CN216331428U - 电驱动车辆中的驱动组件、电动车辆和混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

一种电驱动车辆中的驱动组件，其中除了主驱动器的第一电动马达之外，还设置用于辅助驱动器和/或电驱动的附加机组的另外的电动马达并且能够借助来自共用的能量储存器中的能量来驱动这些另外的电动马达，其特征在于，该主驱动器和至少一个辅助驱动器或附加机组能够在从动侧借助设有自由轮的机械式附加传动装置相互联接，使得这些辅助驱动器和/或附加机组以能够切换的方式被电动马达驱动或者主驱动器的轴驱动。本实用新型还涉及电动车辆和混合动力车辆。

Description

电驱动车辆中的驱动组件、电动车辆和混合动力车辆

技术领域

本实用新型涉及一种电驱动车辆中的驱动组件，其中除了主驱动器的电动马达之外，还设置用于辅助驱动器和/或电驱动的附加机组的另外的电动马达并且能够借助来自共用的能量储存器中的能量来驱动这些另外的电动马达。本实用新型还涉及电动车辆和混合动力车辆。

背景技术

电动车辆和混合动力车辆的使用不断增加。就此而言还需要找到考虑到对这些车辆的不同要求的新型驱动概念和驱动组件。

为了改变转速和转矩，电动车辆需要传动装置。借助传动装置将电动马达减速。传动装置一般被实施为常规的正齿轮传动装置，该正齿轮传动装置具有集成的轴支承件以及呈金属壳体形式的封装物。传动装置一般实施为2级或多级，具有固定的传动比。与2级或多级的传动装置连接的是将功率传递给驱动轮的差速器传动装置。

用于例如冷却电池的辅助机组或尤其用于对乘客室进行空气调节的空调压缩机具有自身的小电动马达，由此还可以与车辆速度无关地(例如在交通信号灯处或交通堵塞时的车辆静止状态)操作这些辅助机组。

较小的辅助电动马达的用于驱动辅助机组所需的能量通常取自同一电池，即该电池还为主马达或驱动马达供能。辅助机组的操作因此通常在很大程度上减少了车辆的行驶距离。

此外，在许多车辆中提出，还要能够执行再生操作。在将能量再生或回收到电池中时(例如在车辆减速/制动时)，这样回收的能量首先通过驱动马达以发电机方式并且以由于车轮的机械动能而导致的效率损耗被转换为电池的电能，以便随后在同样有损耗的第二步骤中由电池再次转换为辅助马达的机械能，以便由此操作辅助机组。然而，由于所存在的效率产生了双倍的损耗。

实用新型内容

因此对于本实用新型而言，一方面目的在于，总体上使由于辅助机组的运行所产生的损耗最小化并且尤其还改进再生操作，从而避免在双重的能量转换的情况下在再生模式中产生的损耗。

该目的通过根据本实用新型的驱动组件实现。在说明书中公开了其他有利的设计方案。为了解决这个目的，同时公开了一种适合的驱动组件和一种电动车辆。

在此，该主驱动器和至少一个辅助驱动器或附加机组能够在从动侧藉由优选设有自由轮的机械式附加传动装置相互联接，使得这些辅助驱动器和/或附加机组以能够切换的方式被这些辅助驱动器和/或附加机组的由该能量储存器供应的电动马达驱动或者以机械方式藉由该附加传动装置而被驱动。辅助驱动器或附加机组例如是用于乘客室的空调压缩机或还有用于行驶电池(即能量储存器)的冷却水系统的水泵。

