CN204161138U - 一种并联电动汽车动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种并联电动汽车动力系统，主要包括发动机、第一电动机、第二电动机、连接断开单元、第一变速机构和第二变速机构；发动机通过内轴与第一电动机转子连接；第二电动机转子通过外轴与齿轮连接；发动机通过第一变速机构输出动力，第二电动机通过第二变速机构输出动力，第一变速机构和第二变速机构均只有一个变速比；通过控制连接断开单元的分离或者结合，可以实现所述电动汽车动力系统工作模式的切换；该动力系统具有良好的高速长途性能，且动力系统较简单，结构紧凑，成本较低。

Description

一种并联电动汽车动力系统

技术领域

本实用新型属于电动汽车领域，涉及一种并联电动汽车动力系统。

背景技术

在现有技术中，公知有以下内容：

增程式电动车是一种配有车载动力电池和辅助动力单元（Auxiliary Energy Supply，AES）的纯电驱动的电动汽车，当电能充足时，电池提供车辆行驶所需的所有能量，当电能不足时，辅助动力单元工作。

增程式电动汽车工作模式分成两个阶段，第一阶段为CD（Charge Depleting，电量消耗）阶段，该阶段下保持纯电动行驶，在有限的行驶里程内由电池提供能量；第二阶段为CS（ChargeSustaining，电量保持）阶段，该阶段下发动机参与工作，实现整车续驶里程的延长。

目前的增程式电动汽车存在两种构型，包括串联增程式电动汽车(如Audi A1e-tron)和混联增程式电动汽车（如Chevrolet VOLT）。在串联增程式电动车中，电动机为驱动动力源，发动机不直接驱动车辆，只是在动力电池电量下降到一定程度时，发动机才会起动，带动发电机发电，为驱动电机提供能量。串联增程式电动汽车动力总成较为简单，成本较低。在混联增程式电动汽车VOLT中，CS阶段，低速行驶时串联驱动，高速行驶时电动机与发动机联合驱动车辆行驶，在CS阶段下动力性和油耗均优于串联增程式电动汽车。

中国大多数用户都是首次购车，对高速长途性能要求较高。由于目前电池能量密度低，纯电动车不能满足高速长途行驶的要求。

如上述串联增程式电动汽车，通常配置小功率的发动机和发电机，在CS阶段下动力性只能满足回家行驶。如果增大发动机和发电机的功率以提高CS阶段的高速长途动力性，则由于能量二次转换损失，高速长途行驶时经济性差。所以，串联增程式电动汽车高速长途性能差。

混联增程式电动汽车在CS阶段下动力性和油耗均优于串联增程式电动汽车，可以满足高速长途行驶的要求，但动力总成复杂、成本较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题提供了一种并联电动汽车动力系统，该并联电动汽车动力系统较简单，成本较低，具有良好的高速长途性能。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种并联电动汽车动力系统，包括发动机、第一电动机、第二电动机、连接断开单元、内轴、外轴、第一变速机构、第二变速机构和主减速齿轮。

所述发动机通过内轴与第一电动机转子连接；第二电动机转子与外轴相连；

所述外轴设置在所述内轴的外周，且能够相对于内轴独立旋转；

所述连接断开单元接合时，发动机通过第一变速机构输出动力；

所述连接断开单元分离时，发动机与第二电动机各自独立工作；

所述第二电动机通过第二变速机构输出动力；

所述第一变速机构和所述第二变速机构均只有一个变速比，经过同一根输出轴输出动力至主减速齿轮，然后经过差速器及半轴输出至车轮。

所述连接断开单元为离合器，所述离合器是干式离合器或者湿式离合器，其布置在第一变速机构和第二变速机构的输出轴上。

所述连接断开单元为换档接合套，其布置在内轴上或第一变速机构和第二变速机构的输出轴上。

所述的第一电动机和所述的第二电动机同侧配置，并且配置在同一条轴线上。

在所述的发动机动力输出端配置一个减震器，起缓冲减震作用。

所述的第二电动机峰值功率不仅大于整车百公里加速需求功率、而且大于最高车速需求功率。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

