CN217532533U - 一种三电机电驱动总成结构和驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三电机电驱动总成结构和驱动装置，涉及汽车驱动技术领域，包括：第一永磁电机、第二永磁电机和异步电机；所述第一永磁电机和第二永磁电机串联并列布置，且连接有第一动力轴和第二动力轴；所述第一永磁电机、第二永磁电机、第一动力轴和第二动力轴形成一对称结构，在所述第一永磁电机和第二永磁电机下方形成一容纳空间；所述异步电机置于所述容纳空间内，且两端分别设有第一输出轴和第二输出轴；所述第一输出轴和所述第二输出轴分别通过离合器接合，并联至所述第一动力轴和第二动力轴，解决现有汽车中单电机设计无法应对扭矩及转速要求较高需求的问题。

Description

一种三电机电驱动总成结构和驱动装置

技术领域

本实用新型涉及汽车驱动技术领域，尤其涉及一种三电机电驱动总成结构和驱动装置。

背景技术

随着资源匮乏和环境保护意识的逐渐增强，电动汽车越来越受到市场的欢迎，但是大多电机均包括单电机，单电机的峰值扭矩、功率特性等直接限制了电动汽车的动力性表现；单档位的传动系统由于只能传递一个传动比，因此汽车经济优化空间并不大，而双档位的传动系统虽然存在系统动力性和经济性有优化的可能，但是却会产生动力中断等问题，尤其是对于扭矩及转速要求较高的高性能乘用车或商用车，从而影响驾驶性。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种三电机电驱动总成结构和驱动装置，解决现有汽车中单电机设计无法应对扭矩及转速要求较高需求的问题。

本实用新型公开了一种三电机电驱动总成结构，包括：

第一永磁电机、第二永磁电机和异步电机；

所述第一永磁电机和第二永磁电机串联并列布置，且在相背离两端分别通过二级减速向轮连接有第一动力轴和第二动力轴；

所述第一永磁电机、第二永磁电机、第一动力轴和第二动力轴形成一对称结构，所述对称结构的对称轴位于所述第一永磁电机与第二永磁电机之间，且在所述第一永磁电机和第二永磁电机下方形成一容纳空间；

所述异步电机置于所述容纳空间内，且两端分别设有第一输出轴和第二输出轴；

所述第一输出轴和所述第二输出轴分别通过离合器接合，并联至所述第一动力轴和第二动力轴。

优选地，所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴之间通过齿轮啮合；

在所需动力超出预设范围时，启动异步电机，并控制所述第一动力轴和第二动力轴与所述第一输出轴和所述第二输出轴的转速匹配时，分别通过齿轮啮合。

优选地，所述第一动力轴和第二动力轴均包括驱动轴和与所述驱动轴平行的中间轴；

所述驱动轴与所述中间轴通过所述二级减速向轮进行啮合；

所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴的中间轴接合。

优选地，所述第一永磁电机、第二永磁电机和所述异步电机通过壳体一体化固定。

优选地，通过软件控制输出扭矩以控制第一动力轴和第二动力轴的转速。

优选地，所述第一永磁电机、第二永磁电机沿车轴宽度方向布置。

优选地，所述第一动力轴和第二动力轴等长对称；

所述第一输出轴和所述第二输出轴等长对称。

本实用新型还提供一种驱动装置，应用上述任一项所述的总成结构。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型提供的三电机电驱动总成结构通过两个永磁电机和设置一异步电机形成对称结构，通过二级减速向轮端动力输出，两端转速通过软件控制，持续工况下，由对称分布的两个永磁电机提供动力输出，当车辆需要扭矩超出预设范围时，异步电机启动，离合器接合，与齿轮啮合，动力并联输出到第一动力轴和第二动力轴，由于对称设计，其中齿轮、轴承寿命、扭矩输出较单电机有所提高，解决现有汽车中单电机设计无法应对扭矩及转速要求较高需求的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述一种三电机电驱动总成结构和驱动装置实施例一的结构示意图。

附图标记：

1-第一永磁电机；11-第一动力轴；111-驱动轴；112-中间轴；2-第二永磁电机；21-第二动力轴；3-异步电机；31-第一输出轴；32-第二输出轴；4-离合器；5-壳体。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，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的具体含义。