一个有利的改进方案在于，在该第一马达的用于进行再生所需的发电机操作期间，仅藉由该机械的附加传动装置驱动这些辅助驱动器或机组中的一个或多个。

另一个有利的设计方案在于，在该第一马达的行驶操作期间，仅藉由该机械的附加传动装置驱动这些辅助驱动器或机组中一个或多个。

另一个有利的设计方案在于，在该第一马达的静止状态期间，仅藉由这些辅助驱动器和/或附加机组的电动马达驱动这些辅助驱动器或机组中的一个或多个。

另一个有利的设计方案在于，在该第一马达的行驶操作期间，仅藉由这些辅助驱动器和/或附加机组的电动马达驱动这些辅助驱动器或机组中的一个或多个。

另一个有利的设计方案在于，在该第一马达向后运转的情况下，使该机械式附加传动装置与主驱动器和/或辅助驱动器或附加机组解耦。

由此省去在电动车辆的再生模式中的两次能量转换并且由此改进车辆的总体效率，同时通过将现有的机械再生能量直接用于驱动辅助机组而减少了行驶距离损耗。

同时实现了批量生产的工艺上的汽车部件的使用并且由此实现较低的实施成本。由于机械部件在很大程度上自动确保了操作安全性，因此低少的数字控制成本也是有利的。

根据本实用新型的驱动组件的实施方式对于所有可以间歇地进行能量再生的驱动机器而言、尤其自然对于电动车辆和混合动力车辆而言都是可用的。

在根据本实用新型的驱动组件中，该主驱动器和至少一个辅助驱动器或附加机组能够在从动侧藉由优选设有自由轮和/或离合器的机械的附加传动装置相互联接，使得辅助驱动器或附加机组还能够被该主驱动器的马达或该主驱动器的轴驱动。

一个有利的改进方案在于，可切换的离合器被设置在该主驱动器的从动侧并且自由轮被设置在相应的辅助驱动器或附加机组的从动侧。

一个有利的设计方案在于，该机械式附加传动装置被设计为具有至少一个牵引皮带的皮带驱动器，优选被设计为具有在该牵引皮带的纵向方向上形成的嵌入的拉伸载体，其中该牵引皮带以环绕的方式盘绕至少两个皮带轮。

一个有利的设计方案在于，该离合器被设计为可切换的皮带轮的形式。

一个有利的设计方案在于，该牵引皮带被设计为多楔皮带。

优选地，该机械式附加传动装置就该主驱动器而言与该传动装置的用于该主驱动器的中间轴联接。因此可以更容易地实现主驱动器与辅助机组之间的所需的传动比。

附图说明

借助于若干方法描述和实施例来进一步阐述本实用新型。附图示出

图1以原理简图的方式示出电驱动的车辆中的驱动组件，

图2、图3借助展示相应的能量流的作用箭头示出根据图1的驱动组件的主操作模式，

图4示出根据本实用新型的驱动组件，

图5示出现有技术中的可联接的皮带轮，

图6示出现有技术中的自由轮盘，

图7借助作用箭头以在再生时相应存在的能量流示出根据图4的根据本实用新型的驱动组件，

图8借助作用箭头以在正常模式中行驶操作时相应存在的能量流示出根据图4的根据本实用新型驱动组件，

图9借助作用箭头以在车辆静止状态下相应存在的能量流示出根据图4的根据本实用新型的驱动组件，

图10借助作用箭头以在具有高速度的行驶操作中相应存在的能量流示出根据图4的根据本实用新型的驱动组件。

具体实施方式

图1以原理简图的形式示出电驱动的车辆中的驱动组件，其中除了主驱动器的第一电动马达之外还设置用于辅助驱动器和/或电驱动的附加机组的另外的电动马达并且能够借助共用能量储存器中的能量来驱动这些另外的电动马达。

电池10给在此未详细示出的电驱动的车辆的行驶马达12供应能量。行驶马达12越接近其满负荷运行点，能量转换所具有的效率11(η1)就越佳。行驶马达12藉由2级式传动装置2驱动车轮3，在此仅象征性地示出一个车轮。

