CN106740022A - 一种新型电动汽车电驱动桥系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电动汽车电驱动桥系统，包括中部双转子电机、左侧传动机构、左驱动轮、第一辅助驱动机构、右侧传动机构、右驱动轮、第二辅助驱动机构，中部双转子电机的两个输出轴分别与左侧传动机构、右侧传动机构传动连接，且左侧传动机构传动连接左驱动轮，右侧传动机构传动连接右驱动轮，第一辅助驱动机构、第二辅助驱动机构分别与左侧传动机构、右侧传动机构可离合传动连接。所述新型电动汽车电驱动桥系统不仅能有效组成电动汽车的高效电动驱动系统，而且还能根据实际需要实现联合驱动、能量回收、在车发电，电子差速功能，因而不仅能有效补给车辆驱动转矩，而且还能最大化利用电机动能，节约能源，减少电机动能的浪费，节约成本。

Description

一种新型电动汽车电驱动桥系统

技术领域：

本发明涉及一种新型电动汽车电驱动桥系统，涉及新能源汽车技术领域。

背景技术：

纯电动汽车作为能够缓解能源问题和环境问题的未来汽车发展方向,越来越多的科研机构、高校和企业均加大投入对纯电动汽车的研究，新型纯电动汽车主要采用电力传动,与传统机械传动相比,电传动有很多优点,如整车结构布置,无极变速,提高整车动力性能和经济性能，但是由于电机及其控制技术的限制，纯电动汽车无法最大化的发挥其优点，会出现能量回收达不到预期效果和差速控制效果不佳等问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效实现车辆驱动、联合驱动、能量回收、在车发电、电子差速功能的新型电动汽车电驱动桥系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型电动汽车电驱动桥系统，包括中部双转子电机、左侧传动机构、左驱动轮、第一辅助驱动机构、右侧传动机构、右驱动轮、第二辅助驱动机构，所述中部双转子电机的两个输出轴分别与左侧传动机构、右侧传动机构传动连接，且左侧传动机构传动连接左驱动轮，右侧传动机构传动连接右驱动轮，第一辅助驱动机构、第二辅助驱动机构分别与左侧传动机构、右侧传动机构可离合传动连接。

作为优选，所述双转子电机设置为对转双转子电机，包括置于电机壳体内部的内转子总成以及外转子总成、内转子动力输出轴以及外转子动力输出轴，内转子动力输出轴以及外转子动力输出轴的转轴端分别置于电机壳体的左右端，所述内转子动力输出轴与所述左侧转动机构传动连接，所述外转子动力输出轴与所述右侧传动机构传动连接。

作为优选，所述左侧传动机构包括左侧齿轮传动机构、左侧连杆传动机构，左侧齿轮传动机构与内转子动力输出轴传动连接，所述左侧连杆传动机构分别与左侧齿轮传动结构、左驱动轮传动连接。

作为优选，所述右侧传动机构包括右侧齿轮传动机构、右侧连杆传动机构，右侧齿轮传动机构与外转子动力输出轴传动连接，所述右侧连杆传动机构分别与右侧齿轮传动结构、右驱动轮传动连接。

作为优选，所述左齿轮传动机构包括相互啮合的左侧等速传动齿轮主动轮和左侧等速传动齿轮从动轮，所述右齿轮传动机构包括相互啮合的右侧等速传动齿轮主动轮和右侧等速传动齿轮从动轮。

所述左侧连杆传动结构包括第一传动轴，所述第一传动轴通过左侧万向节机构与左驱动轮、左侧等速传动齿轮从动轮传动连接，所述右侧连杆传动结构包括第二传动轴，所述第二传动轴通过右侧万向节机构与右驱动轮和右侧等速传动齿轮主动轮传动连接。

