CN102343828B - 汽车动力输出装置 - Google Patents

汽车动力输出装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102343828B
CN102343828B CN201010245479.7A CN201010245479A CN102343828B CN 102343828 B CN102343828 B CN 102343828B CN 201010245479 A CN201010245479 A CN 201010245479A CN 102343828 B CN102343828 B CN 102343828B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
electrokinetic cell
automobile
generator
output device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010245479.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102343828A (zh
Inventor
李峰
李昱
李宝
张雁桥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beiqi Foton Motor Co Ltd
Original Assignee
Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beiqi Foton Motor Co Ltd filed Critical Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority to CN201010245479.7A priority Critical patent/CN102343828B/zh
Priority to PCT/CN2011/071712 priority patent/WO2011140857A1/zh
Priority to DE112011101648T priority patent/DE112011101648T5/de
Priority to JP2013510485A priority patent/JP5558630B2/ja
Priority to US13/697,999 priority patent/US9039558B2/en
Publication of CN102343828A publication Critical patent/CN102343828A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102343828B publication Critical patent/CN102343828B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种汽车动力输出装置，其包括：动力电池；与动力电池连接的DC/DC转换器；电动机/发电机，其与DC/DC转换器电连接；单排行星齿轮机构，其中齿圈与电动机/发电机连接；调速电动机，其与DC/DC转换器电连接，并通过制动器与太阳轮连接；单排行星齿轮机构的行星架通过主减速器、前轴差速器与前轴输出轴连接。至少一个轮毂电动机与DC/DC转换器电连接。该动力输出装置结构简单，装配方便，制造成本低且动力性能与续航能力好。

