CN112172549B - 增程式电机驱动系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及车辆领域，特别涉及一种增程式电机驱动系统及车辆。包括：减速箱、驱动装置和增程装置；驱动装置包括设置于减速箱内的驱动电机和第一传动机构，第一传动机构与驱动电机连接，并驱动车辆行进；增程装置包括：发动机及设置于减速箱中的第二传动机构、发电机和搅油机构；发电机与驱动电机连接，第二传动机构用于将发动机与发电机连接，且第二传动机构与搅油机构传动连接，以驱动搅油机构将减速箱中的润滑油搅起。本申请中的增程式电机驱动系统，能够提高驱动电机动力的传动效率，防止传动系统失效。

Description

增程式电机驱动系统及车辆
技术领域
本申请涉及车辆领域，特别涉及一种增程式电机驱动系统及车辆。
背景技术
电动汽车是未来汽车的发展方向，但是电动汽车的发展受到电池包、电机、电控等诸多因素的制约，为了增加电动汽车的续航里程，就需要汽车携带较多的电池包，这在一定程度上增加了整车的重量和成本，同时电池包数量越多意味着整车的安全性越低。
为了解决纯电动汽车续航里程较低的问题，增程式电驱动车应运而生。相对于纯电动系统，增程系统具有两种工作模式，纯电动模式和增程模式。当整车电池能量充足时，增程系统不工作，驱动电机工作，驱动汽车运转。当整车电池能量不足时，增程系统工作，为车辆电池包充电，增加车辆的续航里程。相对于纯电动汽车而言，增程式汽车有着显而易见的优点：在相同的动力性和续航里程下，增程式汽车携带的电池组数量较少，降低了整车重量和整车成本。同时携带的电池包数量减少了，在一定程度上提高了整车的安全性能。
目前市场上的增程式电驱系统，当车辆在驻车或者怠速发电时，由于驱动电机停止工作，差速器齿圈没有动力输入，无法将润滑油搅起，此时发动机传动系统上的齿轮和轴承依然处于高速运转状态，由于没有润滑油的润滑和散热，导致热量在齿轮齿面和轴承滚道处迅速堆积，非常容易引起这些传动系统的失效。
发明内容
本申请提供了一种增程式电机驱动系统，能够提高驱动电机动力的传动效率，防止传动系统失效。
为了达到上述目的，一方面，本申请提供了一种增程式电机驱动系统，包括：减速箱、驱动装置和增程装置；
所述驱动装置包括设置于所述减速箱内的驱动电机和第一传动机构，所述第一传动机构与所述驱动电机连接，并驱动所述车辆行进；
所述增程装置包括：发动机及设置于所述减速箱中的第二传动机构、发电机和搅油机构；所述发电机与所述驱动电机连接，所述第二传动机构用于将所述发动机与所述发电机连接，且所述第二传动机构与所述搅油机构传动连接，以驱动所述搅油机构将所述减速箱中的润滑油搅起。
本申请中的增程式电机驱动系统，包括驱动装置、增程装置和减速箱；驱动装置包括驱动电机和第一传动机构，第一传动机构和驱动电机设置于减速箱中，驱动电机通过第一传动机构驱动车辆行进。当车辆处于怠速或者驻车模式发电时，驱动电机停止工作，此时，车辆电池容量低于预值时，所述发动机工作，第二传动机构与发动机连接，并驱动搅油机构将润滑油搅起，搅起的润滑油可以用来润滑发动机动力传递路线上(第二传动机构)的各个齿轮和轴承，同时也可以对驱动电机动力传递路线上(第一传动机构)的齿轮和轴承起到一定的润滑和散热作用，防止热量在齿轮齿面和轴承滚道处迅速堆积，提高驱动电机动力的传动效率，降低传动系统失效的机率。
优选地，所述第二传动机构包括：发动机齿轮、发动机齿轮轴、发电机齿轮和发电机齿轮轴；
所述发动机齿轮轴与所述发动机的发动机轴连接，所述发动机齿轮连接于所述发动机齿轮轴，所述发动机齿轮与所述发电机齿轮啮合，所述发电机齿轮轴与发电机连接；
其中，所述发动机齿轮与所述搅油机构传动连接。
优选地，所述搅油机构包括搅油齿轮和搅油齿轮轴，所述搅油齿轮设置于所述搅油齿轮轴上，所述搅油齿轮与所述发动机齿轮啮合；
