CN104691319A - 双电机-单行星排动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装在纯电动汽车中的双驱动电机匹配单行星排的动力传动系统；所述的传动系统包括两个驱动电机，驱动电机产生的驱动力矩通过单行星排将力矩传输到输出轴驱动车轮运转。本发明通过双电机的驱动控制，并利用行星排的转速特性与转矩特性，可以同时提高车辆的加速性能与最高车速；另一方面，通过利用电机可以正反转的性能与行星排的转速特性，可以使两电机都工作在效率较高的转速区间；再次，通过合理布置驱动电机与行星排同轴，有利于该动力传动系统在整车底盘空间上的最优布置。

Description

双电机-单行星排动力传动系统

技术领域

本发明涉及领域为新能源及节能技术，公开一种纯电动汽车双电机单行星排动力传动系统。

背景技术

随着全球能源危机的一次次加剧，以及大气环境污染越来越严重，为保证社会的可持续发展，纯电动汽车日益受到政府和人民的关注和重视，它能够大幅度消除汽车的尾气排放，消除大气污染，被认为是汽车工业的未来发展方向，其绿色环保的设计是汽车工业可持续发展的方向。

目前，纯电动汽车的续驶里程是其关键技术指标之一。在电池技术难关逐渐突破的同时，如何提高车载电能的有效利用率，成为电动汽车的研究重点之一。

现有纯电动汽车多采用单电机匹配单级减速器这一形式的动力传动系统，这样在使用中完全依赖驱动电机的无极调速性能，难以兼顾车辆的加速性能与最高车速，且在车辆运行时，难以合理利用驱动电机的高效区。

发明内容

本发明解决的技术问题在于解决纯电动汽车兼顾动力性与经济性的问题。

为解决以上问题，本发明提供了一种安装在纯电动汽车中的双电机-单行星排动力传动系统，所述的传动系统包括两个驱动电机，驱动电机产生的驱动力矩通过单行星排将力矩传输到输出轴驱动车轮运转。

双电机-单行星排动力传动系统包括第一驱动电机、第二驱动电机、行星排、输出锥齿轮、差速器；其中，行星排由行星架、齿圈和太阳轮组成；第一驱动电机与行星排的太阳轮连接，第二驱动电机与行星排的行星架连接，行星排的齿圈与输出锥齿轮连接，输出锥齿轮与差速器啮合，差速器将驱动力矩传输到输出轴驱动车轮运转。

第一驱动电机)设置在第二驱动电机的外侧。

第一驱动电机与第二驱动电机套轴，第一驱动电机、第二驱动电机与行星排同轴布置。

行星架连接汽车的制动器。

所述行星排齿圈输出转速为：

$n_r=\frac{(1+k)n_c-n_s}{k}$

其中，n_s为驱动电机(1)的输出转速，n_c为驱动电机(2)的输出转速，k是齿圈齿数和太阳轮齿数的比值。

本发明通过双电机的驱动控制，并利用行星排的转速特性与转矩特性，可以同时提高车辆的加速性能与最高车速；另一方面，通过利用电机可以正反转的性能与行星排的转速特性，可以使两电机都工作在效率较高的转速区间；再次，通过合理布置驱动电机与行星排同轴，有利于该动力传动系统在整车底盘空间上的最优布置。

附图说明

图1为双电机-单行星排动力传动系统结构示意图，

图中标记：第一驱动电机1，第二驱动电机2，行星架3，齿圈4，太阳轮5，制动器6，差速器7，输出锥齿轮8。

具体实施方式

如图1所示，本双电机-单行星排动力传动系统，安装在纯电动汽车中；它包括第一驱动电机1、第二驱动电机2、行星排、输出锥齿轮8、差速器7。其中，第一驱动电机1设置在第二驱动电机2的外侧；行星排由行星架3、齿圈4和太阳轮5组成。考虑到空间结构的紧凑性，第一驱动电机1与第二驱动电机2套轴，第一驱动电机1、第二驱动电机2与行星排同轴布置。第一驱动电机1与行星排的太阳轮5连接，第二驱动电机2与行星排的行星架3连接，行星排的齿圈4与输出锥齿轮8连接，输出锥齿轮8与差速器7啮合，差速器7将驱动力矩传输到输出轴驱动车轮运转。本结构的行星架3连接汽车的制动器6。

