CN206217615U - 一种电动汽车的驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车的驱动系统，包括至少两个驱动电机；至少两个输入轴，各所述输入轴分别用于传导相应所述驱动电机的扭矩；空套齿轮，各所述空套齿轮空套于输入轴上；结合套，所述结合套用于将各所述空套齿轮分别啮合于相应的输入轴上，使相应的空套齿轮输出扭矩；中间轴，所述中间轴上的齿轮与各空套齿轮啮合；所述驱动电机的扭矩均传导到所述中间轴上；输出轴，所述输出轴的齿轮与所述中间轴的齿轮啮合，将所述中间轴的扭矩输出到驱动系统外。

Description

一种电动汽车的驱动系统

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车的驱动系统。

背景技术

当前电动车变速系统普遍采用固定传动比的单速减速箱，或者多档切换的电控变速箱方案。前一种方案通过电机调速来实现车辆变速控制，系统结构简单但车辆在低速、高速区域电机工作效率较低，影响了电动车续航里程；后一种方案类似燃油车变速箱，通过电控（或手动）改变变速箱齿轮比实现车辆变速控制，这种方案可以尽量控制电机转速工作与高效区，提高系统效率，但当变速箱切换档位时会发生动力中断。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种电动汽车的驱动系统。

本实用新型提供的技术方案为：

一种电动汽车的驱动系统，包括至少两个驱动电机；至少两个输入轴，各所述输入轴分别用于传导相应所述驱动电机的扭矩；空套齿轮，各所述空套齿轮空套于所述输入轴上；结合套，所述结合套用于将各所述空套齿轮分别啮合于相应的输入轴上，使相应的空套齿轮输出扭矩；中间轴，所述中间轴上的齿轮与各空套齿轮啮合；所述驱动电机的扭矩均传导到所述中间轴上；输出轴，所述输出轴的齿轮与所述中间轴的齿轮啮合，将所述中间轴的扭矩输出到驱动系统外。

优选的是，所述输入轴为所述驱动电机的转子轴。

优选的是，所述输出轴可通过所述结合套至少与一个所述输入轴直接啮合。

优选的是，至少一个所述驱动电机的转子轴为中空的套管结构，所述输出轴位于所述套管结构内，所述输出轴相对于所述套管结构自由转动。

优选的是，所述驱动电机为两个，相应的所述输入轴为两个，所述输入轴和所述输出轴位于同一条直线上。

优选的是，所述结合套通过花键与输入轴配合，使所述空套齿轮与输入轴结合或分离。

优选的是，两个所述驱动电机分别为第一驱动电机和第二驱动电机，相应的所述输入轴分别为第一输入轴和第二输入轴；

所述第一输入轴上包括两个所述空套齿轮，第一输入轴上两个所述空套齿轮之间配置一个可分别与两者啮合的结合套；

所述第二输入轴为所述套管结构，所述第二输入轴上包括一个所述空套齿轮，所述输出轴的齿轮与第二输入轴上的所述空套齿轮之间配置一个可分别与两者啮合的结合套。

优选的是，各所述空套齿轮的齿轮比不同。

优选的是，各所述驱动电机传导到所述中间轴上的扭矩相同。

优选的是，还包括驱动电机控制系统，所述驱动电机控制系统用于控制各驱动电机的输入；

当一个所述结合套进行换挡动作时，所述驱动电机控制系统控制与该结合套对应的输入轴的驱动电机停止输出扭矩，同时控制结合套未动作的输入轴的驱动电机弥补损失的扭矩。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的电动汽车的驱动系统的结构方便电控自动变速，同时配置至少两个驱动电机配合可以实现无动力中断的换挡。同时方便外部控制系统对驱动电机进行控制，可以保障在绝大部分速度下电机均工作于高效率区域。换挡过程不会产生动力中断，通过外部控制同步省掉了传统机械式变速箱的同步器。

附图说明

图1为本实用新型的电动汽车的驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型的电动汽车的驱动系统的低速双电机模式示意图；

