CN109228892A - 一种电动汽车双电机增程驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车双电机增程驱动系统，发动机、主电机和副电机的壳体与减速器的壳体固定连接，发动机的输出轴与离合器的输入端固接，离合器的输出端与副电机的输出轴固接，同步器固接于副电机的输出轴，同步齿轮与副电机的输出轴之间通过转动副连接；中间轴大齿轮及中间轴小齿轮与中间轴为一体化结构，并通过轴承与减速器之间通过转动副连接，中间轴大齿轮的上端与同步齿轮啮合，下端与主电机驱动齿轮啮合，主电机驱动齿轮与主电机的输出轴固接；中间轴小齿轮与差速器齿轮啮合，差速器与减速器之间通过转动副连接，差速器的左、右端输出轴与分别与左、右半轴通过万向节连接左、右轮。本发明通过多种驱动形式降低能耗且提高续航里程。

Description

一种电动汽车双电机增程驱动系统
技术领域
本发明涉及电动汽车驱传动领域，尤其涉及一种电动汽车双电机增程驱动系统。
背景技术
纯电动汽车具有零排放、高效率、不依赖石油以及安静、平稳运行等诸多优点。但是，相比于汽油或氢气的能量密度，动力蓄电池较低的能量密度使得纯电动汽车在续驶里程方面尚不能与传统内燃机车辆或者燃料电池汽车相竞争。为了延长纯电动汽车的续驶里程，将燃油发动机/发电机配以合适的油箱或燃料电池配以合适的氢瓶作为增程器，与动力蓄电池一起构成增程式电动汽车的动力源，具备该型动力系统的汽车称为增程式电动汽车。
当前增程式电动汽车增程器的设计主要以燃油发动机/发电机组成为主，当动力蓄电池电力充足时，整车运行在纯电动模式下，整车需求功率来自于蓄电池，增程器关闭不参与工作；当动力蓄电池电力不足需要充电时，进入增程模式，增程器开启，整车需求功率由增程器提供。由于发动机可连续工作在最佳转速下带动发电机发电，输出基本恒定的功率和扭矩，能够有效地提高燃油利用率。通常增程器的功率一般较小，根据具体工况的差异或提供辅助功率或给蓄电池充电。
增程式电动汽车结构中虽然添加了增程器发动机，但由于发动机与传动系统不存在机械连接；再者，主要动力源为蓄电池，故而该型电动汽车兼有混合动力汽车和纯电动汽车的特征，大部分情况下整车都行驶在纯电动模式下，可以实现零排放和输出低噪音；并且由于发动机可以设置在最佳效率点工作，因而在提高整车燃油效率上具有一定的优势。现有的增程驱动系统的电机大都是两个，一个作为副电机，通过发动机带动它发电给蓄电池充电，另一个电机作为动力电机，给车辆提供动力，该种増程器的工作模式比较单一，且效率不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车双电机增程驱动系统，通过控制离合器和同步器的开闭可使得车辆实现单电机纯电驱动、双电机纯电驱动、双电机与发动机混合驱动、单电机纯电驱动加发动机增程驱动等四种不同的驱动形式，同时该电动汽车双电机增程驱动系统能够降低能耗，有效提高电动汽车续航里程。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车双电机增程驱动系统，包括发动机、离合器、同步器、同步齿轮、减速器、副电机、中间轴大齿轮、主电机驱动齿轮、主电机、左半轴、左轮、右轮、右半轴、差速器、中间轴小齿轮；
所述发动机、主电机和副电机的壳体与减速器的壳体固定连接，所述发动机的输出轴与所述离合器的输入端固接，所述离合器的输出端与所述副电机的输出轴固接，所述同步器固接于所述副电机的输出轴，所述同步齿轮与所述副电机的输出轴之间通过转动副连接；
所述中间轴大齿轮及中间轴小齿轮与中间轴为一体化结构，并通过轴承与减速器之间通过转动副连接，所述中间轴大齿轮的上端与所述同步齿轮啮合，下端与所述主电机驱动齿轮啮合，所述主电机驱动齿轮与主电机的输出轴固接；
所述中间轴小齿轮与所述差速器齿轮啮合，所述差速器与减速器之间通过转动副连接，所述差速器的左端输出轴与左半轴通过万向节连接左轮，所述差速器的右端输出轴与右半轴通过万向节连接右轮。
进一步的，所述发动机、主电机和副电机的壳体与减速器的壳体通过螺栓组件固定连接。
进一步的，包括四种不同工作模式，当所述离合器和同步器断开，该电动汽车双电机增程驱动系统处于单电机纯电驱动模式；当所述离合器断开，同步器闭合，该电动汽车双电机增程驱动系统处于双电机纯电驱动模式；当所述离合器和同步器都闭合，该电动汽车双电机增程驱动系统处于双电机与发动机混合驱动模式；当所述离合器闭合，同步器断开，该电动汽车双电机增程驱动系统处于单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式。
更进一步的，所述单电机纯电驱动模式的具体过程如下：
所述离合器和所述同步器处于断开状态，所述发动机和所述副电机不工作，仅所述主电机工作，动力从所述主电机经所述主电机驱动齿轮、中间轴大齿轮、中间轴小齿轮、差速器、左半轴及右半轴分别传递给左轮和右轮。
更进一步的，所述双电机纯电驱动模式的具体过程如下：
所述离合器处于断开状态，所述同步器于闭合状态，所述发动机不工作，仅所述主电机和所述副电机工作，动力源有两个，分别从主电机、主电机驱动齿轮和从副电机、同步器、同步齿轮传递给中间轴大齿轮、中间轴小齿轮、差速器、左半轴及右半轴再传递给左轮和右轮。
