CN109866613A - 减速器、电动汽车的驱动系统及其控制方法、电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种减速器、电动汽车的驱动系统及其控制方法、电动汽车,属于电动汽车技术领域。减速器中,第一中间轴与第一输入轴传动连接,第二中间轴与第二输入轴传动连接,集中驱动件与差速装置的动力输入端传动连接;第一传动组件用于连通或者断开第一中间轴与集中驱动件之间的动力传递,第二传动组件用于连通或者断开第二中间轴与集中驱动件之间的动力传递;第一输出轴、第二输出轴分别与差速装置的两个动力输出端传动连接,第三传动组件用于连通或者断开第一中间轴与第一输出轴之间的动力传递,第四传动组件用于连通或者断开第二中间轴与第二输出轴之间的动力传递。采用该减速器可有效提升电动汽车在一侧车轮空转或者打滑行驶工况下的动力。
Description
技术领域
本公开涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种减速器、电动汽车的驱动系统及其控制方法、电动汽车。
背景技术
电动汽车是指以电能作为能量来源的车辆。驱动系统是电动汽车的重要组成部分,用于将电能转化为机械能并将机械能传递给车轮来驱动车辆行驶。驱动系统的性能直接关系到车辆整体的动力性、经济性、稳定性及通过性等性能,因此,提供一种高性能的驱动系统对于车辆整体性能的提升有重要意义。
图1是相关技术中提供的一种电动汽车的驱动系统的结构示意图。如图1所示,该驱动系统包括:第一电机E1、第二电机E2以及减速器。其中,减速器包括:第一输入轴1a、第二输入轴1b、第一中间轴2a、第二中间轴2b、第一输出轴3a、第二输出轴3b、差速装置4、集中驱动件5、第一输入轴传动组件Xa以及第二输入轴传动组件Xb。第一输入轴1a与第一电机E1的输出轴传动连接,第二输入轴1b与第二电机E2的输出轴传动连接。差速装置4包括一个动力输入端和两个动力输出端,集中驱动件5与差速装置4的动力输入端连接,第一中间轴2a与差速装置4的一个动力输出端传动连接,第二中间轴2b与差速装置4的另一个动力输出端传动连接。第一输出轴3a与第一中间轴2a传动连接,第二输出轴3b与第二中间轴2b传动连接。第一输出轴3a和第二输出轴3b分别与车辆左右两侧的车轮C传动连接。第一输入轴传动组件Xa用于连通第一输入轴1a与第一中间轴2a的动力传递,或者连通第一输入轴1a与集中驱动件5之间的动力传递,或者切断第一输入轴1a的动力传递;第二输入轴传动组件Xb用于连通第二输入轴1b与第二中间轴2b的动力传递,或者连通第二输入轴1b与集中驱动件5之间的动力传递,或者切断第二输入轴1b的动力传递。
上述相关技术中至少存在以下问题:
当车辆一侧的车轮空转或者打滑时,只能通过与未空转打滑的车轮相对应的电机单独驱动未空转打滑的车轮来保证车辆行驶,而一台电机所能提供的动力有限,会出现动力不足的问题。举例来说,当与第二输出轴3b传动连接的车轮C空转或者打滑时,可通过将第一输出轴1a与第一中间轴2a动力传递连通,使第一电机E1的动力经第一输出轴1a、第一中间轴2a传递至第一输出轴3a,从而驱动与第一输出轴3a传动连接的车轮C转动。此时,第一输入轴1a与集中驱动件5的动力传递是断开的,即使将第二输入轴2a与集中驱动件5的动力传递连通,第二电机E2的动力也只能由集中驱动件5传递至差速装置4,再由差速装置4传递至第二输出轴3b。
公开内容
本公开实施例提供了一种减速器、电动汽车的驱动系统及其控制方法、电动汽车,用于解决上述相关技术中车辆在一侧车轮空转或者打滑的行驶工况下动力不足的问题。
具体而言,包括以下的技术方案:
第一方面,本公开实施例提供了一种减速器,包括第一输入轴、第二输入轴、第一中间轴、第二中间轴、第一输出轴、第二输出轴、集中驱动件以及差速装置,所述差速装置包括一个动力输入端和两个动力输出端,所述集中驱动件与所述差速装置的动力输入端传动连接;所述第一中间轴与所述第一输入轴传动连接,所述第二中间轴与所述第二输入轴传动连接;所述第一输出轴、所述第二输出轴分别与所述差速装置的两个动力输出端传动连接;
所述减速器还包括:第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件以及第四传动组件;
所述第一传动组件用于连通或者断开所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递,所述第二传动组件用于连通或者断开所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递;
所述第三传动组件用于连通或者断开所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递,所述第四传动组件用于连通或者断开所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递。
将本公开实施例提供的减速器应用到电动汽车中,将第一输入轴与第一电机的输出轴传动连接,第二输入轴与第二电机的输出轴传动连接,第一输出轴与车辆一侧的车轮传动连接,第二输出轴与车辆另一侧的车轮传动连接,可实现当车辆一侧的车轮空转或者打滑时,使第一电机和第二电机能够同时将动力传递至未空转或者打滑的车轮,从而提升车辆在一侧车轮空转或者打滑行驶工况下的动力。以与第二输出轴传动连接的车轮空转或者打滑为例,将第一中间轴与集中驱动件的动力传递连通,第二中间轴与集中驱动件的动力传递连通,以及第一中间轴与第一输出轴之间的动力传递连通,第一电机输出的动力依次经第一输入轴、第一中间轴、第一输出轴传递至与第一输出轴传动连接的车轮,差速装置失去差速作用,第二电机输出的大部分动力经第二输入轴、第二中间轴、第二传动组件、集中驱动件、第一传动组件、第一中间轴、第一输出轴也传递至与第一输出轴传动连接的车轮,从而实现通过第一电机和第二电机输出的动力共同驱动与第一输出轴传动连接的车轮。
在一个可能的设计中,所述集中驱动件包括集中驱动轴,所述集中驱动轴位于所述第一中间轴和所述第二中间轴之间,且所述第一中间轴、所述集中驱动轴、所述第二中间轴同轴。
在另一个可能的设计中,所述第一传动组件包括:第一中间轴主动齿轮,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;第一中间轴同步器,套设在所述集中驱动轴的一端且与所述集中驱动轴传动连接;第一中间轴接合齿圈,固定在所述第一中间轴主动齿轮靠近所述第一中间轴同步器的端面上;所述第一中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一中间轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第二传动组件包括:第二中间轴主动齿轮,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;第二中间轴同步器,套设在所述集中驱动轴的另一端且与所述集中驱动轴传动连接;第二中间轴接合齿圈,固定在所述第二中间轴主动齿轮靠近所述第二中间轴同步器的端面上;所述第二中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二中间轴接合齿圈啮合的接合套。
通过第一中间轴同步器的接合套与固定在第一中间轴主动齿轮上的第一中间轴接合齿圈的啮合或者分离,实现第一中间轴与集中驱动轴的动力传递的连通或者断开,通过第二中间轴同步器的接合套与固定在第二中间轴主动齿轮上的第二中间轴接合齿圈的啮合或者分离,实现第二中间轴与集中驱动轴的动力传递的连通或者断开。
在另一个可能的设计中,所述集中驱动件还包括:集中驱动齿轮;所述集中驱动齿轮套设在所述集中驱动轴上,且与所述集中驱动轴传动连接;
所述第一传动组件包括:第一中间轴主动齿轮,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;第一中间轴同步器,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;第一中间轴接合齿圈,固定在所述集中驱动齿轮的一个端面上;所述第一中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一中间轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第二传动组件包括:第二中间轴主动齿轮,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;第二中间轴同步器,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;第二中间轴接合齿圈,固定在所述集中驱动齿轮的另一个端面上;所述第二中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二中间轴接合齿圈啮合的接合套。
通过第一中间轴同步器的接合套与固定在集中驱动齿轮上的第一中间轴接合齿圈的啮合或者分离,实现第一中间轴与集中驱动齿轮的动力传递的连通或者断开,通过第二中间轴同步器的接合套与固定在集中驱动齿轮上的第二中间轴接合齿圈的啮合或者分离,实现第二中间轴与集中驱动齿轮的动力传递的连通或者断开。
在另一个可能的设计中,所述第三传动组件包括:第一输出轴齿轮,套设在所述第一输出轴上且与所述第一中间轴主动齿轮啮合;第一输出轴同步器,套设在所述第一输出轴上且与所述第一输出轴传动连接;第一输出轴接合齿圈,固定在所述第一输出轴齿轮靠近所述第一输出轴同步器的端面上;所述第一输出轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一输出轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第四传动组件包括:第二输出轴齿轮,套设在所述第二输出轴上且与所述第二中间轴主动齿轮啮合;第二输出轴同步器,套设在所述第二输出轴上且与所述第二输出轴传动连接;第二输出轴接合齿圈,固定在所述第二输出轴齿轮靠近所述第二输出轴同步器的端面上;所述第二输出轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二输出轴接合齿圈啮合的接合套。
通过第一输出轴同步器的接合套与固定在第一输出轴齿轮上的第一输出轴接合齿圈的啮合或者分离,实现第一中间轴与第一输出轴的动力传递的连通或者断开,通过第二输出轴同步器的接合套与第二输出轴齿轮的接合或者分离,实现第二中间轴与第二输出轴的动力传递的连通或者断开。
在另一个可能的设计中,所述第一中间轴同步器、所述第二中间轴同步器、所述第一输出轴同步器、所述第二输出轴同步器为单边同步器。
在另一个可能的设计中,所述减速器还包括:
第一输入轴齿轮,套设在所述第一输入轴上且与所述第一输入轴传动连接;
第一中间轴被动齿轮,套设在所述第一中间轴上,与所述第一中间轴传动连接,且与所述第一输入轴齿轮啮合;
第二输入轴齿轮,套设在所述第二输入轴上且与所述第二输入轴传动连接;
第二中间轴被动齿轮,套设在所述第二中间轴上,与所述第二中间轴传动连接,且与所述第二输入轴齿轮啮合。
通过第一输入轴齿轮和第一中间轴被动齿轮的啮合实现第一输入轴与第一中间轴之间的动力传递,通过第二输入轴齿轮和第二中间轴被动齿轮的啮合实现第二输入轴与第二中间轴之间的动力传递。
在另一个可能的设计中,所述差速装置包括:
壳体;
主传动齿轮,固定在所述壳体外侧且与所述集中驱动件传动连接;
行星齿轮轴,固定在所述壳体内部,且与所述主传动齿轮的轴线垂直;
第一行星齿轮,套设在所述行星齿轮轴上;
第二行星齿轮,套设在所述行星齿轮轴上,且与所述第一行星齿轮相对设置;
第一侧齿轮,位于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间,且分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合;
第二侧齿轮,位于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间,与所述第一侧齿轮相对设置,且分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合;
所述第一输出轴穿过所述壳体与所述第一侧齿轮传动连接,所述第二输出轴穿过所述壳体与所述第二侧齿轮传动连接。
第二方面,本公开实施例提供了一种电动汽车的驱动系统,包括第一电机和第二电机,其特征在于,还包括本公开实施例第一方面所述的减速器;
所述第一输入轴与所述第一电机的输出轴传动连接,所述第二输入轴与所述第二电机的输出轴传动连接。
在一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括单电机集中式驱动模式;
所述单电机集中式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于停机状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于停机状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开。