所述左侧万向节机构包括置于第一传动轴两端的左侧等速万向节以及左侧传动万向节，左侧等速万向节与左侧等速传动齿轮从动轮传动连接，左侧传动万向节与左驱动轮的转轴传动连接，所述右侧万向节机构包括置于第二传动轴两端的右侧等速万向节以及右侧传动万向节，右侧等速万向节与右侧等速传动齿轮主动轮传动连接，右侧传动万向节与右驱动轮的转轴传动连接。

作为优选，第一辅助驱动机构包括第一辅助电机以及第一离合器，第一辅助电机与左侧等速传动齿轮从动轮之间通过第一离合器可离合传动连接。

作为优选，第二辅助驱动机构包括第二辅助电机以及第二离合器，第二辅助电机与右侧等速传动齿轮从动轮之间通过第二离合器可离合传动连接。

作为优选，所述第一辅助电机以及第二辅助电机均设置为ISG电机且均外连储能装置。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述新型电动汽车电驱动桥系统采用对转双转子电机配合辅助电机驱动车辆的左右驱动轮，继而不仅能有效组成电动汽车的高效电动驱动系统，而且还能根据实际需要实现联合驱动、能量回收、在车发电，因而不仅能有效补给车辆驱动转矩，而且还能最大化利用电机动能，节约能源，减少电机动能的浪费，节约成本，另外还能有效实现电子差速功能，电子差速的控制过程更加稳定，因而整体结构实用性以及经济效益高。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的正面结构示意图。

具体实施方式：

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围：

如图1所示的一种新型电动汽车电驱动桥系统，包括中部双转子电机、左侧传动机构、左驱动轮1、第一辅助驱动机构、右侧传动机构、右驱动轮2、第二辅助驱动机构，所述中部双转子电机的两个输出轴分别与左侧传动机构、右侧传动机构传动连接，且左侧传动机构传动连接左驱动轮1，右侧传动机构传动连接右驱动轮2，第一辅助驱动机构、第二辅助驱动机构分别与左侧传动机构、右侧传动机构可离合传动连接。

在实际应用中，所述中部双转子电机分别带动左侧传动机构以及右侧传动机构，继而驱动左驱动轮以及右驱动轮驱动车辆正常行驶，而第一辅助驱动机构以及第二辅助驱动结构则作为辅助机构可离合的传动连接左侧传动机构、右侧传动机构，通过第一辅助驱动机构以及第二辅助驱动机构的离合过程，能有效实现与双转子电机的联合驱动方式，另外，可以通过将第一辅助驱动机构以及第二辅助驱动机构设置为驱动与发电一体机，继而能稳定的实现能量回收、在车发电以及电子差速功能。

为更方便且稳定的输出电机动能，所述双转子电机设置为对转双转子电机，包括置于电机壳体内部的内转子总成3以及外转子总成4、内转子动力输出轴5以及外转子动力输出轴6，内转子动力输出轴5以及外转子动力输出轴6的转轴端分别置于电机壳体的左右端，所述内转子动力输出轴5与所述左侧转动机构传动连接，所述外转子动力输出轴6与所述右侧传动机构传动连接，因而在实际应用中，可以内外转子电机能相互独立运行且不相互干涉，继而更稳定的输出动能。