实施例：本实施例公开了一种三电机电驱动总成结构，参阅图1，用于应用对于汽车的扭矩及转速要求较高的场景下，具体的，包括：第一永磁电机、第二永磁电机和异步电机，即设置两个永磁电机和一异步电机；所述第一永磁电机和第二永磁电机串联并列布置，且在相背离两端分别通过二级减速向轮连接有第一动力轴和第二动力轴。该第一动力输出轴和第二动力输出轴分别用于连接汽车的前后车轴，具体的，所述第一永磁电机、第二永磁电机沿车轴宽度方向布置，即沿着车辆Y轴方向串联布置，以便合理分布。

在上述实施方式中，所述第一永磁电机、第二永磁电机、第一动力轴和第二动力轴形成一对称结构，所述对称结构的对称轴位于所述第一永磁电机与第二永磁电机之间，且在所述第一永磁电机和第二永磁电机下方形成一容纳空间；所述异步电机置于所述容纳空间内，且两端分别设有第一输出轴和第二输出轴。作为说明的是，第一永磁电机和第二永磁电机相对其连接处对称，异步电机布置在第一永磁电机和第二永磁电机下方，且其中心线与上述对称轴重叠，由此第一永磁电机、第二永磁电机、第一动力轴和第二动力轴、异步电机、第一输出轴和第二输出轴形成沿上述对称轴两侧完全对称的结构。

在上述实施方式中，所述第一输出轴和所述第二输出轴分别通过离合器接合，并联至所述第一动力轴和第二动力轴。现有单电机总成存在输出扭矩较小，以及随着扭矩的提升，开发难度大幅提升，设置两个永磁电机有效的解决了该问题。同时还引入了异步电机，极大的提高了电驱系统的峰值性能，异步电机与两个永磁电机通过离合器接合，增大了轮端(或车轴)的动力输出。

在上述实施方式中，三电机对称布置，且两个永磁电机并列，异步电机与永磁电机并列设置，进一步的，所述第一动力轴和第二动力轴等长对称；所述第一输出轴和所述第二输出轴等长对称，即左右半轴对称分布，形成的堆成结构便于四点悬置设计，利于整车搭载，永磁电机和异步电机集成，充分发挥各自的高效区间，动力可根据需求并联输出。需要说明的是，该电驱动总成结构在应用过程中还包含若干齿轮、轴承，上述对称设置还可使得其承载降低，进一步提高车辆使用过程的安全性。

在本实施方式中，还需要说明的是，提供的总成结构无需设置差速器，而是通过软件控制输出扭矩以控制第一动力轴和第二动力轴的转速，由此一方面进一步减少结构占用空间，另一方面还可减少总成结构的质量，同时通过上述结构保持质量分布堆成。

在上述实施方式中，所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴之间通过齿轮啮合；在所需动力超出预设范围时，启动异步电机，并控制所述第一动力轴和第二动力轴与所述第一输出轴和所述第二输出轴的转速匹配时，分别通过齿轮啮合。作为进一步解释的，在应用时，在无需高扭矩和高转速场景下，则采用第一永磁电机和第二永磁电机控制动力输出，而在应用高扭矩和高转速场景时，所需动力仅靠两个永磁电机无法满足，则控制异步电机工作，但是由于此时两个永磁电机已经处于高速运转状态下，因此需要使得异步电机与永磁电机运转至同一转速下进行啮合，以进一步提供动能，作为说明的是，一般在直线或小差速工况下进行啮合，以确保并联输出的安全性。

进一步，作为优选地，可以设置所述第一动力轴和第二动力轴均包括驱动轴和与所述驱动轴平行设置的中间轴；驱动轴和中间轴分别连接上述二级减速向轮，即所述驱动轴与所述中间轴通过所述二级减速向轮的齿轮进行啮合；所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴的中间轴接合，上述中间轴与驱动轴平行设置，并与异步电机输出啮合，从而实现异步电机和永磁电机的并联动力输出，保持整体结构的堆成，进一步增加动力输出的稳定性。在本实施方式中，可用于多档位的传动应用，当汽车位于高档位时需要启动异步电机进行进一步的动力输出。

