雙電機電動汽車動力系統(tǒng)以及配置其的電動汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及車輛動力系統(tǒng)，尤其涉及一種雙電機電動汽車動力系統(tǒng)以及配備了該雙電機電動汽車動力系統(tǒng)的電動汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動汽車多采用一臺電機配置一臺減速器，或者一臺電機配置一臺變速器的驅(qū)動方案。對于一臺電機配置一臺減速器的動力系統(tǒng)，由于采用固定傳動比，很難同時滿足在爬坡和巡航兩個極端條件下電動汽車對扭矩和轉(zhuǎn)速的要求；而在一臺電機配置一臺自動變速箱的動力系統(tǒng)中，其自動變速箱成本很高而且耗能。
[0003]國家知識產(chǎn)權(quán)局于2012年10月3日授權(quán)公告了一種“雙電機電動車動力總成系統(tǒng)以及裝設(shè)其的電動車”(授權(quán)公告號為CN 202463569 U)，該系統(tǒng)由第一電機1、第二電機
2、第一離合器3、第二離合器4、第一行星齒輪傳動機構(gòu)5、第二行星齒輪傳動機構(gòu)6、連接裝置7、差速器8、控制器9、車載蓄電池10構(gòu)成，第一電機I和第二電機2是該雙電機電動車動力總成系統(tǒng)中的動力源，可以通過其中一個電機或者同時通過這兩個電機來向驅(qū)動輪供給轉(zhuǎn)速和扭矩，并且通過第一行星齒輪傳動機構(gòu)5、第二行星齒輪傳動機構(gòu)6以及連接二者的連接裝置7，將轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)由差速器8向外輸送。
[0004]該動力裝置第一電機1、第一電機I及第一行星齒輪傳動機構(gòu)5中行星架轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下:
[0005](nl_nh) / (n3_nh) = -Z3/Z1 (I)；
[0006]式中:nl—一第一行星齒輪傳動機構(gòu)5中太陽輪的轉(zhuǎn)速即第一電機I的轉(zhuǎn)速；
[0007]n3——輸入齒圈53轉(zhuǎn)速即第二電機2的轉(zhuǎn)速；
[0008]nh一一第一行星架轉(zhuǎn)速；
[0009]Zl——第一行星齒輪傳動機構(gòu)5中太陽輪的齒數(shù)；
[0010]Z3——輸入齒圈53的齒數(shù)；
[0011]該動力總成系統(tǒng)扭矩分配存在如下關(guān)系:
[0012]T1/T2 = Z1/Z3 (2)；
[0013]Th/Tl = (Z3+Z1)/Z1 (3)；
[0014]Th/T2 = (Z3+Z1)/Z3 (4)；
[0015]式中:T1——第一電機I輸出扭矩作用在第一行星齒輪傳動機構(gòu)5中太陽輪上的扭矩；
[0016]T2--第二電機2輸出扭矩作用在輸入齒圈53上的扭矩；
[0017]Th一一第一行星齒輪傳動機構(gòu)5中行星架輸出扭矩作用在連接裝置上的扭矩。
[0018]采用上述動力系統(tǒng)有以下不足:
[0019](a)、采用了兩個離合器，即第一離合器和第二離合器，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且離合器本身耗能，增加控制難度。
[0020](b)、第一電機扭矩和第二電機的扭矩之間差別較大，必須選用兩種不同規(guī)格的電機。
【實用新型內(nèi)容】
[0021]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、方便選型的雙電機電動汽車動力系統(tǒng)，以及將其配置成的電動汽車。
[0022]為此，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0023]—種雙電機電動汽車動力系統(tǒng)，包括第一電機、第二電機、行星齒輪傳動機構(gòu)、減速增扭裝置、差速器和控制器，所述行星齒輪傳動機構(gòu)包括第一太陽輪、第二太陽輪、行星輪和與行星輪連接的行星架，所述第一電機連接到第一太陽輪，第二電機連接到第二太陽輪，所述第一、第二電機的輸出動力通過行星齒輪傳動機構(gòu)進行疊加后再由行星架輸出，減速增扭裝置的輸入端通過連接裝置連接到行星架，減速增扭裝置的輸出端與差速器相連，所述控制器分別與第一電機和第二電機相連并被設(shè)置成:在電動汽車處于電動驅(qū)動正向行駛狀態(tài)下，當(dāng)車速小于預(yù)設(shè)值時，使第一電機正向轉(zhuǎn)動，第二電機被單向軸承鎖定，僅由第一電機輸出動力；當(dāng)車速不小于預(yù)設(shè)值時，使第一電機和第二電機均正向轉(zhuǎn)動，由第一電機和第二電機同時輸出動力。
[0024]作為上述方案的優(yōu)選，所述控制器還被設(shè)置成:在電動汽車處于再生制動模式下，當(dāng)車速小于預(yù)設(shè)值時，第二電機被單向軸承鎖定，使第一電機運行在發(fā)電機狀態(tài)下以向車載蓄電池組充電；當(dāng)車速不小于預(yù)設(shè)值時，使第一電機和第二電機均運行在發(fā)電機狀態(tài)下以向車載蓄電池組充電。
[0025]作為上述方案的進一步優(yōu)選，所述控制器還被設(shè)置成:在電動汽車處于電動驅(qū)動倒退行駛狀態(tài)下，使得第一電機反向轉(zhuǎn)動，而第二電機處在正向轉(zhuǎn)動發(fā)電狀態(tài)。
[0026]此外，所述行星齒輪傳動機構(gòu)為左右對稱結(jié)構(gòu)，第一、第二太陽輪和行星輪均采用傘齒輪，或者第一、第二太陽輪和行星輪均采用圓柱齒輪。
