CN210337598U - 一种电动汽车纯电动驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车纯电动驱动装置，包括设置在后轮轮轴上的后轮轴差速锁以及依次与后轮轴差速锁连接的切换耦合器、电机功率合成耦合器、永磁发电机、电池、控制器和电动机；所述的电动机包括连接在电机功率合成耦合器两边半轴上的直流无刷电动机一和电动机二；两直流无刷电机各配一个独立控制器和电池，控制器一和控制器二之间连接有用于加速和一边刹车的加速/刹车操控板，所述的加速/刹车操控板上分别连接有刹车一和刹车二；本实用新型具有设备可靠性好且造价低、安全性好、改装通用性好和节能性好的优点。

Description

一种电动汽车纯电动驱动装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车纯电动驱动装置。

背景技术

我国新能源汽车产销量已经连续三年位居世界首位，中汽协产销数据也显示新能源汽车产销量依然保持高速增长，规模和速度可以说是一派欣欣向荣。这种情况的出现与国家出于能源安全及能源节约的需要和参与国际竞争的需要对新能源汽车的大力支持是分不开的，如新能源汽车购车补贴，免除车辆购置税，新能源绿牌放开上牌等优惠政策。但在实际的发展中我国新能源汽车产业存在几个问题和不足，主要表现在：

一，新能源汽车行业仍然存在产能过剩：主要原因是市场上中外电动汽车往往价格昂贵，使消费者望而却步，大多数汽车消费者都正在使用现有性能良好的燃油汽车，且为购此车和燃油花费已使他们可支配资金相当有限，电动汽车虽好，但让他们报废现有可用的燃油汽车去买电动汽车，对大多数一般家庭而言是一笔浪费不起花销。

二，对电动汽车的质量安全性和维护保养的担忧：2017年以来，电动汽车安全事故增多。根据分析，事故原因包括质量问题、设计缺陷、结构损坏、接口松动、电池超期服役、电缆过载、维护疏漏、人为因素等。特别是对电机控制器因高压高温烧毁而车辆失控情况和电池欠压保护功能的自动断电停车的情况尤为恐惧。

根据以上情况，从技术层面解决以上问题的基本方案：原有燃油汽车在中国量大面广，车辆使用者财力都很有限，让消费者报废现有车再购电动车其实浪费了除发动机以外的可用车身及底盘财产，如果有新型驱动装置不但能代替原有车燃油发动机的动力驱动作用，还有可靠质量稳定性，必然在很大程度上能满足广大电动汽车消费者的用车需求。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种基于三电机二耦合器节能电驱总成的电动汽车纯电动驱动装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车纯电动驱动装置，包括设置在后轮轮轴上的后轮轴差速锁以及依次与后轮轴差速锁连接的永磁发电机、电池、控制器和电动机；所述的电池包括电池一和电池二；所述的控制器包括控制器一和控制器二，控制器一和控制器二之间连接有用于加速和一边刹车的加速/刹车操控板，所述的加速/刹车操控板上分别连接有刹车一和刹车二；所述的电动机包括电动机一和电动机二，电动机一和电动机二之间连接有电机功率合成耦合器；所述的永磁发电机上设置有操控踏板，后轮轴差速锁与永磁发电机之间连接有切换耦合器，所述的切换耦合器与电机功率合成耦合器连接，用于电动机一和电动机二的动力有机耦合在一起经输出轴输出到切换耦合器上。

所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其电池一和电池二分别通过充电器与低速永磁发电机相连。

所述的后轮轴差速锁与永磁发电机之间连接有切换耦合器，所述的切换耦合器与电机功率合成耦合器连接。

所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其切换耦合器上还连接有功能切换操控板，功能切换操控板上分别连接有刹车三和刹车四。

所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其刹车一、刹车二、刹车三和刹车四均为液压刹车。

实验证明本实用新型本体作为电动驱动装置有如下优点：

1，设备可靠性好且造价低。总成构造简单，两套部件相同且一般化，质量都经过实践长期考验合格，维护保养方便。

2，安全性好。在电机失控无法关停时，通过电驱和发电之间的切换耦合器进行功能切换，断掉动力合成半轴与车轮轴的连接，把电机动力传到发电机轴上，车轮可以马上刹住停车，保证安全；当一电池电能将要耗尽，欠压保护断电停机时，通过半轴刹车调整，让另一电池电机给车轮轴提供动力，车辆照常行进，避免动力突断失控停车，保证行车安全。而且控制器及刹车通风冷却效果有保障，电池保温效果有保障，还可以避免机件和电路的雨淋腐蚀。