单电机集中式驱动模式中通过一台电机同时驱动车辆左右两侧的车轮,使动力向左右两侧车轮平均分配,适用于单侧电机故障,或者车辆平稳行驶,功率和扭矩需求较小的行驶工况,有利于提高电机的工作效率和车辆的经济性。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括:双电机集中式驱动模式;
所述双电机集中式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开。
双电机集中式驱动模式中,通过两台电机同时驱动车辆左右两侧的车轮,使动力向左右两侧车轮平均分配,适用于急加速、爬坡等驱动扭矩需求较大的行驶工况,能够保证车辆足够的动力性。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括:双电机分布式驱动模式;
所述双电机分布式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
双电机分布式驱动模式中,两台电机分别独立驱动车辆左右侧车轮,适用于急转弯、路面附着力较低、高速行驶等有稳定性控制需求的行驶工况,保证车辆稳定行驶。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括:单电机单侧驱动模式;
所述单电机单侧驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于停机状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于停机状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
单电机单侧驱动模式中,一台电机单独驱动与其同一侧的车轮,适用于一侧车轮空转或者打滑,但是驱动扭矩需求较小的行驶工况。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括:第一车轮锁止双电机驱动模式;
所述第一车轮锁止双电机驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
所述驱动系统的驱动模式包括:第二车轮锁止双电机驱动模式;
所述第二车轮锁止双电机驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
以上两种车轮锁止双电机驱动模式中,两台电机共同驱动一侧的车轮,使车辆左右两侧锁止为一个整体,使差速装置失去差速作用,使动力主要向未空转或者打滑的一侧车轮传递,适用于一侧车轮空转或者打滑,并且驱动扭矩需求较大的行驶工况。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统的驱动模式包括:车轮锁止单电机驱动模式;
第一电机处于停机状态,第二电机处于驱动状态,第一中间轴与集中驱动件之间的动力传递连通,第二中间轴与集中驱动件之间的动力传递连通,第一中间轴与第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与第二输出轴之间的动力传递断开(或者连通);
或者,第一电机处于驱动状态,第二电机处于停机状态,第一中间轴与集中驱动件之间的动力传递连通,第二中间轴与集中驱动件之间的动力传递连通,第一中间轴与第一输出轴之间的动力传递断开(或者连通),第二中间轴与第二输出轴之间的动力传递连通;
车轮锁止单电机驱动模式适用于一侧车轮空转或者打滑,并且另一侧的电机发生故障的行驶工况,依靠空转或者打滑一侧的电机驱动未空转或者打滑一侧的车轮。
在另一个可能的设计中,所述驱动系统还包括:
整车控制器;
减速器控制器,与所述整车控制器电连接;
第一电机控制器,与所述第一电机以及所述整车控制器电连接;
第二电机控制器,与所述第二电机以及所述整车控制器电连接;
动力电池,与所述第一电机控制器、所述第二电机控制器和所述整车控制器电连接。
其中,减速器控制器用于控制第一中间轴与集中驱动件之间动力传递的连通与断开,第二中间轴与集中驱动件之间动力传递的连通与断开,第一中间轴与第一输出轴之间动力传递的连通与断开,第二中间轴与第二输出轴之间动力传递的连通与断开。对动力电池用于为第一电机和第二电机提供电能。第一电机控制器和第二电机控制器分别用于控制第一电机和第二电机停机或者输出扭矩,还用于直流电和交流电之间的转换。整车控制器是车辆的协调控制中心,用于根据车辆的行驶工况向减速器控制器、第一电机控制器、第二电机控制器和动力电池发出控制指令。
第三方面,本公开实施例提供了一种电动汽车的驱动系统的控制方法,所述控制方法应用于本公开实施例第二方面所述的电动汽车的驱动系统,包括以下步骤:
获取车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,并根据所述车辆当前行驶状态参数的数值判断所述车辆当前行驶状态,所述行驶状态参数至少包括:横摆角速度、加速度、方向盘转角、车轮转速、第一电机状态参数以及第二电机状态参数;
根据所述车辆当前行驶状态以及所述加速踏板的开度值,对所述驱动系统进行控制。
可以理解的是,对所述驱动系统的控制包括但不限于控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通或者断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通或者断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通或者断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通或者断开,所述第一电机输出扭矩或者停机,所述第二电机输出扭矩或者停机。
在一个可能的设计中,当所述车辆当前行驶状态为平稳行驶,无车轮空转打滑,且所述加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值,或者所述车辆当前行驶状态为第一电机或者第二电机故障,但无车轮空转打滑时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机停机;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机停机,所述第二电机输出扭矩。
在另一个可能的设计中,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,平稳行驶,无车轮空转打滑,且所述加速踏板的开度值大于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩
在另一个可能的设计中,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,无车轮空转打滑,但车辆失稳时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩。
在另一个可能的设计中,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,但一侧车轮空转或者打滑,且所述加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机停机;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机停机,所述第二电机输出扭矩。
在另一个可能的设计中,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,但一侧车轮空转或者打滑,且所述加速踏板的开度值大于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩;
或者
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩。
在另一个可能的设计中,所述控制方法还包括:
车辆上电后,控制所述第一电机的状态、所述第二电机的状态、所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递的状态、所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递的状态、所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递的状态、以及第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递的状态均处于预设状态。
第四方面,本公开实施例提供了一种电动汽车,包括本公开第二方面所述的电动汽车的驱动系统。
在一个可能的设计中,所述电动汽车包括前驱系统或者后驱系统,所述前驱系统或者所述后驱系统为所述电动汽车的驱动系统。
在另一个可能的设计中,所述电动汽车包括前驱系统和后驱系统,所述前驱系统和所述后驱系统中的至少一个为所述电动汽车的驱动系统。
附图说明
图1为相关技术中提供的一种电动汽车的驱动系统的结构示意图;
图2为本公开实施例提供的一种减速器的结构示意图;
图3为本公开实施例提供的另一种减速器的结构示意图;
图4为图2和图3中所示的减速器中的差速装置的结构示意图;
图5为本公开实施例提供的一种电动汽车的驱动系统的结构示意图;
图6a为图5所示的电动汽车的驱动系统在单电机集中式驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6b为图5所示的电动汽车的驱动系统在双电机集中式驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6c为图5所示的电动汽车的驱动系统在双电机分布式驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6d为图5所示的电动汽车的驱动系统在单电机单侧驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6e为图5所示的电动汽车的驱动系统在第一车轮锁止双电机驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6f为图5所示的电动汽车的驱动系统在第二车轮锁止双电机驱动模式下的动力传递路径示意图;
图6g为图5所示的电动汽车的驱动系统在车轮锁止单电机驱动模式下的动力传递路径示意图;
图7为本公开实施例提供的另一种电动汽车的驱动系统的结构示意图;
图8为本公开实施例提供的一种电动汽车的驱动系统的控制方法的流程图;
图9a为图6a所示的单电机集中式驱动模式的控制方法流程图;
图9b为图6b所示的双电机集中式驱动模式的控制方法流程图;
图9c为图6c所示的双电机分布式驱动模式的控制方法流程图;
图9d为图6d所示的单电机单侧驱动模式的控制方法流程图;
图9e为图6e所示的第一车轮锁止双电机驱动模式的控制方法流程图;
图9f为图6f所示的第二车轮锁止双电机驱动模式的控制方法流程图;
图9g为图6g所示的车轮锁止单电机驱动模式的控制方法流程图;
图10为本公开实施例提供的另一种电动汽车的驱动系统的控制方法的流程图;
图11a为本公开实施例提供的一种前轮驱动型电动汽车的结构示意图;
图11b为本公开实施例提供的一种后轮驱动型电动汽车的结构示意图;
图11c为本公开实施例提供的一种四轮驱动型电动汽车的结构示意图。
图6a至图6g中的箭头的方向表示动力传递方向,箭头的粗细表示动力传递的量。
图8以及图11a至图11b中的实线箭头代表电能传递,虚线箭头代表信号传递。
具体实施方式
为使本公开的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义,本公开实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
电动汽车在行驶过程中通过具有动力性、经济性、稳定性以及通过性等性能的需求,驱动系统作为电动汽车的重要组成部分,其性能与车辆整体的性能密切相关。其中,对于动力性需求来说,在驾驶员深踩加速踏板(即加速踏板开度较大)时,希望驱动系统能够输出较大的扭矩和功率。对于经济性需求来说,在平均驱动扭矩和功率较小的行驶工况下,希望电机能够工作在高效区间。对于稳定性需求来说,在湿滑路面行驶、急转弯行驶等工况下,希望车辆左右两侧车轮的驱动扭矩能够独立调节。对于通过性(也称越野型)需求来说,在单侧车轮空转或者打滑等工况下,希望电机输出的扭矩和功率能够流向未空转或者打滑一侧的车轮。
目前,电动汽车的驱动系统大多采用双电机驱动系统,两台电机的动力通过减速器传递给车辆两侧的车轮。对于双电机驱动系统来说,当车辆有动力性需求时,希望两台电机输出的动力能够集中起来驱动车辆两侧的车轮;当车辆有稳定性需求时,希望两台电机输出的动力能够分别传递给车辆两侧的车轮;当单侧电机故障或者车辆有经济性需求时,希望通过一台电机单独来驱动车辆两侧的车轮;而当车辆一侧车轮空转或者打滑时,则希望能够根据动力需求,通过一台电机单独或者两台电机共同驱动未空转或者打滑一侧的车轮。
