CN106515442A - 汽车功率分配系统及应用该汽车功率分配系统的汽车 - Google Patents

汽车功率分配系统及应用该汽车功率分配系统的汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽车功率分配系统及应用该汽车功率分配系统的汽车，包括前马达：用于驱动汽车的前轮转动，前马达带有固定减速比为1：a1的前变速器；后马达：用于驱动汽车的后轮转动，后马达的带有固定减速比为1：a2的后变速器；a1>a2；电源模块：用于给前马达和后马达供电；控制模块：根据汽车车速V和加速度控制电源模块输出改变前马达的功率P1和后马达的功率P2，本发明采用带有固定减速比的马达，不需换挡，可以使得马达的转速维持在一定范围内，在有利于马达工作的工况下同时保证电源的电效率。

Description

汽车功率分配系统及应用该汽车功率分配系统的汽车
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及汽车功率分配系统及应用该汽车功率分配系统的汽车。
背景技术
汽车为了适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下(功率较高、油耗较低)工作，即发动机只有在一定转速范围内，其效率才能较高，在传动系统中设置了变速器。
一般的汽车具有多个档位，每个档位都有不同传动比，相当于小齿轮与大齿轮的啮合能产生不同的转速，低速行驶时用低传动比(3档及以下)，大轴转速低于发动机转速，根据公式P＝FV，可获得更大的驱动力，高速时用高传动比(4档及以上)，大轴转速高于发动机转速，降低牵引力获得更高速度，切档位即选择不同尺寸的齿轮和大轴的齿轮啮合。
但是使用变速器存在存在下述缺点：换挡的时候齿轮存在磨损，并存在撞击现象，齿轮部分寿命低；同时由于需要进行换挡，变速箱结构复杂、成本高、重量大。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车功率分配系统，采用带有固定减速比的马达，不需换挡，可以使得马达的转速维持在一定范围内，在有利于马达工作的工况下同时保证电源的电效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种汽车功率分配系统，
包括前马达：用于驱动汽车的前轮转动，前马达带有固定减速比为1：a1的前变速器；
后马达：用于驱动汽车的后轮转动，后马达的带有固定减速比为1：a2的后变速器；a1>a2；
电源模块：用于给前马达和后马达供电；
控制模块：根据汽车车速V和加速度控制电源模块输出改变前马达的功率P1和后马达的功率P2；
0)汽车启动时，0≤V≤10km/h，P1和P2均处于额定功率；
1)当10<V≤30km/h时，且V处于恒速，
P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]，
P2＝0；
2)当10<V≤30km/h时，加速度为A，P1＝V*a1*a2*T1max*[1+A/(V+k)+V/(30+A)]*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]，P2＝0；
3)当30<V≤50km/h时，且V处于恒速，
P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/[πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3/[πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]；
4)当30<V≤50km/h时，加速为A，P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]；
5)当50<V≤70km/h时，且V处于恒速，
P1＝0，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]；
6)当50<V≤70km/h时，且V处于加速，加速为A，P1＝0，P2＝V*a2 2*T2max*[1+A/(V+k+3.6)+V/(30+A)]*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]；
其中V为汽车速度，单位km/h；A为汽车加速度，单位m/s2，T1max为前马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；T2max为后马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；d为轮胎直径，单位m，k为正整数且5≤k≤10。
进一步的，所述前马达的最大输出扭矩T1max和后马达的最大输出扭矩T2max相同。
进一步的，所述k＝8。
本发明的另一目的在于提供一种汽车，采用带有固定减速比的马达，不需换挡，可以使得马达的转速维持在一定范围内，在有利于马达工作的工况下同时保证电源的电效率。
一种汽车，包括汽车功率分配系统。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1)本发明由于采用带有固定减速比的马达，不需换挡，因此马达的结构会相对的的简单，使用寿命高，成本低；2)根据汽车车速和加速度控制电源模块改变前马达的功率P1和后马达的功率P2，可以使得马达的转速维持在一定范围内(马达高效运动的范围内)，同时保证电源的电效率。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种汽车功率分配系统，
包括前马达：用于驱动汽车的前轮转动，前马达带有固定减速比为1：a1的前变速器；
后马达：用于驱动汽车的后轮转动，后马达的带有固定减速比为1：a2的后变速器；a1>a2；
电源模块：用于给前马达和后马达供电；
控制模块：根据汽车车速V和加速度控制电源模块输出改变前马达的功率P1和后马达的功率P2；
0)汽车启动时，0≤V≤10km/h，P1和P2均处于额定功率；
1)当10<V≤30km/h时，且V处于恒速，
P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]，
P2＝0；
2)当10<V≤30km/h时，加速度为A，P1＝V*a1*a2*T1max*[1+A/(V+k)+V/(30+A)]*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]，P2＝0；
3)当30<V≤50km/h时，且V处于恒速，
P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/[πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3/[πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]；
4)当30<V≤50km/h时，加速为A，P1＝V*a1*a2*T1max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]；
5)当50<V≤70km/h时，且V处于恒速，
P1＝0，P2＝V*a2 2*T2max*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]；
6)当50<V≤70km/h时，且V处于加速，加速为A，P1＝0，P2＝V*a2 2*T2max*[1+A/(V+k+3.6)+V/(30+A)]*1.745*10-3/[πd(a1+a2)]；
其中V为汽车速度，单位km/h；A为汽车加速度，单位m/s2，T1max为前马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；T2max为后马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；d为轮胎直径，单位m，k＝5。
实施例2：与实施例1不同的是，k＝6。
实施例3：与实施例1不同的是，k＝7。
实施例4：与实施例1不同的是，k＝8。
实施例5：与实施例1不同的是，k＝9。
实施例6：与实施例1不同的是，k＝10。
对比例1：与实施例1不同的是，k＝4。
对比例2：与实施例1不同的是，k＝11。
实验1：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例1测量电源效率。
实验2：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例2测量电源效率。
实验3：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例3测量电源效率。
实验4：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例4测量电源效率。
实验5：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例5测量电源效率。
实验6：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据实施例6测量电源效率。
对比实验1：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据对比例1测量电源效率。
对比实验2：选择汽车T1max＝250N.m；T2max＝250N.m；d＝0.482m，a1＝10，a2＝5；根据对比例2测量电源效率。
从实施例1-6看出，在k＝8时，电池电效率最大。
从实施例1-6和对比例1-2看出，在5≤k≤10，电池电效率较高且比较稳定。

