一種并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，該動(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)，連接斷開單元，第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接斷開單元輸出動(dòng)力；第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力；第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的動(dòng)力經(jīng)過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到差速器，然后經(jīng)過半軸傳遞到車輪；所述的第二電動(dòng)機(jī)可以一直驅(qū)動(dòng)車輛，滿足整車動(dòng)力性需求，保證純電動(dòng)性能。本發(fā)明通過控制連接斷開單元的分離或者結(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)車輛，高速時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輛，提高了車輛的高速長途性能。
【專利說明】一種并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種增程式電動(dòng)汽車動(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)車是一種配有車載動(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，當(dāng)電能充足時(shí)，電池提供車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?yán)m(xù)駛里程的延長。
[0005]目前的增程式電動(dòng)汽車存在兩種構(gòu)型，包括串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(如AudiAle-tron)和混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車(如ChevroletVOLT)。在串聯(lián)增程式電動(dòng)車中，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)汽車動(dòng)力系統(tǒng)較為簡單，成本較低。在混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車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。
[0006]中國大多數(shù)用戶都是首次購車，對高速長途性能要求較高。由于目前電池能量密度低，純電動(dòng)車不能滿足高速長途行駛的要求。
[0007]如上述串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車，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階段的高速長途動(dòng)力性，則由于能量二次轉(zhuǎn)換損失，高速長途行駛時(shí)經(jīng)濟(jì)性差。所以，串聯(lián)增程式電動(dòng)汽車高速長途性能差。
[0008]混聯(lián)增程式電動(dòng)汽車在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，可以滿足高速長途行駛的要求，但動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，由該動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車具有良好的高速長途性能。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(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)，連接斷開單元，第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接斷開單元輸出動(dòng)力；第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力；第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的動(dòng)力經(jīng)過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到差速器，然后經(jīng)過半軸傳遞到車輪。[0011]第二電動(dòng)機(jī)可以一直驅(qū)動(dòng)車輛,滿足整車動(dòng)力性需求,保證純電動(dòng)性能；通過控制連接斷開單元的分離或者結(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)車輛行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，降低油耗及排放。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)力電池充電以滿足車輛功率需求，高速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)參與驅(qū)動(dòng)以滿足車輛的驅(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，從而改善了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明在動(dòng)力電池電量不足時(shí)，低速時(shí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輛，高速時(shí)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)車輛，提高了車輛的高速長途性能。
[0012]所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子及連接斷開單元連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端可以配置一個(gè)減震器，起到緩沖減震作用。
[0013]所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以采用第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架及連接斷開單元相連，第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪相連，所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端可以配置一個(gè)減震器，起到緩沖減震作用。
[0014]當(dāng)?shù)谝粋鲃?dòng)機(jī)構(gòu)米用第一行星齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)需求的第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，可以采用較小的第一電動(dòng)機(jī)，降低成本，方便整車安裝布置。
[0015]所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與第二行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪相連，第二行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與差速器連接。
[0016]當(dāng)?shù)诙鲃?dòng)機(jī)構(gòu)采用行星齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以降低對第二電動(dòng)機(jī)的扭矩需求，可以采用一個(gè)較小的第二電動(dòng)機(jī)，降低成本，方便整車安裝布置。
[0017]所述的連接斷開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)連接斷開功能的機(jī)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]圖1為本發(fā)明的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)2.傳動(dòng)軸3.第一電動(dòng)機(jī)定子4.第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子5.連接斷開單元6.齒輪7.第二行星齒輪機(jī)構(gòu)齒圈8.第二行星齒輪機(jī)構(gòu)行星架9.第二行星齒輪機(jī)構(gòu)行星輪10.第二行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪11.第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子12.第二電動(dòng)機(jī)定子13、14.齒輪15.差速器16.半軸17.車輪18.第一行星齒輪機(jī)構(gòu)齒圈19.第一行星齒輪機(jī)構(gòu)行星架
