-導(dǎo)條。
具體實(shí)施例方式
為更清楚闡述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。 實(shí)施例l
如圖1所示，本發(fā)明電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置包括盤(pán)式電機(jī)1、 電機(jī)控制器2、電池組3、整車(chē)控制單元ECU4和車(chē)橋5。盤(pán)式電機(jī)1通過(guò)車(chē) 橋5安裝在輪胎13中；盤(pán)式電機(jī)1包括定子9、轉(zhuǎn)子15、制動(dòng)鉗14、永磁體 11、定子繞組IO、電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16和電機(jī)外殼12;定子繞組10繞在定子9上， 永磁體11貼在轉(zhuǎn)子15上，位于定子9相對(duì)側(cè)；制動(dòng)鉗14固定在電機(jī)外殼12 上，與轉(zhuǎn)子15配合，以便制動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)子15固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16的一端，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16的另一端通過(guò)軸承17固定在輪胎13的車(chē)輪輪轂18上；定 子19固定在電機(jī)外殼12上，電機(jī)外殼12與車(chē)橋5固定，車(chē)橋5分別通過(guò)懸 架彈簧6和減振器7與車(chē)架8連接。整車(chē)控制單元ECU4、電池組3、電機(jī)控 制器2和定子9通過(guò)高壓線(xiàn)束依次連接，整車(chē)控制單元ECU4還與電機(jī)控制器 2信號(hào)連接，電機(jī)控制器2與制動(dòng)鉗14信號(hào)連接。制動(dòng)鉗14為定鉗式制動(dòng)鉗， 也可為浮鉗式制動(dòng)鉗。
一般盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)的工作區(qū)域只有外圈一部分，本發(fā)明將盤(pán)式電機(jī) 的轉(zhuǎn)子與制動(dòng)盤(pán)構(gòu)成一種新型轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子的內(nèi)圈部分為導(dǎo)磁區(qū)，外圈部分則 為制動(dòng)區(qū)，相對(duì)于原來(lái)的電機(jī)轉(zhuǎn)子或是制動(dòng)盤(pán)，本發(fā)明新轉(zhuǎn)盤(pán)的質(zhì)量增加較少。 制動(dòng)鉗對(duì)制動(dòng)區(qū)的制動(dòng)亦即對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子制動(dòng)，進(jìn)而直接控制車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)。制動(dòng) 鉗和電機(jī)外殼制成一體，電機(jī)外殼固定在車(chē)橋上，因而不會(huì)過(guò)多增加非簧載質(zhì) 量和車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
整車(chē)控制單元ECU4向電機(jī)控制器2發(fā)送控制信號(hào)，電機(jī)控制器2包含兩 部分功能制動(dòng)控制和電機(jī)控制，電機(jī)控制功能用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)子15的正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)以及電機(jī)的電動(dòng)/發(fā)電模式，制動(dòng)控制功能用于控制制動(dòng)鉗14的制動(dòng)動(dòng)作。 驅(qū)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力由電機(jī)轉(zhuǎn)子軸16輸出到車(chē)輪，使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)；制 動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鉗14對(duì)制動(dòng)區(qū)的制動(dòng)作用直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)子15的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制 車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。電機(jī)控制器2控制盤(pán)式電機(jī)1的轉(zhuǎn)子15的正、反轉(zhuǎn)，分別實(shí)現(xiàn)車(chē) 輪的正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制車(chē)輛前進(jìn)和倒車(chē)。需要制動(dòng)時(shí)，控制單元ECU4向電機(jī) 控制器2發(fā)送制動(dòng)命令，然后由電機(jī)控制器2控制制動(dòng)鉗14的動(dòng)作；同時(shí)， 控制單元ECU4根據(jù)電池組3的荷電狀態(tài)確定是否需要制動(dòng)能量回收，需要回 收時(shí)盤(pán)式電機(jī)1回收的能量?jī)?chǔ)存于電池組3中。
