CN201849423U - 电动汽车驱动和传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车驱动和传动系统，包括整车控制器、与所述的整车控制器相连接的电机控制器、与所述的电机控制器相连接的至少两个电机、与所述的电机相连接、用于合成多个所述的电机的功率和扭矩的变速箱(5)，所述的变速箱(5)具有一个输出轴和至少两个输入轴。本实用新型解决了现有技术的问题，提供了一种价格便宜、结构简单、性能可靠的电动汽车驱动和传动系统。

Description

电动汽车驱动和传动系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车驱动和传动系统，尤其是一种电动汽车动力总成系统。

背景技术

目前电动汽车的传动系统基本沿用了传统内燃机汽车的机械传动系统。由于内燃机的动力输出特性决定了传统汽车必须装备：离合器、变速箱、减速器，以保证汽车在不同运动速度下，内燃机的动力输出与汽车实际动力(牵引力)需求相匹配，并保持在相对稳定和高效的工作转速范围内。而以电力驱动的电机可以在其设计范围内满足从低转速到高转速近乎线性的动力输出；在车辆减速和刹车时，电机还可以作为发电机回馈电能给动力蓄电池充电；甚至反转来实现紧急刹车。因此内燃机传统的传动系统对电动汽车来说不但没有必要而且累赘。

另一方面，采用电机直接驱动也带来了一系列技术问题：

1.成本高昂。目前为传统汽车传动系统配套的、额定输出功率在100KW的驱动电机的市场价格相当于一台7-8L柴油发动机的价格，加上电机控制器(基本同驱动电机的价格相当)和独立的整车控制器增加的成本，光是驱动系统带来的成本增加已经相当可观。加上目前动力电池系统的高额成本，电动汽车的成本成为其走向市场的巨大障碍。

2.匹配不良。由于汽车的行驶路况比较复杂，需要不断地启动、停车、加速和减速。因此目前单电机的驱动系统不能很好解决电机扭矩一转速特性与整车动力性之间的矛盾：若功率恒定，则不能同时满足汽车加速性能和最高车速要求；如果要完全兼顾最高车速和低速爬坡的设计指标要求，则必须大幅度提高电机的功率，这样不但电机的体积会成倍增加导致整车质量增加，而且迫使动力电池的电压等级提升或工作电流增大，安全性能和电力电子器件的性能要求提高，增加了造价。在实际应用中，人们不得不使用传统汽车的手动或自动变速箱来解决电动汽车动力匹配问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种价格便宜、结构简单、性能可靠的电动汽车驱动和传动系统。

为达到以上目的，本实用新型的技术方案是：一种电动汽车驱动和传动系统，包括整车控制器、与所述的整车控制器相连接的电机控制器、与所述的电机控制器相连接的至少两个电机、与所述的电机相连接、用于合成多个所述的电机的功率和扭矩的变速箱，所述的变速箱具有一个输出轴和至少两个输入轴。

本实用新型的进一步改进在于，每个所述的电机单独连接一个所述的电机控制器，每个电机采用一个电机控制器，其中一个或多个电机发生故障时，还可以使用剩余的电机，使产品更加可靠。

本实用新型的进一步改进在于，所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的前桥上。

本实用新型的进一步改进在于，所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的后桥上。

本实用新型的进一步改进在于，所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的前桥和后桥上。

本实用新型的进一步改进在于，所述的变速箱的输出端通过传动轴和万向节与汽车车轮相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述的电机壳体和变速箱壳体相连形成一整体式结构，集成化设置防止多个电机在安装时与变速箱的对位发生歪斜，影响产品性能。

本实用新型的进一步改进在于，所述的变速箱为固定速比的齿轮变速箱，结构简单、连接牢固。

本实用新型的进一步改进在于，所述的变速箱输出端还连接有差速器，通过差速器实现汽车各轮胎的速度调节，减小了对汽车控制器的要求，更加经济实用。

本实用新型的有益效果是：由于采用了变速箱和多电机并车设置的集成化的技术方案，使电动汽车驱动和传动系统价格便宜、可兼顾电动汽车各种不同的行驶状态、结构简单、使用方便，进一步降低了电动汽车的生产成本。