然而,图1所示的相关技术提供的驱动系统,仅能满足车辆动力性、经济性以及稳定性的需求,当车辆处于一侧车轮空转或者打滑的行驶工况下时,会出现动力不足的问题。
基于以上所述,本公开实施例通过对驱动系统的减速器进行优化改进,使电动汽车的驱动系统在满足车辆动力性、经济性以及稳定性需求的前提下,提升车辆在一侧车轮空转或者打滑的行驶工况下的动力,从而提升车辆的通过性。
在对本公开实施例的技术方案做详细描述之前,首先对本公开实施例中涉及的附图中的标号进行解释说明。
100-减速器;
1a-第一输入轴,1b-第二输入轴;
2a-第一中间轴,2b-第二中间轴;
3a-第一输出轴,3b-第二输出轴;
4-差速装置;
41-壳体;
42-主传动齿轮;
43-行星齿轮轴;
44a-第一行星齿轮,44b-第二行星齿轮;
45a-第一侧齿轮,45b-第二侧齿轮;
5-集中驱动件;
51-集中驱动轴,52-集中驱动齿轮;
X1-第一传动组件,X2-第二传动组件;
61a-第一中间轴主动齿轮,61b-第二中间轴主动齿轮;
62a-第一中间轴接合齿圈,62b-第二中间轴接合齿圈;
7a-第一中间轴同步器,7b-第二中间轴同步器;
X3-第三传动组件,X4-第四传动组件;
81a-第一输出轴齿轮,81b-第二输出轴齿轮;
82a-第一输出轴接合齿圈,82b-第二输出轴接合齿圈;
9a-第一输出轴同步器,9b-第二输出轴同步器;
10a-第一输入轴齿轮,10b-第二输出轴齿轮;
11a-第一中间轴被动齿轮,11b-第二中间轴被动齿轮;
12-外壳;
E1-第一电机,E2-第二电机;
C-车轮;
Y-车轮半轴;
200-整车控制器;
300a-第一电机控制器,300b-第二电机控制器;
400-减速器控制器;
500-动力电池。
下面对本公开实施例提供的减速器做详细说明。
图2是本公开实施例提供的一种减速器100的结构示意图,如图2所示,该减速器100包括:第一输入轴1a、第二输入轴1b、第一中间轴2a、第二中间轴2b、第一输出轴3a、第二输出轴3b、差速装置4,集中驱动件5、第一传动组件X1、第二传动组件X2、第三传动组件X3以及第四传动组件X4。
其中,差速装置4包括一个动力输入端和两个动力输出端;
第一中间轴2a与第一输入轴1a传动连接,第二中间轴2b与第二输入轴1b传动连接,集中驱动件5与差速装置4的动力输入端传动连接;
第一输出轴3a、第二输出轴3b分别与差速装置4的两个动力输出端传动连接,
第一传动组件X1用于连通或者断开第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递,第二传动组件X2用于连通或者断开第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递;
第三传动组件X3用于连通或者断开第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递,第四传动组件X4用于连通或者断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
该减速器100中,第一输入轴1a和第二输入轴1b分别用于与第一电机E1的输出轴和第二电机E2的输出轴传动连接,第一电机E1和第二电机E2输出的动力通过第一输入轴1a和第二输入轴1b传递至减速器100。
第一输出轴3a和第二输出轴3b分别用于与车辆左右两侧的车轮C传动连接,将动力传递至车轮C,从而驱动车辆行驶。
差速装置4通过差速作用可在车辆转弯时,增加受阻力较小的外侧车轮C的转速,从而保证车辆顺利转弯。
通过第一传动组件X1、第二传动组件X2、第三传动组件X3和第四传动组件X4可控制减速器100内部的动力传递路径。其中,当第一中间轴2a与集中驱动件5的动力传递连通、第二中间轴2b与集中驱动件5的动力传递连通、第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通时,第一电机E1输出的动力依次经第一输入轴1a、第一中间轴2a、第一输出轴3a传递至与第一输出轴3a传动连接的车轮C,与此同时,差速装置4失去作用,第二电机E2输出的大部分动力经第二输入轴1b、第二中间轴2b、第二传动组件X2、集中驱动件5、第一传动组件X1、第一中间轴2a、第一输出轴3a也传递至与第一输出轴3a传动连接的车轮C;或者,当第一中间轴2a与集中驱动件5的动力传递连通、第二中间轴2b与集中驱动件5的动力传递连通、第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通时,同样使第二输入轴1b的动力经第二中间轴2b传递至第二输出轴3b,差速装置4失去作用,使第一输入轴1a大部分的动力经第一中间轴2a、第一传动组件X1、集中驱动件5、第二传动组件X2、第二中间轴2b也传递至第二输出轴3b。
可见,本公开实施例提供的减速器100可将第一输入轴1a和第二输入轴1b的动力集中起来传递至一个输出轴。因此,将本公开实施例提供的减速器100应用到电动汽车中,将第一输入轴1a与第一电机E1的输出轴传动连接,第二输入轴1b与第二电机E2的输出轴传动连接,第一输出轴3a与车辆一侧的车轮C传动连接,第二输出轴3b与车辆另一侧的车轮C传动连接,可实现当车辆一侧的车轮C空转或者打滑时,使差速装置4失去作用,使第一电机E1和第二电机E2能够同时将动力传递至未空转或者打滑的车轮C,从而提升车辆在一侧车轮C空转或者打滑行驶工况下的动力。
如图2所示,本公开实施例提供的减速器100中,集中驱动件5可以包括集中驱动轴51。集中驱动轴51位于第一中间轴2a和第二中间轴2b之间,且第一中间轴2a、集中驱动轴51、第二中间轴2b同轴,即第一中间轴2a、集中驱动轴51和第二中间轴2b的轴线位于同一条直线上。
在此基础上,第一传动组件X1、第二传动组件X2可以采用齿轮和同步器配合的形式,具体可以有以下两种实现方式:
(1)如图2所示,第一种实现方式中,第一传动组件X1包括:
第一中间轴主动齿轮61a,套设在第一中间轴2a上且与第一中间轴2a传动连接;
第一中间轴同步器7a,套设在集中驱动轴51的一端且与集中驱动轴51传动连接;
第一中间轴接合齿圈62a,固定在第一中间轴主动齿轮61a靠近第一中间轴同步器7a的端面上;
第一中间轴同步器7a具有可沿轴向滑动、且可与第一中间轴接合齿圈62a啮合的接合套。
在该第一传动组件X1中,通过沿轴向滑动第一中间轴同步器7a的接合套,使其与第一中间轴接合齿圈62a啮合,使第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,使第一中间轴2a的动力传递通过第一中间轴同步器7a传递给集中驱动轴51,将第一中间轴2a与集中驱动件5的动力传递连通。
第二传动组件X2也可以采用齿轮和同步器配合的形式,具体包括:
第二中间轴主动齿轮61b,套设在第二中间轴2b上且与第二中间轴2b传动连接;
第二中间轴同步器7b,套设在集中驱动轴51的另一端且与集中驱动轴51传动连接;
第二中间轴接合齿圈62b,固定在第二中间轴主动齿轮62b靠近第二中间轴同步器7b的端面上;
第二中间轴同步器7b具有可沿轴向滑动、且可与第二中间轴接合齿圈62b啮合的接合套。
在该第二传动组件X2中,通过沿轴向滑动第二中间轴同步器7b的接合套,使其与第二中间轴接合齿圈62b啮合,使第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合,使第二中间轴2b的动力传递通过第二中间轴同步器7b传递给集中驱动轴51,将第二中间轴2b与集中驱动件5的动力传递连通。
(2)如图3所示,第二种实现方式中,集中驱动件5还包括:集中驱动齿轮52;集中驱动齿轮52套设在集中驱动轴51上,且与集中驱动轴51传动连接。
第一传动组件X1包括:
第一中间轴主动齿轮61a,套设在第一中间轴2a上且与第一中间轴2a传动连接;
第一中间轴同步器7a,套设在第一中间轴2a上且与第一中间轴2a传动连接;
第一中间轴接合齿圈62a,固定在集中驱动齿轮52的一个端面上;
第一中间轴同步器7a具有可沿轴向滑动、且可与第一中间轴接合齿圈62a啮合的接合套。
在该第一传动组件X1中,通过沿轴向滑动第一中间轴同步器7a的接合套,使其与第一中间轴接合齿圈62a啮合,使第一中间轴同步器7a的接合套与集中驱动齿轮52接合,使第一中间轴2a的动力传递通过第一中间轴同步器7a传递给集中驱动齿轮52,将第一中间轴2a与集中驱动件5的动力传递连通。
第二传动组件X2包括:
第二中间轴主动齿轮61b,套设在第二中间轴2b上且与第二中间轴2b传动连接;
第二中间轴同步器7b,套设在第二中间轴2b上且与第二中间轴2b传动连接;
第二中间轴接合齿圈62b,固定在集中驱动齿轮52的另一个端面上;
第二中间轴同步器7b具有可沿轴向滑动、且可与第二中间轴接合齿圈62b啮合的接合套。
在该第二传动组件X2中,通过沿轴向滑动第二中间轴同步器7b的接合套,使其与第二中间轴接合齿圈62b啮合,使第二中间轴同步器7b的接合套与集中驱动齿轮52接合,使第二中间轴2b的动力传递通过第二中间轴同步器7b传递给集中驱动齿轮52,将第二中间轴2b与集中驱动件5的动力传递连通。
在上述第一传动组件X1和第二传动组件X2设置方式的基础上,第三传动组件X3也可以采用齿轮和同步器配合的形式,具体包括:
第一输出轴齿轮81a,套设在第一输出轴3a上且与第一中间轴主动齿轮61a啮合;
第一输出轴同步器9a,套设在第一输出轴3a上且与第一输出轴3a传动连接;
第一输出轴接合齿圈82a,固定在第一输出轴齿轮81a靠近第一输出轴同步器9a的端面上;
第一输出轴同步器9a具有可沿轴向滑动、且可与第一输出轴接合齿圈82a啮合的接合套。
在此需要说明的是,本公开实施例中,如无进一步限定“传动连接”,对于仅“套设”在轴上的齿轮来说,其与轴之间并不能直接进行动力传递。
在该第三传动组件X3中,第一输出轴齿轮81a仅套设在第一输出轴3a上,并不能直接与第一输出轴3a进行动力传递,需要通过沿轴向滑动第一输出轴同步器9a的接合套使其与固定在第一输出轴齿轮81a上的第一输出轴接合齿圈82a啮合,使第一输出轴同步器9a与第一输出轴齿轮81a接合,使第一输出轴齿轮81a的动力通过第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a。因此,当第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合时,第一中间轴2a的动力通过第一中间轴主动齿轮61a和第一输出轴齿轮81a的啮合传递至第一输出轴同步器9a,再传递至第一输出轴3a,将第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通。
相应地,第四传动组件X4也可以采用齿轮和同步器配合的形式,具体包括:
第二输出轴齿轮81b,套设在第二输出轴3b上且与第二中间轴主动齿轮61b啮合;
第二输出轴同步器9b,套设在第二输出轴3b上且与第二输出轴3b传动连接;
第二输出轴接合齿圈82b,固定在第二输出轴齿轮81b靠近第二输出轴同步器9b的端面上;
第二输出轴同步器9b具有可沿轴向滑动、且可与第二输出轴接合齿圈82b啮合的接合套。
根据上文所述,当第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合时,第二中间轴2b的动力通过第二中间轴主动齿轮61b和第二输出轴齿轮81b的啮合传递至第二输出轴同步器9b,再传递至第二输出轴3b,将第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。
本公开实施例中,上述第一中间轴同步器7a、第二中间轴同步器7b、第一输出轴同步器9a以及第二输出轴同步器9b与相对应的接合齿圈啮合,具体可通过以下方式实现:在同步器的接合套的内圆周面上设置锥齿,在接合齿圈的外圆周面设置可与接合套内圆周面上的锥齿啮合的锥齿,从而通过锥齿之间的啮合作用实现动力传递。
本公开实施例中,第一中间轴同步器7a、第二中间轴同步器7b、第一输出轴同步器9a、第二输出轴同步器9b可以为单边同步器,即同步器的滑套仅能沿轴向的一侧滑动;也可以为双边同步器,即同步器的滑套沿轴向的两侧均能滑动。
本公开实施例中,第一传动组件X1、第二传动组件X2、第三传动组件X3和第四传动组件X4的形式不限于上述齿轮和同步器相配合的形式,只要能够控制动力传递连通以及断开的传动组件均可。举例来说,可利用离合器代替第一中间轴同步器7a、第二中间轴同步器7b、第一输出轴同步器9a、第二输出轴同步器9b来实现动力的连通与切断。可以理解的是,当离合器处于接合状态时相当于同步器的接合套与齿轮接合,当离合器处于分离状态时,相当于同步器的接合套与齿轮分离。
如图2或图3所示,本公开实施例中可以通过齿轮的啮合实现第一输入轴1a和第一中间轴2a的传动连接,以及第二输入轴1b和第二中间轴2b的传动连接,基于此,本公开实施例提供的减速器100还可以包括:
第一输入轴齿轮10a,套设在第一输入轴1a上且与第一输入轴1a传动连接;
第一中间轴被动齿轮11a,套设在第一中间轴2a上,与第一中间轴2a传动连接,且与第一输入轴齿轮10a啮合;
第二输入轴齿轮10b,套设在第二输入轴1b上且与第二输入轴1b传动连接;
第二中间轴被动齿轮11b,套设在第二中间轴2b上,与第二中间轴2b传动连接,且与第二输入轴齿轮10b啮合。
