CN103496316A - 电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车 - Google Patents

电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车 Download PDF

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CN103496316A CN201310402838.9A CN201310402838A CN103496316A CN 103496316 A CN103496316 A CN 103496316A CN 201310402838 A CN201310402838 A CN 201310402838A CN 103496316 A CN103496316 A CN 103496316A
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张大宝
董勇纪
贾学思
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Abstract

本发明的目的是提供一种电驱动系统采用轮毂电机的混合动力汽车，以减少传统汽车用发动机在非燃油经济性区工作的机会，克服纯电动汽车续驶里程短，电机尺寸和质量大，动力传递环节多、路径长的不足，通过将小排量的发动机和轮毂电机进行合理布置，改善了发动机的燃油经济性，也简化了电机系统的安装，提高了电机驱动的效率。此外，在机械差速器的基础上，可实现辅助的电子差速，并由轮毂电机实现单个驱动车轮的转矩控制，以适应多种路面状况和限制车轮打滑；在减速或制动时，制动能量直接输入轮毂电机，与轮毂电机转化为电能储存在电池中，能量回收效率比纯电动汽车要高。

Description

电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车
所属技术领域
本发明属于电动汽车领域，涉及一种电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车。 
背景技术
混合动力汽车将传统汽车的内燃发动机与电动汽车的电池盒电机组合到一起，由于单机能够提供辅助动力，与传动燃油汽车比较，在满足整车同等动力性能的前提下，混合动力汽车可以采用更小排量的发动机，这两种动力的优化组合比相同等级的传统汽车提高了燃油经济性，降低了有害气体的排放，这使其从个人旅行直到商业运输都有着广阔的应用前景。然而，在混合动力汽车的设计中，制造出一种能够有效利用机械部件和电动部件优点的动力总成，始终是一个巨大的挑战。 
发明内容
本发明的目的是提供一种电驱动系统采用轮毂电机的混合动力汽车，以减少传统汽车用发动机在非燃油经济性区工作的机会，克服纯电动汽车续驶里程短，电机尺寸和质量大，动力传递环节多、路径长的不足，通过将小排量的发动机和轮毂电机进行合理布置，改善了发动机的燃油经济性，也简化了电机系统的安装，提高了电机驱动的效率。此外，在机械差速器的基础上，可实现辅助的电子差速，并由轮毂电机实现单个驱动车轮的转矩控制，以适应多种路面状况和限制车轮打滑；在减速或制动时，制动能量直接输入轮毂电机，与轮毂电机转化为电能储存在电池中，能量回收效率比纯电动汽车要高。 
本发明的目的是这样实现的： 
电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车，包括离合器、变速箱、主减速器和差速器，采用较小排量的发动机，其特征在于用轮毂电机替代传统汽车的驱动车轮，在每个驱动车轮内侧安装一个低速外转子式轮毂电机，再加装电驱动系统其他部件，包括电池组、两个轮毂电机控制器、起动电机、起动电机控制器。两个轮毂电机控制器和起动电机控制器都与电池组连接，轮毂电机和启动电机工作时都从电池组获取电能。
附图说明
图1是采用轮毂电机的混合动力总成结构示意图。 
图1中：1.发动机、2.发动机输出轴、3.发动机离合器、4.变速箱输入轴、5.变速箱、6.变速箱输出轴、7.起动电机、8.起动电机控制器、9.轮毂电机式车轮、10.轮毂电机、11.半轴、12.轮毂电机控制器、13.电池组、14.主减速器和差速器总成。 
具体实施方式
现结合附图作进一步说明。 
