CN102416862A - 电动车辆的驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种电动车辆的驱动系统，包括：驱动电机，变速器，和液压系统，变速器具有输入轴、中间轴、输出轴、第一变速单元、第一离合器、第二变速单元和第二离合器，驱动电机与输入轴相连，输入轴与中间轴相连以便将驱动电机的动力传递给中间轴，第一变速单元连接在中间轴和输出轴之间，第二变速单元连接在中间轴和输出轴之间，第一离合器用于结合或切断中间轴与第一变速单元之间的动力传递，第二离合器用于结合或切断中间轴与第二变速单元之间的动力传递，第一变速单元的第一传动比大于第二变速单元的第二传动比。本发明的电动车辆的驱动系统，可以合理匹配驱动电机的扭矩与转速特性，有效地提高驱动电机在各种行驶工况下的效率。

Description

电动车辆的驱动系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种电动车辆的驱动系统。

背景技术

随着燃油价格的上涨以及传统燃油车辆引起的环境污染问题，电动车辆越来越受到重视。电动车辆以动力电池作为动力源，由驱动电机驱动，从而摆脱了发动机带来的限制，减小了对环境的污染。

传统上，电动车辆由驱动电机和一个固定传动比减速器驱动。已知的是，驱动电机在低转速时扭矩输出较大，但是效率低。随着驱动电机转速的提高，效率逐渐提高，但是扭矩输出小。对于电动车辆的固定比减速器，趋向大扭矩设计的减速器，随着驱动电机转速的增加效率提高很慢，车辆高速行驶时能耗较大；而趋向高转速设计的减速器，虽然随着转速的增加，效率提高快，但由于减速器传动比较小，传递到车轮的扭矩也较小，不能满足车辆起步、爬坡，因此车辆的加速性差，车辆转速较低时能耗大。例如，对于城市电动公交客车，停车和起步加速非常频繁，导致驱动电机效率低。因此，传统电动车辆的驱动装置无法同时满足低速和高速两种工况，驱动电机的效率低，在电池储能不变的情况下，直接导致电动车辆的续驶里程缩短，由此，传统电动车辆无法适合复杂路况。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电动车辆的驱动系统，该驱动系统可以合理匹配驱动电机的扭矩与转速特性，有效地提高驱动电机在各种行驶工况下的效率。

根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统，包括：驱动电机；变速器，所述变速器具有输入轴、中间轴、输出轴、第一变速单元、第一离合器、第二变速单元和第二离合器，其中所述驱动电机与所述输入轴相连，所述输入轴与所述中间轴相连以便将所述驱动电机的动力传递给所述中间轴，所述第一变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第二变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第一离合器设在所述中间轴上且与所述第一变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第一变速单元之间的动力传递，所述第二离合器设在所述中间轴上且与所述第二变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第二变速单元之间的动力传递，所述第一变速单元具有第一传动比，所述第二变速单元具有第二传动比，所述第一传动比大于所述第二传动比；和液压系统，所述液压系统与所述第一离合器相连以驱动所述第一离合器结合或分离且所述液压系统与所述第二离合器相连以驱动所述第二离合器结合或分离。

根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统，变速器具有第一和第二变速单元，第一变速单元的传动比大于第二变速单元的传动比，因此驱动电机可以通过选择性地通过第一变速单元和第二变速单元将动力传递到车轮，例如在低速时选择第一变速单元，可以输出大的扭矩，高速时选择第二变速单元，由此根据不同的工况选择不同传动比的变速单元，合理地匹配了驱动电机的扭矩与转速特性，提高了驱动电机的效率，提高了动力电池的使用效率，满足了电动车辆复杂的工况。

另外，根据本发明上述实施例的电动车辆的驱动系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述输入轴上设有第一齿轮，所述中间轴上设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述输入轴和所述中间轴通过所述第一和第二齿轮相连。

在本发明的一个实施例中，所述第一变速单元包括设在所述中间轴上的第三齿轮和设在所述输出轴上且与所述第三齿轮啮合的第四齿轮。

在本发明的一个实施例中，所述第三齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第四齿轮固定在所述输出轴上，所述第一离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第一离合器的从动部分与所述第三齿轮连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二变速单元包括设在所述中间轴上的第五齿轮和设在所述输出轴上且与所述第五齿轮啮合的第六齿轮。

