CN208134079U - 动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力系统及车辆，车辆包括前轮和后轮，动力系统用于车辆，其包括前驱电机、前离合器、后驱电机、后离合器及驱动电源，前驱电机用于驱动前轮；前离合器的第一端与前驱电机相连接，前离合器的第二端用于连接前轮；后驱电机用于驱动后轮；后离合器的第一端与后驱电机相连接，后离合器的第二端用于连接后轮；驱动电源设有与前驱电机相连接的第一输出端和与后驱电机相连接的第二输出端。本实用新型提供的动力系统结构简单、能够满足整车动力需求且电耗经济性高，可在前驱电机或后驱电机的扭矩为零时确保其转速也为零，使前驱电机或后驱电机的电耗为零，从而使车辆的电耗减小，提高了续驶里程。

Description

动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源车辆技术领域,具体而言，涉及一种动力系统及一种车辆。

背景技术

随着全球能源危机和环保需求的日益凸显，新能源车辆得到了长足发展，其中电动车辆更是主力军。

相关技术中，如图1所示，在使用双永磁同步电机纯电动车构型下，动力系统20’由驱动电源210’驱动的前驱电机202’和后驱电机206’分别用于驱动车辆的前轮12’和后轮14’，可通过控制对前驱电机202’和后驱电机206’输出的扭矩实现二驱(包括前驱和后驱)或前后双驱，提升了驱动的灵活性。

但此技术方案是前驱电机202’直接和前主减速器212’相连，后驱电机206’直接与后主减速器214’相连，由于二驱时，一个电机工作，另一个电机不工作，会出现不工作的电机在车轮的带动下转动的情况，而永磁同步电机在非零转速零扭矩下，电机系统还是需要电耗，且在高转速下，电耗很大，会造成车辆的能源浪费。

实用新型内容

本实用新型公开的实施例旨在解决现有技术或相关技术中电机在扭矩为零、高转速下存在较高电耗的问题。

为此，本实用新型公开的实施例的第一方面提出了一种动力系统。

本实用新型公开的实施例的第二方面提出了一种车辆。

鉴于上述，根据本实用新型公开的实施例的第一方面，提供了一种动力系统，用于车辆，车辆包括前轮和后轮，动力系统包括前驱电机、前离合器、后驱电机、后离合器及驱动电源，前驱电机用于驱动前轮；前离合器的第一端与前驱电机相连接，前离合器的第二端用于连接前轮；后驱电机用于驱动后轮；后离合器的第一端与后驱电机相连接，后离合器的第二端用于连接后轮；驱动电源设有与前驱电机相连接的第一输出端和与后驱电机相连接的第二输出端。

本实用新型提供的动力系统，通过设置驱动电源，并令其第一输出端和第二输出端分别与前驱电机和后驱电机相连接，可实现前轮和后轮的电力驱动，当同时向前驱电机和后驱电机输出扭矩时，可实现车辆的前后双驱，获得更好的动力、牵引力和稳定性；当单独向前驱电机或单独向后驱电机输出扭矩时，可实现车辆的前驱模式或后驱模式，此时通过设置前离合器和后离合器，可在对应电机的扭矩降为零时断开该电机与对应车轮的机械连接，避免了驱动电源停止输出扭矩后电机仍在车轮的带动下转动，即扭矩为零而转速不为零的情况下驱动电源额外输出电能，造成电耗升高。本实用新型提供的动力系统结构简单、能够满足整车动力需求且电耗经济性高，可在前驱电机或后驱电机的扭矩为零时确保其转速也为零，使前驱电机或后驱电机的电耗为零，从而使车辆的电耗减小，提高了续驶里程。

另外，本实用新型公开的实施例提供的上述技术方案中的动力系统还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，前驱电机和后驱电机均为永磁同步电机。

在上述任一技术方案中，进一步地，驱动电源包括蓄电池，驱动电源还包括发电机和/或充电接口，发电机和/或充电接口与蓄电池相连接，以为蓄电池充电。

在上述任一技术方案中，进一步地，动力系统还包括：前主减速器；前主减速器的第一端与前离合器的第二端相连接,前主减速器的第二端用于连接前轮；或前主减速器的第一端与前驱电机的第二端相连接，前主减速器的第二端与前离合器的第一端相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，动力系统还包括：后主减速器；后主减速器的第一端与后离合器的第二端相连接，后主减速器的第二端用于连接后轮；或后主减速器的第一端与后驱电机的第二端相连接，后主减速器的第二端与后离合器的第一端相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，动力系统还包括车速传感器和控制器，车速传感器用于检测车辆的车速；控制器的信号输入端与车速传感器相连接，控制器的信号输出端与驱动电源、前离合器及后离合器相连接。

在上述技术方案中，优选地，控制器在根据车速传感器的检测值判定车辆处于加速阶段时，控制驱动电源同时为前驱电机和后驱电机供电并控制前离合器和后离合器闭合；和/或控制器在车速传感器的检测值超过车速阈值时，控制第二输出端的输出扭矩为零并控制后离合器断开。

在上述任一技术方案中，优选地，控制器在接收到前驱信号时，控制第二输出端的输出扭矩为零并控制后离合器断开；和/或控制器在接收到后驱信号时，控制第一输出端的输出扭矩为零并控制前离合器断开。

根据本实用新型公开的实施例的第二方面，提供了一种车辆，包括如上述任一技术方案所述的动力系统。

在上述技术方案中，优选地，车辆为纯电动车辆。

根据本实用新型公开的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型公开的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的动力系统的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的动力系统的结构示意图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

12’前轮，14’后轮，20’动力系统，202’前驱电机，206’后驱电机，210’驱动电源，212’前主减速器，214’后主减速器。

图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

12前轮，14后轮，20动力系统，202前驱电机，204前离合器，206后驱电机，208后离合器，210驱动电源，212前主减速器，214后主减速器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图2描述根据本实用新型一些实施例所述的动力系统20和车辆。

如图2所示，本实用新型第一方面的实施例提供了一种动力系统20，用于车辆，车辆包括前轮12和后轮14，动力系统20包括前驱电机202、前离合器204、后驱电机206、后离合器208及驱动电源210，前驱电机202用于驱动前轮12；前离合器204的第一端与前驱电机202相连接，前离合器204的第二端用于连接前轮12；后驱电机206用于驱动后轮14；后离合器208的第一端与后驱电机206相连接，后离合器208的第二端用于连接后轮14；驱动电源210设有与前驱电机202相连接的第一输出端和与后驱电机206相连接的第二输出端。

本实用新型提供的动力系统20，通过设置驱动电源210，并令其第一输出端和第二输出端分别与前驱电机202和后驱电机206相连接，可实现前轮12和后轮14的电力驱动，当同时向前驱电机202和后驱电机206输出扭矩时，可实现车辆的前后双驱，获得更好的动力、牵引力和稳定性；当单独向前驱电机202或单独向后驱电机206输出扭矩时，可实现车辆的前驱模式或后驱模式，此时通过设置前离合器204和后离合器208，可在对应电机的扭矩降为零时断开该电机与对应车轮的机械连接，避免了驱动电源210停止输出扭矩后电机仍在车轮的带动下转动，即扭矩为零而转速不为零的情况下驱动电源210额外输出电能，造成电耗升高。本实用新型提供的动力系统20结构简单、能够满足整车动力需求且电耗经济性高,可在前驱电机202或后驱电机206的扭矩为零时确保其转速也为零，使前驱电机202或后驱电机206的电耗为零，从而使车辆的电耗减小，提高了续驶里程。经试验检测发现，该动力系统20可使电耗降低5％左右。具体地，驱动电源210与前驱电机202和后驱电机206电连接，其他结构之间为机械连接。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，前驱电机202和后驱电机206均为永磁同步电机。

在该实施例中，前驱电机202和后驱电机206均采用永磁同步电机，构成双永磁同步电机动力系统结构。由于电动汽车上的同步电机不用并网运行，所以可以调整定子磁场和转子磁场的角度，获得近似直流电机的性能，并且同步电机相对于直流电机结构更简单、更可靠，体积比同功率的异步电机小15％以上。此外，永磁同步电机还有功率密度高、功率因数高的优点，并具有较高的转速范围和较宽的调速范围，调速控制性能好，没有励磁损耗和散热问题。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，驱动电源210包括蓄电池，驱动电源210还包括发电机和/或充电接口，发电机和/或充电接口与蓄电池相连接，以为蓄电池充电。

在该实施例中，驱动电源210包括蓄电池，以为前驱电机202和后驱电机206提供稳定的电能。驱动电源210还包括发电机和/或充电接口，发电机可自行发电以确保车辆行驶过程中电量充足，具体地，发电机启动时蓄电池为其提供启动电力，发电机正常运转后又为蓄电池充电；充电接口则可用于连接充电桩，进而为蓄电池充电，其结构简洁，空间占用小。二者可择一设置，也可同时设置以丰富供电模式。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，进一步地，动力系统20还包括：前主减速器212；前主减速器212的第一端与前离合器204的第二端相连接,前主减速器212的第二端用于连接前轮12；或前主减速器212的第一端与前驱电机202的第二端相连接，前主减速器212的第二端与前离合器204的第一端相连接。

在该实施例中，动力系统20还包括设置在前轮12和前驱电机202之间的前主减速器212，用于将前驱电机202的高输出转速降至合适的转速并传递给前轮12，从而在确保前驱电机202稳定运转的同时为前轮12提供合适的转速。其中，优选地，如图2所示，前驱电机202与前离合器204连接，前离合器204再与前主减速器212连接，前主减速器212设置在前离合器204和前轮12之间，以与前轮12直接连接并驱动前轮12；前主减速器212也可设置在前驱电机202和前离合器204之间。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，进一步地，动力系统20还包括：后主减速器214；后主减速器214的第一端与后离合器208的第二端相连接,后主减速器214的第二端用于连接后轮14；或后主减速器214的第一端与后驱电机206的第二端相连接，后主减速器214的第二端与后离合器208的第一端相连接。

在该实施例中，动力系统20还包括设置在后轮14和后驱电机206之间的后主减速器214，用于将后驱电机206的高输出转速降至合适的转速并传递给后轮14，从而在确保后驱电机206稳定运转的同时为后轮14提供合适的转速。其中，优选地，如图2所示，后驱电机206与后离合器208连接，后离合器208再与后主减速器214连接，后主减速器214设置在后离合器208和后轮14之间，以与后轮14直接连接并驱动后轮14；后主减速器214也可设置在后驱电机206和后离合器208之间。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地，动力系统20还包括车速传感器和控制器，车速传感器用于检测车辆的车速；控制器的信号输入端与车速传感器相连接，控制器的信号输出端与驱动电源210、前离合器204及后离合器208相连接。

在该实施例中，车速传感器可检测车辆的速度，控制器进而在车辆的不同运行状态下控制驱动电源210的输出，以实现合理驱动；控制器同时还控制前离合器204和后离合器208的开闭，进而令电源对电机的驱动与电机对车轮的驱动保持一致，可在电机断电、扭矩降为零的情况下断开相应的离合器，使其转速也相应降为零，减少了电机停运时的电耗，延长了驱动电源210的续航力。控制器的设置使得前离合器204和后离合器208可随驱动电源210的工作状态自动做相应的切换，驾驶员不必进行操作，提高了车控的灵活性、便利性和可靠性；在不同的工况下，通过控制策略控制离合器的通断，满足了整车的动力性与经济性要求。可选地，车速传感器为磁电式车速传感器、霍尔式车速传感器或光电式车速传感器。具体地，由于与车轮直接连接的通常是主减速器的输出轴，故将车速传感器安装在前主减速器212和/或后主减速器214的输出轴上。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，控制器在根据车速传感器的检测值判定车辆处于加速阶段时，控制驱动电源210同时为前驱电机202和后驱电机206供电并控制前离合器204和后离合器208闭合；和/或控制器在车速传感器的检测值超过车速阈值时，控制第二输出端的输出扭矩为零并控制后离合器208断开。

在该实施例中，具体限定了控制器的两种运行方式。控制器接收并分析车速传感器实时传输的检测值，当检测到车辆处于加速阶段，例如绘制检测值随时间变化的曲线，曲线的斜率大于预设值时，就控制驱动电源210同时为前驱电机202和后驱电机206供电，同时令前离合器204和后离合器208均闭合以确保电机和车轮的可靠连接，可实现最大动力以获得最佳的加速性能；当车速传感器的检测值超过车速阈值时，就认为车辆处于高速行驶的状态，此时由前驱电机202单独驱动，可达到足够的驱动力，对于后驱电机206，控制与之相连的驱动电源210的第二输出端的输出扭矩降为零，同时断开后离合器208，确保后驱电机206的转速也降为零，使后驱电机206的电耗降为零，从而使车辆的电耗减小，提高了续驶里程。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，控制器在接收到前驱信号时，控制第二输出端的输出扭矩为零并控制后离合器208断开；和/或控制器在接收到后驱信号时，控制第一输出端的输出扭矩为零并控制前离合器204断开。

在该实施例中，控制器还可以根据接收到的前驱信号和/或后驱信号执行相应的控制，使得驾驶员可以根据需要自行选择驱动模式，包括前驱模式、后驱模式和前后双驱模式，确保了用户的自主控制。例如，后驱模式具有高速稳定性，车辆爬坡能力强，在越野、转弯时采用后驱模式可提高操作性能和驾驶性能，因此当驾驶员想获得更好的操控性能时，可选择后驱模式。

当然，控制器对驱动电源210、前离合器204和后离合器208的控制策略包括但不限于以上工况，可根据实际情况做出具体选择，只要不脱离本实用新型的设计构思，则均属于本实用新型的保护范围内。在各种适当工况下，通过控制策略与离合器的配合，可使整车的动力性和经济性达到最优，并使驾驶员获得最佳的驾驶感受。

根据本实用新型公开的实施例的第二方面，提供了一种车辆，包括如上述任一实施例所述的动力系统20。

本实用新型提供的车辆，包括上述任一实施例所述的动力系统20，因而具备该动力系统20的全部技术效果，在此不再赘述。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，车辆为纯电动车辆。

在该实施例中，车辆为纯电动车辆，动力系统20为纯电动动力系统，环保性能优越，同时采用上述动力系统20，可有效减小电耗，提高续驶里程。此外，车辆也可为混合动力车辆，如油电混合动力车辆，以减小其电耗。

在本说明书的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型公开的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型公开的实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型公开的实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力系统，用于车辆，其特征在于，所述车辆包括前轮和后轮，所述动力系统包括：

前驱电机，用于驱动所述前轮；

前离合器，所述前离合器的第一端与所述前驱电机相连接，所述前离合器的第二端用于连接所述前轮；

后驱电机，用于驱动所述后轮；

后离合器，所述后离合器的第一端与所述后驱电机相连接，所述后离合器的第二端用于连接所述后轮；及

驱动电源，所述驱动电源设有与所述前驱电机相连接的第一输出端和与所述后驱电机相连接的第二输出端。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，

所述前驱电机和所述后驱电机均为永磁同步电机。

3.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，

所述驱动电源包括蓄电池，所述驱动电源还包括发电机和/或充电接口，所述发电机和/或所述充电接口与所述蓄电池相连接，以为所述蓄电池充电。

4.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括：

前主减速器；

所述前主减速器的第一端与所述前离合器的第二端相连接,所述前主减速器的第二端用于连接所述前轮；或

所述前主减速器的第一端与所述前驱电机的第二端相连接，所述前主减速器的第二端与所述前离合器的第一端相连接。

5.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括：

后主减速器；

所述后主减速器的第一端与所述后离合器的第二端相连接,所述后主减速器的第二端用于连接所述后轮；或

所述后主减速器的第一端与所述后驱电机的第二端相连接，所述后主减速器的第二端与所述后离合器的第一端相连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括：

车速传感器，用于检测所述车辆的车速；

控制器，其信号输入端与所述车速传感器相连接，其信号输出端与所述驱动电源、所述前离合器及所述后离合器相连接。

7.根据权利要求6所述的动力系统，其特征在于，

所述控制器在根据所述车速传感器的检测值判定所述车辆处于加速阶段时，控制所述驱动电源同时为所述前驱电机和所述后驱电机供电并控制所述前离合器和所述后离合器闭合；和/或

所述控制器在所述车速传感器的检测值超过车速阈值时，控制所述第二输出端的输出扭矩为零并控制所述后离合器断开。

8.根据权利要求6所述的动力系统，其特征在于，

所述控制器在接收到前驱信号时，控制所述第二输出端的输出扭矩为零并控制所述后离合器断开；和/或

所述控制器在接收到后驱信号时，控制所述第一输出端的输出扭矩为零并控制所述前离合器断开。

9.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的动力系统。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆为纯电动车辆。