附图说明

附图1为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统实施例的结构示意图；

附图2为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统实施例中电机与变速器的立体图；

附图3为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统实施例中电机与变速器的主视图；

附图4为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统实施例中电机与变速器的结构示意图一；

附图5为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统中电机与变速器的结构示意图二；

附图6为本实用新型一种电动汽车驱动和传动系统中电机与变速器的结构示意图三。

其中

1、第一电机；2、第二电机；3、第三电机；4、第四电机、5、变速箱。

具体实施方式

下面对本实用新型的典型实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1至附图4，一种电动汽车驱动和传动系统，包括具有四个输入轴和一个输出轴的变速箱5，与变速箱5的四个输入轴相连接的第一电机1、第二电机2、第三电机3和第四电机4，分别与各个电机相连接的第一电机控制器、第二电机控制器、第三电机控制器和第四电机控制器。各个电机的功率和扭矩被变速箱5合成后从变速箱5的输出轴输出。给各个电机都单独设置电机控制器，在某个单独的电机损坏时，不会影响其他电机的工作，增加了产品的可靠性。

第一电机控制器、第二电机控制器、第三电机控制器和第四电机控制器分别与整车控制器相连接。

本实施例中的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的前桥上，变速箱5的输出端通过传动轴和万向节与汽车车轮相连接，在汽车车轮和变速箱5间还连接有差速器。当然本实用新型的电动汽车驱动和传动系统还可以设置在汽车的后桥上，或者分别设置在汽车的前桥和后桥上。

本实施例中的，电机壳体和变速箱5壳体相连形成一整体式结构，在生产制造的时候就将电机和变速箱5进行集成，防止在汽车装备过程中，多个电机和变速箱5进行连接时，因为安装的失误造成电机和变速箱5的位移，导致装配不合格。

在本实施例中的变速箱5为固定速比的齿轮变速箱5，采用齿轮传递动力，结构简单，结构牢靠。当然还可以采用不固定速比的具有增速或减速性能的齿轮变速箱5，当然还可以采取其他不同形式的变速箱5，如使用皮带或链条将电机输出端的齿轮相连、使用液压的方式、使用柔性传动等方式进行电机动力的并联。变速箱5的形式不限定本实用新型的包含范围。

以下通过本实用新型的较佳实施例详述本实用新型的工作原理。

在汽车低速行驶时，第一电机1开始工作，第一电机1推动变速箱5工作，变速箱5工作，推动第二电机2、第三电机3和第四电机4的输出轴转动，因为第二电机2、第三电机3和第四电机4没有运转，所以此时仅为第二电机2、第三电机3和第四电机4的输出轴空转。

当第一电机1工作一段时间后，第二电机2开始启动，和第一电机1同速度的一起推动变速箱5工作，第二电机2工作稳定后，第一电机1停止转动，这时仅有第二电机2推动变速箱5转动，第一电机1、第三电机3和第四电机4的输出轴在变速箱5的带动下空转。第一电机1和第二电机2的切换为第一电机1提供了休息的时间，防止第一电机1因为高速运转而过热。在第二电机2工作了一段时间后，可以切换到第三电机3和第四电机4，循环使用各电机。

如果汽车上承重较大，一个电机在推动汽车的时候会出现动力不足的问题，这时可以同时启动第一电机1和第二电机2，让第一电机1和第二电机2同时推动变速箱5运动，变速箱5的输出轴同时合并了第一电机1和第二电机2的功率和扭矩，给予汽车更大的推动力。这时第三电机3和第四电机4的输出轴在变速箱5的带动下空转。