實(shí)施例2圖2為用于實(shí)現(xiàn)四驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)裝置原理示意圖，該四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 汽車(chē)不需要使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因而排放為零，是一種無(wú)污染的新型汽車(chē)。如圖 2所示每一個(gè)車(chē)輪均設(shè)有圖l所示的電驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)控制器2對(duì)每一個(gè)車(chē) 輪電驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行單獨(dú)控制。電池組3選用蓄電池，車(chē)載DC/DC19為功率電 子裝置，與電機(jī)控制器2高壓連接，用于控制盤(pán)式電機(jī)電壓。整車(chē)控制單元 ECU4與電池組3、電機(jī)控制器2和定子9通過(guò)高壓線(xiàn)束依次連接，整車(chē)控制 單元ECU4還與電機(jī)控制器2信號(hào)連接，電機(jī)控制器2分別與4個(gè)車(chē)輪電驅(qū)動(dòng) 裝置的制動(dòng)鉗14信號(hào)連接。四個(gè)車(chē)輪工作獨(dú)立，互不影響，各個(gè)車(chē)輪的工作 由多功能控制電機(jī)控制器2控制。整車(chē)控制單元ECU4根據(jù)行駛需求，通過(guò)電 機(jī)控制器2單獨(dú)控制每一個(gè)車(chē)輪電驅(qū)動(dòng)裝置的工作模式包括電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和 轉(zhuǎn)矩、制動(dòng)鉗的動(dòng)作、制動(dòng)能量回收等。通過(guò)控制，可以實(shí)現(xiàn)前橋驅(qū)動(dòng)、后橋 驅(qū)動(dòng)、軸間差速、輪間差速等功能。
1、 前橋/后橋驅(qū)動(dòng)功率需求不高或是路面條件較好時(shí)，電機(jī)控制器2可 以停止對(duì)前橋或是后橋的電機(jī)供電，使其自由運(yùn)動(dòng)，但是需要制動(dòng)時(shí)，電機(jī)控 制器2需要控制制動(dòng)鉗14的動(dòng)作或者使電機(jī)工作于發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)最大的能 量回收。
2、 軸間差速四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)前后橋的路面條件不同時(shí)；電機(jī)控制器2 需要控制前后車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)器分配，以保證汽車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定安全。
3、 輪間差速左右車(chē)輪的路面條件不同，或者是轉(zhuǎn)向時(shí)，左右兩側(cè)車(chē)輪
的工作情況不同，電機(jī)控制器2則要控制左右兩側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力分 配，以保證汽車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定安全。
4、 制動(dòng)能量回收車(chē)輛減速或制動(dòng)，且不是緊急制動(dòng)時(shí)，如果電池組3
的電能不足，則多功能電機(jī)控制2使電機(jī)工作于發(fā)點(diǎn)模式，將汽車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，如果是緊急制動(dòng)，則不進(jìn)行能量回收，且電機(jī)控制器2控制 制動(dòng)鉗14快速高效的工作。 實(shí)施例3
圖3為用于實(shí)現(xiàn)前驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖，同實(shí)施例1 一樣， 不需要使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，排放為零，是一種無(wú)污染的新型汽車(chē)。如圖3所示， 前橋每一個(gè)車(chē)輪均設(shè)有圖1所示的電驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)控制器2對(duì)這兩個(gè)車(chē)輪電 驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行單獨(dú)控制。后橋?yàn)榉球?qū)動(dòng)橋，使用差速器20和傳動(dòng)軸21連接兩 個(gè)車(chē)輪，以實(shí)現(xiàn)該橋的差速功能。其他結(jié)構(gòu)形式和控制功能則與實(shí)施例1相似。
實(shí)施例4
圖4為用于實(shí)現(xiàn)后驅(qū)純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖。同實(shí)施例1 一樣， 不需要使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，排放為零，是一種無(wú)污染的新型汽車(chē)。如圖4所示， 后橋每一個(gè)車(chē)輪均設(shè)有圖1所示的電驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)控制器2對(duì)這兩個(gè)車(chē)輪電 驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行單獨(dú)控制。前橋?yàn)榉球?qū)動(dòng)橋，使用差速器20和傳動(dòng)軸21連接兩 個(gè)車(chē)輪，以實(shí)現(xiàn)該橋的差速功能。其他結(jié)構(gòu)形式和控制功能則與實(shí)施例2相同。
實(shí)施例5
圖5為四輪驅(qū)動(dòng)橋間混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖，該新型汽 車(chē)具備電機(jī)和傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力源，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以 實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)，還可以實(shí)現(xiàn)兩種動(dòng)力的混合驅(qū)動(dòng)，排放相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)更低，而 相對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)，則具備更長(zhǎng)的行駛里程。如圖5所示，該四輪驅(qū)動(dòng)橋間混 合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置除后橋每一個(gè)車(chē)輪均設(shè)有圖1所示的電驅(qū)動(dòng)裝置，還 包括變速器22、啟動(dòng)電機(jī)23、發(fā)動(dòng)機(jī)24、差速器20、半軸21和啟動(dòng)電機(jī)控 制器25。