在本发明的一个实施例中，所述第五齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第六齿轮固定在所述输出轴上，所述第二离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第二离合器的从动部分与所述第五齿轮连接。

在本发明的一个实施例中，所述变速器还包括第三变速单元和第三离合器，所述第三变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第三离合器设在所述中间轴上且与所述第三变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第三变速单元之间的动力传递，其中所述液压系统与所述第三离合器相连以驱动所述第三离合器结合或分离，所述第三变速单元具有第三传动比，所述第二传动比大于所述第三传动比。

在本发明的一个实施例中，所述第三变速单元包括设在所述中间轴上的第七齿轮和设在所述输出轴上且与所述第七齿轮啮合的第八齿轮。

在本发明的一个实施例中，所述第七齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第八齿轮固定在所述输出轴上，所述第三离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第三离合器的从动部分与所述第七齿轮连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二离合器与所述第三离合器共用一个主动部分。

在本发明的一个实施例中，所述第一至第三离合器均为湿式离合器。

在本发明的一个实施例中，所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线在同一直线上，且所述中间轴的轴线与所述输入轴和所述输出轴的轴线平行。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统包括：油箱；彼此并联的第一和第二离合器驱动回路，所述第一离合器驱动回路包括第一驱动液压缸和第一比例阀，所述第一比例阀分别与所述第一驱动液压缸和所述油箱相连，所述第一驱动液压缸的活塞与所述第一离合器的主动部分相连，所述第二离合器驱动回路包括第二驱动液压缸和第二比例阀，所述第二比例阀分别与所述第二驱动液压缸和所述油箱相连，所述第二驱动液压缸的活塞与所述第二离合器的主动部分相连；内置泵，所述内置泵由所述中间轴驱动，且所述内置泵的入口与所述油箱相连且所述内置泵的出口分别与所述第一和第二比例阀相连；第一单向阀，所述第一单向阀串联在所述内置泵的出口侧；外置泵，所述外置泵由外置泵电机驱动，所述外置泵的入口与所述油箱相连且所述外置泵的出口分别与所述第一和第二比例阀相连；和第二单向阀，所述第二单向阀串联在所述外置泵的出口侧，其中串联的所述第一单向阀和所述内置泵与串联的所述第二单向阀与所述外置泵并联在所述油箱与所述第一和第二比例阀之间。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统还包括与所述内置泵并联的第三单向阀。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统还包括第一和第二过滤器，所述第一过滤器连接在所述内置泵和所述外置泵的入口与所述油箱之间，所述第二过滤器连接在所述第一和第二单向阀与所述第一和第二比例阀之间。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统还包括溢流阀，所述溢流阀与串联的所述第一单向阀和所述内置泵以及串联的所述外置泵和所述第二单向阀并联。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统还包括连接在所述第一和第二单向阀与所述第一和第二比例阀之间的蓄能器。

在本发明的一个实施例中，所述第一离合器驱动回路还包括连接在所述第一比例阀与所述第一驱动液压缸之间的第一缓冲器，所述第二离合器驱动回路还包括连接在所述第二比例阀与所述第二驱动液压缸之间的第二缓冲器。

在本发明的一个实施例中，所述液压系统还包括调压阀和第四单向阀，所述调压阀与所述内置泵并联用于为所述驱动系统提供润滑油，所述第四单向阀连接在所述调压阀与所述内置泵的出口之间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的示意图；

图2是图1所示驱动系统的变速器的结构示意图；和

图3是根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的液压系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统。

如图1-3所示根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统包括驱动电机1、变速器和液压系统。

具体地，变速器具有输入轴2、中间轴13、输出轴5、第一变速单元B1、第一离合器15，第二变速单元B2和第二离合器11。驱动电机1与输入轴2相连以驱动输入轴2转动。在一个具体示例中，驱动电机1通过花键与输入轴2相连，如图2所示，但本发明并不限于此，驱动电机1可以通过其他方式与输入轴2直接相连。驱动电机1与输入轴2直接相连，与传统采用发动机的车辆不同，驱动电机与输入轴2之间可以不设置离合器和液力变矩器，因此可以提高动力传递效率以及简化结构。

输入轴2与中间轴13相连以便将驱动电机1的动力传递给中间轴13。例如，在一个具体示例中，输入轴2通过齿轮副与中间轴13相连，该齿轮副包括第一齿轮3和第二齿轮8，第一齿轮3安装在输入轴2上，第二齿轮8安装在中间轴13上，第一齿轮3和第二齿轮8彼此啮合。