本发明在具体实施上，是以传统内燃发动机汽车为基础，加装轮毂电机动力系统形成的一种机电混合动力汽车。发动机动力系统包括小排量发动机1，发动机输出轴2，发动机离合器3，变速箱输入轴4，变速箱5，变速箱输出轴6，主减速器和差速器总成14；轮毂电机动力系统包括两个轮毂电机10，轮毂电机控制器12，电池组13，用轮毂电机式车轮9代替传统内燃发动机汽车的驱动轮，在每个轮毂电机是车轮9内侧安装一个低速外转子式轮毂电机10，每个轮毂电机10都单独由一个轮毂电机控制器12控制，可工作再电动或发电状态；电池组13通过起动电机控制器8向起动电机7供电，由起动电机7带动发动机1起动。 
发动机输出动力由半轴11输入车轮9，轮毂电机输出的动力直接作用在车轮9上，因此发动机动力和轮毂电机这两种动力在车轮9处实现耦合，根据来得及控制器12和起动电机控制器8发出的指令不同，混合动力汽车采用该动力总成后，可以实现多种工作模式。其工作原理如下： 
纯电动汽车模式：轮毂电机控制器12发出指令，轮毂电机10接受指令并以电动方式工作，动力直接输入到车轮9，驱动混合动力汽车起动。此时，发动机离合器3处于分离状态，发动机1不工作、无动力输出。
发动机起机模式：起动电机控制器8发出指令，电池组13的电能经起动电机控制器8输出到起动电机7，起动电机7拖动发动机1，发动机1起动。 
发动机驱动模式：起动电机7起动发动机1后，起动电机控制器8关闭，发动机离合器3接合，发动机1的动力经发动机输出轴2、离合器3、变速箱输入轴4输入变速箱5、然后经变速箱输出轴6、主减速器和差速器总成14、半轴11输入车轮9，驱动汽车前进。此时，轮毂电机控制器12关闭，轮毂电机8不工作。 
发动机和电机混合驱动模式：发动机1工作，发动机1的动力经发动机驱动模式的动力传递路径输入车轮9，与此同时，轮毂电机控制器12发出指令，轮毂电机10接受指令并处于电动状态，输出动力到车轮9，发动机动力和轮毂电机10接受指令并处于电动状态，输出动力到车轮9，发动机动力和轮毂电机动力耦合后共同驱动汽车前进。此时，发动机1工作于燃油经济性区。 
发动机驱动电池充电模式：发动机1工作，动力经发动机驱动模式的动力传递路径输入车轮9，与此同时，轮毂电机控制器12发出指令，轮毂电机10接受指令并处于发电状态，经过轮毂电机控制器12为电池组13充电，此时，发动机1工作于燃油经济性区，发动机的动力一部分用来驱动汽车前进，富裕部分用来给电池充电。 
再生制动模式：当汽车减速或制动时，轮毂电机控制器12发出指令，轮毂电机10接受指令并处于发电状态，动能经过轮毂电机控制器12转化为电能给电池组13充电。 
差速控制模式：当汽车转弯或在对开路面行驶时，为避免驱动力受附着系数低路面的限制而出现打滑现象，轮毂电机控制器12发出指令，控制打滑侧轮毂电机10处于发电状态，提供一定的阻力转矩来降低驱动轮的滑转率，避免汽车驱动力的丧失。 
从以上工作原理可以看出，电驱动系统采用轮毂电机混合动力总成的混合动力汽车可以工作在纯电动汽车模式、发动机起机模式、发动机驱动模式、发动机和电机混合驱动模式、发动机驱动电池充电模式、再生制动模式、差速控制模式共7种模式。根据不同的行驶工况，选取合适的工作模式，使整车动力系统在效率较高的区域工作，再加上能量回收好差速控制的作用，汽车采用该动力总成后能有效地燃油经济性，提高行驶的平稳性。   

Claims (1)

1.电驱动系统采用轮毂电机的油电混合动力汽车，包括离合器、变速箱、主减速器和差速器，采用较小排量的发动机，其特征在于用轮毂电机替代传统汽车的驱动车轮，在每个驱动车轮内侧安装一个低速外转子式轮毂电机，再加装电驱动系统其他部件，包括电池组、两个轮毂电机控制器、起动电机、起动电机控制器,两个轮毂电机控制器和起动电机控制器都与电池组连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104153410A (zh) * 2014-08-08 2014-11-19 湖南三一路面机械有限公司 一种平地机驱动系统及平地机
CN106515425A (zh) * 2017-01-20 2017-03-22 吉林大学 一种发动机与电机直接驱动式混合动力装置及其控制方法和汽车

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