其中，至少部分所述搅油齿轮位于所述减速箱的储油池中。
优选地，所述第一传动机构包括：第一级减速主动齿轮、第一级减速从动齿轮、中间轴、第二级减速主动齿轮、第二级减速从动齿轮、差速器、第一传动半轴和第二传动半轴；
所述第一级减速主动齿轮与所述驱动电机的驱动轴连接，所述第一级减速从动齿轮与所述第一级减速主动齿轮啮合，所述中间轴用于将所述第一级减速从动齿轮与第二级减速主动齿轮连接，所述第二级减速从动齿轮与所述第二级减速主动齿轮啮合，所述第二级减速从动齿轮与所述差速器连接；
所述差速器与第一传动半轴和第二传动半轴连接。
优选地，至少部分所述第二级减速从动齿轮位于所述减速箱的储油池中。
优选地，所述驱动轴配置为中空轴，第二传动半轴穿过所述中空轴与所述差速器连接。
优选地，所述减速箱包括壳体，所述壳体上设有导油板和油道。
优选地，所述发动机齿轮轴与所述发动机轴通过花键连接。
另一方面，本申请还提供一种车辆，包括如上所述的增程式电机驱动系统。可以增加车辆的形式里程。
附图说明
图1为本申请实施例的一种增程式电机驱动系统的结构示意图；
图2为本申请实施例的增程式电机驱动系统的爆炸图。
图标：1-驱动电机；2-驱动轴；3-第一级减速主动齿轮；4-第一级减速从动齿轮；5-中间轴；6-第二级减速主动齿轮；7-第二级减速从动齿轮；8-差速器；9-减速箱；10-发电机；11-发电机齿轮轴；12-发电机齿轮；13-发动机齿轮轴；14-发动机轴；15-发动机齿轮；16-搅油齿轮；17-搅油齿轮轴；18-发动机；19-第一传动半轴；20-第二传动半轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2，请实施例提供了本申请提供了一种增程式电机驱动系统，包括：减速箱9、驱动装置和增程装置；
所述驱动装置包括设置于所述减速箱9内的驱动电机1和第一传动机构，所述第一传动机构与所述驱动电机1连接，并驱动所述车辆行进；
所述增程装置包括：发动机18及设置于所述减速箱9中的第二传动机构、发电机10和搅油机构；所述发电机10与所述驱动电机1连接，所述第二传动机构用于将所述发动机18与所述发电机10连接，且所述第二传动机构与所述搅油机构传动连接，以驱动所述搅油机构将所述减速箱9中的润滑油搅起。
本申请中的增程式电机驱动系统，包括驱动装置、增程装置和减速箱9；驱动装置包括驱动电机1和第一传动机构，第一传动机构和驱动电机1设置于减速箱9中，驱动电机1通过第一传动机构驱动车辆行进。当车辆处于怠速或者驻车模式发电时，驱动电机1停止工作，此时，车辆电池容量低于预值时，所述发动机18工作，第二传动机构与发动机18连接，并驱动搅油机构将润滑油搅起，搅起的润滑油可以用来润滑发动机18动力传递路线上的各个齿轮和轴承，同时也可以对驱动电机1动力传递路线上的齿轮和轴承起到一定的润滑和散热作用，防止热量在齿轮齿面和轴承滚道处迅速堆积，提高驱动电机1动力的传动效率，降低传动系统失效的机率。
在具体实施时，第二传动机构的结构形式可以为多种，例如：第二传动机构包括发动机齿轮15、发动机齿轮轴13、发电机齿轮12和发电机齿轮轴11；发动机齿轮轴13与发动机18上的发动机轴14连接，发动机齿轮15套设在发动机齿轮轴13上，发电机齿轮12与发动机齿轮15啮合，且发动机齿轮15位于发电机齿轮12的下方，发电机齿轮轴11的一端与发电机10连接，以使发动机18带动发电机10发电。另外，发动机齿轮15还与搅油机构传动连接，这样，只要是发动机18工作，就可以将减速箱9内的润滑油搅起，以润滑发动机18动力传递路线上的各个齿轮和轴承。
其中，发动机齿轮15和发动机齿轮轴13也可以做成一体式的结构件，以减小零部件的数量，降低成本。同理，发电机齿轮轴11和发电机齿轮12也可以做成一体式的构件。另外，发动机18为三缸发动机。