更进一步的，所述双电机与发动机混合驱动模式的具体过程如下：
所述离合器和所述同步器都处于闭合状态，所述发动机、所述主电机和副电机同时工作，动力源有三个，两路分别从所述发动机、离合器和副电机传递给同步器、同步齿轮传递给中间轴大齿轮，第三路从所述主电机、主电机驱动齿轮传递给中间轴大齿轮，再从中间轴小齿轮、差速器、左半轴及右半轴传递给左轮和右轮。
更进一步的，所述单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式，具体过程如下：
所述离合器处于闭合状态，所述同步器都处于断开状态，所述发动机和所述主电机工作，所述发动机不充当车辆的动力源，通过所述离合器，副电机的输出轴带动所述副电机转动，此时所述副电机充当发电机，用于给动力电池充电，以提高车辆的续航里程，车辆动力由所述主电机提供，动力从所述主电机、主电机驱动齿轮、中间轴大齿轮、中间轴小齿轮、差速器、左半轴及右半轴传递给左轮和右轮。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的电动汽车双电机增程驱动系统可以实现四种不同的工作模式，针对不同的工况采用不同的工作模式，可提高车辆的动力性、降低能耗、提高车辆续航里程；同时该系统结构简单，控制方便、容易，通用性强，具有较大的应用价值和市场潜力。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为电动汽车双电机增程驱动系统结构示意图；
图2为单电机纯电驱动模式示意图；
图3为双电机纯电驱动模式示意图；
图4为双电机与发动机混合驱动模式示意图；
图5为单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式示意图；
附图标记说明：1-发动机；2-离合器；3-同步器；4-同步齿轮；5-减速器；6-副电机；7-中间轴大齿轮；8-主电机驱动齿轮；9-主电机；10-左半轴；11-左轮；12-右轮；13-右半轴；14-差速器；15-中间轴小齿轮。
具体实施方式
如图1所示，一种电动汽车双电机增程驱动系统，包括发动机1、离合器2、同步器3、同步齿轮4、减速器5、副电机6、中间轴大齿轮7、主电机驱动齿轮8、主电机9、左半轴10、左轮11、右轮12、右半轴13、差速器14、中间轴小齿轮15；
所述发动机1、主电机9和副电机6的壳体与减速器5的壳体通过螺栓组件固定连接，所述发动机1的输出轴与所述离合器2的输入端固接，所述离合器2的输出端与所述副电机6的输出轴固接，所述同步器3固接于所述副电机6的输出轴，所述同步齿轮4与所述副电机6的输出轴之间通过转动副连接；
所述中间轴大齿轮7及中间轴小齿轮5与中间轴为一体化结构，并通过轴承与减速器5之间通过转动副连接，所述中间轴大齿轮7的上端与所述同步齿轮4啮合，下端与所述主电机驱动齿轮8啮合，所述主电机驱动齿轮8与主电机9的输出轴固接；
所述中间轴小齿轮15与所述差速器14齿轮啮合，所述差速器14与减速器5之间通过转动副连接，所述差速器14的左端输出轴与左半轴10通过万向节连接左轮11，所述差速器14的右端输出轴与右半轴13通过万向节连接右轮12。
实施例1
单电机纯电驱动模式：如图2所示，在该工作模式下，离合器2和同步器3处于断开状态，发动机1和副电机6不工作，只有主电机9工作，动力依次从主电机9、主电机驱动齿轮8、中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮15、差速器14、左半轴10及右半轴13分别传递给左轮11和右轮12。
实施例2
双电机纯电驱动模式：如图3所示，在该工作模式下，离合器2处于断开状态，同步器3于闭合状态，发动机1不工作，只有主电机9和副电机6工作，动力源有两个，分别依次从主电机9、主电机驱动齿轮8和从副电机6、同步器3、同步齿轮4传递给中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮15、差速器14、左半轴10及右半轴13，再传递给左轮11和右轮12。
实施例3
双电机与发动机混合驱动模式：如图4所示，在该工作模式下，离合器2和同步器3都处于闭合状态，发动机1、主电机9和副电机6同时工作，动力源有三个，两路分别依次从发动机1、离合器2和副电机6传递给同步器3、同步齿轮4传递给中间轴大齿轮7，第三路依次从主电机9、主电机驱动齿轮8传递给中间轴大齿轮7，再从中间轴小齿轮15、差速器14、左半轴10及右半轴13传递给左轮11和右轮12。
实施例4
单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式：如图5所示，在该工作模式下，离合器2处于闭合状态，同步器3都处于断开状态，发动机1和主电机9工作，发动机1不充当车辆的动力源，通过离合器2，副电机6的输出轴带动副电机6转动，此时副电机6充当发电机，用于给动力电池充电，以提高车辆的续航里程，车辆动力由主电机9提供，动力从依次主电机9、主电机驱动齿轮8、中间轴大齿轮7、中间轴小齿轮15、差速器14、左半轴10及右半轴13传递给左轮11和右轮12。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：包括发动机(1)、离合器(2)、同步器(3)、同步齿轮(4)、减速器(5)、副电机(6)、中间轴大齿轮(7)、主电机驱动齿轮(8)、主电机(9)、左半轴(10)、左轮(11)、右轮(12)、右半轴(13)、差速器(14)、中间轴小齿轮(15)；