传动装置具有如下任务，即将行驶马达12的高转速转换为具有对车轮3的高扭矩的低转速。

独立于此，辅助机组7、例如空调压缩机(AC＝空气调节)通过较小的第二电动马达8来驱动。这个马达还以效率9(η2)从电池10提取其能量。

通过这种布置实现了所展示的可能的主操作模式，这些主操作模式在下面的图2和图3中借助展示相应能量流的作用箭头21、22和23示出。

在正常的行驶操作中，两个马达12和8独立于彼此运行并且这两个马达以其相应的效率11(η₁)和9(η₂)从电池10提取能量，如图2示出。相应的能量流在此借助作用箭头21和22展示。

图3示出具有这种现有技术组件的常见的再生操作。在再生操作中，能量通过动力传动系和此时在发电机工作方式中运行的马达12以效率11 (η₁)被馈送回到电池中(作用箭头或能量流23)并且然后再次以效率9 (η₂)被转换，以便根据作用箭头或能量流22为马达8供应能量。相应的能量流由此借助作用箭头23和22展示。

图4现在展示了在此再次未详细展示的电驱动的车辆中的根据本实用新型的驱动组件1，其中主驱动器和附加机组(在此为空调压缩机(AC＝空气调节))通过附加的皮带传动装置30分别在从动侧藉由机械式附加传动装置联接。

皮带传动装置由以下装置组成：可联接的皮带轮4，该皮带轮被紧固在传动装置2的向外被引导的中间轴上；具有集成式自由轮的皮带轮6，该皮带轮被紧固在辅助机组8的轴上；以及驱动皮带5，该驱动皮带使这两个皮带轮4和6以环绕/盘绕的方式相互连接。通过对辅助机组的这种附加的、直接的机械驱动避免了经由藉由电池的双重能量转换以及相关的附加损耗，并且还正好由于更少地在部分负荷范围内操作马达而改进马达 12的效率。

图5示出现有技术中的可联接的皮带轮4，该皮带轮对应于已知的可切换的皮带轮，如被用于驱动空调压缩机的皮带轮。图6示出与当今常见的发电机自由轮盘相对应的自由轮盘6。

皮带5是多楔皮带并且有利地被设计为没有张紧系统的弹性皮带，然而该皮带还可以替代性地构造有张紧系统。

可联接的皮带轮4在中间轴上的紧固方式被选择为使输入转速的转速范围适配于所需的辅助机组转速。通过这两个皮带轮4和6之间的传动比进行精细补偿。马达12的转速对于直接驱动而言可能过高，车轮3的转速反而过低，使得中间轴形成用于联接的最佳可能性。

自然还可以为皮带驱动设置适配的张紧滚轮，例如使皮带以其背侧以环绕的方式盘绕并且用于将该皮带张紧的那些张紧滚轮。

对于向后行驶的特殊情况，皮带和辅助机组也可以藉由可联接的皮带轮4完全断开，以避免由于错误的旋转方向而例如损坏空调压缩机7。

借助设有附加的传动装置的根据本实用新型的驱动组件得到在图7 至图10中借助作用箭头24至29所展示的能量流的可能性，由此实现根据本实用新型的方法的各个设计方案。

在此，图7示出在再生时(即在收回能量时)相应存在的能量流24 和25，其中借助根据本实用新型的驱动组件还直接机械地驱动辅助机组7。在这个操作模式中，使可联接的皮带轮4解耦，皮带5将能量直接传递到自由轮盘6上，该自由轮盘在这种情况下沿锁止方向上运行并且直接驱动辅助机组7。马达8未通电。马达12在发电机工作方式中运转。

由此，对于马达8的任何驱动，这节省了两次能量转换，即通过在发电机工作方式中运转的马达12以效率11(η₁)将机械能部分转换为电池 10的电能并且以效率9(η₂)部分转换来自电池10中的用于电马达8的电能，其中然后电动机8进而必须提供用于驱动辅助机组7的机械能。