第一变速单元B1连接在中间轴13和输出轴5之间以在中间轴13与输出轴5之间传递动力。第二变速单元B2连接在中间轴13和输出轴5之间以在中间轴13与输出轴5之间传递动力。

第一离合器15设在中间轴13上且与第一变速单元B1相连以结合或切断中间轴13与第一变速单元B1之间的动力传递，换言之，第一离合器15用于结合或切断中间轴13与输出轴5之间的动力传递。

第二离合器11设在中间轴13上且与第二变速单元B2相连以结合或切断中间轴13与第二变速单元B2之间的动力传递，换言之，第二离合器11用于结合或切断中间轴13与输出轴5之间的动力传递。第一变速单元B1具有第一传动比，第二变速单元B2具有第二传动比，第一传动比大于第二传动比。

所述液压系统与第一离合器15相连以驱动第一离合器15结合或分离，所述液压系统还与第二离合器11相连以驱动第二离合器11结合或分离。

根据本发明实施例的电动电动车辆的驱动系统，变速器具有第一和第二变速单元，第一变速单元的传动比大于第二变速单元的传动比，因此可以合理匹配驱动电机的扭矩与转速特性，有效地提高驱动电机在车辆行驶时的各种工况下的工作效率，更加节能，提高车辆的续驶里程，且驱动系统的结构简单。更具体而言，当电动车辆低速行驶时，例如起动、爬坡或加速时，所需输出扭矩大，所述液压系统可以结合第一离合器15，换言之，车辆切换到第一前进档位，驱动电机1的动力传递给输入轴2，输入轴2通过第一齿轮3和第二齿轮8传递给中间轴13，中间轴13通过第一离合器15和第一变速单元B1传递给输出轴5，进而传递给车轮WH，由于第一变速单元B1具有大的传动比，因此传递到车轮WH的扭矩大，满足了车辆低速行驶对大扭矩的要求。当车速提高时，所需扭矩小，所述液压系统断开第一离合器15，结合第二离合器11，即车辆切换到第二前进档位，从而动力从中间轴13通过第二离合器11和第二变速单元B2传递到输出轴5，由于第二变速单元B2具有较小的传动比，传递到车轮的扭矩减小，车轮WH转速提高，满足了对小扭矩高转速的要求。

当车辆需要倒退时，驱动电机1反转，所述液压系统断开第二离合器11，结合第一离合器15，换言之，车辆切换到倒车档位，动力通过第一离合器15和第一变速单元B1传动到车轮WH，由于倒车需要大的输出扭矩，因此选择结合第一离合器15从而通过具有大传动比的第一变速单元B1传动动力。

综上，通过选择合适的变速单元，合理匹配了驱动电机1的扭矩与转速特性，优化了驱动电机1在车辆各种工况下行驶时的工作效率，从而达到了节能降耗，增加电动车辆的续驶里程的效果，从而使电动车辆具有类似于传统使用发动机的车辆的特性。

上面描述的根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统具有第一变速单元B1和第二单元B2，即车辆具有两个前进档位和一个倒车档位。可以理解的是，本发明并不限于此，根据本发明实施例的电动车驱动系统可以具有合适数量的变速单元，例如三个或四个变速单元。

如图1-3所示，在本发明的一个具体实施例中，所述变速器还包括第三变速单元B3和第三离合器10。第三变速单元B3连接在中间轴13和输出轴5之间以在中间轴13与输出轴5之间传递动力，第三离合器10设在中间轴13上且与第三变速单元B3相连以结合或切断中间轴13与第三变速单元B3之间的动力传递，换言之，第三离合器10用于结合或断开中间轴13与输出轴5之间的动力传递。所述液压系统与第三离合器10相连以驱动第三离合器10结合或分离，第三变速单元B3具有第三传动比，其中第二传动比大于第三传动比。

例如，当车辆的速度进一步提高时，液压系统断开第一离合器15和第二离合器11，结合第三离合器10，即车辆切换到第三前进档位，从而动力从中间轴13通过第三变速单元B3传递到输出轴5，由于第三变速单元B3与第二变速单元B2和第一变速单元B1相比具有更小的传动比，输出的扭矩更小，但是转速更高，从而在车辆速度进一步提高时，通过第三离合器10和第三变速单元B3传动动力，可以进一步提高驱动电机1的效率，降低能耗。