Description

汽车动力输出装置
技术领域
本发明涉及一种动力输出装置，特别涉及一种电动汽车的动力输出装置。
背景技术
目前，由于燃油汽车对环境的污染以及国际石油价格的不断攀升，纯电动汽车作为绿色新能源技术的一个分支，具有零排放、噪声低、结构相对简单、可以实现交通能源来源多元化等优点，逐渐为人们所关注，市场份额也逐年增加。但是，纯电动汽车仍有很多不如人意的缺点，现有的电动汽车采用的驱动机构仍为电动机+变速箱+差速器的模式，由于变速箱存在结构复杂、装配困难、重量重、制造成本高等不足，会大大增加整车的生产成本。传统电动汽车还由于电池电量和电动机功率的原因而突出表现为行驶里程短、动力性较差等缺点，这成为了纯电动汽车广泛推广的主要瓶颈。
发明内容
针对上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车动力输出装置。该动力输出装置结构简单，装配方便，制造成本低且动力性能与续航能力好。
为达到上述目的，本发明提供一种汽车动力输出装置，其包括：
一动力电池；
一DC/DC转换器，与该动力电池电连接；
一电动机/发电机，与该DC/DC转换器电连接；
一单排行星齿轮机构，包括太阳轮、齿圈及具有行星轮的行星架，其中该齿圈与该电动机/发电机相连并与该行星架上的行星轮啮合，该行星架的行星轮还与该太阳轮啮合；
一主减速器，与该行星架的输出轮啮合；
一前轴差速器，其设于前轴输出轴上，并与该主减速器相连，以将该主减速器通过前轴差速器传递的动力输出至前轴输出轴。
根据本发明的构思，该动力输出装置还包括一调速电动机，其与该DC/DC转换器电连接，并通过一制动器与该太阳轮连接。优选地，该调速电动机为高转速、小功率电动机。
根据本发明的构思，该装置还包括：至少一个轮毂电动机，该轮毂电动机与该DC/DC转换器电连接。
优选地，该装置还可进一步包括一控制器，该控制器分别与该动力电池、该电动机/发电机、该调速电动机及该制动器电连接来进行整车控制，该控制器根据汽车所处工况来选择工作模式以控制该电动机/发电机及该调速电动机的开启/关闭、以及该制动器锁止/打开。
更优选地，该装置可包括一电池管理系统，设置在该动力电池与该控制器之间，用以在所述控制器的控制下对该动力电池的充放电及电池的平衡进行管理。
根据本发明的构思，该装置还包括一超级电容，该超级电容将该动力电池连接至该DC/DC转换器。
根据本发明的构思，该动力电池为磷酸铁锂或锰酸锂电池。
本发明的汽车动力输出装置的有益效果在于：本发明是根据纯电动汽车的技术指标，通过分析国内外电动汽车的特点，综合动力性、经济性及整车成本要求而设计的技术方案，它以电动机为动力，取消了传统结构中的变速箱，采用电动机和行星齿轮机构，使得整个动力总成的结构简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低、增加了电动机的调速范围，提高了能量利用率，增加续航里程。具体说明如下，根据工况，该发明选择不同的驱动方式：前驱，后驱，全驱的功能。当电动车采用前驱时，调速电动机可以对电动机/发动机进行调速，使电动机/发动机工作在效率最高的转速范围内，整车能够达到电池的最大的行驶里程。在起步、超车、加速、爬坡等工况条件下，可以采用全驱的驱动方式，这样整车有最好的动力性。如果前驱动电动机/发动机发生故障，则可以驱动轮毂电动机使用后驱的方式行驶。在制动减速时，锁止电动机/发动机和太阳轮之间的制动器，电动机/发动机作为发电机使用，向超级电容充电，超级电容充满后才会向电池充电，减少了瞬间大电流给电池造成的损害，从而增加了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的电动汽车的动力输出装置的结构示意图；
图2是本发明电动机/发电机的效率特性图。
具体实施方式
为便于更好的理解本发明，现结合附图对本发明的优选实施例详细说明如下：
请参照图1，为本发明的电动汽车的动力输出装置的结构示意图；图2为本发明电动机/发电机的效率特性图。如图1所示，本发明的汽车动力输出装置，其包括：动力电池12、与动力电池12电连接的DC/DC转换器15、与该DC/DC转换器15电连接的电动机/发电机11、单排行星齿轮机构，包括太阳轮5、齿圈6及具有行星轮的行星架7，其中该齿圈6与电动机/发电机11相连并与该行星架上的行星轮啮合，该行星轮还与该太阳轮5啮合、主减速器9，与该行星架的输出轮啮合、前轴差速器2，其设于前轴输出轴1上，并与主减速器9相连，以将主减速器9通过前轴差速器2传递的动力输出至前轴输出轴1。
本发明的电动汽车的动力输出装置还可以包括控制器16，该控制器16分别与动力电池12、电动机/发动机11、调速电动机10、轮毂电动机3、4及制动器8电连接来进行整车控制，控制器16根据汽车所处工况来控制电动机/发动机11、调速电动机10的开启/关闭和工作模式以及制动器8是否锁止。控制器16根据从方向盘、刹车、油门踏板以及汽车上的各个传感器(例如，车速传感器、发动机转速传感器、电动机转速传感器等)获得的信号来判断各种工况，从而根据不同工况来进行控制。对于根据从传感器获得的信号如何判断工况是本领域普通技术人员可以结合本领域的公知常识根据车辆实际运行情况来设定的，不属于本发明的重点，在此不再赘述。
本发明的电动汽车的动力输出装置还包括电池管理器13，该电池管理器13与所述动力电池12和控制器16电连接，并用于在控制器16的控制下对动力电池12的充放电及电池的平衡进行管理，电池管理器13具有充放电均衡的功能从而提高动力电池12的使用寿命，动力电池12通常为磷酸铁锂或锰酸锂电池。
DC/DC转换器15可以对从动力电池12输出的电能进行升压或降压转换，以满足整个汽车的用电需求。
制动器8用于对电动机/发动机11与太阳轮5之间的连接进行锁止，防止机械能在两者之间传递。制动器8可以采用能完成制动效果的任意致动器。
电动机/发动机11采用高转速、小功率的电动机，调速电动机10可以采用电动汽车上通常使用的永磁同步电机或永磁无刷电机。
超级电容14的电容大小一般为1500-1600F，容量小会影响制动时电池回收电能的效果，容量大则成本较高。超级电容14能够在调速电动机10对动力电池12进行充电时吸收大的脉冲电流，从而保护动力电池12。
单排行星齿轮机构、主减速器9、前轴差速器2、前轴输出轴1的结构及其之间的连接关系为本领域技术人员公知的技术，不再进行详细描述。图1中的标号17代表车轮。