第一输入轴1a的动力传递至第一输入轴齿轮10a,再通过第一输入轴齿轮10a和第一中间轴被动齿轮11a的啮合传递至第一中间轴被动齿轮11a,再传递至第一中间轴2a;第二输入轴1b的动力传递至第二输入轴齿轮10b,再通过第二输入轴齿轮10b和第二中间轴被动齿轮11b的啮合传递至第二中间轴被动齿轮11b,再传递至第二中间轴2b。
可以理解的是,第一中间轴被动齿轮11a设置在第一中间轴主动齿轮61a背离第一中间轴同步器7a的一侧,第二中间轴被动齿轮11b设置在第二中间轴主动齿轮61b背离第二中间轴同步器7b的一侧。
如图4所示,本公开实施例提供的减速器100中的差速装置4可以采用齿轮式差速装置,包括:
壳体41;
主传动齿轮42,固定在壳体41外侧且与集中驱动件5传动连接;
行星齿轮轴43,固定在壳体41内部,且与主传动齿轮42的轴线垂直;
第一行星齿轮44a,套设在行星齿轮轴43上;
第二行星齿轮44b,套设在行星齿轮轴43上,且与第一行星齿轮44a相对设置;
第一侧齿轮45a,位于第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b之间,且分别与第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b啮合;
第二侧齿轮45b,位于第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b之间,与第一侧齿轮45a相对设置,且分别与第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b啮合;
第一输出轴3a穿过壳体41与第一侧齿轮45a传动连接,第二输出轴3b穿过壳体41与第二侧齿轮45b传动连接。
可以理解的是,第一输出轴3a和第二输出轴3b同轴,且与行星齿轮轴43垂直。
该差速装置4中,主传动齿轮42为差速装置4的动力输入端,第一侧齿轮45a和第二侧齿轮45b分别为差速装置4的两个动力输出端。集中驱动件5将动力传递至主传动齿轮42,驱动主传动齿轮42旋转,通过主传动齿轮42旋转带动壳体41旋转,从而使与壳体41固定连接的行星齿轮轴43以第一输出轴3a和第二输出轴3b的轴线为中心旋转,使第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b绕着第一输出轴3a和第二输出轴3b的轴线旋转,带动第一侧齿轮45a和第二侧齿轮45b旋转,使第一输出轴3a和第二输出轴3b旋转,进而驱动车辆行驶。当车辆处于直线行驶状态时,第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b绕着第一输出轴3a和第二输出轴3b的轴线公转,第一行星齿轮44a、第一侧齿轮45a、第二行星齿轮44b、第二侧齿轮45b之间没有相对转动;当车辆转弯时,由于两侧车轮C受到的阻力不同,使第一行星齿轮44a和第二行星齿轮44b绕着第一输出轴3a和第二输出轴3b的轴线公转的同时,还会绕着行星齿轮轴43自转,第一行星齿轮44a、第一侧齿轮45a、第二行星齿轮44b、第二侧齿轮45b之间发生相对转动,实现差速作用,保证车辆顺利转弯。
本公开实施例中,差速装置4的主传动齿轮42可通过与集中驱动齿轮52啮合来实现差速装置4与集中驱动件5的动力传递。
本公开实施例提供的减速器100中,对于套设在轴上且与轴传动连接的部件来说,可以通过键(例如花键)连接的方式实现与轴之间的动力传递。
进一步地,如图2所示,本公开实施例提供的减速器100还可以包括外壳12。外壳12上与第一输入轴1a、第二输入轴1b、第一输出轴3a和第二输出轴3b对应的位置处设置有通孔,便于第一输入轴1a、第二输入轴1b与电机连接,以及第一输出轴3a和第二输出轴3b与车轮C的连接。第一中间轴2a和第二中间轴2b则以可转动的方式与外壳12的内壁固定。
基于上述减速器100的结构,本公开实施例提供了一种电动汽车的驱动系统,下面对该驱动系统做详细说明。
图5为本公开实施例提供的一种电动汽车的驱动系统的结构示意图,如图5所示,该驱动系统包括第一电机E1、第二电机E2以及上述的减速器100。
其中,减速器100的第一输入轴1a与第一电机E1的输出轴传动连接,减速器100的第二输入轴1b与第二电机E2的输出轴传动连接。
本公开实施例提供的驱动系统中,第一输入轴1a可通过键(例如花键)连接的方式实现与第一电机E1的输出轴之间的动力传递,第二输入轴1b可通过键(例如花键)连接的方式实现与第二电机E2的输出轴之间的动力传递。
减速器100的第一输出轴3a可与车辆左侧车轮C传动连接,也可与车辆右侧的车轮C传动连接,本公开实施例不作严格限定。下文中,为了便于描述,如无特殊说明,均以第一输出轴3a与车辆左侧车轮C传动连接、第二输出轴3b与车辆右侧车轮C传动连接为例进行说明,并且车辆的左侧和右侧是以车辆行驶方向为基准划分的。
本公开实施例提供的驱动系统中,可通过控制第一电机E1处于驱动或者停机状态,第二电机E2处于驱动或者停机状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通或者断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通或者断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通或者断开,以及第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通或者断开,使驱动系统在单电机集中式驱动模式、双电机集中式驱动模式、双电机分布式驱动模式、单电机单侧驱动模式、车轮锁止双电机驱动模式、车轮锁止单电机驱动模式等六种驱动模式之间进行切换,以满足不同行驶工况的需求。
下面对上述单电机集中式驱动模式、双电机集中式驱动模式、双电机分布式驱动模式、单电机单侧驱动模式、车轮锁止双电机驱动模式、以及车轮锁止单电机驱动模式这六种驱动模式做详细说明。
(一)单电机集中式驱动模式
单电机集中式驱动模式是指通过一台电机同时驱动车辆左右两侧的车轮C,使动力向左右两侧车轮C平均分配。该驱动模式适用于单侧电机故障,或者车辆平稳行驶,功率和扭矩需求较小的行驶工况,有利于提高电机的工作效率和车辆的经济性。
单电机集中式驱动模式又包括第一电机E1集中式驱动模式和第二电机E2集中式驱动模式。
第一电机E1集中式驱动模式中,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于停机状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对第一电机E1集中式驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6a示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于第一电机E1集中式驱动模式下的动力传递路径。
如图6a中所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,连通第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离,断开第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离,断开第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一中间轴同步器7a传递至集中驱动轴51,传递至集中驱动轴51的动力经集中驱动齿轮52传递至差速装置4,再分别传递至第一输出轴3a和第二输出轴3b,从而驱动车辆左侧车轮C和右侧车轮C转动。
当车辆转弯时,差速装置4发挥差速作用,保证车辆顺利转弯。
第二电机E2集中式驱动模式中,第一电机E1处于停机状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
第二电机E2集中式驱动模式的动力传递路径可参考上述对于第一电机E1集中式驱动模式动力传递路径的描述,在此不再赘述。
(二)双电机集中式驱动模式
双电机集中式驱动模式是指通过两台电机同时驱动车辆左右两侧的车轮C,使动力向左右两侧车轮C平均分配。该驱动模式适用于急加速、爬坡等驱动扭矩需求较大的行驶工况,能够保证车辆足够的动力性。
在双电机集中式驱动模式中,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对双电机集中式驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6b示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于双电机集中式驱动模式下的动力传递路径。
如图6b中所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,连通第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合,连通第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离,断开第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一中间轴同步器7a传递至集中驱动轴51,第二电机E2输出的动力经第二输入轴1b、第二输入轴齿轮10b、第二中间轴被动齿轮11b、第二中间轴2b、第二中间轴主动齿轮61b、第二中间轴同步器7b也传递至集中驱动轴51,传递至集中驱动件5的动力经集中驱动齿轮52传递至差速装置4,再分别传递至第一输出轴3a和第二输出轴3b,从而驱动车辆左侧车轮C和右侧车轮C转动。
当车辆转弯时,差速装置4发挥差速作用,保证车辆顺利转弯。
(三)双电机分布式驱动模式
双电机分布式驱动模式是指两台电机分别独立驱动车辆左右侧车轮C。该驱动模式适用于急转弯、路面附着力较低、高速行驶等有稳定性控制需求的行驶工况,保证车辆稳定行驶。
在双电机分布式驱动模式中,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对双电机分布式驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6c示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于双电机分布式驱动模式下的动力传递路径。
如图6c中所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离,断开第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离,断开第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合,连通第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力连通。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a,从而驱动车辆左侧车轮C转动;第二电机E2输出的动力经第二输入轴1b、第二输入轴齿轮10b、第二中间轴被动齿轮11b、第二中间轴2b、第二中间轴主动齿轮61b、第二输出轴齿轮81b、第二输出轴同步器9b传递至第二输出轴3b,从而驱动车辆右侧车轮C转动。
(四)单电机单侧驱动模式
单电机单侧驱动模式是指一台电机单独驱动与其同一侧的车轮C。该驱动模式适用于一侧车轮C空转或者打滑,但是驱动扭矩需求较小的行驶工况。
单电机单侧驱动模式又包括适用于车辆右侧车轮C打滑行驶工况的第一电机E1单侧驱动模式和适用于车辆左侧车轮C打滑行驶工况第二电机E2单侧驱动模式。
在第一电机E1单侧驱动模式中,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于停机状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对第一电机E1单侧驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6d示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于第一电机E1单侧驱动模式下的动力传递路径。
如图6d中所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离,断开第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离,断开第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合,连通第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a,从而驱动车辆左侧车轮C转动。
在第二电机E2单侧驱动模式中,第一电机E1处于停机状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。