有利地，第一离合器15，第二离合器11和第三离合器10可以均为湿式离合器。在本发明的一个优选实施例中，如图1和2所示，输入轴2的轴线与输出轴5的轴线在同一轴线上，中间轴13的轴线与输入轴2和输出轴5的轴线平行，从而可以减小变速器的尺寸，变速器结构紧凑，节省安装空间。

如图1和2所示，优选地，第二离合器11与第三离合器10共用一个主动部分，因此，可以进一步减小变速器的尺寸，简化变速器的结构，降低制造成本。在图1和图2所示的实施例中，第一离合器15和第一变速单元B1距离车轮WH最近，第三离合器10和第三变速单元B3距离车轮WH最远，第二离合器11和第二变速单元B2位于第一离合器15和第三离合器10之间。但是，需要理解的是，上述布置是优选实施方式，本领域的技术人员可以根据具体应用进行布置。

如图1和2所示，在本发明的一些实施例中，第一变速单元B1包括设在中间轴13上的第三齿轮14和设在输出轴5上且与第三齿轮14啮合的第四齿轮7，第三齿轮14和第四齿轮7可以为圆柱齿轮，由此，第一变速单元B1的结构简单。第三齿轮14可旋转地套装在输出轴5上，第四齿轮7固定在输出轴5上，第一离合器15的主动部分固定在中间轴13上，第一离合器15的从动部分与第三齿轮14连接。

第二变速单元B2包括设在中间轴13上的第五齿轮12和设在输出轴5上且与第五齿轮12啮合的第六齿轮6。第五齿轮12可旋转地套装在中间轴13上，第六齿轮6固定在输出轴5上，第二离合器11的主动部分固定在中间轴13，第二离合器11的从动部分与第五齿轮12连接。

第三变速单元B3包括设在中间轴13上的第七齿轮9和设在输出轴5上且与第七齿轮9啮合的第八齿轮4。第七齿轮9可旋转地套装在中间轴13上，第八齿轮4固定在输出轴5上，第三离合器10的主动部分固定在中间轴13上，第三离合器10的从动部分与第七齿轮9连接。

下面参考图3描述根据本发明实施例的电动车驱动系统的液压系统。

如图3所示，所述液压系统包括油箱16、用于驱动第一离合器15的第一离合器驱动回路L1，用于驱动第二离合器11的第二离合器驱动回路L2，用于驱动第三离合器10的第三离合器驱动回路L3，内置泵18，串联在内置泵18的出口侧的第一单向阀23，外置泵20，串联在外置泵20的出口侧的第二单向阀22。

可以理解的是，当变速器仅具有第一变速单元B1和第二变速单元B2时，无需设置第三离合器驱动回路L3，当变速器具有更多个变速单元时，可以相应地增加离合器驱动回路。

如图3所示，第一离合器驱动回路L1、第二离合器驱动回路L2和第三离合器驱动回路L3彼此并联。

第一离合器驱动回路L1包括第一驱动液压缸151和第一比例阀32，例如第一比例阀32可以为二位三通电磁阀。在优选的实施例中，第一离合器驱动回路L1还包括连接在第一比例阀32与第一驱动液压缸151之间的第一缓冲器38。可选地，在第一缓冲器38与第一比例阀32之间可以设有用于测量第一离合器驱动回路L1的油压的第一油压传感器35。

类似地，第二离合器驱动回路L2包括第二驱动液压缸111和第二比例阀31。在第二比例阀31与第二驱动液压缸111之间连接有第二缓冲器37。在第二缓冲器37与第二比例阀31之间可以设有用于测量第二离合器驱动回路L2的油压的第二油压传感器34。

第三离合器驱动回路L3包括第三驱动液压缸101和第三比例阀30。在第三比例阀30与第三驱动液压缸101之间还连接有第三缓冲器36。在第三缓冲器36与第三比例阀30之间可以设有用于测量第三离合器驱动回路L3的油压的第三油压传感器33。

如图3所示，第一比例阀32分别与第一驱动液压缸151和油箱16相连，第二比例阀31分别与第二驱动液压缸111和油箱16相连，第三比例阀30分别与第三驱动液压缸101和油箱16相连，第一驱动液压缸151的活塞与第一离合器15的主动部分相连以驱动第一离合器15结合或分离。第二驱动液压缸111的活塞与第二离合器11的主动部分相连以驱动第二离合器11结合或分离。第三驱动液压缸101的活塞与第三离合器10的主动部分相连以驱动第三离合器10结合或分离。

