JP2023501661A - 減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車 - Google Patents

Abstract

本出願は、減速ギヤボックス（100）、電気自動車駆動システム、および電気自動車を提供する。減速ギヤボックス（100）は、モータ入力軸（1a）と、エンジン入力軸（1b）と、中間軸（2）と、第1の出力軸（3a）と、第2の出力軸（3b）と、デファレンシャルギヤ（4）とを含み、第1の出力軸（3a）および第2の出力軸（3b）は、デファレンシャルギヤ（4）と伝動連結され、モータ入力軸（1a）と中間軸（2）との間の動力伝達を接続するように構成された第1の伝動アセンブリ（X1）と、エンジン入力軸（1a）と中間軸（2）との間の動力伝達を接続または切断するように構成された第2の伝動アセンブリ（X2）と、中間軸（2）とデファレンシャルギヤ（4）との間の動力伝達を接続または切断するように構成された第3の伝動アセンブリ（X3）とをさらに含む。本出願で提供される減速ギヤボックスは、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車のエンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ないという問題を解決し得、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

Description

本出願は、2019年11月15日に中国特許庁に出願された、「減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車」と題された中国特許出願第201911116557．0号の優先権を主張するものであり、その全体は参照によりここに組み込まれる。

本出願は、電気自動車技術の分野に関し、特に、減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車に関する。

電池式電気自動車（battery electric vehicle）は、充電式電池によって完全に給電される自動車である。現在、電池式電気自動車は、短い走行距離、長い充電時間、大きい電池重量、および高コストなどの一般的な問題を依然として有しているが、エクステンデッドレンジ電気自動車は、電池式電気自動車のこれらの問題を望ましい方法で解決し得る。純電気駆動モードは、自動車の電源電池の電力が十分であるときに使用され、エクステンデッドレンジ駆動モードは、自動車の電源電池の電力が比較的低いときに代わりに使用される。したがって、エクステンデッドレンジ電気自動車は、現在市場で主流の新エネルギー自動車ソリューションの1つである。

一般に、エクステンデッドレンジ電気自動車は、直列駆動ソリューションを使用する。具体的には、エンジンおよび発電機は自動車を直接駆動し得ず、エンジンは発電機を駆動して発電し、電源電池および駆動モータに電力を供給して自動車の走行距離を拡大する。このソリューションの欠点は、エンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ず、エネルギーの流れの伝達経路が長く、自動車の悪い経済性をもたらすことである。

本出願は、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車のエンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ないという問題を解決するために、減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車を提供し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の態様によれば、モータ入力軸と、エンジン入力軸と、中間軸と、第1の出力軸と、第2の出力軸と、デファレンシャルギヤとを含む減速ギヤボックスが提供される。第1の出力軸と第2の出力軸との両方は、デファレンシャルギヤと伝動連結される。減速ギヤボックスは、モータ入力軸と中間軸との間の動力伝達を接続するように構成された第1の伝動アセンブリと、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達を接続または切断するように構成された第2の伝動アセンブリと、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達を接続または切断するように構成された第3の伝動アセンブリとをさらに含む。

本出願では、第1の伝動アセンブリ、第2の伝動アセンブリ、および第3の伝動アセンブリは、減速ギヤボックスの内部の動力伝達経路を制御し得る。具体的には、以下のようないくつかのケースがあり得る。

ケース（1）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が切断され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が接続されているとき、モータは動力出力装置として機能する。出力動力は、モータ入力軸、中間軸、およびデファレンシャルギヤを順次経た後、第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（2）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が切断されているとき、モータは発電装置として機能する。エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸、中間軸、およびモータ入力軸を順次経た後、モータに伝達され、モータは発電する。

ケース（3）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達も接続されているとき、モータが動力出力装置として機能するか、それとも発電装置として機能するかに基づいて2つのケースがあり得る。

ケース（3a）：モータが動力出力装置として機能するとき、モータによって出力された動力は、モータ入力軸を経た後、中間軸に伝達され、エンジンによって出力された動力も、エンジン入力軸を経た後、中間軸に伝達される。モータおよびエンジンの動力は合流し、次に、デファレンシャルギヤを介して第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（3b）：モータが発電装置として機能するとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸を経た後、中間軸に伝達される。この場合、動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、モータ入力軸を経た後、モータに伝達され、モータは発電する。動力の他方の部分は、デファレンシャルギヤを介して第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（4）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続されているか、または切断されており、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が切断されているとき、モータとエンジンとの両方は作動しないが、自動車の駆動のための待機補助装置として機能し得る。この場合、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤのトルクは、中間軸、モータ入力軸、およびエンジン入力軸に伝達されない。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

要約すれば、本出願で提供される減速ギヤボックスは、モータおよびエンジンの使用機能を強化し得、モータおよびエンジンが自動車を直接駆動して走行させることを可能にする。このようにして、エネルギー伝達経路が短くなり、エネルギー変換の回数が減少し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

可能な設計では、第1の伝動アセンブリは、モータ入力軸にスリーブ付けされ、モータ入力軸と伝動連結されたモータ入力軸ギヤと、中間軸にスリーブ付けされ、中間軸と伝動連結された、モータ入力軸ギヤと噛み合う中間軸ギヤホイールとを含む。

モータ入力軸と中間軸との間の動力伝達は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用して接続され得る。例えば、モータによって出力された、モータ入力軸の動力は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用して中間軸に伝達され得る。

別の例では、エンジンによって出力された、中間軸の動力は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用してモータ入力軸に伝達され得、これにより、モータは発電し得る。

上記は、第1の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤを使用しているが、第1の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第1の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第1の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第1の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、第1の伝動アセンブリは、より良好な伝動制御のために少なくとも1つのクラッチをさらに含み得る。

本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックスでは、軸にスリーブ付けされ、軸と伝動連結される構成要素に関して、この構成要素と軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得ることを理解されたい。

可能な設計では、第2の伝動アセンブリは、互いに嵌合する第1の能動部および第1の受動部を含む第1のクラッチであって、第1の能動部は、エンジン入力軸と伝動連結されている、第1のクラッチと、第1の受動部と伝動連結されたエンジン入力軸ギヤと、中間軸にスリーブ付けされ、中間軸と伝動連結された、エンジン入力軸ギヤと噛み合う中間軸ピニオンとを含む。

上記は、第2の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第2の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第2の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第2の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第2の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第2の伝動アセンブリのクラッチは、あるいは、動力伝達を接続および切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

動力伝達経路に関するケース（2）の前述の関連する説明を参照すると、本出願のこの実施形態では、エンジンによって出力された動力は、モータ入力軸とエンジン入力軸ギヤとを伝動方式で直接接続する代わりに、エンジン入力軸ギヤ、中間軸ピニオン、中間軸ギヤホイール、およびモータ入力軸ギヤなどの複数のギヤを経た後にのみモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。モータの最大回転速度は、通常、エンジンの最大回転速度よりも大きい。したがって、回転速度比は、本出願における前述の設定を使用して要求に基づいて適切に調整され得る。このようにして、エンジンおよびモータは、それぞれの回転速度およびトルク特性に完全な遊びを与えるように異なる回転速度で作動し得る。

可能な設計では、第3の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンと、デファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされた、中間軸ピニオンと噛み合う出力軸ギヤと、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む第2のクラッチであって、第2の能動部は、出力軸ギヤと伝動連結されており、第2の受動部は、デファレンシャルギヤと伝動連結されている、第2のクラッチとを含む。

具体的には、この実施形態では、第3の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンを含む。前述の分析から、中間軸ピニオンは第2の伝動アセンブリの一部でもあることが知られ得る。言い換えれば、中間軸ピニオンは、第3の伝動アセンブリおよび第2の伝動アセンブリによって共有される。前述の設定を使用して、減速ギヤボックスの構造は簡素化され得、制御の複雑さが低減され得、製造コストが低減され得る。

出力軸ギヤは、デファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされ、中間軸ピニオンと噛み合う。出力軸ギヤがデファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされることは、出力軸ギヤがデファレンシャルギヤにスリーブ付けされるが、出力軸ギヤとデファレンシャルギヤとの間で動力伝達が直接行われ得ないことを意味することが理解され得る。例えば、出力軸ギヤは、軸受を使用してデファレンシャルギヤにスリーブ付けされ得る。

第2のクラッチは、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む。第2の能動部は出力軸ギヤと伝動連結され、第2の受動部はデファレンシャルギヤと伝動連結される。第2の受動部は、デファレンシャルギヤの動力入力端と考えられ得る。

上記は、第3の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第3の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第3の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第3の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリおよび第2の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンを共有しない。別個のギヤが、第3の伝動アセンブリの中間軸ピニオンを置き換えるために、出力軸ギヤと噛み合うように中間軸に配置され得る。あるいは、第3の伝動アセンブリおよび第1の伝動アセンブリは、中間軸ギヤホイールを共有してもよく、出力軸ギヤは、中間軸ギヤホイールと噛み合う。

