一種超越接力電驅(qū)動汽車以及該汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車驅(qū)動領(lǐng)域，具體涉及一種具有特性互補、高效接力運行的超越接力電驅(qū)動汽車以及該汽車的驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)通常在整個車速范圍內(nèi)均能提供驅(qū)動，由于常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)不同，因此各套常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)均具有其相對應(yīng)的車速高效區(qū)間，即在某個車速范圍內(nèi)，該套常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動效率比在其他車速范圍內(nèi)高，也就是說存在某個車速范圍，該套常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動效率最低。通常情況下，常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動效率在低速低負荷時較低，速度和負荷增長到一定時，驅(qū)動效率最高。以現(xiàn)有的中央驅(qū)動的純電動汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車為例。
[0003]現(xiàn)有的中央驅(qū)動的純電動汽車，大多是用一個功率足夠大的電驅(qū)動系統(tǒng)在整個車速范圍內(nèi)進行驅(qū)動，利用電機的高轉(zhuǎn)速無級調(diào)速特性來實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的變速和驅(qū)動，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，相對可靠，但其對電機的驅(qū)動特性要求較高，既要求電機具有高轉(zhuǎn)速，又要有大轉(zhuǎn)矩，且能實現(xiàn)較大范圍的高效驅(qū)動，如此使得電機的設(shè)計要求較高，電機的體積和重量變大。
[0004]現(xiàn)有的傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，高負荷率行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動效率較高，在低速行駛時發(fā)動機負荷率低、系統(tǒng)效率低、汽車排放差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種超越接力電驅(qū)動汽車以及該汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，該超越接力電驅(qū)動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)能夠根據(jù)車速和負荷選擇工作模式，驅(qū)動系統(tǒng)能夠通過主要在車速高效區(qū)間(即驅(qū)動效率較高的車速以及負荷區(qū)間)內(nèi)工作，從而提高驅(qū)動系統(tǒng)和汽車的平均驅(qū)動效率，降低能源的消耗，減少排放。
[0006]現(xiàn)就本發(fā)明的技術(shù)方案與【背景技術(shù)】中的缺點進行比較:
與中央驅(qū)動的純電動汽車相比，本發(fā)明的一個技術(shù)方案將原先的單驅(qū)動電機變?yōu)閮蓚€獨立的驅(qū)動電機并聯(lián)驅(qū)動，兩個動力源都是電驅(qū)動，通過兩個驅(qū)動電機的動力切換控制優(yōu)化驅(qū)動電機效率，可實現(xiàn)高效驅(qū)動，同時降低對電機的設(shè)計要求。
[0007]與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，本發(fā)明的一個技術(shù)方案在傳統(tǒng)的發(fā)動機驅(qū)動基礎(chǔ)上引入電機，通過降低發(fā)動機功率從而增加發(fā)動機負荷率來提高發(fā)動機驅(qū)動效率，并可以通過低速時電動驅(qū)動和快速起停規(guī)避發(fā)動機的怠速和低速不經(jīng)濟工況，以及電機對發(fā)動機的驅(qū)動功率輔助和剩余功率發(fā)電，來進一步調(diào)節(jié)發(fā)動機的工況到最佳經(jīng)濟運行區(qū)域，從而實現(xiàn)最大化的發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)效率優(yōu)化。
[0008]本發(fā)明提出一種“速度超越接力”的理念，采用兩個(或以上)驅(qū)動系統(tǒng)，在低速小負荷行駛時只用低速系統(tǒng)，在高速時主要用高速系統(tǒng)。同時在需求轉(zhuǎn)矩較大時，也可共同驅(qū)動。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種電驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機、電機控制器、電池、電池管理系統(tǒng)、電機離合器和減速機構(gòu)，所述電機離合器為可控離合器或者超越離合器，所述減速機構(gòu)為齒輪組、鏈條或齒形帶，所述電機經(jīng)電機控制器與電池連接，所述電池管理系統(tǒng)與電池連接，所述電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)測電池的物理參數(shù)以及均衡管理電池放電過程，所述電機、電機離合器和減速機構(gòu)依次機械連接，所述電機通過電機離合器以及減速機構(gòu)和其他驅(qū)動系統(tǒng)并聯(lián)。