第二电机E2单侧驱动模式的动力传递路径可参考上述对于第一电机E1单侧驱动模式动力传递路径的描述,在此不再赘述。
(五)车轮锁止双电机驱动模式
车轮锁止双电机驱动模式是指两台电机共同驱动一侧的车轮C。该驱动模式可使车辆左右两侧车轮锁止为一个整体,使差速装置4失去差速作用,使动力主要向未空转或者打滑的一侧车轮C传递,适用于一侧车轮C空转或者打滑,并且驱动扭矩需求较大的行驶工况。
车轮锁止双电机驱动模式包括第一车轮锁止双电机驱动模式和第二车轮锁止双电机驱动模式。
(1)第一车轮锁止双电机驱动模式
对于车辆右侧车轮C空转或者打滑的行驶工况,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对上述适用于车辆右侧车轮C空转或者打滑行驶工况的第一车轮锁止双电机驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6e示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于上述第一车轮锁止双电机驱动模式的动力传递路径。
如图6e所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,连通第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合,连通第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合,连通第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a;第二电机E2输出的动力经第二输入轴1b、第二输入轴齿轮10b、第二中间轴被动齿轮11b、第二中间轴2b、第二中间轴主动齿轮61b、第二中间轴同步器7b传递至集中驱动轴51,传递至集中驱动轴51的动力中的大部分经第一中间轴同步器7a传递第一中间轴主动齿轮61a,再经第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a也传递至第一输出轴3a,从而驱动车辆左侧车轮C转动。
如图6e所示,传递至集中驱动轴51的动力中的一小部分会经集中驱动齿轮52传递至差速装置4,再经差速装置4传递至第一输出轴3a和第二输出轴3b。
对于车辆左侧车轮C空转或者打滑的行驶工况,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。
对于该适用于车辆左侧车轮C空转或者打滑行驶工况的驱动模式的动力传递路径可参考上述对于上述适用于车辆右侧车轮C空转或者打滑行驶工况的驱动模式的动力传递路径的描述,在此不再赘述。
(2)第二车轮锁止双电机驱动模式
第二车轮锁止双电机驱动模式中,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统、且右侧车轮C打滑为例,对第二车轮锁止双电机驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6f示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于第二车轮锁止双电机驱动模式的且右侧车轮C空转或者打滑的动力传递路径。
如图6f所示,第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,连通第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合,连通第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合,连通第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合,连通第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第一电机E1输出的动力经第一输入轴1a、第一输入轴齿轮10a、第一中间轴被动齿轮11a、第一中间轴2a、第一中间轴主动齿轮61a、第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a;第二电机E2输出的动力经第二输入轴1b、第二输入轴齿轮10b、第二中间轴被动齿轮11b传递至第二中间轴2b,传递至第二中间轴2b的动力中的大部分经第二中间轴主动齿轮61b、第二中间轴同步器7b传递至集中驱动轴51,传递至集中驱动轴51的动力中的大部分经第一中间轴同步器7a传递第一中间轴主动齿轮61a,再经第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a也传递至第一输出轴3a,从而驱动车辆左侧车轮C转动。
如图6f所示,传递至第二中间轴2b的动力中的一小部分会经第二中间轴主动齿轮61b、第二输出轴齿轮81b、第二输出轴同步器9b传递至第二输出轴3b,传递至集中驱动轴51的动力中的一小部分会经集中驱动齿轮52传递至差速装置4,再经差速装置4传递至第一输出轴3a和第二输出轴3b。
在车辆行驶过程中,还可能遇到一侧车轮C空转或者打滑,并且另一侧的电机发生故障的行驶工况,在这种行驶工况下,本公开实施例提供的驱动系统还能够在车轮锁止单电机驱动模式下运行,依靠空转或者打滑一侧的电机驱动未空转或者打滑一侧的车轮C。
(六)车轮锁止单电机驱动模式
车轮锁止单电机驱动模式中,当车辆右侧车轮C空转或者打滑,且左侧的第一电机E1故障时,第一电机E1处于停机状态,第二电机E2处于驱动状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对上述适用于车辆右侧车轮C空转或者打滑、且第一电机E1故障的车轮锁止单电机驱动模式的动力传递路径做进一步说明。
图6g示出了采用如图2所示的减速器100的驱动系统处于上述车轮锁止单电机驱动模式的动力传递路径。
第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合,连通第一中间轴2a与集中驱动轴51之间的动力传递;第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合,连通第二中间轴2b与集中驱动轴51之间的动力传递;第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合,连通第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递;第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离,断开第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递。
第二电机E2输出的动力经第二输入轴1b、第二输入轴齿轮10b、第二中间轴被动齿轮11b、第二中间轴2b、第二中间轴主动齿轮61b、第二中间轴同步器7b传递至集中驱动轴51,传递至集中驱动轴51的动力中的大部分经第一中间轴同步器7a传递第一中间轴主动齿轮61a,再经第一输出轴齿轮81a、第一输出轴同步器9a传递至第一输出轴3a,从而驱动车辆左侧车轮C转动。
如图6g所示,传递至集中驱动轴51的动力中的一小部分会经集中驱动齿轮52传递至差速装置4,再经差速装置4传递至第一输出轴3a和第二输出轴3b。
当车辆左侧车轮C空转或者打滑,且右侧的第二电机E2故障时,第一电机E1处于驱动状态,第二电机E2处于停机状态,第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通。这种情况下的动力传递路径可参考上述车辆右侧车轮C空转或者打滑,且左侧的第一电机E1故障时的动力传递路径,在此不再赘述。
将第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递、第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递、第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递、以及第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递均连通,也可实现上述车轮锁止单电机驱动模式,其动力传递路径可参考第二车轮锁止双电机驱动模式中每台电机各自的动力传递路径,在此同样不再赘述。
需要说明的是,在车轮锁止单电机驱动模式中,由于车辆行驶时需要拖着故障一起运转,因此车辆行驶速度不能过高,可以中低速行驶。
本公开实施例提供的驱动系统中,在单电机集中式驱动模式和单电机单侧驱动模式中,可使不需要传递动力的齿轮不随转,降低能量消耗,提升车辆整体的经济性。
参见图7,其示出了本公开实施例提供的另一种电动汽车的驱动系统的结构示意图。该驱动系统中,除包括上述的减速器100、第一电机E1和第二电机E2外,还包括整车控制器200、减速器控制器400、第一电机控制器300a、第二电机控制器300b以及动力电池500。减速器控制器400与整车控制器200电连接,第一电机控制器300a与第一电机E1以及整车控制器200电连接,第二电机控制器300b与第二电机E2以及整车控制器200电连接,动力电池500与第一电机控制器300a、第二电机控制器300b和整车控制器200电连接。
其中,减速器控制器400用于控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间动力传递的连通与断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间动力传递的连通与断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间动力传递的连通与断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间动力传递的连通与断开。对于采用如图2所示的通过同步器控制动力传递的减速器100来说,减速器控制器400则用于第一中间轴同步器7a、第二中间轴同步器7b、第一输出轴同步器9a和第二输出轴同步器9b的接合套与对应的齿轮的接合或者分离。
动力电池500用于为第一电机E1和第二电机E2提供电能。
第一电机控制器300a和第二电机控制器300b分别用于控制第一电机E1和第二电机E2,一方面控制第一电机E1和第二电机E2处于驱动状态还是停机状态,另一方面在第一电机E1和第二电机E2处于驱动状态时控制第一电机E1和第二电机E2输出的扭矩。动力电池500输出的直流电,第一电机控制器300a和第二电机控制器300b还用于将动力输出的直流电转换为第一电机E1和第二电机E2能够识别的交流电。
整车控制器200是车辆的协调控制中心,用于根据车辆的行驶工况向减速器控制器400、第一电机控制器300a、第二电机控制器300b和动力电池500发出控制指令。
表1为采用如图2所示的减速器100的驱动系统在各个驱动模式下,第一电机E1、第二电机E2、第一中间轴同步器7a、第二中间轴同步器7b、第一输出轴同步器9a和第二输出轴同步器9b的状态汇总。
表1驱动模式状态汇总
综上所述,本公开实施例提供的驱动系统能够兼顾车辆在各种工况下的性能需求,具体表现在:
提升了车辆的经济性:当车辆运行于功率和扭矩需求不大的行驶工况时,可采用单电机集中式驱动模式,提高电机和减速器100的工作点负荷和工作效率,从而提升车辆的经济性;
保证了车辆的动力性:当驾驶员深踩加速踏板(即加速踏板开度值较大)需要车辆急加速时,可采用双电机集中式驱动模式,充分发挥双电机的输出扭矩,从而保证车辆的动力性;
提升了车辆的操控稳定性:当车辆运行于急转弯、高速或湿滑路面时,可采用双电机分布式驱动模式,从而独立控制左右车轮C驱动扭矩,提升车辆的操控稳定性;
提升了车辆的通过性:当车辆运行于不平路面或泥泞路面,使单侧车轮C发生空转或打滑时,可采用单电机单侧驱动模式,如果单电机驱动力不足,还可采用左右轮锁止双电机驱动模式,从而提升车辆通过性。
提高了系统冗余性:当驱动系统中的某个电机发生故障时,可采用单电机集中式驱动模式,用无故障的电机继续驱动车辆行驶到附近维修站,从而提高车辆的系统冗余性。
本公开实施例提供的驱动系统适用于各类型的电动汽车。按照电能来源划分,包括但不限于:由可充电电池为电机提供电能的纯电动汽车,依靠发动机输出的动力为电机提供电能的增程式电动汽车,以及利用氢气和氧气在催化剂的作用下发生电化学反应产生的电能的燃料电池电动汽车。按照驱动类型划分,可以为前轮驱动型电动汽车,后轮驱动型电动汽车,或者四轮驱动型电动汽车。
为了使本公开实施例提供的电动汽车的驱动系统能够根据车辆行驶工况在各个驱动模式间切换,本公开实施例提供了一种应用于上述电动汽车的驱动系统的控制方法,下面将对控制方法做详细说明。
图8是本公开实施例提供的一种电动汽车的驱动系统的控制方法的流程图。如图8所示,该控制方法包括:
步骤S1,获取车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,并根据车辆当前行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,行驶状态参数包括:横摆角速度、加速度、方向盘转角、车轮C转速、第一电机E1状态参数以及第二电机E2状态参数。
步骤S2,根据车辆当前行驶状态以及加速踏板的开度值,对所述控制系统进行控制。
该控制方法中,通过横摆角速度、加速度、方向盘转角判断车辆是否有稳定性控制需求;通过车轮C转速判断是否有车轮C发生打滑或者空转,从而判断车辆是否有通过性控制需求;通过第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否发生故障;通过加速度踏板开度值来判断驾驶员的扭矩需求,加速踏板开度值越大,说明驾驶员的扭矩需求越大。
具体来说,横摆角速度是指汽车绕垂直轴的偏转,横摆角速度的大小代表车辆行驶的稳定程度,当横摆角速度值超过一定数值时说明车辆处于侧向滑动、甩尾等不稳定的行驶状态;加速度值越大也说明车辆可能处于不稳定的行驶状态;当方向盘转角值超过一定数值时说明车辆可能处于急转弯、侧向滑动等不稳定的行驶状态。
本公开实施例中,可通过设置横摆角速度预设值、加速度预设值以及方向盘转角预设值来实现对车辆是否平稳行驶的判断。举例来说,可在当前的横摆角速度、加速度以及方向盘转角的数值中至少一个大于或者等于对应的预设值时,认为车辆失稳,有稳定性控制需求,在当前的横摆角速度、加速度以及方向盘转角的数值中均小于对应的预设值时,认为车辆平稳行驶,没有稳定性控制需求。
由于当车轮C空转或者打滑时,其转速会明显超过其他车轮C的转速,因此可通过比较四个车轮C的转速来判断是否有车轮C发生空转或者打滑。可设置一个车轮C转速差值的预设值,当某一个车轮C的转速与其他车轮C的转速的差值超过预设值时,则说明该车轮C发生空转或者打滑,此时车辆有通过性控制需求。
本公开实施例中,上述横摆角速度预设值、加速度预设值、方向盘转角、车轮C转速以及加速踏板开度值可分别通过横摆角速度传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器、车轮C转速传感器、加速踏板开度传感器来获取,第一电机E1和第二电机E2的状态参数可由第一电机控制器300a、第二电机控制器300b来获取。以上各传感器、第一电机控制器300a和第二电机控制器300b将获取的信息传输至整车控制器200,整车控制器200根据接收到的信息判断车辆是否平稳行驶、是否有车轮C空转或者打滑,驾驶员是否有较大的扭矩需求,根据判断结果向减速器控制器400、第一电机控制器300a、第二电机控制器300b发出相应指令,使驱动系统进入对应的驱动模式,以满足车辆行驶需求。
可以理解的是,对驱动系统的控制主要是控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通或者断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通或者断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通或者断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通或者断开,第一电机E1输出扭矩或者停机,第二电机E2输出扭矩或者停机。
下面对驱动系统的各个驱动模式的控制方法做详细说明。
(一)单电机集中式驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为平稳行驶,无车轮C空转打滑,且加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,车辆无稳定性控制需求,也无通过性控制需求,并且驾驶员的扭矩需求较小,在这种情况下控制驱动系统进入单电机集中式驱动模式。或者,当第一电机E1和第二电机E2中的一个电机故障,但是无车轮C空转或者打滑的情况下,也控制驱动系统进入单电机集中式驱动模式。
其中,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2停机,使驱动系统进入第一电机E1集中式驱动模式。
控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开,第一电机E1停机,第二电机E2输出扭矩,使驱动系统进入第二电机E2集中式驱动模式。
在单电机集中式驱动模式中,根据加速踏板的开度值来确定驾驶员的需求扭矩,将驾驶员的需求扭矩记为T,处于驱动状态的电机的输出扭矩可以为T。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对第一电机E1集中式驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9a是采用如图2所示的减速器100的驱动系统的第一电机E1集中式驱动模式的控制方法流程图。
如图9a所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤a1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值;
步骤a2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤a3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为第二电机E2故障且无车轮C空转打滑,或者当前行驶状态为平稳行驶,无车轮C空转打滑,且加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离的指令,将驾驶员的扭矩需求T发送给第一电机控制器300a,向第二电机控制器300b发出停机指令;
步骤a4,减速器控制器400接收整车控制器200的指令,并控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离;
步骤a5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩值T,第二电机控制器300b控制第二电机E2停机。
(二)双电机集中式驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,平稳行驶,无车轮C空转打滑,且加速踏板的开度值大于预设开度值时,车辆无稳定性控制需求、也无通过性控制需求,但是驾驶员的扭矩需求较大,在这种情况下,控制驱动系统进入双电机集中式驱动模式,即控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2输出扭矩。
在双电机集中式驱动模式中,根据加速踏板的开度值来确定驾驶员的需求扭矩,将驾驶员的需求扭矩记为T,第一电机E1和第二电机E2输出的扭矩可以分别为T/2。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对双电机集中式驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9b是采用如图2所示的减速器100的驱动系统的双电机集中式驱动模式的控制方法流程图。
如图9b所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤b1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,
步骤b2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤b3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,无车轮C空转打滑,且加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离的指令,将驾驶员的扭矩需求T的二分之一分别发送给第一电机控制器300a和第二电机控制器300b;
步骤b4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离;
步骤b5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩值T/2,第二电机控制器300b控制第二电机E2输出扭矩值T/2。
(三)双电机分布式驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,无车轮C空转打滑,但车辆失稳时,车辆有稳定性控制需求,在这种情况下,控制驱动系统进入双电机分布式驱动模式,即控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2输出扭矩。
在双电机分布式驱动模式中,根据加速踏板的开度值来确定驾驶员的需求扭矩,并根据需求扭矩和车辆失稳状态,通过稳定性算法确定第一电机E1和第二电机E2的扭矩需求。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对双电机集中式驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9c是采用如图2所示的减速器100的驱动系统的双电机集中式驱动模式的控制方法流程图。
如图9c所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤c1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,
步骤c2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤c3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,无车轮C空转打滑,但车辆失稳时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合的指令,向第一电机控制器300a和第二电机控制器300b发送扭矩需求;
步骤c4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合;
步骤c5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩,第二电机控制器300b控制第二电机E2输出扭矩。
(四)单电机单侧驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,但一侧车轮C空转或者打滑,且加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,车辆有通过性控制需求,但是驾驶员的扭矩需求较小,在这种情况下控制驱动系统进入单电机单侧驱动模式。
其中,当右侧车轮C空转或者打滑时,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2停机,使驱动系统进入第一电机E1单侧驱动模式,为左侧车轮C提供动力。
当左侧车轮C空转或者打滑时,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递断开,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递断开,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通,第一电机E1停机,第二电机E2输出扭矩,使驱动系统进入第二电机E2单侧驱动模式,为右侧车轮C提供动力。
在单电机单侧驱动模式中,根据加速踏板的开度值来确定驾驶员的需求扭矩,将驾驶员的需求扭矩记为T,处于驱动状态的电机的输出扭矩可以为T。
可以理解的是,当车辆处于一侧车轮C空转或者打滑,且该侧电机发生故障时,则不论加速踏板的开度值是否小于或者等于预设值,都应控制驱动系统进入单电机单侧驱动模式。如果加速踏板的开度值对应的需求扭矩小于或者等于单电机所能输出的最大扭矩,则控制电机按照需求扭矩输出;如果加速踏板的开度值对应的需求扭矩大于单电机所能输出的最大扭矩,则控制电机输出最大扭矩。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对第一电机E1单侧驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9d是采用如图2所示的减速器100的驱动系统的第一电机E1集中式驱动模式的控制方法流程图。
如图9d所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤d1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,
步骤d2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤d3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为第二电机E2故障,或者为平稳行驶,无车轮C空转打滑,且加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b分离、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离的指令,将驾驶员的扭矩需求T发送给第一电机控制器300a,向第二电机控制器300b发出停机指令;