3，改装通用性好。有完整的电池、电机及控制器，还有通用的耦合器输出轴，完全可以接在相应的任何车辆的车辆轴差速器上，且操控的离合器踏板和加速踏板与原型车完全一样，用不着改动原有的操控机构，可以现成利用上。符合驾驶员驾驶习惯。形状扁平，重量适中有利于车辆重心的配平。

4，节能性好。在车辆下坡和停车时，不用电动机消耗电能去制动，通过发电和电驱耦合器功能切换，把车轮轴与发电机端半轴连接起来，让发电机发电给电池充电。一路下来，所节省的电能肯定是相当多的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

各附图标记为：1—永磁发电机，2—切换耦合器，3—电机功率合成耦合器，电机，4—加速/刹车操控板，5—功能切换操控板，6—后轮轴差速锁，7—刹车一，8—刹车二，9—刹车三，10—刹车四，11—电池一，12—电池二，21—控制器一，22—控制器二，31—电动机一，32—电动机二。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，本实用新型公开了一种电动汽车纯电动驱动装置，包括设置在后轮轮轴上的后轮轴差速锁6以及依次与后轮轴差速锁6连接的永磁发电机1、电池、控制器和电动机；所述的电池包括电池一11和电池二12，电池一11和电池二12分别通过充电器与低速永磁发电机1相连；所述的控制器包括控制器一21和控制器二22，控制器一21和控制器二22之间连接有用于加速和一边刹车的加速/刹车操控板4，所述的加速/刹车操控板4上分别连接有刹车一7和刹车二8；所述的电动机包括电动机一31和电动机二32，电动机一31和电动机二32之间连接有电机功率合成耦合器3；

所述的永磁发电机1上设置有两个相应的操控踏板，用于电机调速和驱动发电功能切换，后轮轴差速锁6与永磁发电机1之间连接有切换耦合器2，所述的切换耦合器2与电机功率合成耦合器3连接，用于电动机一31和电动机二32的动力有机耦合在一起经输出轴输出到切换耦合器2上。其中所述的切换耦合器2上还连接有功能切换操控板5，功能切换操控板5上分别连接有刹车三9和刹车四10。

本实用新型由两个不同结构功能但又前后相连的耦合器单元——电机功率合成耦合器3和切换耦合器2组成，电机功率合成耦合器3左右两边的传动半轴各连一个直流无刷电动机，用于把电动机一31和电动机二32的动力有机耦合在一起经输出轴输出到切换耦合器2上；切换耦合器2两边的传动半轴左边连着上一单元的动力合成输出轴，右边传动半轴连着低速永磁发电机1，这样切换耦合器2起着一个左右传动半轴动力切换的离合作用：电动机出力时，左边的传动半轴把两电动机合成动力传到电机功率合成耦合器3的输出轴上，驱动车轮轴转动，保证车辆启动和正常行进；而这时右边永磁发电机1端的传动半轴被其上的刹车四10刹死固定，与切换耦合器2的输出轴切断连接。

而当汽车下坡或停车车轮轴需减速时，电机功率合成耦合器3又把电动机一31和电动机二32动力合成半轴的刹车7和刹车二8刹死固定，与电机功率合成耦合器3输出轴切断连接，让车轮轴上的惯性动力反过来通过耦合器输出轴传到两发电机端轴上，带动两发电机发电分别给电池一11和电池二12充电，同时永磁发电机1发电负荷对车轮轴起制动作用，当然这轴的刹车这时要处于松开状态。

本实用新型体人机操控界面采用了控制器加速踏板和功能切换刹车离合器踏板形式，使本实用新型体的操控变得非常方便。本实用新型具有相对独立的电动输出功能，适合安装在后驱动桥车辆上，所以具有很强的通用性。

本实用新型体之所以能解决安装通用性和质量可靠性问题，因为采两套独立的电机电池和功率分担负荷的电动驱动总成设计，不但能代替原有车燃油发动机的动力驱动作用，而且因两控制器分担功率负荷，减轻了高压和高温对控制器单片机和场效应管的冲击，防止控制器和电机被损坏。

我们要电动汽车长续航，大功率多拉快跑，那首先电机控制器中的控制模块单片机和功率模块逆变桥上下场效应管耐高温高压的特性要相对突出，按现有的一般设备水平确实不好办到，于是用并列的独立的两套电池，电机及控制器的办法，把负荷功率一分为二，让两套系统合力分担，这样这些设备所经受的高温高压冲击就减小了一半，两电机的动力靠具有行星齿轮机构的汽车差速器配上液压刹车很好的耦合在一起呢。

