CN101633305A - 纯电动汽车动力总成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车动力总成系统，解决了现有技术中单个电机不能同时满足汽车加速性能和最高车速的要求的缺点，还解决了现有技术中提高电机功率必须增加电机体积进而增加整车质量，从而提高整车性能参数，增加造价的缺点，总成系统设置在汽车上，与驱动桥相连，主要包括电机和动力电池，电机共两个，一个为高速电机，另一个为低速电机，高速电机与低速电机之间由花键轴连接，高速电机与低速电机为同轴布置，低速电机靠近驱动桥一端并连接到驱动桥，高速电机动力输出经过低速电机传输到驱动桥，高速电机和低速电机分别连接有电机控制器。通过高速电机与低速电机双电机的组合，实现启动、低速运行，中、高速运行、爬坡运行和制动运行等多种不同工况的使用，双电机结合使电机始终处于高效区，提高电力能源的利用率，从而延长了续驶里程。

Description

纯电动汽车动力总成系统
技术领域
本发明涉及一种汽车驱动系统，尤其是一种纯电动汽车动力总成系统。
背景技术
社会地不断发展，能源成为当今重点关注的对象，多种耗能型设备在寻找更多的替代能源，电能作为一种无污染的能源，得到了广泛的使用。
汽车使用的能源为不可再生能源，使用的年限取决于储藏的总量，这些不可再生能源的数量总是有限的，因此更多的新型能源被应用到汽车上，汽车的结构也发生了较大的变化，还出现混合动力系统结构和纯电动动力系统。目前，纯电动动力驱动系统主要由单个电机、动力电池及其他辅助部件组成，结构简单，易控制，但是汽车的行驶路况比较复杂，需要不断地启动、停车、加速和减速。因此目前纯电动动力驱动系统不能很好解决电机扭矩-转速特性与整车动力性之间的矛盾：1、单个电机驱动时，若功率恒定，则不能同时满足汽车加速性能和最高车速要求；2、单个电机驱动时，若要追求整车的动力性能，则必须提高电机功率，这样不但电机的体积会成倍增加导致整车质量增加，而且迫使动力电池的电压等级提升或工作电流增大，安全性能和电力电子器件的性能要求提高，增加了造价。
中国专利局于2007年11月14日公告了一份YCN200974459Y号专利，名称为电动车双电机框式组合驱动装置，该技术包括机架、驱动大电机、驱动小电机、差速器总成和与差速器总成连接的两根半轴，驱动大电机和驱动小电机转轴上滚动设置有主动高速齿和主动低速齿，两驱动电机转轴同心且相对处设置有连轴套，主动高速齿经从动高速齿与差速器总成配合，主动低速齿经从动低速齿与差速器总成配合，两转轴上滑动设置有分别与主动高速齿和主动低速吃配合的动力离合套，两动力离合套经拨叉与拨叉连杆连接。这种结构的驱动装置结构比较复杂，需要两套装置相互结合，使用时需要拨叉拨动离合套进行选择连接，故障率较高，在动力传递过程中，能量的消耗较高，而且，动力输出直接与轮毂相连，在复杂的工况中，不容易通过这种驱动装置来调节转速以适应多变的工况。
发明内容
本发明解决了现有技术中单个电机不能同时满足汽车加速性能和最高车速的要求的缺点，提供一种能同时满足汽车加速性能和最高车速要求的纯电动汽车动力总成系统。
本发明还解决了现有技术中提高电机功率必须增加电机体积进而增加整车质量，从而提高整车性能参数，增加造价的缺点，提供一种双电机组合进行驱动，不用提高单个电机功率的纯电动汽车动力总成系统。
本发明的目的是提供一种电机处于高效区工作，通过控制器控制改变电机输出转矩以适应不同工况的纯电动汽车动力总成系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纯电动汽车动力总成系统，设置在汽车上，与驱动桥相连，主要包括电机和动力电池，电机共两个，一个为高速电机，另一个为低速电机，高速电机与低速电机之间由花键轴连接，高速电机与低速电机为同轴布置，低速电机靠近驱动桥一端并连接到驱动桥，高速电机动力输出经过低速电机传输到驱动桥，高速电机和低速电机分别连接有电机控制器。高速电机的输出端通过连接花键轴与低速电机的输入轴相连接，高速电机的壳体与低速电机的壳体相连，这样可以提高总成系统安装时的稳定性，高速电机与低速电机为同轴布置，在传递动力的时候可以减小不必要的损耗，而且结构也比较简单，省去了转换传递角度所需要的部件，从而降低了成本，高速电机和低速电机由电机控制器进行控制，使得高速电机和低速电机可以联合工作，也可以分开独立工作，从而实现不同车速的路况，使得电机处于最佳的工作状态，延长电机的使用寿命，也同时满足汽车加速性能和最高车速的要求；采用高速电机与低速相互配合，不用单一增加电机体积就可以提高整车性能，可以降低整车的成本；控制器采用空间矢量转矩直接控制，高速电机和低速电机通过控制器控制并转变其转矩输出，从而调节车速以适应不同的工况。