所述发动机(1)、主电机(9)和副电机(6)的壳体与减速器(5)的壳体固定连接，所述发动机(1)的输出轴与所述离合器(2)的输入端固接，所述离合器(2)的输出端与所述副电机(6)的输出轴固接，所述同步器(3)固接于所述副电机(6)的输出轴，所述同步齿轮(4)与所述副电机6的输出轴之间通过转动副连接；
所述中间轴大齿轮(7)及中间轴小齿轮(5)与中间轴为一体化结构，并通过轴承与减速器(5)之间通过转动副连接，所述中间轴大齿轮(7)的上端与所述同步齿轮(4)啮合，下端与所述主电机驱动齿轮(8)啮合，所述主电机驱动齿轮(8)与主电机(9)的输出轴固接；
所述中间轴小齿轮(15)与所述差速器(14)齿轮啮合，所述差速器(14)与减速器(5)之间通过转动副连接，所述差速器(14)的左端输出轴经左半轴(10)连接左轮(11)，所述差速器(14)的右端输出轴经右半轴(13)连接右轮(12)。
2.根据权利要求1所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述发动机(1)、主电机(9)和副电机(6)的壳体与减速器(5)的壳体通过螺栓组件固定连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：包括四种不同工作模式，当所述离合器和同步器断开，该电动汽车双电机增程驱动系统处于单电机纯电驱动模式；当所述离合器断开，同步器闭合，该电动汽车双电机增程驱动系统处于双电机纯电驱动模式；当所述离合器和同步器都闭合，该电动汽车双电机增程驱动系统处于双电机与发动机混合驱动模式；当所述离合器闭合，同步器断开，该电动汽车双电机增程驱动系统处于单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式。
4.根据权利要求3所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述单电机纯电驱动模式的具体过程如下：
所述离合器(2)和所述同步器(3)处于断开状态，所述发动机(1)和所述副电机(6)不工作，仅所述主电机(9)工作，动力从所述主电机(9)经所述主电机驱动齿轮(8)、中间轴大齿轮(7)、中间轴小齿轮(15)、差速器(14)、左半轴(10)及右半轴(13)分别传递给左轮(11)和右轮(12)。
5.根据权利要求4所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述双电机纯电驱动模式的具体过程如下：
所述离合器(2)处于断开状态，所述同步器(3)于闭合状态，所述发动机(1)不工作，仅所述主电机(9)和所述副电机(6)工作，动力源有两个，分别从主电机(9)、主电机驱动齿轮(8)和从副电机(6)、同步器(3)、同步齿轮(4)传递给中间轴大齿轮(7)、中间轴小齿轮(15)、差速器(14)、左半轴(10)及右半轴(13)再传递给左轮(11)和右轮(12)。
6.根据权利要求3所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述双电机与发动机混合驱动模式的具体过程如下：
所述离合器(2)和所述同步器(3)都处于闭合状态，所述发动机(1)、所述主电机(9)和副电机(6)同时工作，动力源有三个，两路分别从所述发动机(1)、离合器(2)和副电机(6)传递给同步器(3)、同步齿轮(4)传递给中间轴大齿轮(7)，第三路从所述主电机(9)、主电机驱动齿轮(8)传递给中间轴大齿轮)7，再从中间轴小齿轮(15)、差速器(14)、左半轴(10)及右半轴(13)传递给左轮(11)和右轮(12)。
7.根据权利要求3所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述单电机纯电驱动加发动机增程驱动模式的具体过程如下：
所述离合器(2)处于闭合状态，所述同步器(3)都处于断开状态，所述发动机(1)和所述主电机(9)工作，所述发动机(1)不充当车辆的动力源，通过所述离合器(2)，副电机(6)的输出轴带动所述副电机(6)转动，此时所述副电机(6)充当发电机，用于给动力电池充电，以提高车辆的续航里程，车辆动力由所述主电机(9)提供，动力从所述主电机(9)、主电机驱动齿轮(8)、中间轴大齿轮(7)、中间轴小齿轮(15)、差速器(14)、左半轴(10)及右半轴(13)传递给左轮(11)和右轮(12)。
8.根据权利要求1所述的电动汽车双电机增程驱动系统，其特征在于：所述差速器(14)与减速器(5)之间通过转动副连接，所述差速器(14)的左端输出轴经左半轴(10)通过万向节连接左轮(11)，所述差速器(14)的右端输出轴经右半轴(13)通过万向节连接右轮(12)。
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