内置泵18由中间轴13驱动，外置泵20由外置泵电机M驱动。内置泵18和外置泵20的入口与油箱16相连，优选地，在内置泵18和外置泵20的入口与油箱16之间设有第一过滤器17。内置泵18和外置泵20的出口分别与第一比例阀32、第二比例阀31和第三比例阀30相连，优选地，内置泵18和外置泵20的出口与第一比例阀32、第二比例阀31和第三比例阀30之间设有第二过滤器27，第二过滤器27的过滤精度高于第一过滤器17的过滤精度，从而进一步提高进入第一至第三比例阀32，31，30内的液压油的洁净程度。

内置泵18与外置泵20并联，第一单向阀23串联在内置泵18的出口侧，第二单向阀22串联在外置泵20的出口侧，且串联的第一单向阀23和内置泵18与串联的第二单向阀22和外置泵20并联在油箱16与所述第一至第三比例阀32，31，30之间。

在本发明的一些实施例中，所述液压系统还包括连接在第一单向阀23和第二单向阀22与第一至第三比例阀32，31，30之间的蓄能器29以及用于测量液压系统的主油路L内的油压的主油压传感器28。

优选地，液压系统还包括溢流阀21，溢流阀21与串联的第一单向阀23和内置泵18以及串联的外置泵20和第二单向阀22并联，以将主油路L内的液压油溢流到油箱16。在本发明的一些实施例中，所述液压系统还包括调压阀26，调压阀26与内置泵18并联用于为驱动系统例如变速器的各个齿轮副、轴承提供润滑油。调压阀26与内置泵18的出口之间设有第四单向阀24，用于在内置泵18反转时对调压阀26产生反吸。调压阀26串联有两个阻尼件25A和25B，当车辆起到后，内置泵18供给的油量逐渐增加，液压油通过阻尼件25A和25B的作用且在补充了调压阀26可能存在的轻微泄露后，主油路内的压力快速上升。。

在本发明的一个优选实施例中，内置泵18还并联有第三单向阀19，用于防止内置泵18反吸(例如倒车)时吸空。

下面简单描述根据本发明实施例的驱动系统的液压系统的操作。

如图2所示，液压系统启动后，内置泵18和/或外置泵20通过过滤器17从油箱16内吸油，液压油进入主油路L，然后进入第一离合器驱动回路L1、第二离合器驱动回路L2和第三离合器驱动回路L3之一，即驱动第一驱动液压缸151、第二驱动液压缸111和第三驱动液压缸101之一。

为了描述方便，下面以驱动第一驱动液压缸151为例进行描述，可以理解的是，这些操作同样适于第二离合器驱动回路L2和第三离合器驱动回路L3。第一驱动液压缸151的活塞在油压的作用下压缩回位弹簧，推动第一离合器15的主动部分与从动部分结合，从而实现动力由中间轴13经第一离合器15(即通过第三齿轮14和第四齿轮7)传递到输出轴5，进而传递给车轮WH。第一离合器15分离时，液压油与油箱16接通，第一驱动液压缸151内的油压快速降低，第一驱动液压缸151的活塞在回位弹簧的推动下迅速移动，液压油流回油箱16，第一离合器15的主动部分与从动部分分离，切断中间轴13与输出轴5之间的动力传递。

根据本发明实施例的驱动系统，通常采用内置泵18供油，内置泵18由中间轴13带动转动，第一单向阀23仅允许液压油从内置泵18流向第一至第三离合器驱动回路L1，L2和L3，以便防止系统的压力冲击影响内置泵18的运转，防止系统的液压油倒流。

根据本发明实施例，第三单向阀19仅允许液压油从油箱16朝向内置泵18的出口侧流动，可以防止内置泵18反吸时吸空，例如，在倒车时，内置泵18反向旋转，此时内置泵10的出口可以通第三单向阀19从油箱16内吸油，避免损坏内置泵18，即在油箱16、第一过滤器17、第三单向阀19和内置泵18之间形成油路循环，避免内置泵18吸空。