为了操控两单元装置按设计功能正常运转，首先本实用新型体设计了相应的人机操控界面，本实用新型由电动机控制器，永磁发电机1，耦合器和半轴刹车组成的电动汽车的电驱总成装置，只得设计成两直流无刷电动机控制器霍尔加速转把整合成一个加速踏板，起电驱和制动发电离合切换作用的后耦合器两半轴刹车控制柄也整合成离合器踏板，非常符合人们平常的汽车驾驶习惯。

准备事项：开启电源开关，连接两电动机白色学习线，调整俩电动机转向使其同向转动；同时检查操控界面，按动各种控制调整柄转动正常，起到相应的作用，并清除机件上的杂物灰尘。

四阶段的实况用摄像机全程录像，从实际效果来看，尽管实验设备轴间连接用万向节调整安装精度误差，但还是运转中设备震动较大，运转可能维持不了太长的时间，更不能装在车上运行，但它的功能设计科学合理性得到了充分的证明，安装工艺的提高和人机界面操控方式的改进，是与投资相关的。在这里不再多说。

本新型实用总成装置从人机界面来看，这个双电机双耦合省电电驱总成可以分成前耦合器和后耦合器两部分来操控，前耦合器的功能主要是电动机一31和电动机二32的功率有机合成，当一个电机供电电池电能耗尽导致控制器欠压保护停止供电状态，这时该电机刹车刹死，驱动半轴固定不转，让另一电机用它的独立电池去驱动车轮运转，不至于中途停车，影响行车安全。

一般情况下，如遇上坡和加速工况，两刹车都打开，两转把旋转加速，这时两电机合力驱动车轮运转。也就是功率耦合的工况模式。后耦合器主要功能在于电机驱动车轮和车要减速时车轮驱动发电机发电，用发电负荷对车轮进行制动间的工况转换，显然，当发电机半轴刹车刹死时，电机就驱动车轮运转，车辆前进或后退。当电动机半轴刹车刹死时，电机端半轴固定不转，发电机端半轴刹车放开，这时就成了车轮驱动发电机端半轴运转，发电机发电，给电池充电。它的另一功能是万一电动机失控关停不了，想要停车，这时只要松开发电机端刹车就能使电动机端驱动轴与车轮轴离开，起一种离合器作用，保证行车安全。

我们对这个双机双耦合节能电驱总成进行试验，实际上是对人机界面上的由操控柄整合的控制器加速踏板和电驱及制动功能切换离合踏板进行操作，人机界面上的操控柄包括前耦合器上的左右电动机端半轴刹车柄，左右两电动机加速霍尔转把。后耦合器上左边电机合力驱动半轴刹车炳和右边发电机端半轴刹车柄。双电机双耦合省能电驱总成设备功能逻辑原理是在机件安装调试的时候就已证明的科学合理的。这次的通电实验过程实际上是对机件安装工艺精度和人机界面操控机构性能考查，还包括后退按钮，三速按钮。

实验按三个阶段来进行，第一是前进加速减速和后退。第二是右边电池不给右边电动机供电，右边电动机停转，只让左边电动机驱动车轮运转，维持车辆运行正常。第三是电驱停转而让车轮轴带动发电机发电给电池充电。同时也让发电机发电负荷去制动车轮轴惯性，达到减速增能双重的目的。第四是后耦合器两边刹车都松开，让电驱动力传到发电机轴，让耦合器输出轴失去动力。作为电机失控时紧急停车的一个机能。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动汽车纯电动驱动装置，包括设置在后轮轮轴上的后轮轴差速锁（6）以及依次与后轮轴差速锁（6）连接的永磁发电机（1）、电池、控制器和电动机；其特征在于：所述的电池包括电池一（11）和电池二（12）；所述的控制器包括控制器一（21）和控制器二（22），控制器一（21）和控制器二（22）之间连接有用于加速和一边刹车的加速/刹车操控板（4），所述的加速/刹车操控板（4）上分别连接有刹车一（7）和刹车二（8）；所述的电动机包括电动机一（31）和电动机二（32），电动机一（31）和电动机二（32）分别通过传动半轴连接电机功率合成耦合器（3）；所述的永磁发电机（1）上设置有两个相应的操控踏板，后轮轴差速锁（6）与永磁发电机（1）之间连接有切换耦合器（2），所述的切换耦合器（2）与电机功率合成耦合器（3）连接，用于电动机一（31）和电动机二（32）的动力有机耦合在一起经输出轴输出到切换耦合器（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其特征在于，所述的电池一（11）和电池二（12）分别通过充电器与永磁发电机（1）相连。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其特征在于，所述的切换耦合器（2）上还连接有功能切换操控板（5），功能切换操控板（5）上分别连接有刹车三（9）和刹车四（10）。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车纯电动驱动装置，其特征在于，所述的刹车一（7）、刹车二（8）、刹车三（9）和刹车四（10）均为液压刹车。

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