Claims (4)

1.一种汽车功率分配系统，其特征在于：
包括前马达：用于驱动汽车的前轮转动，前马达带有固定减速比为1：a1的前变速器；
后马达：用于驱动汽车的后轮转动，后马达的带有固定减速比为1：a2的后变速器；a1>a2；
电源模块：用于给前马达和后马达供电；
控制模块：根据汽车车速V和加速度控制电源模块输出改变前马达的功率P1和后马达的功率P2；
0)汽车启动时，0≤V≤10km/h，P1和P2均处于额定功率；
1)当10<V<30km/h时，且V处于恒速，
P1=V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/ [πd(a1+a2)]，
P2=0；
2)当10<V<30km/h时，加速度为A，P1=V*a1*a2*T1max*[1+A/(V+k)+V/(30+A)]*1.745*10-3/ [πd(a1+a2)]，P2=0；
3)当30<V<50km/h时，且V处于恒速，
P1=V*a1*a2*T1max*1.745*10-3/ [πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]，P2=V*a2 2*T2max*1.745*10-3/[πd(a1+a2+a1/a2-a2/a1)]；
4)当30<V<50km/h时，加速为A，P1=V*a1*a2*T1max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]，P2=V*a2 2*T2max*1.745*10-3*[1+A/(V+k+2)+V/(30+A)]/[πd(a1+a2+a1/a2)]；
5)当50<V<70km/h时，且V处于恒速，
P1=0，P2=V*a2 2*T2max*1.745*10-3/ [πd(a1+a2)]；
6)当50<V<70km/h时，且V处于加速，加速为A，P1=0，P2=V*a2 2*T2max*[1+A/(V+k+3.6)+V/(30+A)]*1.745*10-3/ [πd(a1+a2)]；
其中V为汽车速度，单位km/h；A为汽车加速度，单位m/s2，T1max为前马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；T2max为后马达最大输出扭矩，为定值，单位N.m；d为轮胎直径，单位m，k为正整数且5≤k≤10。
2.根据权利要求1所述的汽车功率分配系统，其特征是：所述前马达的最大输出扭矩T1max和后马达的最大输出扭矩T2max相同。
3.根据权利要求1所述的汽车功率分配系统，其特征是：所述k=8。
4.一种汽车，其特征是：包括如权利要求1-3任意一项所述的汽车功率分配系统。
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