第四单向阀24仅允许液压油从内置泵18朝向调压阀26流动，可以防止用于润滑的油倒流。

根据本发明实施例，在内置泵18油压过小的情况下，启动外置泵电机M以驱动外置泵20，外置泵20可以向液压系统的主油路L内补充油压，第二单向阀22仅允许液压油从外置泵20流向第一至第三离合器驱动回路L1，L2和L3，可以防止系统的压力冲击影响外置泵20的运转，防止系统内的液压油倒流。

内置泵18在液压系统需要油量情况下供油，剩余油量进入润滑或者回油箱16。通过设置蓄能器29连接，可以使外置泵20可以间隙性的工作，如上所述，溢流阀21起溢流作用。

在上述液压系统中，通过调压阀26给车辆的润滑系统提供润滑油。

根据本发明实施例，液压油由外置泵电机M驱动的外置泵20和中间轴13驱动的内置泵18提供。通过设置外置泵20，在电动车辆起动前，外置泵20可以给第一离合器15供油，使第一离合器15接合，从而实现零转速起动，没有怠速工况，减少电动车辆的能量损耗，提高了电能的利用效率。

如上所述，蓄能器29用于储能，调压阀26可以用于调节油压。当电动车辆静止，内置泵18不运行没有流量时，调压阀26关闭。当电动车辆起动，内置泵18的油量缓慢增加，液压油受到调压阀26的25A和25B作用且在补充调压阀26的轻微泄露后，主油路L内的压力短时间内上升。在电动车辆行驶过程中，在主油路L内的压力上升后，逐渐提供润滑所需油量。主油路L内的压力上升至一定压力后，液压油流向内置泵18的入口，减少了过滤器17工作负荷。

在车辆行驶过程中，过多的能量存储在蓄能器29内，存储的能量可以进行换挡操作，提高变速器效率。

在根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统中，第一离合器15、第二离合器11和第三离合器10均由所述液压系统控制，并且可在车辆起动前结合第一离合器15，因此不存在起动车辆后驱动电机1怠速的情况，只要驱动电机1开始运转，就可以将动力传递到变速器，实现零转速起步，减少车辆电能损耗，提高了电能的利用率。并且，当内置泵18提供的液压油不足时可以通过外置泵20补充液压油，提高了电动车辆的性能。

由此，根据本发明实施例的驱动系统能够实现零转速起步，根据踏板踏下的程度和车速变化，可以自动地进行变速换档，合理匹配驱动电机的扭矩与转速特性，有效地提高了驱动电机在车辆行驶时的各种工况下的工作效率，使电机效率在车辆行驶时的各种工况下最优化，从而达到了节能降耗，增加电动车辆的续驶里程。例如，特别适合于城市公交大巴车，城市公交大巴车需要频繁的加速，减速和停车，启动，根据本发明实施例的驱动系统可以很好地适应电动大巴车的工况。

下面参考图1描述根据本发明实施例的驱动系统的操作，在下面的描述中，以驱动系统的变速器包括第一至第三变速单元B1，B2和B3为例进行说明，对于本领域的普通技术人员可以理解，根据本发明实施例的驱动系统的变速器可以包括两个或三个以上的变速单元。

首先，参考图1描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的停车挡。当电动车辆处于停车状态时，第一离合器15的主动部分与从动部分之间相互分离；第二离合器11的主动部分与从动部分之间相互分离；第三离合器10的主动部分与从动部分之间相互分离，即三个离合器均处于分离状态，驱动电机1向输出轴5的动力传递被切断。

接着，参考图1描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的第一前进挡。当电动车辆在启动或低速运行时，换挡控制系统通过换挡机构分离第二离合器11和第三离合器10，并结合第一离合器15的主动部分与从动部分。于是，第一前进挡的动力传递路线为：驱动电机1→输入轴2→第一齿轮3→第二齿轮8→中间轴13→第一离合器15→第三齿轮14→第四齿轮7→输出轴5。此时，驱动电机1的转速较低，输出的扭矩最大，传动比最大，传递到车轮的动力也最大。换挡控制系统和换挡机构对于本领域的技术人员都是已知的，这里不再详细描述。

接下来参考图1描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的第二前进挡。当电动车辆中速行驶时，换挡控制系统通过换挡机构分离第一离合器15和第三离合器10，且结合第二离合器11的主动部分与从动部分。例如，在将第一前进挡切换到第二前进挡时，换挡控制系统通过相关传感器感应到电动车辆当前的运行状态，进而判断车辆进入运行的挡位，在第一离合器15分离的同时，第二离合器11结合，从而达到换挡的目的。其中，第二前进挡的动力传递路线为：驱动电机1→输入轴2→第一齿轮3→第二齿轮8→中间轴13→第二离合器11→第五齿轮12→第六齿轮6→输出轴5。此时，由于传动比越大，驱动电机1的效率越低，与第一前进挡相比，第二前进挡的传动比较小，驱动电机2的效率也较高，能量利用率较高。

