CN101544178A - 电动汽车动力总成系统 - Google Patents

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林伟义
刘艳
孙玉玲
李陈勇
冯勇
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Abstract

本发明提供了一种电动汽车动力总成系统，包括电动机(1)，减速箱(2)和差速器(3)三个主要的总成。电动机(1)包括转子(4)和定子(5)，电动机转子(4)内部为中空，动力总成的左输出轴通过电动机转子(4)的中空部分将动力传递至外部；减速箱的太阳轮(9)接收从电动机传递来的动力，减速箱的行星轮(8)的行星架(13)、左输出轴、差速器输入轴三者为一体结构，差速器输入轴通过差速机构将动力传递至右输出轴。本发明的电动汽车动力总成结构紧凑，体积和质量为传统的平行轴线的动力总成一半左右，降低了动力总成的震动强度、提高了动力总成和整车的可靠性。

Description

电动汽车动力总成系统
技术领域
本发明涉及一种新型的电动汽车动力系统，属于汽车驱动装置技术领域。
背景技术
电动汽车由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。
电源系统包括电源、能量管理系统和充电机，其功用主要是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机等等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性。
电动汽车的电力驱动方式基本上可分为电动轮驱动和电动机中央驱动两种。电动轮驱动采用的方案为电动机和固定速比的行星齿轮减速器安装在车轮里面，没有传动轴和差速器，从而简化了传动系统。但是，电动轮驱动方式需要两个或四个电动机，其控制电路也比较复杂，系统成本较高，系统稳定性较差，系统的可行性不好。电动机中央驱动系统由电动机、固定速比减速器和差速器等构成，也可将三个部件集成一体，两根半轴连接车辆。在这种驱动系统中，由于没有离合器和变速器，因此可以减少机械传动装置的体积和质量。所以电动机中央驱动形式的电动汽车动力总成成为了电动汽车动力总成设计的主要选择。
目前电动汽车还未有在市场上销售的产品，在现有掌握的动力总成和减速箱的信息来看，电动机中央驱动中都使用了与传统汽车的汽车类似的输入齿轮和输出齿轮轴线平行的变速箱的设计形式。在设计上，考虑了电机的外径/体积和减速箱内部的齿轮和布置，设计出来的动力总成电动机动力输入轴和动力总成输出轴的轴心距往往较大。这导致了动力总成的体积较大、质量较大、成本很高、动力总成结构复杂；而且由于输入轴和输出轴的轴心距的问题，动力总成震动力臂长，导致了动力总成的震动很大，不便于电动汽车其他辅助器件和电子器件在动力总成上的布置，给动力总成的总布置设计带来了很大的难度。
发明内容
本发明提供了一种电动汽车动力同轴动力总成系统，解决上述现有的驱动电机中央驱动的动力总成的体积、质量、成本和结构等问题。
本发明的电动汽车动力总成系统包括电动机，减速箱和差速器三个主要的总成。电动机将电能转化为机械能后通过连接机构将动力传递至减速箱，减速箱将电机传来的动力通过其传动比将扭矩增加、转速减少转换成适合整车驱动的动力，减速箱输出扭矩通过差速器将动力分别传递给左右输出轴，在这里差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。
本发明中的电机可以是直流电机、交流感应电机、交流同步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等适合电动汽车使用的驱动电机。本发明的中的电动机包括电动机转子和电动机定子，其主要特征是：电动机转子轴内部为中空，动力总成的左输出轴通过电动机转子的中空部分将动力传递至外部；电机转子通过机械连接将动力传递至减速箱输入轴。
本发明中的减速箱为行星轮系太阳轮，包括行星轮、作为输入轴的太阳轮、行星架和齿圈，其中太阳轮接收从驱动电机传递来的动力，行星轮的行星架与左输出轴连接或为一体结构，齿图部分与减速箱外壳连接。
本发明中的差速器输入轴、左输出轴、减速箱的行星架三者为一体结构，差速器输入轴通过差速机构将动力传递至右输出轴。左输出轴和右输出轴同时分别驱动左右车轮，驱动整车前进。
本发明可以通过增加减速箱行星轮系的个数增加传动比。
本发明可以将电动机，减速箱和差速器安装于同一机械外壳内，也能将电动机、减速箱、差速器分别安装于两个机械壳体内，并通过机械连接将二者相连。
本发明还提供了一种电动汽车，包括如上所述的电动汽车动力总成系统。
本发明提供的电动汽车动力总成结构紧凑，体积和质量为传统的平行轴线的动力总成一半左右，结构上降低了动力总成的震动强度、提高了动力总成和整车的可靠性。
附图说明
图1是本发明电动汽车动力总成系统结构示意图。
图中标记：1、电动机；2、减速箱；3、差速器；4、电动机转子；5、电动机定子；6、机械连接；7、齿圈；8、减速箱行星轮；9、太阳轮；10、行星架；11、差速器行星轮；12、输出齿轮；13、减速箱行星架。
具体实施方式
由图1所示，电动机1由电机转子4和电机定子5两部分构成，其中电机定子5通过安装支架固定于整车车身上，电机转子4通过机械连接6将动力传递至减速箱太阳轮9；减速箱太阳轮9为主动件，行星架与左输出轴一体为从动件，齿圈7固定于减速箱外壳上，减速箱的传动比＝太阳轮转速/行星架转速＝1+齿圈齿数/太阳轮齿数；差速器的输入轴和左输出轴一体，差速器的原理与传统整车相同。

Claims (8)

1、一种电动汽车动力总成系统，包括电动机(1)，减速箱(2)和差速器(3)，电动机(1)包括电动机转子(5)和电动机定子(6)，其特征在于：所述电动机转子(5)内部为中空，动力总成的左输出轴通过电动机转子(5)的中空部分将动力传递至外部。
2、如权利要求1所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于：所述减速箱(2)包括行星轮(8)、作为输入轴的太阳轮(9)和行星架(13)；所述电动机转子(4)将动力传递至减速箱(2)的所述输入轴。
3、如权利要求2所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于：所述减速箱(2)的行星架(13)与左输出轴连接。
4、如权利要求3所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于：所述左输出轴与减速箱的行星架(13)为一体结构。
5、如权利要求4所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于：所述左输出轴、减速箱的行星架(13)、差速器(3)的输入轴三者为一体结构。
6、如权利要求4所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于，所述差速器(3)的输入轴通过差速机构将动力传递至右输出轴。
7、如权利要求5所述的电动汽车动力总成系统，其特征在于：所述减速箱(2)的传动比通过增加减速箱行星轮系的个数增加。
8、一种电动汽车，包括权利要求1至7任一项所述的电动汽车动力总成系统。
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