在动力电池电量充足时（SOC为35%～100%），第二电动机单独驱动车辆行驶，发动机停机，降低油耗与排放。动力电池电量不足时（SOC为25%～35%），低速行驶时利用第一电动机为动力电池充电以满足车辆功率需求，高速行驶时发动机参与驱动以满足车辆的驱动功率与电动附件消耗功率的需求，提高了发动机的负荷率，从而改善了整车的燃油经济性；本实用新型在动力电池电量不足时，低速时串联驱动车辆，高速时并联驱动车辆，提高了高速长途性能；第一电动机和第二电动机集成设计，结构紧凑。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1所示为第一实施例中所述的并联电动汽车动力系统结构示意图；

图2所示为第一实施例的变形例中所述的并联电动汽车动力系统结构示意图；

图3所示为第二实施例中所述的并联电动汽车动力系统结构示意图；

图4所示为第二实施例的变形例中所述的并联电动汽车动力系统结构示意图；

图中：

1、发动机，2、齿轮A，3、内轴，4、齿轮B，5、外轴，6、第一电动机转子，7、第一电动机定子，8、第二电动机转子，9、第二电动机定子，10、主减速齿轮，11、齿轮C，12、轴，13、离合器，14、齿轮D，15、差速器，16、半轴，17、车轮，18、换档接合套，20、减震器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

第一实施例

参阅图1，本实用新型所述的并联电动汽车动力系统包括：发动机1，齿轮A2，内轴3，齿轮B4，外轴5，第一电动机转子6，第一电动机定子7，第二电动机转子8，第二电动机定子9，主减速齿轮10，齿轮C11，轴12，离合器13，齿轮D14，差速器15，半轴16，车轮17。

第一变速机构包括齿轮A2，齿轮C11。

第二变速机构包括齿轮B4，齿轮D14。

第一变速机构和第二变速机构的动力输出轴是一根轴，为轴12，此轴12也是主减速齿轮10的动力输入轴。

第一电动机包括第一电动机转子6，第一电动机定子7；第二电动机包括第二电动机转子8，第二电动机定子9。

在此实施例中，所述的连接断开单元为离合器13，离合器13布置在第一变速机构和第二变速机构的动力输出的轴12上。

第二电动机由未示于图中的动力电池供电，在车辆停止运行时，可以通过外接电网对动力电池进行充电，在车辆行驶过程中，当动力电池电量下降到一定程度时，发动机1驱动第一电动机为动力电池充电。

发动机1通过内轴3与第一电动机转子6连接。第二电动机转子8通过外轴5与齿轮B4连接。

离合器13结合时，发动机1通过第一变速机构输出动力；第二电动机通过第二变速机构输出动力。

从第一变速机构和第二变速机构输出的动力经过主减速齿轮10传递到差速器15，再经过半轴16传递到车轮17。

离合器13结合，发动机1的动力可以传递到车轮；离合器13分离，发动机1与车轮17之间的动力传递断开。

在发动机1的动力输出端配置一个减震器20，起缓冲减震所用，削减发动机传递到第一电动机及第二变速机构的震动。

所述的第一电动机和所述的第二电动机同侧配置，并且配置在同一条轴线上，第一电动机和第二电动机可以集成设计，结构更加紧凑。

所述的第二电动机峰值功率由整车动力性决定，其不仅大于整车百公里加速的需求功率，而且大于整车最高车速的需求功率，具体功率大小由整车整备质量、百公里加速时间、整车风阻、滚阻等决定。其中整车百公里加速的需求功率和整车最高车速的需求功率均为本领域技术人员通过常规技术手段就可以确定的。