图3为本实用新型的电动汽车的驱动系统的中速双电机模式示意图；

图4为本实用新型的电动汽车的驱动系统的高速双电机模式示意图；

图5为本实用新型的电动汽车的驱动系统的换挡模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种电动汽车的驱动系统，包括至少两个驱动电机；至少两个输入轴，各所述输入轴分别用于传导相应所述驱动电机的扭矩；空套齿轮，各所述空套齿轮空套于输入轴上；结合套，所述结合套用于将各所述空套齿轮分别啮合于相应的输入轴上，使相应的空套齿轮输出扭矩；中间轴，所述中间轴上的齿轮与各空套齿轮啮合；所述驱动电机的扭矩均传导到所述中间轴上；输出轴，所述输出轴的齿轮与所述中间轴的齿轮啮合，将所述中间轴的扭矩输出到驱动系统外。

所述输入轴为所述驱动电机的转子轴。所述输出轴可通过所述结合套至少与一个所述输入轴直接啮合。至少一个所述驱动电机的转子轴为中空的套管结构，所述输出轴位于所述套管结构内，所述输出轴相对于所述套管结构自由转动。所述输入轴和所述输出轴位于同一条直线上。所述结合套通过花键与输入轴配合，使所述空套齿轮与输入轴结合或分离。

如图1所示，本实施例采用最常见的双电机直驱形式为例。输入两个所述驱动电机分别为第一驱动电机1和第二驱动电机2，相应的所述输入轴分别为第一输入轴3和第二输入轴4；

所述第一输入轴3上包括两个所述空套齿轮，分别为第一空套齿轮5和第二空套齿轮6，第一输入轴3上两个所述空套齿轮之间配置一个可分别与两者啮合的第一结合套7；

所述第二输入轴4为套管结构，所述第二输入轴4上包括一个所述空套齿轮，为第三空套齿轮8，输出轴16的齿轮9与第二输入轴4上的第三空套齿轮8之间配置一个可分别与两者啮合的第二结合套10。

相应地，中间轴11上配置与第一空套齿轮5、第二空套齿轮6和第三空套齿轮8相啮合的第一中间齿轮12、第二中间齿轮13和第三中间齿轮14。第一空套齿轮5和第一中间齿轮12组成一档齿轮对，第二空套齿轮6和第二中间齿轮13组成二档齿轮对，第三空套齿轮8和第三中间齿轮14组成三档齿轮对，输出轴16的齿轮9和第四中间齿轮15组成四挡齿轮对，第二输入轴4可直接与输出轴16耦合输出扭矩。所述第一输入轴2和第二输入轴4（包含所述输出轴16）位于同一条直线上，保证驱动系统的体积最小化配置。各结合套通过可滑动花键对输入轴进行配置，实现空套齿轮与输入轴的结合或分离。各所述空套齿轮的齿轮比不同，但在输入时保证各所述驱动电机传导到所述中间轴上的扭矩相同，当然扭矩也可不同。

所述驱动电机控制系统用于控制各驱动电机的输入；当一个所述结合套进行换挡动作时，所述驱动电机控制系统控制与该结合套对应的输入轴的驱动电机停止输出扭矩，同时控制结合套未动作的输入轴的驱动电机弥补损失的扭矩，如此实现换挡时不会产生动力中断。当中间轴上的扭矩不同时，通过驱动电机控制系统补偿其扭矩，补偿的值为10%至50%。

下面以三个空套齿轮和一个输出轴齿轮与中间轴齿轮齿比分别为4，2，1.5，1为例进行说明：

情况1：低速双电机模式

如图2所示，第一结合套7滑向左侧，第二结合套10滑向右侧；第一驱动电机1的动力依次通过第一空套齿轮5，第一中间齿轮12，第四中间齿轮15和输出轴16的齿轮9传递到输出轴上；第二驱动电机2的动力依次通过第三空套齿轮8，第三中间齿轮14，第四中间齿轮15和输出轴16的齿轮9传递到输出轴上；通过驱动电机控制系统调节第一驱动电机1和第二驱动电机2扭矩输出可以实现两者的扭矩参与比例，从而尽可能让第一驱动电机1和第二驱动电机2在车辆低速时工作于高效区。

情况2：中速双电机模式

如图3所示，第一结合套7滑向右侧，第二结合套10滑向右侧；第一驱动电机1的动力依次通过第二空套齿轮6，第二中间齿轮13第四中间齿轮15和输出轴16的齿轮9传递到输出轴上；第二驱动电机2的动力依次通过第三空套齿轮8，第三中间齿轮14，第四中间齿轮15和输出轴16的齿轮9传递到输出轴上；通过驱动电机控制系统调节第一驱动电机1和第二驱动电机2扭矩输出可以实现两者的扭矩参与比例，从而尽可能让第一驱动电机1和第二驱动电机2在车辆中速时工作于高效区。