在运行一段时间后，第三电机3和第四电机4启动，替换第一电机1和第二电机2给予推动力，使第一电机1和第二电机2得到休息。

根据车载情况的不同，在低速运行时，可以选择同时使用电机的数目，可以使用一个电机，两个电机，三个电机甚至是四个电机，使用电机的数目不限定本实用新型的保护范围。

在汽车高速行驶时，第一电机1开始工作，第一电机1高速运转，第一电机1推动变速箱5工作，变速箱5工作推动第二电机2、第三电机3和第四电机4的输出轴转动，因为第二电机2、第三电机3和第四电机4没有运转，所以此时仅为第二电机2、第三电机3和第四电机4的输出轴空转。仅使用一个电机高速对汽车进行推动，可以将电机的速度最大化的传递到汽车。在第一电机1运转一定时间后，依次切换到第二电机2、第三电机3和第四电机4，循环使用各个电机。

同样的，如果汽车上负载较大，可以同时开启第一电机1和第二电机2，变速箱5整合第一电机1和第二电机2的输出力后传送到汽车，驱动汽车前进。这时第三电机3和第四电机4的输出轴被变速箱5带动下空转。

在爬坡等需要强扭力的情况下，同时启动四个电机，变速箱5整合四个电机的功率和扭矩，给予汽车强推动力，多电机几乎同时在恒扭矩工作区输出，最大程度地提供车辆牵引力，克服惯性和重力使汽车顺利完成爬坡的动作。爬坡动作结束后，可以根据需要切换到高速或低速行进状态。

在正常刹车的情况下，停止正在运行的电机的转动，让变速箱5的惯性转动继续推动汽车前进，在运行了一段距离后，变速箱5也停止转动，达到刹车的目的。

在急刹车的情况下，反转正在转动的电机，给予变速箱5一个快速的反转力，使变速箱5立即停止，达到急刹车的目的。

需要特别提及的是，本实施例中的电机为具有自适应特性的电机，转速不仅受到电机控制器的控制，还接受变速箱5的反馈，自行调整转速。在不同的电机相互切换的时候，根据变速箱5的运转情况，协调各电机的转速，达到各电机共同运转的目的。由于电机的自适应特性，输入到变速箱5的电机可以为各不相同的，根据路况、车速的不同使用不同规格的电机相搭配。电机的不同不限定本实用新型的包含范围。

本较佳实施例中，使用四个电机输入到一个变速箱5。为了达到相同的目的，我们还可以采取其他的方式，如对于负载较小的小型轿车而言，使用两个电机输入一个变速箱5即可实现对小型轿车的驱动(参见附图4)；再如对于有位置限制的车辆而言，在同一个区域无法布置四个电机，但是车身负载较重，需要使用四个电机驱动，这时可以采取在两个区域排布电机，在单个区域采取两个电机输入一个变速箱5中，将两个区域的变速箱5的输出端再绑定在一起，也可以达到4个电机制动的目的(参见附图5)。电机的数量、电机和变速箱5的排列方式可以有多种形式，不造成对本实用新型保护范围的限定。

通过以上实施例可以看出，本实用新型是一种价格便宜、结构简单实用的电动汽车驱动和传动系统。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：包括整车控制器、与所述的整车控制器相连接的电机控制器、与所述的电机控制器相连接的至少两个电机、与所述的电机相连接、用于合成多个所述的电机的功率和扭矩的变速箱(5)，所述的变速箱(5)具有一个输出轴和至少两个输入轴。

2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：每个所述的电机单独连接一个所述的电机控制器。

3.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的前桥上。

4.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的后桥上。

5.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的电动汽车驱动和传动系统设置在汽车的前桥和后桥上。

6.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的变速箱的输出端通过传动轴和万向节与汽车车轮相连接。

7.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的电机壳体和变速箱(5)壳体相连形成一整体式结构。

8.根据权利要求1所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的变速箱(5)为固定速比的齿轮变速箱(5)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动汽车驱动和传动系统，其特征在于：所述的变速箱(5)输出端还连接有差速器。

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