在上述的实施例中，为了使搅油机构能够更好的与发动机齿轮15连接，搅拌机构可以包括搅油齿轮16和搅油齿轮轴，搅油齿轮16与发动机齿轮15啮合，以完成传动。另外，减少零部件的数量，降低成本，搅油齿轮16与搅油齿轮轴17可以做成一体式的构件；或搅油齿轮16和搅油齿轮轴17可以为低密度、轻质、耐腐蚀的非金属材料。再者，为了减轻系统的重量，搅油齿轮16、发电机齿轮12和第一级减速从动齿轮4的腹板开设一定数量的减重孔。
为了保证搅油齿轮16转动即可以将润滑油搅起，至少部分搅油齿轮16设置减速箱9的储油池中，这样，只要是搅油齿轮16转动，就可以带动储油池中润滑油搅起。
在具体实施时，第一传动机构的结构形式可以为多种，例如：第一传动机构包括第一级减速主动齿轮3、第一级减速从动齿轮4、中间轴5、第二级减速主动齿轮6、第二级减速从动齿轮7、差速器8、第一传动半轴19和第二传动半轴20；所述第一级减速主动齿轮3与所述驱动电机1的驱动轴2连接，所述第一级减速从动齿轮4与所述第一级减速主动齿轮3啮合，所述中间轴5用于将所述第一级减速从动齿轮4与第二级减速主动齿轮6连接，所述第二级减速从动齿轮7与所述第二级减速主动齿轮6啮合，第二级减速从动齿轮7与所述差速器8连接，且所述差速器8与所述第一传动半轴19和第二传动半轴20连接。
其中，为了减少零部件的数量，降低成本，第一级减速主动齿轮3与驱动轴2可以制作成一体式的构件。
在具体实施时，所述驱动轴2配置为中空轴，第二传动半轴20穿过所述中空轴与所述差速器8连接。此种方式，第二半轴与驱动轴2同轴设置，大大减小了增程电驱系统的径向空间，使得电驱系统集成化程度更高，结构更紧凑。
差速器8与第二减速从动齿轮的连接方式可以为：在所述差速器8的壳体设置有螺栓孔，第二级减速从动齿轮7通过螺栓差速器8的壳体连接在一起。
在具体实施时，至少部分所述第二级减速从动齿轮位于所述减速箱9的储油池中。这样，车辆在运行时，第二减速从动齿轮可以将减速箱9储油池中的润滑油搅起，对传动系统进行强制飞溅润滑。同时发动机18工作，带动搅油齿轮轴17工作，搅油齿轮轴17同样可以将壳体内的润滑油搅起，从而在一定程度上增加了各个传动系统的润滑油量，提高传动系统的传递效率。
在具体实施时，所述减速箱9包括壳体，所述壳体上设有导油板和油道。导油板和油道用来引导润滑油的流向。
在具体实施时，所述发动机齿轮轴13与所述发动机轴14通过花键连接。同样，发动机18的发电机10轴和发动机齿轮轴13通过内外花键连接传递动力。
另一方面，本申请还提供一种车辆，包括如上所述的增程式电机驱动系统。可以增加车辆的形式里程。
在具体实施时，车辆具有三种工作状态：
一、当车辆在行驶且整车电池容量充足时，此时为了节省能量，保护发动机18，发动机18不工作。驱动电机1工作，驱动轴2将动力传递到第一级减速主动齿轮3，第一级减速主动齿轮3通过和第一级减速从动齿轮4的啮合作用，将驱动电机1输入的动力进行第一级减速增扭后传递到中间轴5(中间轴5和第二级减速主动齿轮6可以为一体式结构)。通过第二级减速主动齿轮6和第二级减速从动齿轮7的啮合作用，将驱动电机1输入的动力进行第二级减速增扭。因第二级减速从动齿轮7和差速器8(螺栓连接)连接在一起，最终动力经过差速器8传递到两侧车轮。与此同时，第二级减速从动齿轮7在转动时可以将减速箱9壳体底部的润滑油搅起，搅起的润滑油在减速箱9壳体内的导油板和油槽的作用下流到各个齿轮的齿面和轴承内滚道，对这些齿面和滚道起到良好的润滑和散热作用。