进一步地，所述左侧传动机构包括左侧齿轮传动机构、左侧连杆传动机构，左侧齿轮传动机构与内转子动力输出轴5传动连接，所述左侧连杆传动机构分别与左侧齿轮传动结构、左驱动轮1传动连接。作为优选实施方案，为更方便稳定的控制动能之间的传输，所述右侧传动机构包括右侧齿轮传动机构、右侧连杆传动机构，右侧齿轮传动机构与外转子动力输出轴6传动连接，所述右侧连杆传动机构分别与右侧齿轮传动结构、右驱动轮2传动连接，所述左齿轮传动机构包括相互啮合的左侧等速传动齿轮主动轮7和左侧等速传动齿轮从动轮8，所述右齿轮传动机构包括相互啮合的右侧等速传动齿轮主动轮9和右侧等速传动齿轮从动轮10，另外，所述左侧连杆传动结构包括第一传动轴11，所述第一传动轴11通过左侧万向节机构与左驱动轮1、左侧等速传动齿轮从动轮8传动连接，所述右侧连杆传动结构包括第二传动轴12，所述第二传动轴12通过右侧万向节机构与右驱动轮2和右侧等速传动齿轮主动轮9传动连接，所述左侧万向节机构包括置于第一传动轴11两端的左侧等速万向节17以及左侧传动万向节18，左侧等速万向节17与左侧等速传动齿轮从动轮8传动连接，左侧传动万向节18与左驱动轮1的转轴传动连接，所述右侧万向节机构包括置于第二传动轴12两端的右侧等速万向节19以及右侧传动万向节20，右侧等速万向节19与右侧等速传动齿轮主动轮9传动连接，右侧传动万向节20与右驱动轮2的转轴传动连接。因而在实际中，通过内转子动力输出轴5驱动左侧等速传动齿轮主动轮7转动，继而带动左侧等速传动齿轮从动轮8一起转动，然后由左侧等速传动齿轮从动轮8通过传动左侧等速万向节、第一传动轴、以及左侧传动万向节，继而驱动左驱动轮转动，另外，通过外转子动力输出轴6驱动右侧等速传动齿轮主动轮转动，然后由右侧等速传动齿轮主动轮通过传动右侧等速万向节、第二传动轴、以及右侧传动万向节，继而驱动右驱动轮转动。

在本实施例中，为方便控制，所述第一辅助驱动机构包括第一辅助电机13以及第一离合器14，第一辅助电机13与左侧等速传动齿轮从动轮8之间通过第一离合器14可离合传动连接，且第二辅助驱动机构包括第二辅助电机15以及第二离合器16，第二辅助电机15与右侧等速传动齿轮从动轮10之间通过第二离合器16可离合传动连接，另外，所述第一辅助电机13以及第二辅助电机15均设置为ISG电机且均外连储能装置。

因而，在实际应用中，在普通驱动模式下：对转双转子电机根据整车转矩需求输出相应转矩，第一离合器、第二离合器处于分离状态，第一辅助电机、第二辅助电机不工作，内转子输出的转矩经内转子输出轴传递给左侧等速传动齿轮主动轮，经过左侧等速传动齿轮从动轮改变转矩方向后传递给左侧等速万向节、第一传动轴、左侧传动万向节，最后传递到左驱动轮；外转子输出的转矩经外转子输出轴传递给右侧等速传动齿轮主动轮，此时右侧等速传动齿轮从动轮处于空转状态，转矩由右侧等速传动齿轮主动轮递到右侧等速万向节、第二传动轴、右侧传动万向节，最后传递到右驱动轮。

在联合驱动模式下：当对转双转子电机的最大输出转矩小于整车需求转矩时，需要第一辅助电机、第二辅助电机介入工作，为整车驱动系统补给转矩。首先根据当前对转双转子电机的转速，控制第一辅助电机、第二辅助电机提速，当第一辅助电机、第二辅助电机转速和对转双转子电机转速接近时，驱动控制第一离合器以及第二离合器的电磁阀，使第一离合器、第二离合器由分离状态到结合状态，第一辅助电机、第二辅助电机实现与驱动系统的动力连接，根据补给所需，提高第一辅助电机、第二辅助电机的输出转矩，动力耦合后电驱动桥处于联合驱动模式下，左侧输出转矩经左侧齿轮传动机构耦合后由左侧等速传动齿轮从动轮传递给左侧等速万向节、第一传动轴、左侧传动万向节，最后传递到左驱动轮；右侧输出的转矩经右侧齿轮传动机构耦合后，由右侧等速传动齿轮主动轮递到右侧等速万向节、第二传动轴、右侧传动万向节，最后传递到右驱动轮。