根据动力电池荷电状态，所述并联电动汽车动力系统有两个工作阶段：电量消耗（CD）阶段和电量维持（CS）阶段。当动力电池电量充足（SOC为35%～100%）时，所述并联电动汽车动力系统工作在CD阶段，当动力电池电量降低到一定程度（SOC为25%～35%）时，所述并联电动汽车动力系统进入到CS阶段。在CD阶段下所述并联电动汽车动力系统工作在纯电动模式。在CS阶段下所述并联电动汽车动力系统有以下几种工作模式：低速串联模式、高速行车发电模式、高速发动机单独驱动模式和高速联合驱动模式。在CS阶段下，由于发动机可以直接参与驱动，减少了能量的二次损失，所以其高速长途性能较好。

CD和CS阶段下所述并联电动汽车动力系统工作模式如下表所示。

所述并联电动汽车动力系统工作模式及各工作模式下动力总成的工作状态如下所述。

低速或者高速纯电动模式下，发动机1停止工作，离合器13分离，第二电动机单独驱动车辆行驶。

低速串联模式下，发动机1工作，离合器13分离，第一电动机发电，第二电动机单独驱动车辆行驶。

高速行车发电模式下，发动机1工作，离合器13结合，第一电动机发电，第二电动机随转，发动机1单独驱动车辆行驶。

高速发动机单独驱动模式下，发动机1工作，离合器13结合，第一电动机随转，第二电动机随转，发动机1单独驱动车辆行驶。

高速联合驱动模式下，发动机1工作，离合器13结合，第二电动机和发动机1联合驱动车辆行驶。

不同工作模式下动力总成各部件的工作状态如下表所示。

第一实施例的变形例

在上述第一实施例中，参阅图2所示，离合器13还可以布置在轴12的端部，具有结合与分离两种状态，实现的功能与第一实施例中离合器13相同，用来连接或者断开发动机1与车轮17之间的动力传递。

第二实施例

与上述第一实施例中唯一不同的是，在此实施例中，所述的连接断开单元为换档接合套18，参阅图3所示，换档接合套18布置在轴12的端部，其与第一实施例中离合器13一样具有结合与分离两种状态，且实现的功能与第一实施例中离合器13相同，用来连接或者断开发动机1与车轮17之间的动力传递。

第二实施例的变形例

在上述第二实施例中，参阅图4所示，换档接合套18还可以布置在内轴3上，其与第二实施例中换档接合套18一样具有结合与分离两种状态，且实现的功能与第一实施例中离合器13相同，用来断开或者连接发动机1与车轮17之间的动力传递。

此外，本实用新型不限于上述实施方式中事例性地表示的内容，能够在不脱离本实用新型的范围内进行的适当变形或修改均属于本实用新型所要保护的范畴。

Claims (6)

1.一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

包括发动机（1）、第一电动机、第二电动机、连接断开单元、内轴（3）、外轴（5）、第一变速机构、第二变速机构和主减速齿轮（10）；

所述发动机（1）通过内轴（3）与第一电动机转子（6）连接；第二电动机转子（8）与外轴（5）相连；

所述外轴（5）设置在所述内轴（3）的外周，且能够相对于内轴（3）独立旋转；

所述连接断开单元接合时，发动机（1）通过第一变速机构输出动力；

所述连接断开单元分离时，发动机（1）与第二电动机各自独立工作；所述第二电动机通过第二变速机构输出动力；

所述第一变速机构和所述第二变速机构均只有一个变速比，经过同一根轴（12）输出动力至主减速齿轮（10），然后经过差速器（15）及半轴（16）输出至车轮（17）。

2.根据权利要求1所述的一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

所述连接断开单元为离合器（13），其布置在第一变速机构和第二变速机构的轴（12）上，所述离合器（13）是干式离合器或者湿式离合器。

3.根据权利要求1所述的一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

所述连接断开单元为换档接合套（18），其布置在内轴（3）上或第一变速机构和第二变速机构的轴（12）上。

4.根据权利要求1所述的一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

所述的第一电动机和所述的第二电动机同侧配置，并且配置在同一条轴线上。

5.根据权利要求1所述的一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

在所述的发动机动力输出端配置一个减震器（20）。

6.根据权利要求1所述的一种并联电动汽车动力系统，其特征在于：

所述的第二电动机峰值功率不仅大于整车百公里加速需求功率，而且大于最高车速需求功率。