步骤d4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a分离、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a分离以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离;
步骤d5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩值T,第二电机控制器300b控制第二电机E2停机。
(五)车轮锁止双电机驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为第一电机E1和第二电机E2无故障,但一侧车轮C空转或者打滑,且加速踏板的开度值大于预设开度值时,车辆有通过性控制需求,并且驾驶员的扭矩需求较大,在这种情况下控制驱动系统进入车轮锁止双电机驱动模式。
其中,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2输出扭矩,使驱动系统进入适用于右侧车轮C空转或者打滑的第一车轮锁止双电机驱动模式,以提高左侧车轮C的动力。
控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2输出扭矩,使驱动系统进入适用于左侧车轮C空转或者打滑的第一车轮锁止双电机驱动模式,以提高右侧车轮C的动力。
控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2输出扭矩,使驱动系统进入对于左侧或者右侧车轮C空转或者打滑均适用的第二车轮锁止双电机驱动模式。
在车轮锁止双电机驱动模式中,根据加速踏板的开度值来确定驾驶员的需求扭矩,将驾驶员的需求扭矩记为T,第一电机E1和第二电机E2输出的扭矩可以分别为T/2。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对车轮锁止双电机驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9e是适用于右侧车轮C空转或者打滑的第一车轮锁止双电机驱动模式的控制方法流程图,与图6e所示的驱动模式相对应,如图9e所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤e1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,
步骤e2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤e3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为右侧车轮C空转或者打滑,第一电机E1和第二电机E2无故障,且加速踏板的开度值大于预设开度值时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离的指令,将驾驶员的扭矩需求T的二分之一分别发送给第一电机控制器300a和第二电机控制器300b;
步骤e4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离;
步骤e5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩值T/2,第二电机控制器300b控制第二电机E2输出扭矩值T/2。
图9f是第二车轮锁止双电机驱动模式的控制方法流程图,与图6f所示的驱动模式相对应,如图9f所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤f1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,
步骤f2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤f3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为右侧车轮C空转或者打滑,第一电机E1和第二电机E2无故障,且加速踏板的开度值大于预设开度值时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合的指令,将驾驶员的扭矩需求T的二分之一分别发送给第一电机控制器300a和第二电机控制器300b;
步骤f4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b接合;
步骤f5,第一电机控制器300a控制第一电机E1输出扭矩值T/2,第二电机控制器300b控制第二电机E2输出扭矩值T/2。
(六)车轮锁止单电机驱动模式的控制方法
当车辆当前行驶状态为右侧车轮C空转或者打滑,且左侧的第一电机E1故障时,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递连通,第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递断开(也可连通),第一电机E1停机,第二电机E2输出扭矩。
当车辆当前行驶状态为左侧车轮C空转或者打滑,且右侧的第二电机E2故障时,控制第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递连通,第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递连通,第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递断开(也可连通),第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递连通,第一电机E1输出扭矩,第二电机E2停机。
对于处于驱动状态的电机来说,如果加速踏板的开度值对应的需求扭矩小于或者等于其所能输出的最大扭矩,则可以控制其按照需求扭矩输出;如果加速踏板的开度值对应的需求扭矩大于其所能输出的最大扭矩,则可以控制其输出最大扭矩。
下面以采用如图2所示的减速器100的驱动系统为例,对车轮锁止单电机驱动模式的控制方法做进一步说明。
图9g是适用于右侧车轮C空转或者打滑、且左侧的第一电机E1故障的车轮锁止单电机驱动模式的控制方法的流程图,与图6g所示的驱动模式相对应,如图9g所示,该控制方法包括以下步骤:
步骤g1,整车控制器采集车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值;
步骤g2,整车控制器200根据行驶状态参数的数值判断车辆当前行驶状态,根据加速踏板的开度值确定驾驶员的扭矩需求T;
其中,整车控制器200根据横摆角速度值、加速度值及方向盘转角值判断车辆当前行驶是否平稳,根据车轮C转速值判断车辆当前是否有车轮C空转或者打滑,根据第一电机E1状态参数和第二电机E2状态参数判断第一电机E1和第二电机E2是否故障;
步骤g3,当整车控制器200判断出车辆当前行驶状态为右侧车轮C空转或者打滑,且第一电机E1故障时,向减速器控制器400发出第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离的指令,向第一电机E1发出停机指令,将所需的扭矩值发送给第二电机控制器300b;
步骤g4,减速器控制器400按照整车控制器200的指令控制第一中间轴同步器7a的接合套与第一中间轴主动齿轮61a接合、第二中间轴同步器7b的接合套与第二中间轴主动齿轮61b接合、第一输出轴同步器9a的接合套与第一输出轴齿轮81a接合以及第二输出轴同步器9b的接合套与第二输出轴齿轮81b分离;
步骤g5,第一电机控制器300a控制第一电机E1停机,第二电机控制器300b控制第二电机E2输出扭矩。
参见图10,其为本公开实施例提供的另一种电动汽车的驱动系统的控制方法的流程图。
如图10所示,该控制方法中,车辆点火上电后,首先使驱动系统进入预设的驱动模式,即控制第一电机E1的状态、第二电机E2的状态、第一中间轴2a与集中驱动件5之间的动力传递的状态、第二中间轴2b与集中驱动件5之间的动力传递的状态、第一中间轴2a与第一输出轴3a之间的动力传递的状态、以及第二中间轴2b与第二输出轴3b之间的动力传递的状态均处于预设状态。
之后在车辆行驶过程中,再按照上文所述的驱动系统的控制方法根据车辆当前的行驶状态以及加速踏板开度值与预设开度值的关系,控制驱动系统进入相应的驱动模式。
由于一般情况下车辆点火上电时扭矩需求不会很大,也不存在稳定性和通过性控制需求,因此,上述预设的驱动模式可以为单电机集中驱动模式。
基于上述电动汽车的驱动系统和驱动系统的控制方法,本公开实施例还提供了一种包括上述的驱动系统的电动汽车。将上述驱动系统的减速器100的第一输出轴3a和第二输出轴3b分别与车辆左右两侧的车轮半轴Y传动连接,从而实现与车轮C的传动连接,驱动车辆行驶。
参见图11a,其为本公开实施例提供的一种前轮驱动型电动汽车的结构示意图。如图11a所示,前轮驱动型电动汽车仅包括前驱系统,该前驱系统为本公开实施例提供的驱动系统。本公开实施例提供的驱动系统的减速器100的第一输出轴3a和第二输出轴3b分别与车辆左前轮和右前轮传动连接,以左前轮和右前轮作为驱动轮驱动车辆行驶。
前轮驱动型电动汽车的成本较低,但是由于车辆在加速过程中重心会后移,会导致前轮的可用附着力减少,影响车辆的动力性能,因此,前轮驱动型电动汽车适用于要求控制车辆成本,并且对车辆动力性能要求较低的情况。
参见图11b,其为本公开实施例提供的一种后轮驱动型电动汽车的结构示意图。如图11b所示,后轮驱动型电动汽车仅包括后驱系统,该后驱系统为本公开实施例提供的驱动系统。本公开实施例提供的驱动系统的减速器100的第一输出轴3a和第二输出轴3b分别与车辆左后轮和右后轮传动连接,以左后轮和右后轮作为驱动轮驱动车辆行驶。
后轮驱动型电动汽车的成本相对于前轮驱动型电动汽车的成本较高,但是由于车辆在加速过程中重心会后移,会使后轮的可用附着力增加,从而提升动力性能,因此,后轮驱动型电动汽车适用于要求控制车辆成本,并且对车辆动力性能要求较高的情况。
参见图11c,其为本公开实施例提供的一种四轮驱动型电动汽车的结构示意图。如图11c所示,四轮驱动型电动汽车同时包括前驱系统和后驱系统,可以仅前驱系统采用本公开实施例提供的驱动系统,也可以仅后驱系统采用本公开实施例提供的驱动系统,还可以前驱系统和后驱系统都采用本公开实施例提供的驱动系统。
四轮驱动型电动汽车的成本相对于前轮驱动型电动汽车的成本和后轮驱动型电动汽车的成本均较高,但是在动力性能、操控稳定性能等方面的性能均优于前轮驱动型电动汽车和后轮驱动型电动汽车,因此四轮驱动型电动汽车适用于对车辆成本控制要求较低,且对动力性能、操控稳定能要求较高的情况。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本公开的技术方案,并不用以限制本公开。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (26)
1.一种减速器,包括第一输入轴、第二输入轴、第一中间轴、第二中间轴、第一输出轴、第二输出轴、集中驱动件以及差速装置,所述差速装置包括一个动力输入端和两个动力输出端,所述集中驱动件与所述差速装置的动力输入端传动连接;
其特征在于,
所述第一中间轴与所述第一输入轴传动连接,所述第二中间轴与所述第二输入轴传动连接;
所述第一输出轴、所述第二输出轴分别与所述差速装置的两个动力输出端传动连接;
所述减速器还包括:第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件以及第四传动组件;
所述第一传动组件用于连通或者断开所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递,所述第二传动组件用于连通或者断开所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递;
所述第三传动组件用于连通或者断开所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递,所述第四传动组件用于连通或者断开所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递。
2.根据权利要求1所述的减速器,其特征在于,所述集中驱动件包括集中驱动轴,所述集中驱动轴位于所述第一中间轴和所述第二中间轴之间,且所述第一中间轴、所述集中驱动轴、所述第二中间轴同轴。
3.根据权利要求2所述的减速器,其特征在于,
所述第一传动组件包括:
第一中间轴主动齿轮,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;