在制动能量回收模式下：当车辆处于滑行或者制动模式下，为了节能将部分能量回收，本发明的电驱动桥由辅助电机进行回收制动能量。首先根据当前对转双转子电机的转速，控制第一辅助电机、第二辅助电机调速，当第一辅助电机、第二辅助电机转速和对转双转子电机转速接近时，驱动控制第一离合器、第二离合器的电磁阀，使第一离合器、第二离合器由分离状态到结合状态，第一辅助电机、第二辅助电机实现与驱动系统的动力连接。左驱动轮的转矩经左侧等速万向节、第一传动轴、左侧传动万向节传递到左侧等速传动齿轮从动轮，然后经第一离合器传递到第一辅助电机，第一辅助电机用作发电机模式，由电磁感应原理将部分转矩转化为电能储存到储能装置，此处的储能装置可设置为电池、超级电容器组、复合电源，但不限于这些储能装置类型，右驱动轮的转矩经右侧等速万向节、第二传动轴、右侧传动万向节传递到右侧等速传动齿轮主动轮，经过右侧等速传动齿轮从动轮、第二离合器传递到第二辅助电机，第二辅助电机用作发电机模式，由电磁感应原理将部分转矩转化为电能储存到储能装置，共同为整车提供制动力矩，降低车速的同时实现制动能量回收。

在车发电模式下：当车辆的需求转矩小于对转双转子电机的输出转矩，本发明的电驱动桥可以将剩余的转矩通过辅助电机发电的模式将能量储存起来，实现在车发电模式。对转双转子电机按普通模式驱动车辆，同时根据当前对转双转子电机的转速，控制第一辅助电机、第二辅助电机提速，当第一辅助电机、第二辅助电机转速和对转双转子电机转速接近时，驱动控制第一离合器、第二离合器的电磁阀，使第一离合器、第二离合器由分离状态到结合状态，第一辅助电机、第二辅助电机实现与驱动系统的动力连接。左侧等速传动齿轮从动轮与左侧等速万向节相连，左侧等速万向节与第一传动轴相连，第一传动轴与左侧传动万向节相连，左侧传动万向节连接于左驱动轮，同时多余部分的转矩经左侧等速传动齿轮从动轮、第一离合器传递到第一辅助电机，第一辅助电机用作发电机模式，将多余部分转矩转化为电能储存到储能装置中；右侧输出转矩经外转子输出轴传递给右侧等速传动齿轮主动轮、右侧等速万向节、第二传动轴、右侧传动万向节，最后传递到右驱动轮，多余部分转矩经右侧等速传动齿轮从动轮、第二离合器传递到第二辅助电机，第二辅助电机用作发电机模式，将多余部分转矩转化为电能储存到储能装置中，实现整车在车发电模式。

在电子差速功能的具体实施方式以及过程中，车辆转向时，左、右驱动轮的需求转矩不同，而内外侧转矩需求的差异由车辆结构参数和车辆转向角的不同而定，相比于仅有双转子电机作为动力输出的电驱动桥，本发明的技术方案的电驱动桥可以实现大范围内的转矩差异变化，以车辆左转为例，左侧需求转矩小于右侧需求转矩，对转双转子电机按普通模式驱动车辆，同时根据当前对转双转子电机的转速，控制第一辅助电机、第二辅助电机提速，当第一辅助电机、第二辅助电机转速和对转双转子电机转速接近时，驱动控制第一离合器、第二离合器的电磁阀，使第一离合器、第二离合器由分离状态到结合状态，第一辅助电机、第二辅助电机实现与驱动系统的动力连接，左侧等速传动齿轮从动轮与左侧等速万向节相连，左侧等速万向节与第一传动轴相连，第一传动轴与左侧传动万向节相连，左侧传动万向节连接于左驱动轮，同时需要减小的转矩经左侧等速传动齿轮从动轮、第一离合器传递到第一辅助电机，第一辅助电机用作发电机模式，将多余部分转矩转化为电能储存到储能装置中；第二辅助电机和对转双转子电机联合驱动，即加大输出转矩，右侧的输出的转矩经右侧齿轮传动机构耦合后，由右侧等速传动齿轮主动轮递到右侧等速万向节、第二传动轴、右侧传动万向节，最后传递到右驱动轮。由此实现左侧转矩变小，右侧转矩变大，符合车辆差速工况要求，实现电子差速功能。

