一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一套純電動車用電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其核心在具有一套行星輪系機構(gòu)與兩套驅(qū)動電機構(gòu)成的一體化集成動力總成設計，其電機與傳動軸采用同軸式設計,兩套電機分別與行星輪太陽輪和齒圈相連，兩臺電機協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)無極調(diào)速，對于需求高性能的電動車，將原本單一大電機變成兩個小的電機輸入，又能實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、高效區(qū)最優(yōu)化匹配。從而實現(xiàn)電機小形化的低成本和高可靠性，實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)高效化，最大限度的提高續(xù)航里程。同時行星機構(gòu)構(gòu)成的變速機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，利于布置等優(yōu)點。
【專利說明】—種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及純電動汽車用電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球石油資源的消耗日趨枯竭，電動汽車將得到巨大發(fā)展，電動汽車已經(jīng)不限于微型電動汽車，電動汽車也向大型客貨車或追求高動力性跑車等方向發(fā)展。所以要求驅(qū)動電機功率越來越大，這就導致單一電機功率越大，對電機設計較困難，如高速大扭矩軸承壽命，過高的功率會要求過粗電纜，大功率功率電子成本高，可靠性差，整車布置困難等等都有較大的影響。
[0003]另外，對于傳動電動車通常采用定速比減速器方案，整車動力性能指標越高，電動車低速大爬坡性能對電機大扭矩的要求與高速高功率高轉(zhuǎn)速對定速比要求的矛盾越突出。若采用固定速比，低速爬坡時，希望為車輪提供更大轉(zhuǎn)矩，通常采用提高電機轉(zhuǎn)矩，或者增大速比；但是高速時，整車追求的是功率特性，電機的轉(zhuǎn)速由于車速和速比要求更高，這要求電機具有非常寬的工作區(qū)域和更大過載能力，要求電機既要滿足低速大扭矩，高速時高轉(zhuǎn)速高功率的特性要求，增大了電機的設計難度和制造成本，也影響了電機高效區(qū)間的設計，降低整車續(xù)航里程。
[0004]本發(fā)明提供一套純電動車用電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其核心在具有一套行星輪系機構(gòu)與兩套驅(qū)動電機構(gòu)成的一體化集成動力總成設計，其電機與傳動軸采用同軸式設計，兩套電機分別與行星輪太陽輪和齒圈相連，兩臺電機協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)無極調(diào)速，對于需求高性能的電動車，將原本單一大電機變成兩個小的電機輸入，又能實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、高效區(qū)最優(yōu)化匹配。從而實現(xiàn)電機小形化的低成本和高可靠性，實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)高效化，最大限度的提高續(xù)航里程。同時行星機構(gòu)構(gòu)成的變速機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，利于布置等優(yōu)點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一套純電動車用電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其核心在具有一套行星輪系機構(gòu)與兩套驅(qū)動電機構(gòu)成的一體化集成動力總成設計，其電機與傳動軸采用同軸式設計，兩套電機分別與行星輪太陽輪和齒圈相連，兩臺電機協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)無極調(diào)速，對于需求高性能的電動車，將原本單一大電機變成兩個小的電機輸入，又能實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、高效區(qū)最優(yōu)化匹配。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，包括兩個驅(qū)動電機和行星輪系機構(gòu)，其特征在于，第一驅(qū)動電機與行星輪系太陽輪相連，第二驅(qū)動電機與行星輪系齒圈相連，行星輪系行星架與差速器外圈相連，差速器兩端通過傳動軸連接左右車輪；行星輪系太陽輪的軸上設有行星輪系太陽輪鎖止離合器，行星輪系行星架上設置有行星輪系行星架鎖止離合器。
[0007]第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機分別通過電纜與外接電機控制器相連。