图8示出在以正常的第一模式中的行驶操作时相应存在的能量流25 和26，其中通过根据本实用新型的驱动组件在此也直接机械地驱动辅助机组7并且因此马达8同样未通电。在此，由于用于辅助机组7的、附加地要提供的功率，行驶马达、即马达12更好地被利用并且因此以更有利的效率工作。

图9示出在以车辆静止状态下操作时的能量流27。行驶驱动器保持静止。辅助机组7被马达8驱动，在此该马达以来自电池中的电流和效率 9(η₂)运行。但是，由于自由轮6，皮带驱动器保持静止，不消耗额外的功率并且不影响行驶驱动。

图10示出在高转速范围中的行驶操作中、即在高行驶速度中相应存在的能量流28和29。即在此可能存在如下风险：在藉由附加的皮带传动装置直接机械联接的情况下辅助机组7可能负载有过高的输入转速。因此，在这个模式下，在根据本实用新型的方法的意义上两个马达12和8由电池供应。可联接的皮带轮4断开联接并且自由轮6在自由运转方向上工作。皮带驱动器5于是保持静止并且不消耗能量。

如果行驶马达/马达12应需要其全部转矩用于车辆驱动(短期峰值负荷/高峰负荷)并且不应分出能量用于辅助机组7，则同样可以改变这个运行点。然而在这种情况下，马达8不会通电，辅助机组不会被驱动并且因此取消了能量流29。

附图标记清单

(说明书的一部分)

1 根据本实用新型的驱动组件

2 2级式传动装置

3 车轮，被驱动

4 可联接的皮带轮

5 驱动皮带

6 具有集成式自由轮的皮带轮

7 辅助机组(空调压缩机)

8 辅助机组的电动马达

9 电池与电动马达8之间的效率

10 电池

11 电池与行驶马达12之间的效率

12 电动行驶马达

21 能量流-作用箭头

22 能量流-作用箭头

23 能量流-作用箭头

24 能量流-作用箭头，再生

25 能量流-作用箭头，再生和行驶操作

26 能量流-作用箭头，正常模式的行驶操作

27 能量流-作用箭头，车辆静止状态

28 能量流-作用箭头，高速运行

29 能量流-作用箭头，高速运行

30 皮带传动装置。

Claims (8)

1.一种电驱动车辆中的驱动组件，其中除了主驱动器的第一电动马达(12)之外，还设置另外的电动马达(8)，所述另外的电动马达用于辅助驱动器和/或电驱动的附加机组(7)并且能够借助来自共用的能量储存器(10)中的能量来驱动所述另外的电动马达，其特征在于，该主驱动器和至少一个辅助驱动器或附加机组(7)能够在从动侧借助设有自由轮和/或离合器的机械式附加传动装置(30)相互联接，使得辅助驱动器或附加机组还能够被该主驱动器的马达或该主驱动器的轴驱动。

2.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，可切换的离合器被设置在该主驱动器的从动侧并且自由轮被设置在相应的辅助驱动器或附加机组(7)的从动侧。

3.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其特征在于，该机械式附加传动装置(30)就该主驱动器而言与传动装置(2)的用于该主驱动器的中间轴联接。

4.根据权利要求3所述的驱动组件，其特征在于，该机械式附加传动装置(30)被设计为具有至少一个牵引皮带的皮带驱动器，所述皮带驱动器具有在该牵引皮带的纵向方向上形成的嵌入的拉伸载体，其中该牵引皮带以环绕的方式盘绕至少两个皮带轮。

5.根据权利要求4所述的驱动组件，其特征在于，该离合器被设计为可切换的皮带轮(4)的形式。

6.根据权利要求4或5所述的驱动组件，其特征在于，该牵引皮带被设计为多楔皮带。

7.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆具有根据权利要求1至6之一所述的驱动组件。

8.一种混合动力车辆，其特征在于，所述混合动力车辆具有根据权利要求1至6之一所述的驱动组件。

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