情况3：高速双电机模式

如图4所示，第一结合套7滑向右侧，第二结合套10滑向左侧；第一驱动电机1的动力依次通过第二空套齿轮6，第二中间齿轮13第四中间齿轮15和输出轴16的齿轮9传递到输出轴上；第二驱动电机2的动力直接传递到输出轴16上；通过驱动电机控制系统调节第一驱动电机1和第二驱动电机2扭矩输出可以实现两者的扭矩参与比例，从而尽可能让第一驱动电机1和第二驱动电机2在车辆高速时工作于高效区。在高速双电机模式下，第二驱动电机2的动力不再需要经过齿轮传动，而是直接输出，提高了高速工况下的效率。

倒车模式与低速双电机模式相同仅控制电机提供反向动力即可。同时第一结合套7和第二结合套10单个滑动也可实现单电机驱动工作，此模式不再累述。

换挡时以系统从双电机低速模式切换到双电机中速模式为例，如图5所示，当换挡指令下达后第一驱动电机1停止扭矩输出，同时第二驱动电机2增加扭矩输出以弥补损失的动力，然后第一结合套7滑向中央位置，通过控制第一驱动电机1将其转速、相位与输出轴16的齿轮9完全同步后，第一结合套7滑向右侧，第一驱动电机1恢复扭矩输出，第二驱动电机2恢复以前的扭矩输出，换挡结束。整个换挡过程由于第二驱动电机2持续提供扭矩，不会产生动力中断。由于换挡过程短暂（通常不超过1秒），在换挡过程中第二驱动电机2增加扭矩不会导致电机过热。同时，通过驱动电机控制系统控制电机的转速、相位实现同步，省掉了传统机械式变速箱的同步器。

Claims (10)

1.一种电动汽车的驱动系统，其特征在于：

包括至少两个驱动电机；

至少两个输入轴，各所述输入轴分别用于传导相应所述驱动电机的扭矩；

空套齿轮，各所述空套齿轮空套于所述输入轴上；

结合套，所述结合套用于将各所述空套齿轮分别啮合于相应的输入轴上，使相应的空套齿轮输出扭矩；

中间轴，所述中间轴上的齿轮与各空套齿轮啮合；所述驱动电机的扭矩均传导到所述中间轴上；

输出轴，所述输出轴的齿轮与所述中间轴的齿轮啮合，将所述中间轴的扭矩输出到驱动系统外。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

所述输入轴为所述驱动电机的转子轴。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

所述输出轴可通过所述结合套至少与一个所述输入轴直接啮合。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

至少一个所述驱动电机的转子轴为中空的套管结构，所述输出轴位于所述套管结构内，所述输出轴相对于所述套管结构自由转动。

5.根据权利要求4所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

所述驱动电机为两个，相应的所述输入轴为两个，所述输入轴和所述输出轴位于同一条直线上。

6.根据权利要求5所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

两个所述驱动电机分别为第一驱动电机和第二驱动电机，相应的所述输入轴分别为第一输入轴和第二输入轴；

所述第一输入轴上包括两个所述空套齿轮，第一输入轴上两个所述空套齿轮之间配置一个可分别与两者啮合的结合套；

所述第二输入轴为所述套管结构，所述第二输入轴上包括一个所述空套齿轮，所述输出轴的齿轮与第二输入轴上的所述空套齿轮之间配置一个可分别与两者啮合的结合套。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

各所述空套齿轮的齿轮比不同。

8.根据权利要求1所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

各所述驱动电机传导到所述中间轴上的扭矩相同。

9.根据权利要求1所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

所述结合套通过花键与输入轴配合，使所述空套齿轮与输入轴结合或分离。

10.根据权利要求7所述的电动汽车的驱动系统，其特征在于：

还包括驱动电机控制系统，所述驱动电机控制系统用于控制各驱动电机的输入；

当一个所述结合套进行换挡动作时，所述驱动电机控制系统控制与该结合套对应的输入轴的驱动电机停止输出扭矩，同时控制结合套未动作的输入轴的驱动电机弥补损失的扭矩。