作为优选，电机控制器分两种，一种为高速电机控制器与高速电机相连，另一种为低速电机控制器与低速电机相连。两种电机分别由各自的电机控制器进行控制，简化了线路布置和控制程序的设置，且高速电机和低速电机不会出现干涉的现象，可以满足两种电机不同的工作条件，根据车速的不同，或者选择两者组合进行动力输出，电机控制器内部集成有控制芯片，可根据不同工况确定车辆的功率需求，控制高速电机和低速电机运行工作。
作为优选，系统还包括整车控制器，整车控制器与动力电池相连，整车控制器还分别与高速电机控制器和低速电机控制器相连。如何选择高速电机和低速电机由整车控制器进行控制，根据汽车所需要的动力，经过整车控制器内部的数据处理，由整车控制器选择最优的组合方式，驾驶人员在驾驶室内只需操纵油门、刹车踏板就可轻松控制车辆。
作为优选，整车控制器内部设有充电电路，动力电池为充电型电池，整车控制器连接有外接型充电接头。通过外接型充电接头连接外部电源，由外部电源对动力电池进行充电，在行驶过程中可以通过车辆制动回馈回收能量，延长行驶距离。
作为优选，低速电机的端部设有凸缘法兰，凸缘法兰连接到驱动桥。
本发明的有益效果是：通过高速电机与低速电机双电机的组合，实现启动、低速运行，中、高速运行、爬坡运行和制动运行等多种不同工况的使用，双电机结合使电机始终处于高效区，提高电力能源的利用率，从而延长了续驶里程。
附图说明
图1是本发明一种控制配置图；
图2是本发明一种结构示意图；
图中：1、高速电机，2、低速电机，3、驱动桥，4、高速电机控制器，5、低速电机控制器，6、整车控制器，7、动力电池，8、外接型充电接头，9、凸缘法兰，10、花键轴，11、电缆。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种纯电动汽车动力总成系统(参见附图1附图2)，总成系统设置在电动客车上，前轴为转向桥，采用电助力转向，后桥为驱动桥，采用纯电动双电机动力驱动系统，总成系统主要包括两个电机和一个动力电池，一个电机为高速电机1，另一个电机为低速电机2，高速电机与低速电机之间由花键轴10连接，高速电机与低速电机为同轴布置，高速电机和低速电机分别连接有电机控制器，电机控制器分两种，一种为高速电机控制器4与高速电机通过电缆11相连，另一种为低速电机控制器5与低速电机通过电缆相连，总成系统还包括整车控制器6，整车控制器通过电缆与动力电池7相连，整车控制器还分别与高速电机控制器和低速电机控制器通过电缆相连，整车控制器内部设有充电电路，动力电池为充电型电池，整车控制器通过电缆连接有外接型充电接头8，高速电机的壳体与低速电机的壳体相连，低速电机的端部设有凸缘法兰9，凸缘法兰连接传动轴的一端，传动轴的另一端连接到驱动桥3。
总成系统在不同工况下的工作原理：
1、启动或低速运行工况：
该工况下，动力系统工作于低速电机驱动模式下。此时低速电机处于高效率阶段，而高速电机不工作，动力电池通过低速电机控制器向低速电机提供电力能源，由低速电机驱动汽车行驶。当汽车需求车速上升时，进入中、速运行工况；
2、中、高速运行工况：
该工况下，动力系统工作于高速电机驱动模式下。此时高速电机处于高效率阶段，低速电机不工作，动力电池通过高速电机控制器向高速电机提供电力能源，由高速电机驱动汽车行驶。
3、爬坡工况：
该工况下，动力系统工作于双电机共同驱动模式下，满足大负荷工况下对汽车动力性能的要求。
4、制动工况：
低、高速电机通过低、高速电机控制器向动力电池回馈电能；当汽车重新启动时，进入启动或低速运行工况。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车动力总成系统，设置在汽车上，与驱动桥相连，主要包括电机和动力电池，其特征在于所述的电机共两个，一个为高速电机，另一个为低速电机，高速电机与低速电机之间由花键轴连接，高速电机与低速电机为同轴布置，低速电机靠近驱动桥一端并连接到驱动桥，高速电机动力输出经过低速电机传输到驱动桥，高速电机和低速电机分别连接有电机控制器，电机控制器包括高速电机控制器和低速电机控制器，高速电机控制器与高速电机相连，低速电机控制器与低速电机相连。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力总成系统，其特征在于系统还包括整车控制器，整车控制器与动力电池相连，整车控制器还分别与高速电机控制器和低速电机控制器相连。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车动力总成系统，其特征在于整车控制器内部设有充电电路，动力电池为充电型电池，整车控制器连接有外接型充电接头。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力总成系统，其特征在于高速电机的壳体与低速电机的壳体相连形成一整体式结构。
5.根据权利要求1或2或或3或4所述的纯电动汽车动力总成系统，其特征在于低速电机的端部设有凸缘法兰，凸缘法兰连接传动轴的一端，传动轴的另一端连接到驱动桥。
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