CN111361412A

CN111361412A - 一种单电机纯电动力系统及车辆

Info

Publication number: CN111361412A
Application number: CN201811602790.5A
Authority: CN
Inventors: 周强; 王富生; 王印束; 刘小伟; 吴胜涛; 李建锋; 潘腾; 乔振扬; 张翔燕; 蒋银飞
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-07-03

Abstract

本发明涉及电动车辆技术领域，特别是一种单电机纯电动力系统及车辆。该系统包括驱动电机、行星排、系统输出轴、第一锁止离合器、第二锁止离合器和第一离合器，驱动电机连接第一锁止离合器的一端，第一锁止离合器的另一端连接行星排的太阳轮，第一锁止离合器的用于连接驱动电机的一端通过第一离合器连接系统输出轴，行星排的行星架连接第二锁止离合器的一端，第二锁止离合器的另一端连接第一离合器的用于连接系统输出轴的一端，行星排的齿圈锁止在壳体上，当第一锁止离合器和第二锁止离合器松开，第一离合器结合时构成直驱模式，第一锁止离合器和第二锁止离合器松开，太阳轮和行星架不随之同步转动，因此降低了能量损失，提高了电能利用率。

Description

一种单电机纯电动力系统及车辆

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，特别是一种单电机纯电动力系统及车辆。

背景技术

当前纯电动力系统主要有电机直驱系统，该直驱电机系统包括：驱动电机及其电机控制器，驱动电机直接与车辆驱动桥相连驱动车辆，为保证车辆动力性，驱动电机通常采用低转速大扭矩电机，无需变速箱或者减速箱等变速装置，结构简单，能量传递效率较高，提高了续航里程，但电机直驱系统对电机扭矩以及功率需求较大，导致电机重量较大，成本较高。由于车辆行驶工况多样，直驱系统无法兼顾高车速和大扭矩，导致电机无法长期工作在高效区间，电机整体效率不高，影响经济性。

申请公布号为CN108099594A的中国发明专利申请文件中公开了一种双电机双模纯电动系统，第一电机通过前行星排连接第一离合器的一端，第一离合器的另一端连接后行星排的行星架，第二电机与后行星排的太阳轮相连，后行星排的行星架与太阳轮之间设置有第二离合器，后行星排的齿圈还设置有锁止离合器，用于锁止齿圈，后行星排的行星架输出直接连到输出轴上。当第一离合器分离时，该纯电动系统就变成了一个单电机驱动系统，该单电机驱动系统具有两个纯电动驱动模式。当第二离合器分离，锁止离合器锁止时，齿圈锁死，太阳轮与行星架构成固定速比，实现减速增扭的效果，提高整车动力性，此模式用于车辆起步加速或爬坡工况；当第二离合器结合，锁止离合器分离时，齿圈空转，此时行星架与太阳轮锁死，行星轮系同步转动，动力经过太阳轮和行星架直接输出到后桥驱动整车，此模式适用于高速路况。该单电机驱动系统虽然能够实现电机直驱模式，但是，在电机直驱模式下太阳轮和行星架也同步转动，增加了能量损失，电能利用率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种单电机纯电动力系统及车辆，用以解决在电机直驱模式下太阳轮和行星架也同步转动，增加了能量损失，导致电能利用率较低的问题。

为了实现单电机驱动车辆行驶，解决在电机直驱模式下太阳轮和行星架也同步转动，增加了能量损失，导致电能利用率较低的问题。本发明提供一种单电机纯电动力系统，包括驱动电机、行星排和系统输出轴，还包括第一锁止离合器、第二锁止离合器和第一离合器，所述驱动电机连接所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述行星排的太阳轮，所述第一锁止离合器的用于连接所述驱动电机的一端通过所述第一离合器连接所述系统输出轴，所述行星排的行星架连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第一离合器的用于连接系统输出轴的一端，所述行星排的齿圈锁止在壳体上。