さらに別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第3の伝動アセンブリのクラッチは、あるいは、動力伝達を接続および切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

第2の態様によれば、第1の駆動システムを含む電気自動車駆動システムが提供される。第1の駆動システムは、第1のモータと、エンジンと、第1の態様のいずれかの設計で提供された減速ギヤボックスとを含む。モータ入力軸は第1のモータと伝動連結され、エンジン入力軸はエンジンと伝動連結される。第1のモータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータである。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の前輪駆動システムであってもよいし、自動車の後輪駆動システムであってもよい。これは本出願では限定されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の唯一の駆動システムであってもよいし、自動車の複数の（例えば、2つの）駆動システムのうちの1つであってもよい。これは本出願では限定されない。

可能な設計では、駆動システムは、第2の駆動システムをさらに含む。第2の駆動システムは、第2のモータおよび変速伝動装置を含み、第2のモータは、変速伝動装置と伝動連結される。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、純電気二輪駆動モードを含む。純電気二輪駆動モードでは、第1のモータおよびエンジンは停止状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態または切断状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、純電気四輪駆動モードを含む。純電気四輪駆動モードでは、第1のモータは駆動状態にあり、エンジンは停止状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は切断状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードはエクステンデッドレンジ直列駆動モードを含む。エクステンデッドレンジ直列駆動モードでは、第1のモータは発電状態にあり、エンジンは駆動状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、エクステンデッドレンジ並列駆動モードを含む。エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、第1のモータは駆動状態または発電状態にあり、エンジンは駆動状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、第1の駆動システムは前輪駆動システムであり、第2の駆動システムは後輪駆動システムであるか、または第1の駆動システムは後輪駆動システムであり、第2の駆動システムは前輪駆動システムである。

可能な設計では、駆動システムは、自動車コントローラ（例えば、電子制御ユニット（electronic control unit、ECU）であり得る）と、第1のモータコントローラと、第2のモータコントローラと、エンジンコントローラと、電源電池と、減速ギヤボックスコントローラと、変速伝動装置コントローラとをさらに含む。

第1のモータコントローラは、第1のモータと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、第2のモータコントローラは、第2のモータと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、エンジンコントローラは、エンジンと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、減速ギヤボックスコントローラおよび変速伝動装置コントローラは、自動車コントローラに電気的に接続される。電源電池は、第1のモータ、第2のモータ、および自動車コントローラのすべてに電気的に接続される。

第3の態様によれば、車輪と、ハーフシャフトと、第2の態様のいずれかの設計で提供された駆動システムとを含む電気自動車が提供される。駆動システムは、電気自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトを介して車輪と伝動連結される。

既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動原理図である。 本出願の一実施形態による減速ギヤボックスの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の例示的な概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の別の例示的な概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造のさらに別の例示的な概略図である。 純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの制御原理図である。

本出願の技術的ソリューションおよび利点をより明確にするために、以下では、添付の図面を参照して本出願の実施態様を詳細にさらに説明する。特に定義されない限り、本開示の実施形態で使用されるすべての技術用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。

地球の環境の絶え間ない厳しさにより、電気自動車に対する人々の欲求が強くなっている。電池式電気自動車は、ゼロ排出、ゼロ汚染、高効率、および石油に依存しないなどの特徴を有する。しかしながら、電気自動車によって必要とされる、蓄電池のエネルギー密度および走行距離は、現在人々の要求を満たし得ないため、電気自動車には、従来の内燃機関との競争力がない。ハイブリッド式電気自動車と電池式電気自動車の長所を併せ持ち、走行距離が拡大され得る電気自動車として、エクステンデッドレンジ電気自動車は、内燃機関式自動車から電池式電気自動車への良い移行品であり得る。

元の電池式電気自動車に基づいて、エクステンデッドレンジ電気自動車には、追加的に車載電力供給システムが設けられる。このようにして、電池の電力が不十分であるとき、車載電力供給システムが電池に電力を供給し得、次に、電池がエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動システムに電力を供給し得るか、または車載電力供給システムが、駆動システムに直接電力を供給し得、これにより、エクステンデッドレンジ電気自動車の走行距離が拡大され得る。

既存のエクステンデッドレンジ電気自動車は、通常、直列駆動モードを使用する。図1は、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動原理図である。車載充電式電源電池システムが自動車の走行距離要求を満たし得ないとき、電気自動車の走行距離を拡大するために、車載補助電力供給装置が、電力システムにエネルギーを提供するためにオンにされ得る。具体的には、図1に示されているように、この場合、エンジンは、発電機を駆動して発電し、電源電池に電力を供給するように制御され得、電源電池はモータに電力を供給し、モータは、減速ギヤボックスまたは変速機を使用して車輪を駆動して走行させ得る。あるいは、エンジンが発電機を駆動して発電した後、発電機はモータに電力を直接供給してもよく、モータは、減速ギヤボックスまたは変速機を使用して車輪を駆動して走行させる。

しかしながら、前述の駆動ソリューションでは、エンジンと発電機との両方は、単一の機能を有し、自動車を直接駆動し得ず、また、エネルギーの流れの伝達経路が長く（具体的には、エンジンは発電機を駆動して発電する→発電機は発電後に電源電池を充電する→電源電池が放電した後に電源電池はモータに電力を供給する→モータは自動車を駆動して走行させる）、多くの回数の変換が実行された後に多くのエネルギーが失われるため、エクステンデッドレンジ直列駆動モードが使用されるとき、自動車の経済性が悪い。

前述の分析に基づいて、本出願の実施形態では、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車のエンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ないという問題を解決するために、駆動システムの減速ギヤボックスが最適化および改善され、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の態様によれば、本出願は、電気自動車駆動システムに適用され得る減速ギヤボックスを最初に提供する。図2は、本出願の一実施形態による減速ギヤボックス100の構造の概略図である。

図2に示されているように、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、モータ入力軸1a、エンジン入力軸1b、中間軸2、第1の出力軸3a、第2の出力軸3b、デファレンシャルギヤ4、第1の伝動アセンブリX1、第2の伝動アセンブリX2、および第3の伝動アセンブリX3を含む。

第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方は、デファレンシャルギヤ4と伝動連結されている。

第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸1aと中間軸2との間で動力伝達を接続するように構成されている。

第2の伝動アセンブリX2は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。

第3の伝動アセンブリX3は、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。

具体的には、本出願のこの実施形態では、減速ギヤボックス100のモータ入力軸1aは、モータの出力軸と伝動連結されるように構成され、例えば、スプラインを介してモータの出力軸に連結され得る。

モータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータであり得る。言い換えれば、モータは、駆動モータとして機能し得、電力の作用下で動力を出力し得、また、発電機（この場合、モータの出力軸は入力軸となる）として機能し得、外部駆動力の作用下で発電し得る。

モータは、モータ入力軸1aと伝動連結されている。モータが駆動モードで作動するとき、モータは、モータ入力軸1aを介して減速ギヤボックス100に動力を伝達し得る。モータが発電モードで作動するとき、減速ギヤボックス100の動力が、モータ入力軸1aを介してモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。

減速ギヤボックス100のエンジン入力軸1bは、エンジンの出力軸と伝動連結されるように構成され、例えば、スプラインを介してエンジンの出力軸に連結され得る。エンジンによって出力される動力は、エンジン入力軸1bを介して減速ギヤボックス100に伝達される。

第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、自動車を駆動して駆動する目的で車輪Cに動力を伝達するために、それぞれ自動車の左側の車輪Cおよび右側の車輪Cに伝達可能に連結されるように構成されている。例えば、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、それぞれハーフシャフトを介して両側の車輪と伝動連結され得る。

デファレンシャルギヤ4は、左右（または前後）の駆動輪が異なる回転速度で回転することを可能にし、自動車が旋回するときまたは非平坦路を走行するときに両側の駆動輪の純粋な転動を保証し得る。

デファレンシャルギヤ4は、1つの動力入力端および2つの動力出力端を含む。第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、それぞれデファレンシャルギヤ4の2つの動力出力端と伝動連結されている。

第1の伝動アセンブリX1、第2の伝動アセンブリX2、および第3の伝動アセンブリX3は、減速ギヤボックス100の内部の動力伝達経路を制御し得る。具体的には、以下のようないくつかのケースがあり得る。

ケース（1）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が切断され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が接続されているとき、モータは動力出力装置として機能する。出力動力は、モータ入力軸1a、中間軸2、およびデファレンシャルギヤ4を順次経た後、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（2）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が切断されているとき、モータは発電装置として機能する。エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、中間軸2、およびモータ入力軸1aを順次経た後、モータに伝達され、モータは発電する。

ケース（3）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達も接続されているとき、モータが動力出力装置として機能するか、それとも発電装置として機能するかに基づいて2つのケースがあり得る。