二、当车辆在行驶且整车电池容量剩余较少时，发动机18开始工作。驱动电机1输出的动力如一中阐述，驱动车辆行驶，不再赘述。此时发动机18转速维持在燃油最经济区间。发动机18输出的动力分成两部分，一部分通过发动机齿轮15和发电机齿轮12的啮合作用，使发电机10工作，给整车电池包充电(电池包为驱动电机1供电)，另一部分通过发动机齿轮15和搅油齿轮16的啮合作用，驱动搅油齿轮16转动，由于搅油齿轮16第二级减速从动齿轮7都浸入在减速箱9壳体底部的润滑油中，此时搅油齿轮16也可以将润滑油搅起，搅起的润滑油可以用来润滑发动机18动力传递路线上的各个齿轮和轴承，同时也可以对驱动电机1动力传递路线上的齿轮和轴承起到一定的润滑和散热作用，提高了驱动电机1动力的传动效率。
三、车辆处于怠速或者驻车模式下，驱动电机1停止工作，第二级减速从动齿轮7失去动力，无法对传动系统进行搅油润滑。此时如果整车电池剩余量较少，需要给电池充电时，发动机18开始工作并维持在燃油最经济区间。按照二中的动力传递路径，此时搅油齿轮16将润滑油搅起，搅起的润滑油可以对发动机18动力传递路线上的齿轮和轴承进行飞溅润滑，从而解决了增程电驱系统在怠速或者驻车模式下充电时，齿轮和轴承无法润滑，或者需要额外增加润滑系统的缺点。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种增程式电机驱动系统，应用于车辆，其特征在于，包括：减速箱、驱动装置和增程装置；
所述驱动装置包括设置于所述减速箱内的驱动电机和第一传动机构，所述第一传动机构与所述驱动电机连接，并驱动所述车辆行进；
所述增程装置包括：发动机及设置于所述减速箱中的第二传动机构、发电机和搅油机构；所述发电机与所述驱动电机连接，所述第二传动机构用于将所述发动机与所述发电机连接，且所述第二传动机构与所述搅油机构传动连接，以驱动所述搅油机构将所述减速箱中的润滑油搅起；
所述第二传动机构包括：发动机齿轮、发动机齿轮轴、发电机齿轮和发电机齿轮轴；
所述发动机齿轮轴与所述发动机的发动机轴连接，所述发动机齿轮连接于所述发动机齿轮轴，所述发动机齿轮与所述发电机齿轮啮合，所述发电机齿轮轴与发电机连接，所述发动机齿轮和发动机齿轮轴为一体式结构，所述发电机齿轮和所述发电机齿轮轴为一体式结构；
其中，所述发动机齿轮与所述搅油机构传动连接；
所述搅油机构包括搅油齿轮和搅油齿轮轴，所述搅油齿轮设置于所述搅油齿轮轴上，所述搅油齿轮与所述发动机齿轮啮合；
其中，至少部分所述搅油齿轮位于所述减速箱的储油池中；
所述第一传动机构包括：第一级减速主动齿轮、第一级减速从动齿轮、中间轴、第二级减速主动齿轮、第二级减速从动齿轮、差速器、第一传动半轴和第二传动半轴；
所述第一级减速主动齿轮与所述驱动电机的驱动轴连接，所述第一级减速从动齿轮与所述第一级减速主动齿轮啮合，所述中间轴用于将所述第一级减速从动齿轮与第二级减速主动齿轮连接，所述第二级减速从动齿轮与所述第二级减速主动齿轮啮合，所述第二级减速从动齿轮与所述差速器连接；
所述差速器与第一传动半轴和第二传动半轴连接；
至少部分所述第二级减速从动齿轮位于所述减速箱的储油池中；
当车辆处于怠速或者驻车模式时，所述驱动电机停止工作，如果整车电池剩余量较少，需要给电池充电时，所述发动机开始工作并维持在燃油最经济区间，其中，所述发动机的输出动力的一部分通过所述发动机齿轮驱动所述搅油齿轮转动，以使得所述搅油齿轮将所述减速箱的储油池中的润滑油搅起。
2.根据权利要求1所述的增程式电机驱动系统，其特征在于，所述驱动轴配置为中空轴，第二传动半轴穿过所述中空轴与所述差速器连接。
3.根据权利要求1所述的增程式电机驱动系统，其特征在于，所述减速箱包括壳体，所述壳体上设有导油板和油道。
4.根据权利要求1所述的增程式电机驱动系统，其特征在于，所述发动机齿轮轴与所述发动机轴通过花键连接。
5.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的增程式电机驱动系统。
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