轮毂电动机3、4根据控制器16的控制下，通过DC/DC转换器15从动力电池12获取所需电能，驱动后轮行进。
下面根据不同工况描述本发明的动力输出装置的操作。
起步，该发明可以实现两种起步模式：①正常起步时轮毂电动机3、4不工作，制动器8锁止，与其相连的太阳轮5固定，动力电池12将能量通过DC/DC转换器15，传递到电动机/发电机11，使其运转，电动机/发电机11与单排行星齿轮机构的齿圈6相连，两者同轴运转齿圈6与行星架7通过啮合作用，使行星架7运转，行星架7与主减速器9啮合，驱使其运转，再通过前轴差速器2将满足需求的动力传递到前轴输出轴1，该起步方式适合轻踩油门平地起步的工况；②动力电池12将能量通过DC/DC转换器15将能量同时传递给轮毂电动机3、4、电动机/发电机11和调速电动机10，除前驱起步模式外，实现全驱模式的起步，该起步方式适合于驾驶员猛踩油门的驾驶模式，如坡道起步等。两个起步模式的判断是通过驾驶员踩油门踏板的程度来判断的，如果轻踩油门踏板，则实现正常起步，如果将油门踏板踩到底，则用四驱的方式起步。
巡航工况，车辆需要的功率较小，动力电池12将能量通过DC/DC转换器15传递到电动机/发电机11(电动机工作模式)和调速电动机10。与电动机/发动机11相比，调速电动机10的功率很小，主要作用是通过单排行星齿轮机构对电动机/发电机11进行调速。根据((1+gRS )ωc＝ωs+gRSωR)，(gRS是单排行星齿轮机构中齿圈6与太阳轮5的齿数比，ωc是行星架7的转速，ωs是太阳轮5的转速，ωR是齿圈6的转速)电动机/发动机11的转速与车速是解耦的，因此电动机/发动机11可以在高效率的转速范围内，即图2中的[n1n2]转速范围内，正常模式下电动机/发动机11以小的后备功率和较高的效率，使得纯电动汽车的续航里程大大增加。
急加速、爬坡或路况恶劣工况，此时驾驶员需求功率较大，巡航工况中采用的驱动方式不能完全满足功率需要，因此轮毂电动机3、4也需通过DC/DC转换器15从动力电池12中获得能量，将动力传递给后轮，四个电动机共同驱动车辆行驶，从而满足扭矩需求。
减速制动工况，制动器8锁止，前轴输出轴1的机械能通过前轴差速器2，主减速器9，带动单排行星齿轮机构的行星架7运转，行星架7与齿圈6啮合，带动电动机/发电机11运转，使电动机/发动机11工作在发电机工作模式下，将产生的电能通过DC/DC转换器15和超级电容14，存储在动力电池12中，超级电容14对接受到的电能进行滤波，保护动力电池，提高动力电池的工作寿命。
怠速工况，例如红灯或堵车时，调速电动机10、轮毂电动机3、4和电动机/发电机11全部停止运转，只有动力电池12给整车供电，恢复通行后可立即起步，起步方式见起步工况。
故障模式：如果轮毂电动机3、4发生故障，车辆仍然可以通过电动机/发动机11驱动车辆，以前驱的方式开回家或修理处。如果电动机/发电机11发生故障，则使用轮毂电动机3、4以后驱的方式驱动车辆。如果轮毂电动机3、4至少一个发生故障，虽然动力性受到影响，不会影响车辆的正常行驶。如果调速电动机10发生故障，则制动器8锁止，电动机/发电机11单独驱动车辆。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种汽车动力输出装置，其特征在于该动力输出装置包括：
一动力电池；
一DC/DC转换器，与该动力电池电连接；
一电动机/发电机，与该DC/DC转换器电连接；
一单排行星齿轮机构，包括太阳轮、齿圈及具有行星轮的行星架，其中该齿圈与该电动机/发电机相连并与该行星架上的行星轮啮合，该行星架的行星轮还与该太阳轮啮合；
一主减速器，与该行星架的输出轮啮合；
一前轴差速器，其设于前轴输出轴上，并与该主减速器相连，以将该主减速器通过前轴差速器传递的动力输出至前轴输出轴；
至少一个轮毂电动机，该轮毂电动机与该DC/DC转换器电连接；以及
一调速电动机，其与该DC/DC转换器电连接，并通过一制动器与该太阳轮连接。
2.如权利要求1所述的汽车动力输出装置，其特征在于该装置还包括一控制器，该控制器分别与该动力电池、该电动机/发电机、该调速电动机及该制动器电连接来进行整车控制，该控制器根据汽车所处工况来选择工作模式以控制该电动机/发电机及该调速电动机的开启/关闭、以及该制动器锁止/打开。
3.如权利要求2所述的汽车动力输出装置，其特征在于该装置还包括一电池管理系统，设置在该动力电池与该控制器之间，用以在所述控制器的控制下对该动力电池的充放电及电池的平衡进行管理。
4.如权利要求1所述的汽车动力输出装置，其特征在于该装置还包括一超级电容，该超级电容将该动力电池连接至该DC/DC转换器。
5.如权利要求1所述的汽车动力输出装置，其特征在于该动力电池为磷酸铁锂或锰酸锂电池。
CN201010245479.7A 2010-05-14 2010-08-04 汽车动力输出装置 Active CN102343828B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010245479.7A CN102343828B (zh) 2010-08-04 2010-08-04 汽车动力输出装置
PCT/CN2011/071712 WO2011140857A1 (zh) 2010-05-14 2011-03-11 一种电动汽车驱动系统
DE112011101648T DE112011101648T5 (de) 2010-05-14 2011-03-11 Elektrofahrzeug-Antriebssystem
JP2013510485A JP5558630B2 (ja) 2010-05-14 2011-03-11 電気車両駆動システム
US13/697,999 US9039558B2 (en) 2010-05-14 2011-03-11 Electric vehicle driving system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010245479.7A CN102343828B (zh) 2010-08-04 2010-08-04 汽车动力输出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102343828A CN102343828A (zh) 2012-02-08
CN102343828B true CN102343828B (zh) 2014-07-09