接着，参考图1描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的第三前进挡。当电动车辆高速行驶时，换挡控制系统通过换挡机构分离第一离合器15和第二离合器11，且结合第三离合器10的主动部分与从动部分。例如，在将第二前进挡切换到第三前进挡时，与从第一前进挡切换到第二前进挡时类似，在第二离合器11分离的同时，第三离合器10结合。第三前进挡的动力传递路线为：电机1→输入轴2→第一齿轮3→第二齿轮8→中间轴13→第三离合器10→第七齿轮9→第八齿轮4→输出轴5。此时，由于传动比越大，驱动电机效率越低，所以与第一前进挡和第二前进挡相比，第三前进挡的传动比最小，驱动电机的效率也最高，能量利用率最高。

最后，参考图1描述根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统的倒挡。当车辆倒挡行驶时，换挡控制系统通过换挡机构分离第二离合器11和第三离合器10，且结合第一离合器15的主动部分与从动部分。当然，倒挡时驱动电机1反转。倒挡的动力传递路线为：驱动电机1→输入轴2→第一齿轮3→第二齿轮8→中间轴13→第一离合器15→第三齿轮14→第四齿轮7→输出轴5。

根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统采用了包括至少两个变速单元的变速器，可以满足车辆行驶的各种复杂工况，更加节能，且结构简单。

在上述实施例中，变速器提供了三个前进挡和一个倒挡，既满足了车辆启动、爬坡时扭矩需求较大的要求，又满足了车辆在平路行驶时的最高车速要求。车辆启动、爬坡、加速时扭矩需求较大，变速器的挡位可以切换到低速挡，即第一前进挡或第二前进挡。由于低速挡的传动比较大，所以传递到车轮的扭矩也较大。当车辆在平路行驶车速较高时，可以切换到高速挡，即第三前进挡。此时，变速器的传动比较小，传递到车轮的扭矩虽然减小，但是车轮转速提高，可以达到最高车速。同时，通过换挡控制系统合理地控制挡位切换，合理匹配驱动电机扭矩与转速特性，优化驱动电机在车辆行驶时的各种工况下的工作效率，从而达到了节能降耗，增加电动车辆续驶里程。

根据本发明实施例中的变速器的三个前进挡之间相互独立，挡位切换均通过控制各个离合器的主动部分与从动部分的分离与结合实现。而且，本领域的技术人员可以通过换挡控制系统合理地控制，使在换挡过程中几乎不存在动力中断，因此换挡时不会没有明显的减速感产生。与传统的自动变速器相比，根据本发明实施例的驱动系统的变速器结构简单。

此外，第二离合器与第三离合器共用一个离合器主动部分，使变速器的结构更加紧凑，节省了其所占的空间。而且，由于输入轴和输出轴共线布置，从而以结构简单的平行同轴式结构实现结构复杂的旋转轴(例如行星齿轮)式的变速器的效果，使得根据本发明实施例的电动车辆的驱动系统结构更加紧凑，成本更低。

根据本发明实施例的驱动系统，在电动车辆起步前，可以首先由外置泵驱动第一离合器实现第一前进挡，之后控制驱动电机1启动，从而实现车辆零起步。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种电动车辆的驱动系统，其特征在于，包括：

驱动电机；

变速器，所述变速器具有输入轴、中间轴、输出轴、第一变速单元、第一离合器、第二变速单元和第二离合器，其中所述驱动电机与所述输入轴相连，所述输入轴与所述中间轴相连以便将所述驱动电机的动力传递给所述中间轴，所述第一变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第二变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第一离合器设在所述中间轴上且与所述第一变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第一变速单元之间的动力传递，所述第二离合器设在所述中间轴上且与所述第二变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第二变速单元之间的动力传递，所述第一变速单元具有第一传动比，所述第二变速单元具有第二传动比，所述第一传动比大于所述第二传动比；和