啟動(dòng)電機(jī)控制器25控制啟動(dòng)電機(jī)23工作，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng) 力由發(fā)動(dòng)機(jī)24輸出，經(jīng)變速器22變速后輸入差速器20，然后通過(guò)半軸21輸出至前橋車(chē)輪。電機(jī)控制器2只控制后橋的兩個(gè)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置。前后橋工作 獨(dú)立，互不影響。與實(shí)施例l類(lèi)似的是，整車(chē)控制單元ECU4根據(jù)行駛需求， 控制發(fā)動(dòng)機(jī)24和車(chē)輪電驅(qū)動(dòng)裝置之間的動(dòng)力分配，實(shí)現(xiàn)純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，純電 機(jī)驅(qū)動(dòng)，混合驅(qū)動(dòng)等模式，另外通過(guò)電機(jī)控制器2的控制實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)橋兩端車(chē) 輪的差速以及制動(dòng)能量回收等功能。制動(dòng)鉗14為浮鉗式制動(dòng)鉗，也可為定鉗 式制動(dòng)鉗。
根據(jù)路面需求、電池組3的荷電狀態(tài)以及電機(jī)控制器2對(duì)電驅(qū)動(dòng)裝置的控 制，可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)各種工作模式-
(1) 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)/快速啟動(dòng)模式
在車(chē)輛減速過(guò)程中、或者是遇到紅燈和堵車(chē)以及其他情況停車(chē)時(shí)，通過(guò)使 發(fā)動(dòng)機(jī)24斷油、停機(jī)，避免了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)此時(shí)減速、怠速運(yùn)行的油耗和 尾氣排放，可提高整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。根據(jù)整車(chē)控制策略，在需 要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)電機(jī)23帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24到某一較高轉(zhuǎn)速后，發(fā) 動(dòng)機(jī)24開(kāi)始供油，避免發(fā)動(dòng)機(jī)24啟動(dòng)過(guò)程中燃油消耗和尾氣排放。
(2) 純電驅(qū)動(dòng)模式
在車(chē)輛起步階段或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)24處于低負(fù)荷工況，熱效率低 且尾氣排放不佳。此時(shí)，可通過(guò)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)24，電機(jī)控制器2控制后橋電驅(qū) 動(dòng)裝置，使其單獨(dú)提供整車(chē)驅(qū)動(dòng)的全部扭矩，實(shí)現(xiàn)零排放，該模式對(duì)于城市道 路運(yùn)行具有重要作用。
(3) 純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
在電池組3電能不足，無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī)或是電機(jī)提供的扭矩不足以驅(qū)動(dòng)汽車(chē) 時(shí)，需要發(fā)動(dòng)機(jī)24單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)后橋電驅(qū)動(dòng)裝置中的盤(pán)式電機(jī)自由運(yùn)動(dòng)， 電機(jī)控制器2控制制動(dòng)鉗14進(jìn)而控制后橋兩側(cè)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)后橋差速。(4) 并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng)模式
在車(chē)輛急加速或爬坡等需要較大驅(qū)動(dòng)扭矩或車(chē)輛所需扭矩快速增大時(shí)，若
蓄電池3還能提供電能驅(qū)動(dòng)后橋電驅(qū)動(dòng)裝置，則可在發(fā)動(dòng)機(jī)24輸出動(dòng)力的同 時(shí)，電驅(qū)動(dòng)裝置也提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)橋間混合驅(qū)動(dòng)。
(5) 再生制動(dòng)能量回饋模式
在車(chē)輛制動(dòng)或減速過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)24斷油、停機(jī)，以及盤(pán)式電機(jī)運(yùn)行于 發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)能量回饋模式。 實(shí)施例6
圖6所示為使用的直流盤(pán)式電機(jī)時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)示意圖，電機(jī)與汽車(chē)連接方式與圖1相同，區(qū)別在于直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，由 于直流電機(jī)輸入直流電流，不能產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，因而需要使用電流換向裝置。
如圖6所示電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置不需永磁體11，但設(shè)有換向