在本实施方式中，第一永磁电机、第二永磁电机可直接与汽车驱动部分其他结构直接连接，但是为了进一步提高连接稳定性，所述第一永磁电机、第二永磁电机和所述异步电机通过壳体一体化固定，上述第一动力轴和第二动力轴均延伸出壳体并与车轴连接以驱动车辆前进，由于永磁电机和传动电机的对称分布，壳体模态增加，结构更加紧凑，电桥左右对称，其质量分布对称，进一步增加了结构稳定性。

还作为特别说明的是，本实施方式中的三电机可包括不止三个电机，如还可设置不止一个异步电机，作为举例的，还可设置两个异步电机，分别与两个永磁电机平行分布，且保持整体结构仍然对称分布，在高扭矩和高转速场景下，分别采用一个异步电机对各个永磁电机提供动能输出。

在本实施方式中，通过两个永磁电机和设置一异步电机形成对称结构，通过二级减速向轮端动力输出，两端转速通过软件控制，省去两个差速器，永磁电机持续性能优秀，异步电机可在车辆行驶中提供良好的峰值性能加持，因此永磁电机和异步电机的电驱组合可以较好的平衡车辆在各个行驶工况的综合效率，持续工况下，由对称分布的两个永磁电机提供动力输出，当车辆需要急加速或处于爬坡等大扭工况时，异步电机启动，离合器接合，与齿轮啮合，动力并联到左右两个中间轴齿轮，输出到第一动力轴和第二动力轴，由于对称设计，其中齿轮、轴承寿命较单电机有所提高，壳体寿命提高，壳体模态增加，结构紧凑，整体刚度较大，振动与声振粗糙度性能较优。该结构左右完全对称，左右半轴完全等长，利于四点悬置布置，便于整车搭载。

实施例二：本实用新型还提供一种驱动装置，应用上述任一项所述的总成结构，该驱动装置还可包括但不限于用于与该总成结构连接的驱动轴、车轴、车轮还有动力控制系统等，用于对于扭矩以及转速要求较高的高性能乘用车(赛车)或者商用车上，以提供较佳的动力驱动，当持续工况下，由对称分布的两个永磁电机提供动力输出，当车辆需要急加速或处于爬坡等大扭工况时，异步电机启动，离合器接合，动力并联输出。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种三电机电驱动总成结构，其特征在于，包括：

第一永磁电机、第二永磁电机和异步电机；

所述第一永磁电机和第二永磁电机串联并列布置，且在相背离两端分别通过二级减速向轮连接有第一动力轴和第二动力轴；

所述第一永磁电机、第二永磁电机、第一动力轴和第二动力轴形成一对称结构，所述对称结构的对称轴位于所述第一永磁电机与第二永磁电机之间，且在所述第一永磁电机和第二永磁电机下方形成一容纳空间；

所述异步电机置于所述容纳空间内，且两端分别设有第一输出轴和第二输出轴；

所述第一输出轴和所述第二输出轴分别通过离合器接合，并联至所述第一动力轴和第二动力轴。

2.根据权利要求1所述的总成结构，其特征在于：

所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴之间通过齿轮啮合；

在所需动力超出预设范围时，启动异步电机，并控制所述第一动力轴和第二动力轴与所述第一输出轴和所述第二输出轴的转速匹配时，分别通过齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的总成结构，其特征在于：

所述第一动力轴和第二动力轴均包括驱动轴和与所述驱动轴平行的中间轴；

所述驱动轴与所述中间轴通过所述二级减速向轮进行啮合；

所述第一输出轴和所述第二输出轴分别与所述第一动力轴和第二动力轴的中间轴接合。

4.根据权利要求1所述的总成结构，其特征在于：

所述第一永磁电机、第二永磁电机和所述异步电机通过壳体一体化固定。

5.根据权利要求1所述的总成结构，其特征在于：

通过软件控制输出扭矩以控制第一动力轴和第二动力轴的转速。

6.根据权利要求1所述的总成结构，其特征在于，包括：

所述第一永磁电机、第二永磁电机沿车轴宽度方向布置。

7.根据权利要求1所述的总成结构，其特征在于，包括：

所述第一动力轴和第二动力轴等长对称；

所述第一输出轴和所述第二输出轴等长对称。

8.一种驱动装置，其特征在于：

应用上述权利要求1-7中任一项所述的总成结构。

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