[0008]行星輪系太陽輪軸為一空心軸，左傳動半軸接口安裝在行星輪系太陽輪軸的空心軸內(nèi)，并通過軸承支撐，左傳動半軸接口穿過空心軸接至差速器，外部接傳動軸至左車輪；右傳動半軸接口內(nèi)部接至差速器，外部由傳動軸接至車輪。
[0009]驅(qū)動電機與傳動軸同軸設計。
[0010]本發(fā)明還提供了上述動力總成的控制方法，包括:
1)在低速巡航模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器閉合，行星輪太陽輪鎖止，第一驅(qū)動電機處于停機狀態(tài)，第二驅(qū)動電機單電機工作，通過電機扭矩控制實現(xiàn)整車的加減速；
2)在低速爬坡模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加和速比控制，實現(xiàn)整車的加減速；
3)在高速巡航模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，電機的轉(zhuǎn)速控制同步，可實現(xiàn)速比為1，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加，實現(xiàn)整車的高速巡航；
4)在駐車停車模式，控制行星輪系太陽輪鎖止離合器鎖止，行星架鎖止，從而實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成輸出軸被鎖止，實現(xiàn)停車駐車功能。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明提供一套電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其核心在具有一套行星輪系機構(gòu)與兩套驅(qū)動電機構(gòu)成的一體化集成動力總成裝置，對于需求高性能的電動車，將原本單一大電機變成兩個小的電機輸入，又能實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、高效區(qū)最優(yōu)化匹配。從而實現(xiàn)電機小形化，實現(xiàn)低成本和高可靠性。
[0012]另外，由于本系統(tǒng)核心采用行星輪系作為變速裝置，相比傳統(tǒng)電動車定速比減速器，其可實現(xiàn)低速大速比，高速低速比的變速比功能，可以減小電機低速時扭矩過載需求，減小高速時轉(zhuǎn)速過載需求，有利于電機本體設計，有利于電機成本的控制，減小電機的運行區(qū)域，最大化優(yōu)化電機工作高效區(qū)域，提高電驅(qū)動系統(tǒng)效率，增加整車續(xù)航里程。
[0013]相對于傳動的兩檔速比減速器或者多檔速比減速而言，利用雙電機對行星輪系進行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩控制，其可實現(xiàn)速比的連續(xù)變化，實現(xiàn)無極變速功能，具有更高的換擋舒適性。
[0014]同時行星機構(gòu)變速機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，利于布置等優(yōu)點，電機與傳動軸采用同軸設計，電機直徑不受類似傳動減速器輸入輸出軸距限制，電機設計長徑比可以最優(yōu)化設計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的動力總成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]其中:左驅(qū)動半軸接口 1、電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成2、第一驅(qū)動電機3、第一驅(qū)動電機高壓輸入電纜4、第二驅(qū)動電機高壓輸入電纜5、第二驅(qū)動電機6、行星輪系齒圈7、右驅(qū)動半軸接口 8、差速器9、行星輪系太陽輪10、行星輪系太陽輪鎖止離合器11、行星輪系行星架12、行星輪系行星架鎖止離合器13。

【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0018]如圖1所示，純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成由兩個電機和行星齒輪機構(gòu)一體化集成，具體為:第一驅(qū)動電機3轉(zhuǎn)子連接行星輪系太陽輪10，其定子繞組由驅(qū)動電機I高壓電纜4與外接控制器相連，行星輪系太陽輪10的軸為一空心軸，左傳動半軸接口 I安裝在行星輪系太陽輪10的空心軸內(nèi)，并通過軸承支撐，左傳動半軸接口 I穿過空心軸接至差速器9，外部接傳動軸至車輪。第二驅(qū)動電機6轉(zhuǎn)子與行星輪系齒圈7相連，其定子繞組通過驅(qū)動電機2高壓電纜5與外接電機控制器相連。行星齒輪系行星架12與差速器9外圈相連，右傳動半軸接口 8內(nèi)部接至差速器9，外部由傳動軸接至車輪。行星輪系太陽輪10空心軸上接行星齒輪系太陽輪鎖至離合器11，行星輪系行星架9上設置行星輪行星架鎖止離合器13。
[0019]本驅(qū)動系統(tǒng)動力總成由兩套電機與行星輪系一體化集成設計，其電機定轉(zhuǎn)子封裝在集成動力總成內(nèi)部，其為油冷電機，動力總成底部應設置潤滑系油底殼，設置油泵用來供應冷卻油潤滑齒輪系，冷卻電機定轉(zhuǎn)子，動力總成表面電機定子機殼外部設置冷卻水道。可外接冷卻水進行強制冷卻。