ケース（3a）：モータが動力出力装置として機能するとき、モータによって出力された動力は、モータ入力軸1aを経た後、中間軸2に伝達され、エンジンによって出力された動力も、エンジン入力軸1bを経た後、中間軸2に伝達される。モータおよびエンジンの動力は合流し、次に、デファレンシャルギヤ4を介して第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（3b）：モータが発電装置として機能するとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1bを経た後、中間軸2に伝達される。この場合、動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、モータ入力軸1aを経た後、モータに伝達され、モータは発電する。動力の他方の部分は、デファレンシャルギヤ4を介して第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（4）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続されているか、または切断されており、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が切断されているとき、モータとエンジンとの両方は作動しないが、自動車の駆動のための待機補助装置として機能し得る。この場合、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤ4のトルクは、中間軸2、モータ入力軸1a、およびエンジン入力軸1bに伝達されない。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

要約すれば、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、モータおよびエンジンの使用機能を強化し得、モータおよびエンジンが自動車を直接駆動して走行させることを可能にする。このようにして、エネルギー伝達経路が短くなり、エネルギー変換の回数が減少し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸1aと中間軸2との間の動力伝達を接続するように構成されている。図2に示されているように、本出願の実施形態では、第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を含む。

具体的には、モータ入力軸ギヤ5は、モータ入力軸1aにスリーブ付けされ、モータ入力軸1aと伝動連結されている。中間軸ギヤホイール6は、中間軸2にスリーブ付けされ、中間軸2と伝動連結され、モータ入力軸ギヤ5と噛み合う。モータ入力軸1aと中間軸2との間の動力伝達は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用して接続され得る。

例えば、モータによって出力された、モータ入力軸1aの動力は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用して中間軸2に伝達され得る。

別の例では、エンジンによって出力された、中間軸2の動力は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用してモータ入力軸1aに伝達され得、これにより、モータは発電し得る。

上記は、第1の伝動アセンブリX1の構成を説明するために例として2つのギヤを使用しているが、第1の伝動アセンブリX1の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第1の伝動アセンブリX1に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第1の伝動アセンブリX1は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第1の伝動アセンブリX1の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、第1の伝動アセンブリX1は、より良好な伝動制御のために少なくとも1つのクラッチをさらに含み得る。

本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100では、軸にスリーブ付けされ、軸と伝動連結される構成要素に関して、この構成要素と軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得ることを理解されたい。

第2の伝動アセンブリX2は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。図2に示されているように、本出願のこの実施形態では、第2の伝動アセンブリX2は、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、および中間軸ピニオン9を含む。

具体的には、第1のクラッチ7は、互いに嵌合する第1の能動部および第1の受動部を含み、第1の能動部は、エンジン入力軸1bと伝動連結されており、
エンジン入力軸ギヤ8は、第1の受動部と伝動連結されており、
中間軸ピニオン9は、中間軸2にスリーブ付けされ、中間軸2と伝動連結されており、エンジン入力軸ギヤ8と噛み合う。

エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は、第1のクラッチ7の第1の能動部と第1の受動部とを互いに接合することによって接続され得、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は、第1の能動部を第1の受動部から分離することによって切断され得る。

第1の能動部と第1の受動部とが互いに接合されているとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9を順次経た後、中間軸2に伝達され得る。

上記は、第2の伝動アセンブリX2の構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第2の伝動アセンブリX2の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第2の伝動アセンブリX2に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第2の伝動アセンブリX2は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第2の伝動アセンブリX2の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第2の伝動アセンブリX2のクラッチは、あるいは、動力伝達を接続および切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

動力伝達経路に関するケース（2）の前述の関連する説明を参照すると、本出願のこの実施形態では、エンジンによって出力された動力は、モータ入力軸1aとエンジン入力軸ギヤ1bとを伝動方式で直接接続する代わりに、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9、中間軸ギヤホイール6、およびモータ入力軸ギヤ5などの複数のギヤを経た後にのみモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。モータの最大回転速度は、通常、エンジンの最大回転速度よりも大きい。したがって、回転速度比は、本出願における前述の設定を使用して要求に基づいて適切に調整され得る。このようにして、エンジンおよびモータは、それぞれの回転速度およびトルク特性に完全な遊びを与えるように異なる回転速度で作動し得る。

第3の伝動アセンブリX3は、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。図2に示されているように、本出願のこの実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を含む。

具体的には、この実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、中間軸ピニオン9を含む。前述の分析から、中間軸ピニオン9は第2の伝動アセンブリX2の一部でもあることが知られ得る。言い換えれば、中間軸ピニオン9は、第3の伝動アセンブリX3および第2の伝動アセンブリX2によって共有されている。前述の設定を使用して、減速ギヤボックス100の構造は簡素化され得、制御の複雑さが低減され得、製造コストが低減され得る。

出力軸ギヤ10は、デファレンシャルギヤ4に単にスリーブ付けされており、中間軸ピニオン9と噛み合う。出力軸ギヤ10がデファレンシャルギヤ4に単にスリーブ付けされていることは、出力軸ギヤ10がデファレンシャルギヤ4にスリーブ付けされているが、出力軸ギヤ10とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達が直接行われ得ないことを意味することが理解され得る。例えば、出力軸ギヤ10は、軸受を使用してデファレンシャルギヤ4にスリーブ付けされ得る。

第2のクラッチ11は、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む。第2の能動部は出力軸ギヤ10と伝動連結され、第2の受動部はデファレンシャルギヤ4と伝動連結されている。第2の受動部は、デファレンシャルギヤ4の動力入力端と考えられ得る。

中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は、第2のクラッチ11の第2の能動部と第2の受動部とを互いに接合することによって接続され得、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は、第2の能動部を第2の受動部から分離することによって切断され得る。

第2の能動部と第2の受動部とが互いに接合されているとき、中間軸2の動力は、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され得る。

上記は、第3の伝動アセンブリX3の構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第3の伝動アセンブリX3の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第3の伝動アセンブリX3に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリX3および第2の伝動アセンブリX2は、中間軸ピニオン9を共有しない。別個のギヤが、第3の伝動アセンブリX3の中間軸ピニオン9を置き換えるために、出力軸ギヤ10と噛み合うように中間軸2に配置され得る。あるいは、第3の伝動アセンブリX3および第1の伝動アセンブリX1は、中間軸ギヤホイール6を共有してもよく、出力軸ギヤ10は、中間軸ギヤホイール6と噛み合う。

さらに別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリX3の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第3の伝動アセンブリX3のクラッチは、あるいは、動力伝達を接続および切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

さらに、図2に示されているように、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、ハウジング12をさらに含み得る。ハウジング12には、モータ入力軸1a、エンジン入力軸1b、第1の出力軸3a、および第2の出力軸3bに対応する位置に貫通孔が設けられており、これにより、モータ入力軸1aおよびエンジン入力軸1bはそれぞれモータおよびエンジンに連結され、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは車輪に連結される。中間軸2は、ハウジング12の内壁に回転可能に固定されている。

任意選択で、各貫通孔には軸受がさらに配置されてもよく、前述の軸の各々は、軸と外部構成要素との連結の信頼性を改善するために、軸受に固定される。

別の態様によれば、減速ギヤボックス100の構造に基づいて、本出願の一実施形態は、電気自動車駆動システムをさらに提供する。以下では、駆動システムについて詳細に説明する。

図3は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の例示的な概略図である。図3に示されているように、駆動システムは、第1の駆動システムを含み、第1の駆動システムは、第1のモータM1、エンジンE、および減速ギヤボックス100を含む。

減速ギヤボックス100のモータ入力軸1aは、第1のモータM1の出力軸と伝動連結されており、減速ギヤボックス100のエンジン入力軸1bは、エンジンEの出力軸と伝動連結されている。

本出願のこの実施形態で提供される第1の駆動システムでは、モータ入力軸1aと第1のモータM1の出力軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得、エンジン入力軸1bとエンジンEの出力軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）ジョイント方式で実施され得る。

さらに、この実施形態では、第1のモータM1は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータである。言い換えれば、第1のモータM1は、動力出力装置として機能し得、モータ入力軸1aを使用して電力の作用下で減速ギヤボックス100に動力を出力する。加えて、第1のモータM1は、発電装置としても機能し得、減速ギヤボックス100は、モータ入力軸1aを使用して第1のモータM1に動力を出力し得、これにより、第1のモータは発電する。

減速ギヤボックス100の第1の出力軸3aは、ハーフシャフトSを介して自動車の左側の車輪Tと伝動連結されてもよいし、ハーフシャフトSを介して自動車の右側の車輪Tと伝動連結されてもよい。これは、本出願のこの実施形態では厳密に限定されない。以下では、説明を容易にするために、特に明記されない限り、第1の出力軸3aが自動車の左側の車輪Cに伝達可能に連結され、第2の出力軸3bが自動車の右側の車輪Cに伝達可能に連結されている例が説明のために使用され、自動車の左側および右側は、自動車の駆動方向を基準として使用して決定される。

駆動システムは、前述の実施形態で提供される減速ギヤボックス100を使用するため、駆動システムは、減速ギヤボックス100に対応する技術的効果も有する。ここでは詳細は再び説明されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の前輪駆動システムであってもよいし、自動車の後輪駆動システムであってもよい。これは本出願では限定されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の唯一の駆動システムであってもよいし、複数の（例えば、2つの）駆動システムのうちの1つであってもよい。これは本出願では限定されない。

図4は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の別の例示的な概略図である。図4に示されているように、図3に示されている駆動システムと比較して、この実施形態で提供される駆動システムは、第1の駆動システムに加えて第2の駆動システムを含む。第2の駆動システムは、任意の電気自動車駆動システムであってもよい。

図4に示されているように、本出願のこの実施形態では、第2の駆動システムは、第2のモータM2および変速伝動装置200を含む。第2のモータM2は、任意の駆動モータであってもよく、変速伝動装置200は、減速ギヤボックスであっても多速度変速機であってもよい。第2のモータM2は、電力の作用下で変速伝動装置200に動力を伝達し、変速伝動装置200は、自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトSを介して車輪Tに動力を伝達する。

図4に示されているように、本出願のこの実施形態では、第1の駆動システムは前輪駆動システムであり、第2の駆動システムは後輪駆動システムである。言い換えれば、第1の駆動システムは、自動車の頭の方向においてより前方にある駆動システムである。

図5は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造のさらに別の例示的な概略図である。図5に示されているように、別の実施形態では、あるいは、第1の駆動システムは後輪駆動システムであってもよく、第2の駆動システムは前輪駆動システムである。

この実施形態で提供される駆動システムでは、第1のモータM1は駆動状態、発電状態、または停止状態になるように制御され得、エンジンEは駆動状態または停止状態になるように制御され得、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態または切断状態になるように制御され得、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態または切断状態になるように制御され得る。このようにして、駆動システムは、純電気二輪駆動（後輪駆動）モード、純電気四輪駆動モード、エクステンデッドレンジ直列駆動モード、およびエクステンデッドレンジ並列駆動モードなどの駆動モードを有し、自動車の異なる動作条件の要求を満たすために、使用のために異なる駆動モードを切り替え得る。

以下では、4つのタイプの駆動モード、すなわち、純電気二輪駆動モード、純電気四輪駆動モード、エクステンデッドレンジ直列駆動モード、およびエクステンデッドレンジ並列駆動モードについて詳細に説明する。

（1）純電気二輪駆動モード
純電気二輪駆動モードは、純電気モードで可能な二輪駆動を意味する。純電気二輪駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が十分であり（例えば、電池の充電状態（state of charge、SOC））≧20％）、自動車の駆動トルク要求が低いことである。純電気二輪駆動モードでは、第1の駆動システムは作動し得ず、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1およびエンジンEは停止状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態または切断状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図6は、純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図6に示されているように、駆動システムが純電気二輪駆動モードにあるとき、第1の駆動システムは作動せず、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。

この場合、第2のクラッチ11は分離状態にあり、これにより、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤ4のトルクは、中間軸2、モータ入力軸1a、およびエンジン入力軸1bに伝達されず、第1のモータM1、エンジンE、ならびに減速ギヤボックス100内の軸およびギヤはすべて停止状態にある。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

第2のクラッチ11は分離状態にあるため、デファレンシャルギヤ4と中間軸2との間の動力伝達は切断され、この場合、第1のクラッチ7の状態は制限されなくてもよいことに留意されたい。

（2）純電気四輪駆動モード
純電気四輪駆動モードは、純電気モードで可能な四輪駆動を意味する。純電気四輪駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が十分であり（例えば、電池のSOC≧20％）、自動車の駆動トルク要求が高いことである。純電気四輪駆動モードでは、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムが同時に自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は駆動状態にあり、エンジンEは停止状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は切断状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図7は、純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図7に示されているように、駆動システムが純電気四輪駆動モードにあるとき、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムは、自動車を一緒に駆動して走行させる。

この場合、第2のクラッチ11は接合状態にあり、第1のクラッチ7は分離状態にある。第1のモータM1によって出力された動力は、モータ入力軸1a、中間軸ギヤホイール6、中間軸2、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の前方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。第1のクラッチ7が分離状態にあるため、第1のモータM1によって出力された動力はエンジンEに伝達され得ない。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

純電気四輪駆動モードでは、自動車の走行に必要な駆動力は、前後の2つのモータによって一緒に提供され、したがって、自動車の優れた加速性能および操縦性が達成され得る。

（3）エクステンデッドレンジ直列駆動モード
エクステンデッドレンジ直列駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が不十分であり（例えば、電池のSOC＜20％）、自動車が低速にあることである。エクステンデッドレンジ直列駆動モードでは、第1の駆動システムのエンジンEが第1のモータM1を駆動して発電し、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は発電状態にあり、エンジンEは駆動状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図8は、エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図8に示されているように、駆動システムがエクステンデッドレンジ直列駆動モードにあるとき、第1の駆動システムは第1のモータM1を駆動して発電し、第2の駆動システムは自動車を駆動して走行させる。

この場合、第1のクラッチ7は接合状態にあり、第2のクラッチ11は分離状態にある。エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9、中間軸2、中間軸ギヤホイール6、モータ入力軸ギヤ5、およびモータ入力軸1aを順次経た後、第1のモータM1に伝達されて、第1のモータM1を駆動して発電する。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

第1のモータM1によって生成された電気エネルギーは、自動車の電源電池を充電するために使用されるか、または自動車を駆動して走行させるために第2のモータM2に直接供給され、第2のモータM2によって、自動車の走行に必要な駆動力が提供される。このモードでは、エンジンEは、良好な燃料経済性の回転速度およびトルクで安定して動作し得、したがって、自動車の良好な燃料経済性は、レンジエクステンデッドフェーズにおいて低速渋滞条件で達成され得る。

（4）エクステンデッドレンジ並列駆動モード
エクステンデッドレンジ並列駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が不十分であり（例えば、電池のSOC＜20％）、自動車が中速または高速にあることである。エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、自動車の状態および走行に関する駆動力要求に基づいて、第1の駆動システムの第1のモータM1に対して駆動制御または発電制御が行われ得る。

エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、第1の駆動システムの第1のモータM1およびエンジンEは同時に自動車を駆動して走行させ得るか、またはエンジンEは、自動車を駆動して走行させながら第1のモータM1を駆動して発電し得、第2の駆動システムは自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は駆動状態または発電状態にあり、エンジンEは駆動状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図9は、エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図9に示されているように、駆動システムがエクステンデッドレンジ並列駆動モードにあるとき、第1のクラッチ7は連結状態にあり、第2のクラッチ11も連結状態にある。第1のモータM1の異なる動作状態に基づいて動力伝達経路には、2つのケースがあり得る。

第1のモータM1が駆動状態にあるとき、エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、およびエンジン入力軸ギヤ8を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。第1のモータM1によって出力された動力も、モータ入力軸1a、中間軸ギヤホイール6、および中間軸2を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。2つの経路の動力は合流し、出力軸ギヤ10および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。

第1のモータM1が発電状態にあるとき、エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、およびエンジン入力軸ギヤ8を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、出力軸ギヤ10および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。動力の他方の部分は、中間軸2、中間軸ギヤホイール6、モータ入力軸ギヤ5、およびモータ入力軸1aを順次経た後、第1のモータM1に伝達され、第1のモータM1を駆動して発電する。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

自動車の状態および走行に関する駆動力要求に基づいて、第1のモータM1に対して駆動制御または発電制御が行われ得る。このモードでは、エンジンEの動力は、発電、充電、および放電などのエネルギー変換を何度も行うことなく、自動車を駆動して走行させるために直接出力され得、したがって、レンジエクステンデッドフェーズにおいて自動車の中速または高速で自動車の燃料経済性が改善される。

図10は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの制御原理図である。図10に示されているように、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムに加えて、駆動システムは、自動車コントローラ300（例えば、電子制御ユニット（electronic control unit、ECU）であり得る）と、第1のモータコントローラ400と、第2のモータコントローラ500と、エンジンコントローラ600と、電源電池700と、減速ギヤボックスコントローラ800と、変速伝動装置コントローラ900とをさらに含む。

第1のモータコントローラ400は、第1のモータM1と自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、第2のモータコントローラ500は、第2のモータM2と自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、エンジンコントローラ600は、エンジンEと自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、減速ギヤボックスコントローラ800および変速伝動装置コントローラ900は、自動車コントローラ300に電気的に接続されている。電源電池700は、第1のモータM1、第2のモータM2、および自動車コントローラ300のすべてと電気的に接続されている。

第1のモータコントローラ400および第2のモータコントローラ500は、それぞれ第1のモータM1および第2のモータM2を制御するように構成されている。一態様では、第1のモータM1および第2のモータM2が駆動状態にあるか、それとも停止状態にあるかが制御される（第1のモータコントローラ400は、あるいは、第1のモータM1を発電状態になるように制御してもよい）。別の態様では、第1のモータM1および第2のモータM2が駆動状態にあるとき、第1のモータM1および第2のモータM2によって出力されるトルクが制御される。電源電池700は直流電流を出力し、第1のモータコントローラ400および第2のモータコントローラ500は、電力によって出力された直流電流を、第1のモータM1および第2のモータM2によって確認され得る交流電流に変換するようにさらに構成されている。加えて、第1のモータM1が発電状態にあるとき、第1のモータコントローラ400はさらに、第1のモータM1によって生成された交流電流を直流電流に変換し、次に、交流電流を電源電池700に蓄え得る。

エンジンコントローラ600は、エンジンEを制御するように構成されている。例えば、エンジンコントローラ600は、エンジンEを駆動状態または停止状態になるように制御し得、エンジンEによって出力されるトルクも制御し得る。

電源電池700は、第1のモータM1および第2のモータM2に電気エネルギーを供給するように構成されている。さらに、電源電池700は、第1のモータM1によって生成された電気エネルギーをさらに蓄え得る。

減速ギヤボックスコントローラ800は、減速ギヤボックス100を制御するように構成されている。具体的には、減速ギヤボックスコントローラ800は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達の接続または切断、および中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達の接続または切断を制御するように構成されている。例えば、前述の目的は、第1のクラッチ7と第2のクラッチ11との接合または分離を制御することによって達成され得る。

変速伝動装置コントローラ900は、変速伝動装置200を制御するように構成されている。

自動車コントローラ300は、自動車の調整制御センタであり、自動車の動作条件に基づいて、第1のモータコントローラ400、第2のモータコントローラ500、エンジンコントローラ600、電源電池700、減速ギヤボックスコントローラ800、および変速伝動装置コントローラ900に制御命令を送信するように構成されている。

表1は、各駆動モードにおける駆動システムのエンジンE、第1のモータM1、第1のクラッチ7、第2のクラッチ11、および第2のモータM2の状態の一覧を記載したものである：

要約すれば、本出願のこの実施形態で提供される駆動システムは、様々な作動条件で自動車の性能要求を満たし得、その結果、自動車の経済性、加速性能、および操縦性が改善される。

さらに別の態様によれば、本出願の一実施形態は、前述の実施形態のいずれか1つで提供された駆動システムを含む電気自動車をさらに提供する。さらに、電気自動車は、車輪およびハーフシャフトをさらに含む。駆動システムは、電気自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトを介して車輪と伝動連結される。

前述の説明は、本出願の特定の実施態様にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図されていない。本出願に開示された技術的範囲内で当業者によって容易に考え出されるいかなる変形または置換も、本出願の保護範囲内にあるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

1a モータ入力軸
1b エンジン入力軸
2 中間軸
3a 第1の出力軸
3b 第2の出力軸
4 デファレンシャルギヤ
5 モータ入力軸ギヤ
6 中間軸ギヤホイール
7 第1のクラッチ
8 エンジン入力軸ギヤ
9 中間軸ピニオン
10 出力軸ギヤ
11 第2のクラッチ
12 ハウジング
100 減速ギヤボックス
200 変速伝動装置
300 自動車コントローラ
400 第1のモータコントローラ
500 第2のモータコントローラ
600 エンジンコントローラ
700 電源電池
800 減速ギヤボックスコントローラ
900 変速伝動装置コントローラ
E エンジン
M1 第1のモータ
M2 第2のモータ
S ハーフシャフト
T 車輪
X1 第1の伝動アセンブリ
X2 第2の伝動アセンブリ
X3 第3の伝動アセンブリ

本出願は、電気自動車技術の分野に関し、特に、減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車に関する。

電池式電気自動車（battery electric vehicle）は、充電式電池によって完全に給電される自動車である。現在、電池式電気自動車は、短い耐久走行距離、長い充電時間、大きい電池重量、および高コストなどの一般的な問題を依然として有しているが、エクステンデッドレンジ電気自動車は、電池式電気自動車のこれらの問題を良好に解決し得る。純電気駆動モードは、自動車の電源電池の電力が十分であるときに使用され、エクステンデッドレンジ駆動モードは、自動車の電源電池の電力が比較的低いときに代わりに使用される。したがって、エクステンデッドレンジ電気自動車は、現在市場で主流の新エネルギー自動車ソリューションの1つである。

一般に、エクステンデッドレンジ電気自動車は、直列駆動ソリューションを使用する。具体的には、エンジンおよび発電機は自動車を直接駆動し得ず、エンジンは発電機を駆動して発電し、電源電池および駆動モータに電力を供給して自動車の耐久走行距離を拡大する。このソリューションの欠点は、エンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ず、エネルギーの流れの伝達経路が長く、自動車の悪い経済性をもたらすことである。

本出願は、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車のエンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ないという問題を解決するために、減速ギヤボックス、電気自動車駆動システム、および電気自動車を提供し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の態様によれば、モータ入力軸と、エンジン入力軸と、中間軸と、第1の出力軸と、第2の出力軸と、デファレンシャルギヤとを含む減速ギヤボックスが提供される。第1の出力軸と第2の出力軸との両方は、デファレンシャルギヤと伝動連結される。減速ギヤボックスは、モータ入力軸と中間軸との間の動力伝達を接続するように構成された第1の伝動アセンブリと、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達を接続または切断するように構成された第2の伝動アセンブリと、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達を接続または切断するように構成された第3の伝動アセンブリとをさらに含む。

本出願では、第1の伝動アセンブリ、第2の伝動アセンブリ、および第3の伝動アセンブリは、減速ギヤボックスの内部の動力伝達経路を制御し得る。具体的には、以下のようないくつかのケースがあり得る。

ケース（1）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が切断され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が接続されているとき、モータは動力出力装置として機能する。出力動力は、モータ入力軸、中間軸、およびデファレンシャルギヤを順次経た後、第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（2）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が切断されているとき、モータは発電装置として機能する。エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸、中間軸、およびモータ入力軸を順次経た後、モータに伝達され、モータは発電する。

ケース（3）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続され、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達も接続されているとき、モータが動力出力装置として機能するか、それとも発電装置として機能するかに基づいて2つのケースがあり得る。

ケース（3a）：モータが動力出力装置として機能するとき、モータによって出力された動力は、モータ入力軸を経た後、中間軸に伝達され、エンジンによって出力された動力も、エンジン入力軸を経た後、中間軸に伝達される。モータの動力およびエンジンの動力は合流し、次に、デファレンシャルギヤを介して第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（3b）：モータが発電装置として機能するとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸を経た後、中間軸に伝達される。この場合、動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、モータ入力軸を経た後、モータに伝達され、モータは発電する。動力の他方の部分は、デファレンシャルギヤを介して第1の出力軸および第2の出力軸に伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（4）：エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達が接続されているか、または切断されており、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達が切断されているとき、モータとエンジンとの両方は作動しないが、自動車を駆動するための待機補助装置として機能し得る。この場合、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤのトルクは、中間軸、モータ入力軸、およびエンジン入力軸に伝達されない。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

要約すれば、本出願で提供される減速ギヤボックスは、モータおよびエンジンの使用機能を強化し得、モータおよびエンジンが自動車を直接駆動して走行させることを可能にする。このようにして、エネルギー伝達経路が短くなり、エネルギー変換の回数が減少し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

可能な設計では、第1の伝動アセンブリは、モータ入力軸にスリーブ付けされ、モータ入力軸と伝動連結されたモータ入力軸ギヤと、中間軸にスリーブ付けされ、中間軸と伝動連結された、モータ入力軸ギヤと噛み合う中間軸ギヤホイールとを含む。

モータ入力軸と中間軸との間の動力伝達は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用して接続され得る。例えば、モータによって出力された、モータ入力軸の動力は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用して中間軸に伝達され得る。

別の例では、エンジンによって出力された、中間軸の動力は、モータ入力軸ギヤおよび中間軸ギヤホイールを使用してモータ入力軸に伝達され得、これにより、モータは発電し得る。

上記は、第1の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤを使用しているが、第1の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第1の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第1の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第1の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、第1の伝動アセンブリは、より良好な伝動制御のために少なくとも1つのクラッチをさらに含み得る。

本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックスでは、軸にスリーブ付けされ、軸と伝動連結される構成要素に関して、この構成要素と軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得ることを理解されたい。

可能な設計では、第2の伝動アセンブリは、互いに嵌合する第1の能動部および第1の受動部を含む第1のクラッチであって、第1の能動部は、エンジン入力軸と伝動連結されている、第1のクラッチと、第1の受動部と伝動連結されたエンジン入力軸ギヤと、中間軸にスリーブ付けされ、中間軸と伝動連結された、エンジン入力軸ギヤと噛み合う中間軸ピニオンとを含む。

上記は、第2の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第2の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第2の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第2の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第2の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第2の伝動アセンブリのクラッチは、あるいは、動力伝達を接続または切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

動力伝達経路に関するケース（2）の前述の関連する説明を参照すると、本出願のこの実施形態では、エンジンによって出力された動力は、モータ入力軸とエンジン入力軸ギヤとを伝動方式で直接接続する代わりに、エンジン入力軸ギヤ、中間軸ピニオン、中間軸ギヤホイール、およびモータ入力軸ギヤなどの複数のギヤを経た後にのみモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。モータの最大回転速度は、通常、エンジンの最大回転速度よりも大きい。したがって、回転速度比は、本出願における前述の設定を使用して要求に基づいて適切に調整され得る。このようにして、エンジンおよびモータは、それぞれの回転速度およびトルク特性に完全な遊びを与えるように異なる回転速度で作動し得る。

可能な設計では、第3の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンと、デファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされた、中間軸ピニオンと噛み合う出力軸ギヤと、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む第2のクラッチであって、第2の能動部は、出力軸ギヤと伝動連結されており、第2の受動部は、デファレンシャルギヤと伝動連結されている、第2のクラッチとを含む。

具体的には、この実施形態では、第3の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンを含む。前述の分析から、中間軸ピニオンは第2の伝動アセンブリの一部でもあることが知られ得る。言い換えれば、中間軸ピニオンは、第3の伝動アセンブリおよび第2の伝動アセンブリによって共有される。前述の設定を使用して、減速ギヤボックスの構造は簡素化され得、制御の複雑さが低減され得、製造コストが低減され得る。

出力軸ギヤは、デファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされ、中間軸ピニオンと噛み合う。出力軸ギヤがデファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされることは、出力軸ギヤがデファレンシャルギヤにスリーブ付けされるが、出力軸ギヤとデファレンシャルギヤとの間で動力伝達が直接行われ得ないことを意味することが理解され得る。例えば、出力軸ギヤは、軸受を使用してデファレンシャルギヤにスリーブ付けされ得る。

第2のクラッチは、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む。第2の能動部は出力軸ギヤと伝動連結され、第2の受動部はデファレンシャルギヤと伝動連結される。第2の受動部は、デファレンシャルギヤの動力入力端と考えられ得る。

上記は、第3の伝動アセンブリの構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第3の伝動アセンブリの構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第3の伝動アセンブリに含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第3の伝動アセンブリは、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリおよび第2の伝動アセンブリは、中間軸ピニオンを共有しない。別個のギヤが、第3の伝動アセンブリの中間軸ピニオンを置き換えるために、出力軸ギヤと噛み合うように中間軸に配置され得る。あるいは、第3の伝動アセンブリおよび第1の伝動アセンブリは、中間軸ギヤホイールを共有してもよく、出力軸ギヤは、中間軸ギヤホイールと噛み合う。

さらに別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリの現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第3の伝動アセンブリのクラッチは、あるいは、動力伝達を接続または切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

第2の態様によれば、第1の駆動システムを含む電気自動車駆動システムが提供される。第1の駆動システムは、第1のモータと、エンジンと、第1の態様のいずれかの設計で提供された減速ギヤボックスとを含む。モータ入力軸は第1のモータと伝動連結され、エンジン入力軸はエンジンと伝動連結される。第1のモータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータである。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の前輪駆動システムであってもよいし、自動車の後輪駆動システムであってもよい。これは本出願では限定されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の唯一の駆動システムであってもよいし、自動車の複数の（例えば、2つの）駆動システムのうちの1つであってもよい。これは本出願では限定されない。

可能な設計では、駆動システムは、第2の駆動システムをさらに含む。第2の駆動システムは、第2のモータおよび変速伝動装置を含み、第2のモータは、変速伝動装置と伝動連結される。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、純電気二輪駆動モードを含む。純電気二輪駆動モードでは、第1のモータおよびエンジンは停止状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態または切断状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、純電気四輪駆動モードを含む。純電気四輪駆動モードでは、第1のモータは駆動状態にあり、エンジンは停止状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は切断状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードはエクステンデッドレンジ直列駆動モードを含む。エクステンデッドレンジ直列駆動モードでは、第1のモータは発電状態にあり、エンジンは駆動状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、駆動システムの駆動モードは、エクステンデッドレンジ並列駆動モードを含む。エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、第1のモータは駆動状態または発電状態にあり、エンジンは駆動状態にあり、中間軸とデファレンシャルギヤとの間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸と中間軸との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータは駆動状態にある。

可能な設計では、第1の駆動システムは前輪駆動システムであり、第2の駆動システムは後輪駆動システムであるか、または第1の駆動システムは後輪駆動システムであり、第2の駆動システムは前輪駆動システムである。

可能な設計では、駆動システムは、自動車コントローラ（例えば、電子制御ユニット（electronic control unit、ECU）であり得る）と、第1のモータコントローラと、第2のモータコントローラと、エンジンコントローラと、電源電池と、減速ギヤボックスコントローラと、変速伝動装置コントローラとをさらに含む。

第1のモータコントローラは、第1のモータと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、第2のモータコントローラは、第2のモータと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、エンジンコントローラは、エンジンと自動車コントローラとの両方に電気的に接続され、減速ギヤボックスコントローラおよび変速伝動装置コントローラは、自動車コントローラに電気的に接続される。電源電池は、第1のモータ、第2のモータ、および自動車コントローラのすべてに電気的に接続される。

第3の態様によれば、車輪と、ハーフシャフトと、第2の態様のいずれかの設計で提供された駆動システムとを含む電気自動車が提供される。駆動システムは、電気自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトを介して車輪と伝動連結される。

既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動原理図である。 本出願の一実施形態による減速ギヤボックスの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の例示的な概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の別の例示的な概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造のさらに別の例示的な概略図である。 純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。 本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの制御原理図である。

本出願の技術的ソリューションおよび利点をより明確にするために、以下では、添付の図面を参照して本出願の実施態様を詳細にさらに説明する。特に定義されない限り、本出願の実施形態で使用されるすべての技術用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。

地球の環境の絶え間ない厳しさにより、電気自動車に対する人々の欲求が強くなっている。電池式電気自動車は、ゼロ排出、ゼロ汚染、高効率、および石油に依存しないなどの特徴を有する。しかしながら、電気自動車によって必要とされる、蓄電池のエネルギー密度および耐久走行距離は、現在人々の要求を満たし得ないため、電気自動車には、従来の内燃機関との競争力がない。ハイブリッド式電気自動車と電池式電気自動車の長所を併せ持ち、耐久走行距離が拡大され得る電気自動車として、エクステンデッドレンジ電気自動車は、内燃機関式自動車から電池式電気自動車への良い移行品であり得る。

元の電池式電気自動車に基づいて、エクステンデッドレンジ電気自動車には、追加的に車載電力供給システムが設けられる。このようにして、電池の電力が不十分であるとき、車載電力供給システムが電池に電力を供給し得、次に、電池がエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動システムに電力を供給し得るか、または車載電力供給システムが、駆動システムに直接電力を供給し得、これにより、エクステンデッドレンジ電気自動車の耐久走行距離が拡大され得る。

既存のエクステンデッドレンジ電気自動車は、通常、直列駆動モードを使用する。図1は、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車の駆動原理図である。車載充電式電源電池システムが自動車の耐久走行距離要求を満たし得ないとき、電気自動車の耐久走行距離を拡大するために、車載補助電力供給装置が、電力システムにエネルギーを提供するためにオンにされ得る。具体的には、図1に示されているように、この場合、エンジンは、発電機を駆動して発電し、電源電池に電力を供給するように制御され得、電源電池はモータに電力を供給し、モータは、減速ギヤボックスまたは変速機を使用して車輪を駆動して走行させ得る。あるいは、エンジンが発電機を駆動して発電した後、発電機はモータに電力を直接供給してもよく、モータは、減速ギヤボックスまたは変速機を使用して車輪を駆動して走行させる。

しかしながら、前述の駆動ソリューションでは、エンジンと発電機との両方は、単一の機能を有し、自動車を直接駆動し得ず、また、エネルギーの流れの伝達経路が長く（具体的には、エンジンは発電機を駆動して発電する→発電機は発電後に電源電池を充電する→電源電池が放電した後に電源電池はモータに電力を供給する→モータは自動車を駆動して走行させる）、多くの回数の変換が実行された後に多くのエネルギーが失われるため、エクステンデッドレンジ直列駆動モードが使用されるとき、自動車の経済性が悪い。

前述の分析に基づいて、本出願の実施形態では、既存のシリーズのエクステンデッドレンジ電気自動車のエンジンおよび発電機が自動車を直接駆動し得ないという問題を解決するために、駆動システムの減速ギヤボックスが最適化および改善され、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の態様によれば、本出願は、電気自動車駆動システムに適用され得る減速ギヤボックスを最初に提供する。図2は、本出願の一実施形態による減速ギヤボックス100の構造の概略図である。

図2に示されているように、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、モータ入力軸1a、エンジン入力軸1b、中間軸2、第1の出力軸3a、第2の出力軸3b、デファレンシャルギヤ4、第1の伝動アセンブリX1、第2の伝動アセンブリX2、および第3の伝動アセンブリX3を含む。

第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方は、デファレンシャルギヤ4と伝動連結されている。

第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸1aと中間軸2との間で動力伝達を接続するように構成されている。

第2の伝動アセンブリX2は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。

第3の伝動アセンブリX3は、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。

具体的には、本出願のこの実施形態では、減速ギヤボックス100のモータ入力軸1aは、モータの出力軸と伝動連結されるように構成され、例えば、スプラインを介してモータの出力軸に連結され得る。

モータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータであり得る。言い換えれば、モータは、駆動モータとして機能し得、電力の作用下で動力を出力し得、また、発電機（この場合、モータの出力軸は入力軸となる）として機能し得、外部駆動力の作用下で発電し得る。

モータは、モータ入力軸1aと伝動連結されている。モータが駆動モードで作動するとき、モータの動力は、モータ入力軸1aを介して減速ギヤボックス100に伝達され得る。モータが発電モードで作動するとき、減速ギヤボックス100の動力が、モータ入力軸1aを介してモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。

減速ギヤボックス100のエンジン入力軸1bは、エンジンの出力軸と伝動連結されるように構成され、例えば、スプラインを介してエンジンの出力軸に連結され得る。エンジンによって出力される動力は、エンジン入力軸1bを介して減速ギヤボックス100に伝達される。

第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、それぞれ自動車の両側、すなわち左側および右側の車輪と伝動連結されるように構成されており、自動車を駆動して走行させるために車輪に動力を伝達する。例えば、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、それぞれハーフシャフトを介して両側の車輪と伝動連結され得る。

デファレンシャルギヤ4は、左右（または前後）の駆動輪が異なる回転速度で回転することを可能にし、自動車が旋回するときまたは非平坦路を走行するときに両側の駆動輪の純粋な転動を保証し得る。

デファレンシャルギヤ4は、1つの動力入力端および2つの動力出力端を含む。第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは、それぞれデファレンシャルギヤ4の2つの動力出力端と伝動連結されている。

第1の伝動アセンブリX1、第2の伝動アセンブリX2、および第3の伝動アセンブリX3は、減速ギヤボックス100の内部の動力伝達経路を制御し得る。具体的には、以下のようないくつかのケースがあり得る。

ケース（1）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が切断され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が接続されているとき、モータは動力出力装置として機能する。出力動力は、モータ入力軸1a、中間軸2、およびデファレンシャルギヤ4を順次経た後、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（2）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が切断されているとき、モータは発電装置として機能する。エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、中間軸2、およびモータ入力軸1aを順次経た後、モータに伝達され、モータは発電する。

ケース（3）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続され、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達も接続されているとき、モータが動力出力装置として機能するか、それとも発電装置として機能するかに基づいて2つのケースがあり得る。

ケース（3a）：モータが動力出力装置として機能するとき、モータによって出力された動力は、モータ入力軸1aを経た後、中間軸2に伝達され、エンジンによって出力された動力も、エンジン入力軸1bを経た後、中間軸2に伝達される。モータの動力およびエンジンの動力は合流し、次に、デファレンシャルギヤ4を介して第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（3b）：モータが発電装置として機能するとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1bを経た後、中間軸2に伝達される。この場合、動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、モータ入力軸1aを経た後、モータに伝達され、モータは発電する。動力の他方の部分は、デファレンシャルギヤ4を介して第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bに伝達され、最終的に車輪に伝達される。

ケース（4）：エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達が接続されているか、または切断されており、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達が切断されているとき、モータとエンジンとの両方は作動しないが、自動車を駆動するための待機補助装置として機能し得る。この場合、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤ4のトルクは、中間軸2、モータ入力軸1a、およびエンジン入力軸1bに伝達されない。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

要約すれば、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、モータおよびエンジンの使用機能を強化し得、モータおよびエンジンが自動車を直接駆動して走行させることを可能にする。このようにして、エネルギー伝達経路が短くなり、エネルギー変換の回数が減少し、その結果、自動車の加速性能、経済性、および操縦性が改善される。

第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸1aと中間軸2との間の動力伝達を接続するように構成されている。図2に示されているように、本出願のこの実施形態では、第1の伝動アセンブリX1は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を含む。

具体的には、モータ入力軸ギヤ5は、モータ入力軸1aにスリーブ付けされ、モータ入力軸1aと伝動連結されている。中間軸ギヤホイール6は、中間軸2にスリーブ付けされ、中間軸2と伝動連結され、モータ入力軸ギヤ5と噛み合う。モータ入力軸1aと中間軸2との間の動力伝達は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用して接続され得る。

例えば、モータによって出力された、モータ入力軸1aの動力は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用して中間軸2に伝達され得る。

別の例では、エンジンによって出力された、中間軸2の動力は、モータ入力軸ギヤ5および中間軸ギヤホイール6を使用してモータ入力軸1aに伝達され得、これにより、モータは発電し得る。

上記は、第1の伝動アセンブリX1の構成を説明するために例として2つのギヤを使用しているが、第1の伝動アセンブリX1の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第1の伝動アセンブリX1に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第1の伝動アセンブリX1は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第1の伝動アセンブリX1の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、第1の伝動アセンブリX1は、より良好な伝動制御のために少なくとも1つのクラッチをさらに含み得る。

本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100では、軸にスリーブ付けされ、軸と伝動連結される構成要素に関して、この構成要素と軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得ることを理解されたい。

第2の伝動アセンブリX2は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。図2に示されているように、本出願のこの実施形態では、第2の伝動アセンブリX2は、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、および中間軸ピニオン9を含む。

具体的には、第1のクラッチ7は、互いに嵌合する第1の能動部および第1の受動部を含み、第1の能動部は、エンジン入力軸1bと伝動連結されており、
エンジン入力軸ギヤ8は、第1の受動部と伝動連結されており、
中間軸ピニオン9は、中間軸2にスリーブ付けされ、中間軸2と伝動連結されており、エンジン入力軸ギヤ8と噛み合う。

エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は、第1のクラッチ7の第1の能動部と第1の受動部とを互いに接合することによって接続され得、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は、第1の能動部を第1の受動部から分離することによって切断され得る。

第1の能動部と第1の受動部とが互いに接合されているとき、エンジンによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9を順次経た後、中間軸2に伝達され得る。

上記は、第2の伝動アセンブリX2の構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第2の伝動アセンブリX2の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第2の伝動アセンブリX2に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第2の伝動アセンブリX2は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第2の伝動アセンブリX2の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第2の伝動アセンブリX2のクラッチは、あるいは、動力伝達を接続または切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

動力伝達経路に関するケース（2）の前述の関連する説明を参照すると、本出願のこの実施形態では、エンジンによって出力された動力は、モータ入力軸1aとエンジン入力軸ギヤ1bとを伝動方式で直接接続する代わりに、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9、中間軸ギヤホイール6、およびモータ入力軸ギヤ5などの複数のギヤを経た後にのみモータに伝達され得、これにより、モータは発電する。モータの最大回転速度は、通常、エンジンの最大回転速度よりも大きい。したがって、回転速度比は、本出願における前述の設定を使用して要求に基づいて適切に調整され得る。このようにして、エンジンおよびモータは、それぞれの回転速度およびトルク特性に完全な遊びを与えるように異なる回転速度で作動し得る。

第3の伝動アセンブリX3は、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達を接続または切断するように構成されている。図2に示されているように、本出願のこの実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を含む。

具体的には、この実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、中間軸ピニオン9を含む。前述の分析から、中間軸ピニオン9は第2の伝動アセンブリX2の一部でもあることが知られ得る。言い換えれば、中間軸ピニオン9は、第3の伝動アセンブリX3および第2の伝動アセンブリX2によって共有されている。前述の設定を使用して、減速ギヤボックス100の構造は簡素化され得、制御の複雑さが低減され得、製造コストが低減され得る。

出力軸ギヤ10は、デファレンシャルギヤ4に単にスリーブ付けされており、中間軸ピニオン9と噛み合う。出力軸ギヤ10がデファレンシャルギヤ4に単にスリーブ付けされていることは、出力軸ギヤ10がデファレンシャルギヤ4にスリーブ付けされているが、出力軸ギヤ10とデファレンシャルギヤ4との間で動力伝達が直接行われ得ないことを意味することが理解され得る。例えば、出力軸ギヤ10は、軸受を使用してデファレンシャルギヤ4にスリーブ付けされ得る。

第2のクラッチ11は、互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を含む。第2の能動部は出力軸ギヤ10と伝動連結され、第2の受動部はデファレンシャルギヤ4と伝動連結されている。第2の受動部は、デファレンシャルギヤ4の動力入力端と考えられ得る。