Family

ID=45543022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010245479.7A Active CN102343828B (zh) 2010-05-14 2010-08-04 汽车动力输出装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102343828B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108237900B (zh) * 2016-12-27 2020-05-22 比亚迪股份有限公司 驱动轴锁止装置以及动力驱动系统和车辆
CN107878170B (zh) * 2017-11-07 2019-09-17 重庆大学 机械与电控转向、集中与独立电驱动组合型车辆底盘结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1772530A (zh) * 2004-11-08 2006-05-17 丰田自动车株式会社 驱动装置和安装有该驱动装置的汽车
CN101376335A (zh) * 2008-04-18 2009-03-04 阿尔特(中国)汽车技术有限公司 混合动力车
CN101456355A (zh) * 2007-12-15 2009-06-17 现代自动车株式会社 车用减速装置、电子停车制动器和电子电机制动器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101844511B (zh) * 2010-05-14 2013-04-17 北汽福田汽车股份有限公司 一种电动汽车的动力输出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1772530A (zh) * 2004-11-08 2006-05-17 丰田自动车株式会社 驱动装置和安装有该驱动装置的汽车
CN101456355A (zh) * 2007-12-15 2009-06-17 现代自动车株式会社 车用减速装置、电子停车制动器和电子电机制动器
CN101376335A (zh) * 2008-04-18 2009-03-04 阿尔特(中国)汽车技术有限公司 混合动力车

Also Published As

Publication number Publication date
CN102343828A (zh) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101844511B (zh) 一种电动汽车的动力输出装置
CN102555769B (zh) 一种混联式双电机多工作模式混合动力驱动总成
US9039558B2 (en) Electric vehicle driving system
CN101549652B (zh) 一种自带发电充电装置的纯电动汽车动力驱动系统
CN103153668B (zh) 混合驱动系统
CN100595085C (zh) 插电式集成起动发电机混合动力轿车驱动系统
CN103085643B (zh) 混合动力变速器
CN104786818A (zh) 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法
CN204567263U (zh) 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置
CN201721312U (zh) 一种汽车混合动力驱动系统
CN103568814B (zh) 一种混合动力汽车的驱动系统
CN201753013U (zh) 混合动力驱动系统及包含该驱动系统的车辆
CN109203966A (zh) 混合动力的横置变速器驱动系统及其车辆
CN101204919B (zh) 混合动力车驱动系统
CN205554179U (zh) 一种单轴双离合混联混合动力系统
CN104442349A (zh) 一种混合动力系统及全时四驱越野车
CN204267640U (zh) 混合动力车液力耦合器
CN203344729U (zh) 一种混合动力汽车驱动系统
CN208615705U (zh) 一种车辆的单电机混合动力驱动系统
CN102019847A (zh) 混联式混合动力驱动系统
CN102343828B (zh) 汽车动力输出装置
CN205498608U (zh) 一种多电机-轻混双轴驱动耦合的插电式混合动力系统
CN201931986U (zh) 一种混联式混合动力驱动系统
CN201002506Y (zh) 混合动力汽车用的动力耦合装置
CN105984319A (zh) 一种汽车用混合动力驱动系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant