CN209505428U - 一种驱动系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驱动系统和车辆，其中驱动系统包括至少两个车轮组件、至少两个驱动电机组件以及至少一个离合装置，每个所述驱动电机组件的输出端与一个所述车轮组件动力耦合连接，所述离合装置设置在至少一个所述驱动电机组件和与其对应的所述车轮组件之间。这样，当驱动电机组件处于非工作状态时，能够通过相应的离合装置断开该驱动电机组件与相应的车轮组件之间的动力耦合连接，以避免该驱动电机组件对应的车轮组件转动过程中带动该驱动电机组件转动而使驱动电机组件产生反向扭矩，从而实现降低车辆的能耗。

Description

一种驱动系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种驱动系统和车辆。

背景技术

现有四驱电动车辆通常设置前电机和后电机两个电机，并通过这两个电机分别驱动车辆的前轮和后轮转动。在某些工况下，例如车辆处于匀速等低扭矩运行状态时，电机的输出扭矩较小，电机的工作效率较低，会导致车辆的能耗较大。所以通常对一个电机供电并正常工作，另一电机处于随动状态。而处于随动状态的电极在随动过程中相当于一个发电机，会产生形成车辆行驶阻力的负扭矩，提高车辆的能耗。

实用新型内容

第一方面，本实用新型实施例提供了一种驱动系统，应用于车辆，包括至少两个车轮组件、至少两个驱动电机组件以及至少一个离合装置，每个所述驱动电机组件的输出端与一个所述车轮组件动力耦合连接，所述离合装置设置在至少一个所述驱动电机组件和与其对应的所述车轮组件之间。

可选的，所述至少两个驱动电机组件包括第一驱动电机组件和第二驱动电机组件，所述至少两个车轮组件包括第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一驱动电机组件与所述第一车轮组件动力耦合连接，所述第二驱动电机组件与所述第二车轮组件动力耦合连接；

所述第一驱动电机组件的额定功率大于所述第二驱动电机组件的额定功率，所述驱动系统包括一个所述离合装置，且所述离合装置设置于所述第二驱动电机组件和所述第二车轮组件之间。

可选的，所述驱动系统还包括减速器，每一所述驱动电机组件通过减速器与相应的车轮组件传动相连；

所述离合装置设置于所述车轮组件与所述减速器之间；或者，

所述离合装置与所述减速器相集成。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种车辆，包括以上任一项所述的驱动系统，所述车辆还包括控制器，所述控制器与所述驱动系统的离合装置相连，并用于控制所述离合装置在接合状态和断开状态之间切换。

可选的，所述控制器还与所述车辆的档位开关相连，所述控制器配置为所述档位开关处于空挡时，控制各所述离合装置处于分离状态。

可选的，所述车辆还包括检测油门开度的油门传感器，所述油门传感器与所述控制器相连，所述控制器用于根据所述油门传感器检测的油门开度控制所述离合装置切换至接合状态或分离状态。

可选的，所述车辆还包括检测车身倾斜角度的角度传感器，所述角度传感器与所述控制器相连，所述控制器用于根据所述角度传感器检测的车身倾斜角度生成控制所述离合装置切换至接合状态或分离状态。

可选的，所述车辆还包括车身电子稳定系统，所述角度传感器为所述车身电子稳定系统中的传感器。

可选的，在所述驱动系统包括两个所述驱动电机和至少一个所述离合装置的情况下，所述车辆还包括控制所述车辆驱动状态的四驱切换开关，所述四驱切换开关与控制器相连，所述控制器配置为：

所述四驱切换开关处于四驱档位时，控制各所述离合装置均处于结合状态；

所述四驱切换开关处于两驱档位时，控制一个所述离合装置处于分离状态。

可选的，所述车辆为增程式电动车辆或纯电动车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本实用新型实施例中一种驱动系统的结构图；

图2是本实用新型实施例中另一种驱动系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种驱动系统，应用于车辆。

驱动系统包括至少两个车轮组件、至少两个驱动电机组件以及至少一个离合装置。每个驱动电机组件的输出端与一个车轮组件动力耦合连接，以为相应的车轮组件提供动力。

本实施例中的驱动系统包括至少两个驱动电机组件，其中，每一驱动电机组件用于驱动一个车轮组件。例如，对于包括前后两个车轮组件的驱动系统，一个驱动电机组件用于驱动前车轮组件，另一个驱动电机组件则用于驱动前车轮组件；对于包括三个或三个以上车轮组件的驱动系统，则是驱动电机组件与车轮组件一一对应；或者车轮组件的数量多于驱动电机组件的数量，一部分车轮组件仅随动，而其他车轮组件则与驱动电机组件一一对应。

每一个车轮组件可以仅包括一个车轮，也可以包括多个车轮，例如两个或四个同轴设置的车轮。每一驱动电机组件可以仅包括一台电动机；也可以包括多台电动机，且多台电动机共同为同一个车轮组件提供动力。

本实施例中以驱动系统包括两个驱动电机组件和两个车轮组件，且每一个车轮组件包括两个车轮为例说明，显然，当驱动电机组件和车轮组件的数量发生变化时，其控制过程和工作原理也基本相同。

本实施例中，当两个驱动电机组件均处于工作状态时，则驱动系统处于四驱状态，当一个驱动电机组件处于工作状态，另一个驱动电机组件处于非工作状态时，则驱动系统处于两驱状态。

离合装置设置在至少一个驱动电机组件和对应的车轮组件之间。

该离合装置用于控制驱动电机组件和对应的车轮组件之间的连接关系，离合装置具有分离和接合两种工作状态，当离合装置处于分离状态时，驱动电机组件和对应的车轮组件之间也处于分离状态，当离合装置处于接合状态时，驱动电机组件和对应的车轮组件之间则处于传动连接状态。

在驱动电机组件处于非工作状态时，位于该驱动电机组件和相应的车轮组件之间的离合装置被切换至分离状态。

这样，当一个驱动电机组件处于非工作状态时，在驱动系统运行过程中，该驱动电机组件对应的车轮组件处于随动状态。这样没在车轮组件处于随动状态时，由于驱动电机组件和对应的车轮组件之间也处于分离状态，不具有传动关系，所以车轮组件随动过程中不会带动相应的驱动电机组件转动。从而不会形成负扭矩，能够降低车辆的能耗。

在一个具体实施方式中，仅在部分的驱动电机组件和车轮组件中设置了离合器。

如图1所示，至少两个驱动电机组件包括第一驱动电机组件111A和第二驱动电机组件112A，至少两个车轮组件包括第一车轮组件121A和第二车轮组件122A，第一驱动电机组件111A与第一车轮组件121A传动相连，第二驱动电机组件112A与第二车轮组件122A传动相连。

本实施例中仅设置有一个离合装置130A，该离合装置130A可以设置于第一驱动电机组件111A和第一车轮组件121A之间，也可以设置于第二驱动电机组件112A和第二车轮组件122A之间。

实施时，当车辆处于四驱状态时，两个驱动电机组件均处于工作状态，且离合装置130A处于接合状态；当车辆处于两驱状态时，第一驱动电机处于工作状态，第二驱动电机处于非工作状态，且离合装置130A处于分离状态。

在一个较佳的具体实施方式中，第一驱动电机组件111A的额定功率大于第二驱动电机组件112A的额定功率，驱动系统包括一个离合装置130A，且离合装置130A设置于第二驱动电机组件112A和第二车轮组件122A之间。

本实施例中，将离合装置130A设置于功率较小的驱动电机组件和相应的车轮组件之间。

应当理解的是，对于两驱状态，仅由一个驱动电机组件提供动力，所以对驱动电机组件的功率要求相对较高，所以本实施例中使功率较大的驱动电机组件始终保持工作状态，而根据使用车辆的工况切换功率较小的驱动电机组件的工作状态。这样，通过减少离合装置130A的设置，有利于降低成本和车身重量。

在另一个具体实施方式中，则是在每一驱动电机组件和相应的车轮组件之间均设置有离合装置。

如图2所示，具体的，至少两个驱动电机组件包括第一驱动电机组件111B和第二驱动电机组件112B，至少两个车轮组件包括第一车轮组件121B和第二车轮组件122B，第一驱动电机组件111B与第一车轮组件121B动力耦合连接，第二驱动电机组件112B与第二车轮组件122B动力耦合连接。

第一驱动电机组件111B与第一车轮组件121B之间设置有第一离合装置131B，第二驱动电机组件112B与第二车轮组件122B之间设置有第二离合装置132B。

实施时，可以根据实际工况灵活切换各驱动电机组件的工作状态。

例如，第一种工况下，车辆在城市路况等路况中低速行驶，或在水平或下坡道路上行驶。此时，车辆的功率不需要过大，则可以控制车辆处于两驱状态运行。具体的，关闭功率较大的驱动电机组件，并使相应的离合装置处于分离状态，仅利用功率较小的驱动电机组件提供动力。

第二种工况下，车辆在一般道路上稍快行驶，或者车辆在坡度较小的上坡道路上行驶。此时，车辆的工作功率相对于第一种工况稍高，则可以控制车辆处于两驱状态行驶。具体的，关闭功率较小的驱动电机组件，并使相应的离合装置处于分离状态，仅利用功率较大的驱动电机组件提供动力。

第三种工况下，车辆在高速公路等路况高速行驶，或者车辆需要在坡度较大的上坡道路上行驶。相对于上述两种工况，车辆的工作功率更高，则需要两个驱动电机组件同时工作，以提供足够的动力，此时，各离合装置均处于接合状态。

如果两个驱动电机组件的功率相等，则可以在上述第一种工况和第二种工况下，选用任一驱动电机组件工作。

这样，通过设置多个离合器，可以实现对每一驱动电机组件和相应的车轮组件之间的传动关系的控制。在使用过程中，可以以任意一个或多个驱动电机组件作为工作的驱动电机组件，并控制其他驱动电机组件对应的离合装置处于分离状态，有利于提高控制的灵活程度，也有助于根据车辆的形式状态合理控制车辆的运行工况，合理分配车辆的功率，节约能源，提高车辆的续航能力。

进一步的，驱动系统还包括减速器140，每一驱动电机组件通过减速器140与相应的车轮组件传动相连。

应当理解的是，驱动电机组件包括的电动机的旋转速度可能过快，所以电动机能够直接提供的扭矩较小，无法有效驱动车轮组件转动，因此需要通过减速器140通过降低转速以提高扭矩的方式来提高传递至车轮组件的扭矩，因此，本实施例中进一步在驱动电机组件和相应的车轮组件之间设置减速器140。

离合装置可以设置于减速器140与相应的驱动电机组件之间，这样，能够实现控制驱动电机组件和相应的车轮组件之间的传动关系。

离合装置还可以设置于车轮组件与减速器140之间，这样，同样能够实现控制驱动电机组件和相应的车轮组件之间的传动关系，并且当离合装置处于分离状态时，车轮组件在随动过程中不会带动减速器140工作，有利于降低减速器140工作过程中可能产生的摩擦力等，能够进一步降低车辆行驶过程中产生的阻力。

此外，离合装置还可以与减速器140相集成。实施时，直接选用集成了离合装置的减速器140即可，有利于节约成本，同时也节约了占用的空间。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括以上任一项的驱动系统。

该车辆是纯电动车辆、增程式电动车辆以及混合动力电动车辆等，其中，驱动系统通过动力电池150供电，当车辆为增程式电动车辆的情况下，动力电池150还可以进一步与增程器160相连，并能够通过增程器160充电。由于本实施例的技术方案包括了上述实施例的全部技术方案，因此至少能实现上述全部技术效果，此处不再赘述。

该车辆还可以包括控制器，该控制器可以是车辆的ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元，又称行车电脑、车载电脑等)，也可以是控制电路，还可以是机械传动式的控制器。该控制器与各驱动系统的各离合装置相连，以控制各离合装置在接合状态和断开状态之间切换。

进一步的，控制器还与车辆的档位开关相连，控制器配置为检测到档位开关处于空挡时，控制各离合装置处于分离状态。

本实施例中，离合装置可以为机械式离合器，并通过拉线与车辆的档位开关或其他控制装置相连，从而实现控制离合装置，离合装置也可以为电磁离合器等能够通过电信号控制的离合器，控制器在获取档位开关的状态后，发出控制信号，同样能够实现控制离合装置的状态根据档位开关的档位切换。

当车辆的档位开关处于空挡时，离合装置处于分离状态，这样，能够提高拖车等工况下的便利程度，解决了电动车辆拖车时可能损坏的问题。

进一步的，车辆还包括检测油门开度的油门传感器。油门原指是内燃机的节气门，由于发动机节气门受油门踏板控制，所以油门开度也就相当于油门踏板的踏下程度，显然，电动车辆并不具有油门，但是作为一种车辆领域内的惯用使用方式，仍将电动车辆的加速踏板称作油门踏板，将加速踏板的踏下程度称作油门开度。

油门传感器与控制器相连，控制器还用于根据油门传感器检测的油门开度控制离合装置切换至接合状态或分离状态。

以车辆包括图2所示的驱动系统的情况为例说明。

在油门传感器的检测到的油门开度大于第一开度阈值的情况下，车辆实际处于上述第三种工况，此时，控制与第一驱动组件和第二驱动组件对应的两个离合装置均处于接合状态。

在油门传感器的检测到的油门开度不大于第一开度阈值，且大于第二开度阈值的情况下，车辆实际处于上述第二种工况，此时，控制与第一驱动组件对应的离合装置处于接合状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于分离状态，其中，第一开度阈值大于第二开度阈值。

在油门传感器的检测到的油门开度不大于第二开度阈值的情况下，车辆实际处于上述第一种工况，此时，控制与第一驱动组件对应的离合装置处于分离状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于接合状态。

以将上述第一开度阈值设定为70％，第二开度阈值设定为30％为例说明。

如果检测到车辆的油门开度较小，例如可以是油门开度小于30％等油门开度相对较小的状态，则可以认为车辆处于上述第一种工况，此时，控制与第一驱动组件对应的离合装置处于分离状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于接合状态。

如果检测到油门开度不小于30％且小于70％，则可以认为车辆处于上述第二种工况，此时，控制与第一驱动组件对应的离合装置处于接合状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于分离状态。

如果车辆的油门开度不小于70％，则可以认为车辆处于上述第三种工况，此时，控制与第一驱动组件和第二驱动组件对应的两个离合装置均处于接合状态。

显然，上述各油门开度阈值还可以根据实际情况来做出一定的调整，此处对具体数值不作进一步限定。

具体的，离合装置可以直接与油门传感器相连，例如设置机械式传动结构，然后通过拉线控制各离合装置；也可以设置于油门传感器联动的开关，当油门踏板达到不同位置时，能够控制相应的开关开启或关闭，从而实现对各离合装置的控制。

此外，离合装置还可以与车辆的控制器相连，例如通过车辆的CAN(ControllerArea Network，控制器局域网络)总线与车辆的控制器，例如ECU相连。实施时，车辆的ECU等控制器获取车辆的油门开度，并生成相应的控制信号，以控制切换各离合器的状态。

上述方式均能实现获取车辆的油门开度，并根据车辆的油门开度控制离合装置的工作状态。

在根据车辆的油门开度确定车辆的工况，则可以控制不同驱动电机组件工作，并控制相应的离合装置处于接合或分离状态。

进一步的，车辆还包括检测车身倾斜角度的角度传感器，角度传感器与控制器相连，控制器还用于根据角度传感器检测的车身倾斜角度控制离合装置切换至接合状态或分离状态。

以车辆包括图2所示的驱动系统为例说明。

在角度传感器的检测到的车身角度大于第一角度阈值的情况下，可以认为车辆处于上述第三种工况，则控制与第一驱动组件和第二驱动组件对应的两个离合装置均处于接合状态。

在角度传感器的检测到的车身角度不大于第一角度阈值，且大于第二角度阈值的情况下，可以认为车辆处于上述第二种工况，则控制与第一驱动组件对应的离合装置处于接合状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于分离状态，其中，第一角度阈值大于第二角度阈值。

在角度传感器的检测到的车身角度不大于第二角度阈值的情况下，可以认为车辆处于上述第一种工况，则控制与第一驱动组件对应的离合装置处于分离状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于接合状态。

以将第二角度阈值设定为12％，第二角度阈值4％为例说明。

如果检测到车身的坡度较小，例如车辆处于下坡状态，或车辆处于上坡状态，且上坡坡度小于4％时，则可以认为车辆处于上述第一种工况，此时，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于接合状态。

如果车辆处于上坡状态，坡度不小于4％且小于12％，则可以认为车辆处于上述第二种工况，此时，控制与第一驱动组件对应的离合装置处于接合状态，控制与第二驱动组件对应的离合装置处于分离状态。

如果车辆处于上坡状态，且上坡坡度不小于12％，则可以认为车辆处于上述第三种工况，此时，控制与第一驱动组件和第二驱动组件对应的两个离合装置均处于接合状态。

显然，具体的各角度阈值并不局限于此，可以根据实际情况作出调整，此处对具体数值不作进一步限定。

具体的，该角度传感器可以单独设置，也可以直接利用车辆上的其他角度传感器，例如在车辆还包括车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，ESP)的情况下，可以利用车身电子稳定系统中的传感器。

与油门传感器类似的，离合装置可以直接与角度传感器相连。离合装置还可以通过CAN总线与车辆的控制器，例如ECU相连，而车辆的控制器还与角度传感器相连。实施时，车辆的ECU等控制器通过角度传感器获取车辆的角度信息，并生成相应的控制信号以控制切换各离合装置的状态。

在根据车辆的角度确定车辆的工况后，则可以控制不同驱动电机组件工作，并控制相应的离合装置处于接合或分离状态。

进一步的，车辆的控制器还与车辆的四驱切换开关相连，离合装置配置为根据四驱切换开关的档位处于接合或分离状态。

该车辆包括上述图1或图2所示的驱动系统。当车辆的四驱切换开关处于四驱档位时，则可以控制各离合器均处于接合状态，当车辆的四驱切换开关处于两驱档位时，则控制处于非工作状态的驱动电机组件对应的离合装置处于分离状态，有助于简化控制过程，提高控制效果。

具体的，可以是车辆的四驱切换开关切换至相应的档位时，通过拉线等机械传动的方式控制各离合器的状态，也可以是与四驱切换开关相连的ECU等控制器获取了四驱切换开关的档位后，生成相应的控制信号，以控制相应的离合器切换至相应的结合或断开状态。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种驱动系统，应用于车辆，其特征在于，包括至少两个车轮组件、至少两个驱动电机组件以及至少一个离合装置，每个所述驱动电机组件的输出端与一个所述车轮组件动力耦合连接，所述离合装置设置在至少一个所述驱动电机组件和与其对应的所述车轮组件之间。

2.如权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述至少两个驱动电机组件包括第一驱动电机组件和第二驱动电机组件，所述至少两个车轮组件包括第一车轮组件和第二车轮组件，所述第一驱动电机组件与所述第一车轮组件动力耦合连接，所述第二驱动电机组件与所述第二车轮组件动力耦合连接；

所述第一驱动电机组件的额定功率大于所述第二驱动电机组件的额定功率，所述驱动系统包括一个所述离合装置，且所述离合装置设置于所述第二驱动电机组件和所述第二车轮组件之间。

3.如权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括减速器，每一所述驱动电机组件通过减速器与相应的车轮组件传动相连；

所述离合装置设置于所述车轮组件与所述减速器之间；或者，

所述离合装置与所述减速器相集成。

4.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的驱动系统，所述车辆还包括控制器，所述控制器与所述驱动系统的离合装置相连，并用于控制所述离合装置在接合状态和断开状态之间切换。

5.如权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述控制器还与所述车辆的档位开关相连，所述控制器配置为所述档位开关处于空挡时，控制各所述离合装置处于分离状态。

6.如权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括检测油门开度的油门传感器，所述油门传感器与所述控制器相连，所述控制器用于根据所述油门传感器检测的油门开度控制所述离合装置切换至接合状态或分离状态。

7.如权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括检测车身倾斜角度的角度传感器，所述角度传感器与所述控制器相连，所述控制器用于根据所述角度传感器检测的车身倾斜角度生成控制所述离合装置切换至接合状态或分离状态。

8.如权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括车身电子稳定系统，所述角度传感器为所述车身电子稳定系统中的传感器。

9.如权利要求4所述的车辆，其特征在于，在所述驱动系统包括两个所述驱动电机和至少一个所述离合装置的情况下，所述车辆还包括控制所述车辆驱动状态的四驱切换开关，所述四驱切换开关与控制器相连，所述控制器配置为：

所述四驱切换开关处于四驱档位时，控制各所述离合装置均处于结合状态；

所述四驱切换开关处于两驱档位时，控制一个所述离合装置处于分离状态。

10.如权利要求4至9中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车辆为增程式电动车辆或纯电动车辆。