有益效果是，在上述动力系统中，当第一锁止离合器锁止，第二锁止离合器锁止，第一离合器松开时构成第一驱动模式；当第一锁止离合器松开，第二锁止离合器松开，第一离合器结合时构成第二驱动模式，由于该第二驱动模式下电机输出直接到达系统输出轴，因此该第二驱动模式为电机直驱模式，此时第一锁止离合器和第二锁止离合器松开，太阳轮和行星架不随之同步转动，因此降低了能量损失，提高了电能利用率；另外，通过行星排的减速增扭作用可以选择较小扭矩驱动电机从而降低成本，且通过不同的选择使得驱动电机处于高效率区域工作提升系统效率，而且，上述系统在制动时可分为两种制动回收模式，制动回收效率较高，提高经济性，可有效地增加续驶里程。

进一步地，为了简单实现驱动电机供电和控制，所述单电机纯电动力系统包括动力电池和电机控制器，所述动力电池通过所述电机控制器电连接所述驱动电机。

进一步地，为了便于动力系统的布置，提高空间使用率，同时避免非同轴设置的能量损失，所述驱动电机、第一锁止离合器、行星排、第二锁止离合器和第一离合器同轴设置。

本发明提供一种车辆，包括车辆本体以及一种单电机纯电动力系统，所述单电机纯电动力系统包括驱动电机、行星排和系统输出轴，所述单电机纯电动力系统还包括第一锁止离合器、第二锁止离合器和第一离合器，所述驱动电机连接所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述行星排的太阳轮，所述第一锁止离合器的用于连接所述驱动电机的一端通过所述第一离合器连接所述系统输出轴，所述行星排的行星架连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第一离合器的用于连接系统输出轴的一端，所述行星排的齿圈锁止在壳体上；在车辆使用过程中，当第一锁止离合器锁止，第二锁止离合器锁止，第一离合器松开时构成第一驱动模式；当第一锁止离合器松开，第二锁止离合器松开，第一离合器结合时构成第二驱动模式，由于该第二驱动模式下电机输出直接到达系统输出轴，因此该第二驱动模式为电机直驱模式，此时第一锁止离合器和第二锁止离合器松开，太阳轮和行星架不随之同步转动，因此降低了能量损失，提高了电能利用率。

进一步地，为了简单实现驱动电机供电和控制，该车辆中的所述单电机纯电动力系统包括动力电池和电机控制器，所述动力电池通过所述电机控制器电连接所述驱动电机。

进一步地，为了便于动力系统的布置，提高空间使用率，同时避免非同轴设置的能量损失，该车辆中的所述驱动电机、第一锁止离合器、行星排、第二锁止离合器和第一离合器同轴设置。

附图说明

图1是本发明的一种单电机纯电动力系统的构型图；

其中，1、驱动电机；2、第一锁止离合器；3、第二锁止离合器；4、太阳轮；5、行星架；6、齿圈；7、动力电池；8、电机控制器；9、第一离合器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

车辆实施例：

本发明提供一种车辆，车辆本体以及一种单电机纯电动力系统，其中，该单电机纯电动力系统，如图1所示，包括驱动电机1、行星排、系统输出轴、第一锁止离合器2、第二锁止离合器3和第一离合器9；行星排中设置有太阳轮4、行星架5和齿圈6，驱动电机1连接第一锁止离合器2的一端，第一锁止离合器2的另一端连接行星排中的太阳轮4，第一锁止离合器2的用于连接驱动电机1的一端通过第一离合器9连接系统输出轴；行星排中的行星架5连接第二锁止离合器3的一端，第二锁止离合器3的另一端连接第一离合器9的用于连接系统输出轴的一端；行星排中的齿圈6锁止在壳体上。