[0027]所述減速增扭裝置是由相互嚙合的減速主動齒輪和減速從動齒輪構(gòu)成；所述連接裝置是由相互嚙合的主動齒輪和從動齒輪構(gòu)成，用于連接行星輪系中行星架和減速增扭裝置中的減速從動齒輪。
[0028]所述第一電機和第二電機都安裝在動力系統(tǒng)箱體的外部，而且是左右側(cè)同軸布置，所述行星齒輪傳動機構(gòu)、連接裝置和減速增扭裝置安裝在動力系統(tǒng)箱體的內(nèi)部。
[0029]一種電動汽車，所述電動汽車上裝有以上任一項所述的雙電機電動汽車動力系統(tǒng)。
[0030]本實用新型的有益效果:
[0031](a)在電動汽車處于電動驅(qū)動正向行駛狀態(tài)下，當(dāng)車速小于預(yù)設(shè)值時，第一電機正向轉(zhuǎn)動，第二電機被單向軸承鎖定，由第一電機單獨提供電動汽車行駛的扭矩和轉(zhuǎn)速；當(dāng)車速達到預(yù)設(shè)值時，第一電機和第二電機均正向轉(zhuǎn)動，第二電機與第一電機共同提供電動汽車行駛的扭矩和轉(zhuǎn)速，第二電機的轉(zhuǎn)速與第一電機轉(zhuǎn)速通過行星齒輪傳動機構(gòu)疊加后輸出，第一電機和第二電機都能工作在高效率轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，避免單個電機高速運轉(zhuǎn)而降低了電機效率；
[0032](b)在電動汽車處于再生制動模式下時，可以利用其中的一個電機或兩臺電機作為發(fā)電機來對車載蓄電池組進行充電，從而能充分收集利用車輛的動能或勢能；
[0033](c)在電動汽車處于電動驅(qū)動倒退行駛狀態(tài)下，第一電機反向轉(zhuǎn)動在電機狀態(tài)，第二電機正向轉(zhuǎn)動在發(fā)電狀態(tài)，兩者配合提供電動汽車扭矩和轉(zhuǎn)速，第一電機和第二電機的轉(zhuǎn)速差決定電動汽車倒車的速度，因此第一電機和第二電機均可以工作在效率較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，避免任一電機低速運轉(zhuǎn)而降低了電機效率；
[0034](d)第二電機配備了單向軸承，使得第二電機只能正向旋轉(zhuǎn)，相比離合器控制電機結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、無需控制；
[0035](e)第一電機的扭矩和第二電機的扭矩相同，可以米用完全相同的電機作為第一電機和第二電機；
[0036](f)避免使用加工工藝復(fù)雜的內(nèi)齒輪。
【附圖說明】
[0037]圖1是本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2是本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039]首先，需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本雙電機電動汽車動力系統(tǒng)以及配置其的電動汽車的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特點和優(yōu)勢，然而所有的描述僅是用來進行說明的，而不應(yīng)將其理解為對本實用新型形成任何的限制。此外，在本文所提及的各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術(shù)特征，或者被顯示或隱含在附圖中的任意單個技術(shù)特征，仍然可以在這些技術(shù)特征(或其等同物)之間繼續(xù)進行任意的組合或刪減，從而獲得可能未在本文中直接提及的本實用新型的更多其它實施例。
[0040]實施例1:
[0041]如圖1所不，一種雙電機電動汽車動力系統(tǒng)由第一電機Ml、第二電機M2、第一太陽輪1、行星輪2、第二太陽輪3、主動齒輪4、從動齒輪5、減速器主動齒輪6、減速器從動齒輪7、差速器8、行星架9、單向軸承10、箱體11、控制器12和車載蓄電池組13等構(gòu)成。其中，第一太陽輪1、行星輪2、第二太陽輪3、行星架9構(gòu)成了行星齒輪傳動機構(gòu)；相互嚙合的減速器主動齒輪6和減速器從動齒輪7構(gòu)成了減速增扭裝置；相互嚙合的主動齒輪4和從動齒輪5構(gòu)成連接裝置，連接裝置用于連接行星輪系中行星架9和減速器主動齒輪6，減速器從動齒輪7與差速器8相連。
[0042]第一電機Ml位于圖不的最左側(cè)，該第一電機Ml的輸出軸與第一太陽輪I連接，第二電機M2位于圖示的最右側(cè)，該第二電機M2與第二太陽輪3連接。在行星架9上裝有四個按圓周均勻分布的行星輪2，這四個行星輪2均勻位于行星架9同一圓周上，且四個行星輪2同時與第一太陽輪I及第二太陽輪3相嚙合。行星架9與主動齒輪4同軸安裝，該主動齒輪4與從動齒輪5相嚙合，該從動齒輪5與減速器主動齒輪6同軸安裝，該減速器主動齒輪6與減速器從動齒輪7相嚙合，差速器8與減速器從動齒輪7同軸安裝，系統(tǒng)動力由差速器8輸出，單向軸承10安裝在第二電機M2輸出軸和箱體11之間。
[0043]該系統(tǒng)中，第一太陽輪1、行星輪2、行星架9和第二太陽輪3組成了動力疊加裝置，主動齒輪4和從動外齒輪5構(gòu)成了動力傳動裝置，而減速器主動齒輪6和減速器從動齒輪7組成了減速增扭裝置。行星齒輪傳動機構(gòu)均為左右對稱結(jié)構(gòu)，其中第一太陽輪1、第二太陽輪3和行星輪2均采用傘齒輪。
[0044]為使結(jié)構(gòu)緊湊，便于自然散熱，第一電機Ml和第二電機M2都安裝在動力系統(tǒng)箱