第一中间轴同步器,套设在所述集中驱动轴的一端且与所述集中驱动轴传动连接;
第一中间轴接合齿圈,固定在所述第一中间轴主动齿轮靠近所述第一中间轴同步器的端面上;
所述第一中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一中间轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第二传动组件包括:
第二中间轴主动齿轮,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;
第二中间轴同步器,套设在所述集中驱动轴的另一端且与所述集中驱动轴传动连接;
第二中间轴接合齿圈,固定在所述第二中间轴主动齿轮靠近所述第二中间轴同步器的端面上;
所述第二中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二中间轴接合齿圈啮合的接合套。
4.根据权利要求2所述的减速器,其特征在于,所述集中驱动件还包括:集中驱动齿轮;所述集中驱动齿轮套设在所述集中驱动轴上,且与所述集中驱动轴传动连接;
所述第一传动组件包括:
第一中间轴主动齿轮,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;
第一中间轴同步器,套设在所述第一中间轴上且与所述第一中间轴传动连接;
第一中间轴接合齿圈,固定在所述集中驱动齿轮的一个端面上;
所述第一中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一中间轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第二传动组件包括:
第二中间轴主动齿轮,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;
第二中间轴同步器,套设在所述第二中间轴上且与所述第二中间轴传动连接;
第二中间轴接合齿圈,固定在所述集中驱动齿轮的另一个端面上;
所述第二中间轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二中间轴接合齿圈啮合的接合套。
5.根据权利要求3或4所述的减速器,其特征在于,
所述第三传动组件包括:
第一输出轴齿轮,套设在所述第一输出轴上且与所述第一中间轴主动齿轮啮合;
第一输出轴同步器,套设在所述第一输出轴上且与所述第一输出轴传动连接;
第一输出轴接合齿圈,固定在所述第一输出轴齿轮靠近所述第一输出轴同步器的端面上;
所述第一输出轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第一输出轴接合齿圈啮合的接合套;
所述第四传动组件包括:
第二输出轴齿轮,套设在所述第二输出轴上且与所述第二中间轴主动齿轮啮合;
第二输出轴同步器,套设在所述第二输出轴上且与所述第二输出轴传动连接;
第二输出轴接合齿圈,固定在所述第二输出轴齿轮靠近所述第二输出轴同步器的端面上;
所述第二输出轴同步器具有可沿轴向滑动、且可与所述第二输出轴接合齿圈啮合的接合套。
6.根据权利要求5所述的减速器,其特征在于,所述第一中间轴同步器、所述第二中间轴同步器、所述第一输出轴同步器、所述第二输出轴同步器为单边同步器。
7.根据权利要求1~6任一项所述的减速器,其特征在于,所述减速器还包括:
第一输入轴齿轮,套设在所述第一输入轴上且与所述第一输入轴传动连接;
第一中间轴被动齿轮,套设在所述第一中间轴上,与所述第一中间轴传动连接,且与所述第一输入轴齿轮啮合;
第二输入轴齿轮,套设在所述第二输入轴上且与所述第二输入轴传动连接;
第二中间轴被动齿轮,套设在所述第二中间轴上,与所述第二中间轴传动连接,且与所述第二输入轴齿轮啮合。
8.根据权利要求1~6任一项所述的减速器,其特征在于,所述差速装置包括:
壳体;
主传动齿轮,固定在所述壳体外侧且与所述集中驱动件传动连接;
行星齿轮轴,固定在所述壳体内部,且与所述主传动齿轮的轴线垂直;
第一行星齿轮,套设在所述行星齿轮轴上;
第二行星齿轮,套设在所述行星齿轮轴上,且与所述第一行星齿轮相对设置;
第一侧齿轮,位于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间,且分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合;
第二侧齿轮,位于所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮之间,与所述第一侧齿轮相对设置,且分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合;
所述第一输出轴穿过所述壳体与所述第一侧齿轮传动连接,所述第二输出轴穿过所述壳体与所述第二侧齿轮传动连接。
9.一种电动汽车的驱动系统,包括第一电机和第二电机,其特征在于,还包括权利要求1~8任一项所述的减速器;
所述第一输入轴与所述第一电机的输出轴传动连接,所述第二输入轴与所述第二电机的输出轴传动连接。
10.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括单电机集中式驱动模式;
所述单电机集中式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于停机状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于停机状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开。
11.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括:双电机集中式驱动模式;
所述双电机集中式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开。
12.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括:双电机分布式驱动模式;
所述双电机分布式驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
13.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括:单电机单侧驱动模式;
所述单电机单侧驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于停机状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于停机状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
14.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括:第一车轮锁止双电机驱动模式;
所述第一车轮锁止双电机驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开;
或者,
所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
15.根据权利要求9所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统的驱动模式包括:第二车轮锁止双电机驱动模式;
所述第二车轮锁止双电机驱动模式中,所述第一电机处于驱动状态,所述第二电机处于驱动状态,所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通。
16.根据权利要求9~15任一项所述的驱动系统,其特征在于,所述驱动系统还包括:
整车控制器;
减速器控制器,与所述整车控制器电连接;
第一电机控制器,与所述第一电机以及所述整车控制器电连接;
第二电机控制器,与所述第二电机以及所述整车控制器电连接;
动力电池,与所述第一电机控制器、所述第二电机控制器和所述整车控制器电连接。
17.一种电动汽车的驱动系统的控制方法,所述控制方法应用于权利要求9~16任一项所述的电动汽车的驱动系统,其特征在于,包括以下步骤:
获取车辆当前行驶状态参数的数值以及加速踏板的开度值,并根据所述车辆当前行驶状态参数的数值判断所述车辆当前行驶状态,所述行驶状态参数至少包括:横摆角速度、加速度、方向盘转角、车轮转速、第一电机状态参数以及第二电机状态参数;
根据所述车辆当前行驶状态以及所述加速踏板的开度值,对所述驱动系统进行控制。
18.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,当所述车辆当前行驶状态为平稳行驶,无车轮空转打滑,且所述加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值,或者所述车辆当前行驶状态为第一电机或者第二电机故障,但无车轮空转打滑时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机停机;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机停机,所述第二电机输出扭矩。
19.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,平稳行驶,无车轮空转打滑,且所述加速踏板的开度值大于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩。
20.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,无车轮空转打滑,但车辆失稳时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩。
21.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,但一侧车轮空转或者打滑,且所述加速踏板的开度值小于或者等于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机停机;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递断开,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机停机,所述第二电机输出扭矩。
22.根据权利要求17所述的控制方法,其特征在于,当所述车辆当前行驶状态为第一电机和第二电机无故障,但一侧车轮空转或者打滑,且所述加速踏板的开度值大于预设开度值时,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递断开,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩;
或者,
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递断开,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩;
或者
控制所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递连通,所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递连通,第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递连通,所述第一电机输出扭矩,所述第二电机输出扭矩。
23.根据权利要求17~22任一项所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
车辆上电后,控制所述第一电机的状态、所述第二电机的状态、所述第一中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递的状态、所述第二中间轴与所述集中驱动件之间的动力传递的状态、所述第一中间轴与所述第一输出轴之间的动力传递的状态、以及第二中间轴与所述第二输出轴之间的动力传递的状态均处于预设状态。
24.一种电动汽车,其特征在于,包括权利要求9~16任一项所述的电动汽车的驱动系统。
25.根据权利要求24所述的电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括前驱系统或者后驱系统,所述前驱系统或者所述后驱系统为所述电动汽车的驱动系统。
26.根据权利要求24所述的电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括前驱系统和后驱系统,所述前驱系统和所述后驱系统中的至少一个为所述电动汽车的驱动系统。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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