20.第一行星齒輪機(jī)構(gòu)行星輪21.第一行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪30.減震器
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(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)、連接斷開單元5、第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)I通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子4及連接斷開單元5連接；第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11與第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，連接斷開單元5和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與差速器15連接，差速器15通過半軸16與車輪17連接。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(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)、連接斷開單元5、第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)I用來滿足車輛高速勻速行駛的驅(qū)動(dòng)功率與電動(dòng)附件消耗功率的需求，第一電動(dòng)機(jī)的功率用來滿足車輛中低速行駛的功率需求；連接斷開單元5采用干式離合器；第二電動(dòng)機(jī)由整車動(dòng)力性決定；第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用傳動(dòng)軸；第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用第二行星齒輪機(jī)構(gòu)。
[0025]所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)包括齒圈7、行星架8、行星輪9、太陽輪10 ;齒圈7固定，不能旋轉(zhuǎn)，行星架8及其上的行星輪9和太陽輪10能夠自由旋轉(zhuǎn)。
[0026]所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪6、齒輪13、齒輪14。
[0027]發(fā)動(dòng)機(jī)I通過傳動(dòng)軸2與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子4及離合器連接；第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子11與太陽輪10連接，兩個(gè)行星輪9與太陽輪10和齒圈7嚙合；行星架8、離合器與齒輪6連接，齒輪6通過齒輪13、齒輪14與差速器15連接，差速器15通過半軸16與車輪17連接。
[0028]所述的減震器30配置在發(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)I傳遞到第一電動(dòng)機(jī)的震動(dòng)。
[0029]第二電動(dòng)機(jī)由未示于圖中的動(dòng)力電池供電，在車輛停止運(yùn)行時(shí)，可以通過外接電網(wǎng)對動(dòng)力電池進(jìn)行充電，在車輛行駛過程中，當(dāng)動(dòng)力電池電量下降到一定程度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力電池充電。
[0030]所述的第二電動(dòng)機(jī)峰值功率由整車動(dòng)力性決定，其不僅大于整車百公里加速的需求功率，而且大于整車最高車速的需求功率，具體功率大小由整車整備質(zhì)量、百公里加速時(shí)間、整車風(fēng)阻、滾阻等決定。其中整車百公里加速的需求功率和整車最高車速的需求功率均為本領(lǐng)域技術(shù)人員通 過常規(guī)技術(shù)手段就可以確定的。
[0031]根據(jù)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)(S0C)，所述增程式電動(dòng)汽車動(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)動(dòng)力電池電量充足(S0C為35%~100%)時(shí)，所述增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作在CD階段，當(dāng)動(dòng)力電池電量降低到一定程度(S0C為25%~35%)時(shí)，所述增程式電動(dòng)汽車動(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，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率大，所以其高速長途性能較好。
[0032]CD和CS階段下所述增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作模式如下表所示。
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)(I)，第一電動(dòng)機(jī)，第二電動(dòng)機(jī)，連接斷開單元(5)，第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接斷開單元(5)輸出動(dòng)力；第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力；第一、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的動(dòng)力經(jīng)過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到差速器(15)，然后經(jīng)過半軸(16)傳遞到車輪(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸(2)構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)通過傳動(dòng)軸(2)與第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(4)及連接斷開單元(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)(I)與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架(19)及連接斷開單元(5)相連,第一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(4)與第一行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪(21)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在發(fā)動(dòng)機(jī)(I)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所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，第二電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(11)與第二行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪(10)相連，第二行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架(8)通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與差速器(15)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的連接斷開單元(5)采用干式離合器或濕式離合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動(dòng)汽車動(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百公里加速需求功率、而且大于最高車速需求功率。
【文檔編號】B60K6/50GK103921667SQ201410129088
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】趙子亮, 劉明輝, 李元, 楊興旺, 劉建康, 李川 申請人:中國第一汽車股份有限公司