本双电机-单行星排动力传动系统的工作是以下述驱动控制方法实现的：

本驱动控制方法针对的是纯电动汽车双电机-单行星排动力传动系统，电机驱动力矩通过行星排、输出锥齿轮8、差速器7传输到输出轴来驱动车轮。本发明采用双电机驱动，整车控制器根据采集到的加速踏板信号、制动踏板信号和整车车速信号对驾驶员意图进行解析，计算满足当前车辆行驶需求的目标转速和驱动转矩。利用行星排转速特性关系式：

n_s+kn_r＝(1+k)n_c，

所述行星排齿圈输出转速为：

$n_r=\frac{(1+k)n_c-n_s}{k}.$

其中，n_s为驱动电机1的输出转速，n_c为驱动电机2的输出转速，k是行星排特性参数，是齿圈齿数和太阳轮齿数的比值。

根据以上输入转速-输出转速关系式，车辆可以实现以下工作模式：

(1)前进挡1挡，制动器工作：

此时n_c＝0，驱动电机1反转，输出转速为

$n_r=-\frac{n_s}{k}$

实现低速前进挡；

(2)前进挡2挡，当驱动电机1达到最高转速，制动器不再工作，驱动电机2反转，提高车辆输出转速，此时行星排齿圈的输出转速为：

$n_r=\frac{(1+k)n_c-n_s}{k}$

(3)倒挡1挡，制动器工作：

此时n_c＝0，驱动电机1正转，输出转速为

$n_r=-\frac{n_s}{k}$

(4)倒挡2挡，当驱动电机1达到最高转速，制动器不再工作，驱动电机2正转，提高车辆输出转速，此时行星排齿圈的输出转速为：

$n_r=\frac{(1+k)n_c-n_s}{k}.$

Claims (6)

1.双电机-单行星排动力传动系统，安装在纯电动汽车中；其特征在于：所述的传动系统包括两个驱动电机，驱动电机产生的驱动力矩通过单行星排将力矩传输到输出轴驱动车轮运转。

2.根据权利要求1所述的双电机-单行星排动力传动系统，其特征在于：它包括第一驱动电机(1)、第二驱动电机(2)、行星排、输出锥齿轮(8)、差速器(7)；其中，行星排由行星架(3)、齿圈(4)和太阳轮(5)组成；第一驱动电机(1)与行星排的太阳轮(5)连接，第二驱动电机(2)与行星排的行星架(3)连接，行星排的齿圈(4)与输出锥齿轮(8)连接，输出锥齿轮(8)与差速器(7)啮合，差速器(7)将驱动力矩传输到输出轴驱动车轮运转。

3.根据权利要求2所述的双电机-单行星排动力传动系统，其特征在于：第一驱动电机(1)设置在第二驱动电机(2)的外侧。

4.根据权利要求2或3所述的双电机-单行星排动力传动系统，其特征在于：第一驱动电机(1)与第二驱动电机(2)套轴，第一驱动电机(1)、第二驱动电机(2)与行星排同轴布置。

5.根据权利要求2所述的双电机-单行星排动力传动系统，其特征在于：行星架(3)连接汽车的制动器(6)。

6.根据权利要求1或2所述的双电机-单行星排动力传动系统，其特征在于：所述行星排齿圈输出转速为：

$n_r=\frac{(1+k)n_c-n_s}{k}$

其中，n_s为驱动电机(1)的输出转速，n_c为驱动电机(2)的输出转速，k是齿圈齿数和太阳轮齿数的比值。