齿圈6锁止在壳体上，该壳体可以为车辆壳体，也可以是行星排的壳体或者动力系统的壳体。

如图1所示，该单电机纯电动力系统还包括动力电池7和电机控制器8，动力电池7通过电机控制器8电连接驱动电机1。

如图1所示，上述的驱动电机1、第一锁止离合器2、行星排、第二锁止离合器3和第一离合器9同轴设置。

在车辆使用过程中，上述动力系统可实现两种驱动工作模式和两种制动工作模式：

1、第一驱动模式：

当第一锁止离合器2锁止，第二锁止离合器3锁止，第一离合器9松开时构成第一驱动模式；齿圈6一直处于锁死状态，太阳轮4与行星架5构成固定速比，实现减速增扭的效果，提高整车动力性，此第一驱动模式用于车辆起步加速或爬坡工况。

2、第二驱动模式：

当第一锁止离合器2松开，第二锁止离合器3松开，第一离合器9结合时构成第二驱动模式，由于该第二驱动模式下电机输出直接到达系统输出轴，因此该第二驱动模式为电机直驱模式；此时电机的输出轴与系统输出轴直接相连，行星排不随转，速比为1，动力由电机直接输出到后桥驱动整车，此第二驱动模式适用于高速路况。

3、第一制动回收模式：

当第一锁止离合器2松开，第二锁止离合器3松开，第一离合器9结合，此时行星排不参与动力传递，速比为1，此第一制动回收模式下驱动电机1提供制动力矩，类似于二挡下的制动回馈，适用于车速较高时工况下的制动回收。

4、第二制动回收模式：

第一锁止离合器2锁止，第二锁止离合器3锁止，第一离合器9分开，齿圈6一直处于锁死状态，太阳轮4与行星架5构成固定速比，此时为类似于一挡下的制动回馈，适用于制动扭矩需求较大的情况。

当车辆高速开始制动，制动到较低车速时，由于第一制动回收模式的速比为1，当变速器输出扭矩无法满足车辆制动需求时可以通过两个锁止离合器滑摩切换工作模式实现制动换挡，从而保证低速大扭矩制动需求。

单电机纯电动力系统实施例：

本发明提供一种单电机纯电动力系统，该单电机纯电动力系统已在上述车辆实施例中进行了具体说明，本单电机纯电动力系统实施例不再赘述。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种单电机纯电动力系统，包括驱动电机、行星排和系统输出轴，其特征在于，还包括第一锁止离合器、第二锁止离合器和第一离合器，所述驱动电机连接所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述行星排的太阳轮，所述第一锁止离合器的用于连接所述驱动电机的一端通过所述第一离合器连接所述系统输出轴，所述行星排的行星架连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第一离合器的用于连接系统输出轴的一端，所述行星排的齿圈锁止在壳体上。

2.根据权利要求1所述的单电机纯电动力系统，其特征在于，所述单电机纯电动力系统包括动力电池和电机控制器，所述动力电池通过所述电机控制器电连接所述驱动电机。

3.根据权利要求1或2所述的单电机纯电动力系统，其特征在于，所述驱动电机、第一锁止离合器、行星排、第二锁止离合器和第一离合器同轴设置。

4.一种车辆，包括车辆本体以及一种单电机纯电动力系统，所述单电机纯电动力系统包括驱动电机、行星排和系统输出轴，其特征在于，所述单电机纯电动力系统还包括第一锁止离合器、第二锁止离合器和第一离合器，所述驱动电机连接所述第一锁止离合器的一端，所述第一锁止离合器的另一端连接所述行星排的太阳轮，所述第一锁止离合器的用于连接所述驱动电机的一端通过所述第一离合器连接所述系统输出轴，所述行星排的行星架连接所述第二锁止离合器的一端，所述第二锁止离合器的另一端连接所述第一离合器的用于连接系统输出轴的一端，所述行星排的齿圈锁止在壳体上。

5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述单电机纯电动力系统包括动力电池和电机控制器，所述动力电池通过所述电机控制器电连接所述驱动电机。

6.根据权利要求4或5所述的车辆，其特征在于，所述驱动电机、第一锁止离合器、行星排、第二锁止离合器和第一离合器同轴设置。