[0010]一種超越接力電驅(qū)動汽車，包括整車控制系統(tǒng)、傳動機構(gòu)和至少兩套并聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)，其中至少一套為所述的電驅(qū)動系統(tǒng)；另外并聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)為發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)，所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)動機控制器、離合器、變速器和變速箱控制器，所述發(fā)動機控制器與發(fā)動機線束連接，所述發(fā)動機控制器具有連續(xù)監(jiān)控并控制發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的功能，所述變速箱控制器與變速器線束連接，所述發(fā)動機、離合器和變速器依次機械連接，所述減速機構(gòu)與變速器或者傳動機構(gòu)機械連接，所述變速器與傳動機構(gòu)機械連接，所述傳動機構(gòu)驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪，帶動車輛前進；所述整車控制系統(tǒng)分別與電機控制器、發(fā)動機控制器以及變速箱控制器線束連接。優(yōu)選地，所述整車控制器分別通過電機控制器、發(fā)動機控制器以及變速箱控制器控制各驅(qū)動系統(tǒng)的工作。優(yōu)選地，通過整車控制器控制各驅(qū)動系統(tǒng)，各驅(qū)動系統(tǒng)可分別工作也可共同工作，既可在其對應(yīng)的車速高效區(qū)接力使用，也可協(xié)調(diào)使用，當(dāng)需要增力時，各驅(qū)動系統(tǒng)可共同驅(qū)動。優(yōu)選地，所述整車控制器可通過電機控制器控制電機運行，從而適當(dāng)發(fā)電補充電池。
[0011]作為一種優(yōu)選的方式，所述驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)量為兩套，所述驅(qū)動系統(tǒng)均為所述的電驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)分別為低速電驅(qū)動系統(tǒng)和高速電驅(qū)動系統(tǒng)，所述低速電驅(qū)動系統(tǒng)與汽車低速區(qū)域相匹配，其車速高效區(qū)為汽車低速區(qū)域；所述高速電驅(qū)動系統(tǒng)與汽車高速區(qū)域相匹配，其車速高效區(qū)為汽車高速區(qū)域。優(yōu)選地，所述低速電驅(qū)動系統(tǒng)主要用于起步、加速、爬坡等大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動需要時的輔助驅(qū)動，其電機為動力性輔助電機，其電機的參數(shù)匹配主要考慮動力性能；所述高速電驅(qū)動系統(tǒng)主要用于常用工況下的驅(qū)動，其電機為經(jīng)濟性電機，其電機參數(shù)匹配主要考慮常用工況下在其高效工作區(qū)間工作；當(dāng)需要增力時，所述低速電驅(qū)動系統(tǒng)和所述高速電驅(qū)動系統(tǒng)可共同驅(qū)動。
[0012]作為一種優(yōu)選的方式，所述驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)量為兩套，其中一套為所述電驅(qū)動系統(tǒng)，另外一套為所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)；所述電驅(qū)動系統(tǒng)為低速系統(tǒng)，低速時，所述電驅(qū)動系統(tǒng)為主驅(qū)動，保證起步和低速時的動力性能，并具有一定的純電動行駛里程；所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)為高速系統(tǒng)，高速時，所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)為主驅(qū)動，保證續(xù)駛里程和速度指標。
[0013]作為一種優(yōu)選的方式，所述變速器具有兩個輸入端，其中一個輸入端與發(fā)動機連接，另一個輸入端與減速機構(gòu)連接，所述發(fā)動機以及電機分別通過變速器輸出端以及傳動機構(gòu)驅(qū)動汽車的驅(qū)動輪，拉動汽車移動；所述發(fā)動機和電機同軸布置或者平行布置；所述發(fā)動機和電機平行布置時，所述電機與變速器之間通過中間傳動裝置連接。通過此種設(shè)置，可節(jié)約驅(qū)動系統(tǒng)的總成寬度，便于安裝在汽車內(nèi)部。優(yōu)選地，所述中間傳動裝置為齒輪組、鏈條或齒形帶。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
(I)本發(fā)明具有特性互補、高效接力運行的優(yōu)點，各驅(qū)動系統(tǒng)能夠根據(jù)車速和負荷接力工作，通過主要在車速高效區(qū)間(即驅(qū)動效率較高的車速以及負荷區(qū)間)內(nèi)工作，從而提高驅(qū)動系統(tǒng)和汽車的平均驅(qū)動效率，降低能源的消耗，減少排放；
(2)本發(fā)明與中央驅(qū)動的純電動汽車相比，本發(fā)明的一個技術(shù)方案將原先的單驅(qū)動電機變?yōu)閮蓚€獨立的驅(qū)動電機并聯(lián)驅(qū)動，兩個動力源都是電驅(qū)動，通過兩個驅(qū)動電機的動力切換控制優(yōu)化驅(qū)動電機效率，可在實現(xiàn)高效驅(qū)動的基礎(chǔ)上同時降低對電機的設(shè)計要求；