液压系统，所述液压系统与所述第一离合器相连以驱动所述第一离合器结合或分离且所述液压系统与所述第二离合器相连以驱动所述第二离合器结合或分离。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述输入轴上设有第一齿轮，所述中间轴上设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述输入轴和所述中间轴通过所述第一和第二齿轮相连。

3.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一变速单元包括设在所述中间轴上的第三齿轮和设在所述输出轴上且与所述第三齿轮啮合的第四齿轮。

4.根据权利要求3所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第三齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第四齿轮固定在所述输出轴上，所述第一离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第一离合器的从动部分与所述第三齿轮连接。

5.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第二变速单元包括设在所述中间轴上的第五齿轮和设在所述输出轴上且与所述第五齿轮啮合的第六齿轮。

6.根据权利要求5所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第五齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第六齿轮固定在所述输出轴上，所述第二离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第二离合器的从动部分与所述第五齿轮连接。

7.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器还包括第三变速单元和第三离合器，所述第三变速单元连接在所述中间轴和所述输出轴之间以在所述中间轴与所述输出轴之间传递动力，所述第三离合器设在所述中间轴上且与所述第三变速单元相连以结合或切断所述中间轴与所述第三变速单元之间的动力传递，其中所述液压系统与所述第三离合器相连以驱动所述第三离合器结合或分离，所述第三变速单元具有第三传动比，所述第二传动比大于所述第三传动比。

8.根据权利要求7所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第三变速单元包括设在所述中间轴上的第七齿轮和设在所述输出轴上且与所述第七齿轮啮合的第八齿轮。

9.根据权利要求8所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第七齿轮可旋转地套装在所述中间轴上，所述第八齿轮固定在所述输出轴上，所述第三离合器的主动部分固定在所述中间轴上，所述第三离合器的从动部分与所述第七齿轮连接。

10.根据权利要求7所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第二离合器与所述第三离合器共用一个主动部分。

11.根据权利要求7所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一至第三离合器均为湿式离合器。

12.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线在同一直线上，且所述中间轴的轴线与所述输入轴和所述输出轴的轴线平行。

13.根据权利要求1所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统包括：

油箱；

彼此并联的第一和第二离合器驱动回路，所述第一离合器驱动回路包括第一驱动液压缸和第一比例阀，所述第一比例阀分别与所述第一驱动液压缸和所述油箱相连，所述第一驱动液压缸的活塞与所述第一离合器的主动部分相连，所述第二离合器驱动回路包括第二驱动液压缸和第二比例阀，所述第二比例阀分别与所述第二驱动液压缸和所述油箱相连，所述第二驱动液压缸的活塞与所述第二离合器的主动部分相连；

内置泵，所述内置泵由所述中间轴驱动，且所述内置泵的入口与所述油箱相连且所述内置泵的出口分别与所述第一和第二比例阀相连；和

第一单向阀，所述第一单向阀串联在所述内置泵的出口侧；

外置泵，所述外置泵由外置泵电机驱动，所述外置泵的入口与所述油箱相连且所述外置泵的出口分别与所述第一和第二比例阀相连；和

第二单向阀，所述第二单向阀串联在所述外置泵的出口侧，其中串联的所述第一单向阀和所述内置泵与串联的所述第二单向阀与所述外置泵并联在所述油箱与所述第一和第二比例阀之间。

14.根据权利要求13所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统还包括与所述内置泵并联的第三单向阀。

15.根据权利要求14所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统还包括第一和第二过滤器，所述第一过滤器连接在所述内置泵和所述外置泵的入口与所述油箱之间，所述第二过滤器连接在所述第一和第二单向阀与所述第一和第二比例阀之间。

16.根据权利要求14所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统还包括溢流阀，所述溢流阀与串联的所述第一单向阀和所述内置泵以及串联的所述外置泵和所述第二单向阀并联。

17.根据权利要求13所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统还包括连接在所述第一和第二单向阀与所述第一和第二比例阀之间的蓄能器。

18.根据权利要求17所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述第一离合器驱动回路还包括连接在所述第一比例阀与所述第一驱动液压缸之间的第一缓冲器，所述第二离合器驱动回路还包括连接在所述第二比例阀与所述第二驱动液压缸之间的第二缓冲器。

19.根据权利要求13所述的电动车辆的驱动系统，其特征在于，所述液压系统还包括调压阀和第四单向阀，所述调压阀与所述内置泵并联用于为所述驱动系统提供润滑油，所述第四单向阀连接在所述调压阀与所述内置泵的出口之间。

Images