[0020]根據(jù)整車實際需求，可以通過改變兩個鎖止離合器，控制電機的工作模式，整車可實現(xiàn)如下工況運行。
[0021]工況I低速巡航模式:
對于城市路況，車速一般較低，對功率的需求也較小，單個電機即可滿足整車動力需求。
[0022]通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器閉合，行星輪太陽輪鎖止，第一驅(qū)動電機處于停機狀態(tài)，只需要第二驅(qū)動電機單電機工作，此時相當于定速比減速器單電機動力總成，可以通過電機扭矩控制實現(xiàn)整車的加減速。
[0023]工況2低速爬坡需求模式
對于坡道路況或者全油門起步加速工況下，對功率和轉(zhuǎn)矩的需求都較大，且需要兩個電機同時輸出轉(zhuǎn)矩，進行轉(zhuǎn)矩疊加，即可滿足整車動力需求，且低速要求較大速比，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加和速比控制，實現(xiàn)整車的加減速。
[0024]工況3高速巡航需求模式
對于高速巡航路況，對功率需求較大，且需要兩個電機同時輸出轉(zhuǎn)矩，進行轉(zhuǎn)矩疊加，即可滿足整車動力需求，且高速時較小速比可以使電機轉(zhuǎn)速較低。
[0025]通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，電機的轉(zhuǎn)速控制同步，可實現(xiàn)速比為1，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加，實現(xiàn)整車的高速巡航。
[0026]工況4駐車停車功能
通過控制行星輪系太陽輪鎖止離合器鎖止，行星架鎖止，從而實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成輸出軸被鎖止，最終實現(xiàn)停車駐車功能。
[0027]以上實施例顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，而不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，包括兩個驅(qū)動電機和行星輪系機構(gòu)，其特征在于，第一驅(qū)動電機與行星輪系太陽輪相連，第二驅(qū)動電機與行星輪系齒圈相連，行星輪系行星架與差速器外圈相連，差速器兩端通過傳動軸連接左右車輪；行星輪系太陽輪的軸上設有行星輪系太陽輪鎖止離合器，行星輪系行星架上設置有行星輪系行星架鎖止離合器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其特征在于，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機分別通過電纜與外接電機控制器相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其特征在于，行星輪系太陽輪軸為一空心軸，左傳動半軸接口安裝在行星輪系太陽輪軸的空心軸內(nèi)，并通過軸承支撐，左傳動半軸接口穿過空心軸接至差速器，外部接傳動軸至左車輪；右傳動半軸接口內(nèi)部接至差速器，外部由傳動軸接至車輪。
4.如權(quán)利要求3所述的一種純電動車電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成，其特征在于，驅(qū)動電機與傳動軸同軸設計。
5.權(quán)利要求1所述的動力總成的控制方法，其特征在于， 1)在低速巡航模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器閉合，行星輪太陽輪鎖止，第一驅(qū)動電機處于停機狀態(tài)，第二驅(qū)動電機單電機工作，通過電機扭矩控制實現(xiàn)整車的加減速； 2)在低速爬坡模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加和速比控制，實現(xiàn)整車的加減速； 3)在高速巡航模式，通過控制行星輪系行星架鎖止離合器分離，行星輪系太陽輪鎖止離合器分離，第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機同時處于工作狀態(tài)狀態(tài)，通過對第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行控制，電機的轉(zhuǎn)速控制同步，可實現(xiàn)速比為1，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩疊加，實現(xiàn)整車的高速巡航； 4)在駐車停車模式，控制行星輪系太陽輪鎖止離合器鎖止，行星架鎖止，從而實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)動力總成輸出軸被鎖止，實現(xiàn)停車駐車功能。
【文檔編號】B60K17/28GK104325883SQ201410666550
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】裴善忠, 孫玉玲, 劉艷, 李陳勇, 王若飛 申請人:奇瑞汽車股份有限公司