上述新型电动汽车电驱动桥系统采用对转双转子电机配合辅助电机驱动车辆的左右驱动轮，继而不仅能有效组成电动汽车的高效电动驱动系统，而且还能根据实际需要实现联合驱动、能量回收、在车发电，因而不仅能有效补给车辆驱动转矩，而且还能最大化利用电机动能，节约能源，减少电机动能的浪费，节约成本，另外还能有效实现电子差速功能，电子差速的控制过程更加稳定。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：包括中部双转子电机、左侧传动机构、左驱动轮（1）、第一辅助驱动机构、右侧传动机构、右驱动轮（2）、第二辅助驱动机构，所述中部双转子电机的两个输出轴分别与左侧传动机构、右侧传动机构传动连接，且左侧传动机构传动连接左驱动轮（1），右侧传动机构传动连接右驱动轮（2），第一辅助驱动机构、第二辅助驱动机构分别与左侧传动机构、右侧传动机构可离合传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述双转子电机设置为对转双转子电机，包括置于电机壳体内部的内转子总成（3）以及外转子总成（4）、内转子动力输出轴（5）以及外转子动力输出轴（6），内转子动力输出轴（5）以及外转子动力输出轴（6）的转轴端分别置于电机壳体的左右端，所述内转子动力输出轴（5）与所述左侧转动机构传动连接，所述外转子动力输出轴（6）与所述右侧传动机构传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述左侧传动机构包括左侧齿轮传动机构、左侧连杆传动机构，左侧齿轮传动机构与内转子动力输出轴（5）传动连接，所述左侧连杆传动机构分别与左侧齿轮传动结构、左驱动轮（1）传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述右侧传动机构包括右侧齿轮传动机构、右侧连杆传动机构，右侧齿轮传动机构与外转子动力输出轴（6）传动连接，所述右侧连杆传动机构分别与右侧齿轮传动结构、右驱动轮（2）传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述左齿轮传动机构包括相互啮合的左侧等速传动齿轮主动轮（7）和左侧等速传动齿轮从动轮（8），所述右齿轮传动机构包括相互啮合的右侧等速传动齿轮主动轮（9）和右侧等速传动齿轮从动轮（10）。

6.根据权利要求4所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述左侧连杆传动结构包括第一传动轴（11），所述第一传动轴（11）通过左侧万向节机构与左驱动轮（1）、左侧等速传动齿轮从动轮（8）传动连接，所述右侧连杆传动结构包括第二传动轴（12），所述第二传动轴（12）通过右侧万向节机构与右驱动轮（2）和右侧等速传动齿轮主动轮（9）传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述左侧万向节机构包括置于第一传动轴（11）两端的左侧等速万向节（17）以及左侧传动万向节（18），左侧等速万向节（17）与左侧等速传动齿轮从动轮（8）传动连接，左侧传动万向节（18）与左驱动轮（1）的转轴传动连接，所述右侧万向节机构包括置于第二传动轴（12）两端的右侧等速万向节（19）以及右侧传动万向节（20），右侧等速万向节（19）与右侧等速传动齿轮主动轮（9）传动连接，右侧传动万向节（20）与右驱动轮（2）的转轴传动连接。

8.根据权利要求5所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：第一辅助驱动机构包括第一辅助电机（13）以及第一离合器（14），第一辅助电机（13）与左侧等速传动齿轮从动轮（8）之间通过第一离合器（14）可离合传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：第二辅助驱动机构包括第二辅助电机（15）以及第二离合器（16），第二辅助电机（15）与右侧等速传动齿轮从动轮（10）之间通过第二离合器（16）可离合传动连接。

10.根据权利要求9所述的一种新型电动汽车电驱动桥系统，其特征在于：所述第一辅助电机（13）以及第二辅助电机（15）均设置为ISG电机且均外连储能装置。