器26，電刷27，轉(zhuǎn)子繞組28，轉(zhuǎn)子繞組28繞在轉(zhuǎn)子15上，換向器26與轉(zhuǎn) 子繞組28連接，電刷27與換向器26相連，并與外界電連接。電機(jī)的其他組 成部分與圖l相同。直流盤(pán)式電機(jī)為有刷型，且定子繞組10輸入直流電流產(chǎn) 生磁場(chǎng)；若使用無(wú)刷型直流電機(jī)，則不需要電流換向裝置，而通過(guò)電子控制， 通過(guò)電流換向；若使用永磁型盤(pán)式電機(jī)，則電機(jī)定子不需要繞組，而通過(guò)永磁 體產(chǎn)生磁場(chǎng)。制動(dòng)鉗14為浮鉗式制動(dòng)鉗，也可為定鉗式制動(dòng)鉗。 實(shí)施例7
圖7所示為使用的交流盤(pán)式電機(jī)時(shí)的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)示意圖，電機(jī)與汽車(chē)連接方式與圖l相同，區(qū)別在于交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)，如 圖7所示電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置不需永磁體11，而是設(shè)有定子 永磁體29,還包括轉(zhuǎn)子繞組28 (交流繞組)和導(dǎo)條30，定子永磁體29與設(shè)置在定子9上，定子9上沒(méi)有繞組；轉(zhuǎn)子繞組28繞在轉(zhuǎn)子15上，并與導(dǎo)條 30配合，輸入交流電；電機(jī)的其他組成部分與圖1相同。由于圖7所示交流 盤(pán)式電機(jī)定子為永磁極，轉(zhuǎn)子有繞組，由于繞組不固定，則交流電輸入時(shí)需要 使用導(dǎo)條30，電流輸入轉(zhuǎn)子繞組；若交流盤(pán)式電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁極，定子為繞 組，則不需要使用導(dǎo)流裝置，即如圖1所示。制動(dòng)鉗14為浮鉗式制動(dòng)鉗，也 可為定鉗式制動(dòng)鉗。
權(quán)利要求
1、一種電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，包括盤(pán)式電機(jī)、電機(jī)控制器、電池組、整車(chē)控制單元ECU和車(chē)橋；所述盤(pán)式電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和電機(jī)外殼；盤(pán)式電機(jī)通過(guò)車(chē)橋安裝在輪胎中；其特征在于所述電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置還包括制動(dòng)鉗，制動(dòng)鉗固定在電機(jī)外殼上，與轉(zhuǎn)子配合，制動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)子固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的一端，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的另一端通過(guò)軸承固定在輪胎的車(chē)輪輪轂上；定子固定在電機(jī)外殼上，電機(jī)外殼與車(chē)橋固定；所述整車(chē)控制單元ECU、電池組、電機(jī)控制器和定子通過(guò)高壓線(xiàn)束依次連接，整車(chē)控制單元ECU還與電機(jī)控制器信號(hào)連接，電機(jī)控制器與制動(dòng)鉗信號(hào)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在 于所述盤(pán)式電機(jī)的繞組繞在定子上，永磁體貼在轉(zhuǎn)子上，位于定子相對(duì)側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在 于所述盤(pán)式電機(jī)為直流電機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在 于所述盤(pán)式電機(jī)為交流電機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l一4任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置， 其特征在于所述車(chē)橋分別通過(guò)懸架彈簧和減振器與車(chē)架連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l一4任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置， 其特征在于所述制動(dòng)鉗為定鉗式或浮鉗式制動(dòng)鉗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)用集成式電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括盤(pán)式電機(jī)、電機(jī)控制器、電池組、整車(chē)控制單元ECU、車(chē)橋和制動(dòng)鉗，制動(dòng)鉗固定在電機(jī)外殼上，與轉(zhuǎn)子配合，制動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)子固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的一端，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的另一端通過(guò)軸承固定在輪胎的車(chē)輪輪轂上；定子固定在電機(jī)外殼上，電機(jī)外殼與車(chē)橋固定；整車(chē)控制單元ECU、電池組、電機(jī)控制器和定子通過(guò)高壓線(xiàn)束依次連接，整車(chē)控制單元ECU還與電機(jī)控制器信號(hào)連接，電機(jī)控制器與制動(dòng)鉗信號(hào)連接。本發(fā)明省略了傳統(tǒng)的離合器、變速箱、主減速器及差速器等部件，簡(jiǎn)化了整車(chē)結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)效率，并且能通過(guò)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)輪的電子差速控制。
文檔編號(hào)B60L7/00GK101564986SQ20091003925
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者鵬 曠, 羅玉濤, 迪 譚 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)