(3)本發(fā)明與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比,本發(fā)明的一個技術(shù)方案在傳統(tǒng)的發(fā)動機驅(qū)動基礎(chǔ)上引入電機，通過降低發(fā)動機功率從而增加發(fā)動機負荷率來提高發(fā)動機驅(qū)動效率，并可以通過低速時電動驅(qū)動和快速起停規(guī)避發(fā)動機的怠速和低速不經(jīng)濟工況，以及電機對發(fā)動機的驅(qū)動功率輔助和剩余功率發(fā)電，來進一步調(diào)節(jié)發(fā)動機的工況到最佳經(jīng)濟運行區(qū)域，從而實現(xiàn)最大化的發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)效率優(yōu)化；
(4)本發(fā)明通過變速器兩個輸入端分別與發(fā)動機以及電機直接或間接連接，發(fā)動機和電機同軸布置或者平行布置，可節(jié)約驅(qū)動系統(tǒng)的總成寬度，便于安裝；
(5)本發(fā)明通過采用兩套驅(qū)動系統(tǒng)，一套為低速驅(qū)動系統(tǒng)，另一套為高速驅(qū)動系統(tǒng)時，通過低速時使用低速驅(qū)動系統(tǒng)，高速時使用高速驅(qū)動系統(tǒng)，不僅減少了污染氣體的排放，還降低了汽車日常使用的能源成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為實施例1中電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為實施例1中發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3分別為實施例2—種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5、圖6分別為實施例4的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021]實施例1:
參見圖1，一種電驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機、電機控制器、電池、電池管理系統(tǒng)、電機離合器和減速機構(gòu)，所述電機離合器為可控離合器或者超越離合器，所述減速機構(gòu)為齒輪組、鏈條或齒形帶，所述電機經(jīng)電機控制器與電池連接，所述電池管理系統(tǒng)與電池連接，所述電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)測電池的物理參數(shù)以及均衡管理電池放電過程，所述電機、電機離合器和減速機構(gòu)依次機械連接，所述電機通過電機離合器以及減速機構(gòu)和其他驅(qū)動系統(tǒng)并聯(lián)。
[0022]參見圖1、圖2、圖3和圖4，一種超越接力電驅(qū)動汽車，包括整車控制系統(tǒng)、傳動機構(gòu)和至少兩套并聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)，其中至少一套為所述的電驅(qū)動系統(tǒng)；另外并聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)為發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)，所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)動機控制器、離合器、變速器和變速箱控制器，所述發(fā)動機控制器與發(fā)動機線束連接，所述發(fā)動機控制器具有連續(xù)監(jiān)控并控制發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的功能，所述變速箱控制器與變速器線束連接，所述發(fā)動機、離合器和變速器依次機械連接，所述減速機構(gòu)與變速器或者傳動機構(gòu)機械連接，所述變速器與傳動機構(gòu)機械連接，所述傳動機構(gòu)驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪，帶動車輛前進；所述整車控制系統(tǒng)分別與電機控制器、發(fā)動機控制器以及變速箱控制器線束連接。
[0023]根據(jù)不同車速區(qū)間各驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動效率不同，各并聯(lián)的驅(qū)動系統(tǒng)可分為低速驅(qū)動系統(tǒng)和高速驅(qū)動系統(tǒng)。低速驅(qū)動系統(tǒng)和高速驅(qū)動系統(tǒng)分別在不同的車速區(qū)間為汽車提供驅(qū)動。
[0024]當(dāng)需要所述電驅(qū)動系統(tǒng)提供驅(qū)動時，整車控制器通過電機控制器對電機發(fā)出開始驅(qū)動指令，電機開始工作，電機離合器以接合的方式與減速機構(gòu)機械連接，由于減速機構(gòu)直接或者間接與傳動機構(gòu)機械連接，因此電驅(qū)動系統(tǒng)將通過電機離合器、減速機構(gòu)提供驅(qū)動，具體表現(xiàn)為傳動機構(gòu)驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪，帶動車輛前進。反之，當(dāng)不需要電驅(qū)動系統(tǒng)提供驅(qū)動時，整車控制器通過電機控制器對電機發(fā)出停止驅(qū)動指令，電機停止工作，電機離合器以脫開的方式與減速機構(gòu)機械連接，由于電機可控離合器脫開，因此電驅(qū)動系統(tǒng)將不能通過電機離合器、減速機構(gòu)提供驅(qū)動。
[0025]當(dāng)需要所述發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)提供驅(qū)動時，發(fā)動機開始高效運轉(zhuǎn)，發(fā)動機通過離合器、變速器、傳動機構(gòu)為汽車提供驅(qū)動，具體表現(xiàn)為傳動機構(gòu)驅(qū)動車