中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は、第2のクラッチ11の第2の能動部と第2の受動部とを互いに接合することによって接続され得、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は、第2の能動部を第2の受動部から分離することによって切断され得る。

第2の能動部と第2の受動部とが互いに接合されているとき、中間軸2の動力は、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され得る。

上記は、第3の伝動アセンブリX3の構成を説明するために例として2つのギヤおよび1つのクラッチを使用しているが、第3の伝動アセンブリX3の構成に対するいかなる限定としても解釈されてはならないことを理解されたい。第3の伝動アセンブリX3に含まれる構成要素の数および構成要素の形態などは、本出願では限定されず、前述の動力伝達機能を実施し得るいかなる伝動アセンブリ（または単一の構成要素）も、本出願の保護範囲内にあるものとする。

例えば、別の実施形態では、第3の伝動アセンブリX3は、より多くのギヤを含み得る。

別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリX3および第2の伝動アセンブリX2は、中間軸ピニオン9を共有しない。別個のギヤが、第3の伝動アセンブリX3の中間軸ピニオン9を置き換えるために、出力軸ギヤ10と噛み合うように中間軸2に配置され得る。あるいは、第3の伝動アセンブリX3および第1の伝動アセンブリX1は、中間軸ギヤホイール6を共有してもよく、出力軸ギヤ10は、中間軸ギヤホイール6と噛み合う。

さらに別の例では、別の実施形態において、第3の伝動アセンブリX3の現在のギヤの一部または全部は、チェーンなどの別の伝動構成要素に置き換えられ得る。

さらに別の例では、別の実施形態において、この実施形態における第3の伝動アセンブリX3のクラッチは、あるいは、動力伝達を接続または切断するためのシンクロナイザなどの構成要素に置き換えられてもよい。

さらに、図2に示されているように、本出願のこの実施形態で提供される減速ギヤボックス100は、ハウジング12をさらに含み得る。ハウジング12には、モータ入力軸1a、エンジン入力軸1b、第1の出力軸3a、および第2の出力軸3bに対応する位置に貫通孔が設けられており、これにより、モータ入力軸1aおよびエンジン入力軸1bはそれぞれモータおよびエンジンに連結され、第1の出力軸3aおよび第2の出力軸3bは車輪に連結される。中間軸2は、ハウジング12の内壁に回転可能に固定されている。

任意選択で、各貫通孔には軸受がさらに配置されてもよく、前述の軸の各々は、軸と外部構成要素との連結の信頼性を改善するために、軸受に固定される。

別の態様によれば、減速ギヤボックス100の構造に基づいて、本出願の一実施形態は、電気自動車駆動システムをさらに提供する。以下では、駆動システムについて詳細に説明する。

図3は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の例示的な概略図である。図3に示されているように、駆動システムは、第1の駆動システムを含み、第1の駆動システムは、第1のモータM1、エンジンE、および減速ギヤボックス100を含む。

減速ギヤボックス100のモータ入力軸1aは、第1のモータM1の出力軸と伝動連結されており、減速ギヤボックス100のエンジン入力軸1bは、エンジンEの出力軸と伝動連結されている。

本出願のこの実施形態で提供される第1の駆動システムでは、モータ入力軸1aと第1のモータM1の出力軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）接合方式で実施され得、エンジン入力軸1bとエンジンEの出力軸との間の動力伝達は、キー（例えば、スプライン）ジョイント方式で実施され得る。

さらに、この実施形態では、第1のモータM1は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータである。言い換えれば、第1のモータM1は、動力出力装置として機能し得、モータ入力軸1aを使用して電力の作用下で減速ギヤボックス100に動力を出力する。加えて、第1のモータM1は、発電装置としても機能し得、減速ギヤボックス100は、モータ入力軸1aを使用して第1のモータM1に動力を出力し得、これにより、第1のモータは発電する。

減速ギヤボックス100の第1の出力軸3aは、ハーフシャフトSを介して自動車の左側の車輪Tと伝動連結されてもよいし、ハーフシャフトSを介して自動車の右側の車輪Tと伝動連結されてもよい。これは、本出願のこの実施形態では厳密に限定されない。以下では、説明を容易にするために、特に明記されない限り、第1の出力軸3aが自動車の左側の車輪Tと伝動連結され、第2の出力軸3bが自動車の右側の車輪Tと伝動連結されている例が説明のために使用され、自動車の左側および右側は、自動車の走行方向を基準として使用して決定される。

駆動システムは、前述の実施形態で提供される減速ギヤボックス100を使用するため、駆動システムは、減速ギヤボックス100に対応する技術的効果も有する。ここでは詳細は再び説明されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の前輪駆動システムであってもよいし、自動車の後輪駆動システムであってもよい。これは本出願では限定されない。

任意選択で、第1の駆動システムは、自動車の唯一の駆動システムであってもよいし、自動車の複数の（例えば、2つの）駆動システムのうちの1つであってもよい。これは本出願では限定されない。

図4は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造の別の例示的な概略図である。図4に示されているように、図3に示されている駆動システムと比較して、この実施形態で提供される駆動システムは、第1の駆動システムに加えて第2の駆動システムを含む。第2の駆動システムは、任意の電気自動車駆動システムであってもよい。

図4に示されているように、本出願のこの実施形態では、第2の駆動システムは、第2のモータM2および変速伝動装置200を含む。第2のモータM2は、任意の駆動モータであってもよく、変速伝動装置200は、減速ギヤボックスであっても多速度変速機であってもよい。第2のモータM2は、電力の作用下で変速伝動装置200に動力を伝達し、変速伝動装置200は、自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトSを介して車輪Tに動力を伝達する。

図4に示されているように、本出願のこの実施形態では、第1の駆動システムは前輪駆動システムであり、第2の駆動システムは後輪駆動システムである。言い換えれば、第1の駆動システムは、自動車の頭の方向においてより前方にある駆動システムである。

図5は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの構造のさらに別の例示的な概略図である。図5に示されているように、別の実施形態では、あるいは、第1の駆動システムは後輪駆動システムであってもよく、第2の駆動システムは前輪駆動システムである。

この実施形態で提供される駆動システムでは、第1のモータM1は駆動状態、発電状態、または停止状態になるように制御され得、エンジンEは駆動状態または停止状態になるように制御され得、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態または切断状態になるように制御され得、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態または切断状態になるように制御され得る。このようにして、駆動システムは、純電気二輪駆動（後輪駆動）モード、純電気四輪駆動モード、エクステンデッドレンジ直列駆動モード、およびエクステンデッドレンジ並列駆動モードなどの駆動モードを有し、自動車の異なる動作条件の要求を満たすために、使用のために異なる駆動モードを切り替え得る。

以下では、4つのタイプの駆動モード、すなわち、純電気二輪駆動モード、純電気四輪駆動モード、エクステンデッドレンジ直列駆動モード、およびエクステンデッドレンジ並列駆動モードについて詳細に説明する。

純電気二輪駆動モードは、純電気モードで可能な二輪駆動を意味する。純電気二輪駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が十分であり（例えば、電池の充電状態（state of charge、SOC）≧20％）、自動車の駆動トルク要求が低いことである。純電気二輪駆動モードでは、第1の駆動システムは作動し得ず、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1およびエンジンEは停止状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態または切断状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図6は、純電気二輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図6に示されているように、駆動システムが純電気二輪駆動モードにあるとき、第1の駆動システムは作動せず、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。

この場合、第2のクラッチ11は分離状態にあり、これにより、自動車の走行過程において、デファレンシャルギヤ4のトルクは、中間軸2、モータ入力軸1a、およびエンジン入力軸1bに伝達されず、第1のモータM1、エンジンE、ならびに減速ギヤボックス100内の軸およびギヤはすべて停止状態にある。したがって、付加的な機械的回転摩擦損失は生じない。これは、自動車の経済性を改善する。

第2のクラッチ11は分離状態にあるため、デファレンシャルギヤ4と中間軸2との間の動力伝達は切断され、この場合、第1のクラッチ7の状態は制限されなくてもよいことに留意されたい。

（2）純電気四輪駆動モード
純電気四輪駆動モードは、純電気モードで可能な四輪駆動を意味する。純電気四輪駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が十分であり（例えば、電池のSOC≧20％）、自動車の駆動トルク要求が高いことである。純電気四輪駆動モードでは、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムが同時に自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は駆動状態にあり、エンジンEは停止状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は切断状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図7は、純電気四輪駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図7に示されているように、駆動システムが純電気四輪駆動モードにあるとき、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムは、自動車を一緒に駆動して走行させる。

この場合、第2のクラッチ11は接合状態にあり、第1のクラッチ7は分離状態にある。第1のモータM1によって出力された動力は、モータ入力軸1a、中間軸ギヤホイール6、中間軸2、中間軸ピニオン9、出力軸ギヤ10、および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の前方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。第1のクラッチ7が分離状態にあるため、第1のモータM1によって出力された動力はエンジンEに伝達され得ない。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

純電気四輪駆動モードでは、自動車の走行に必要な駆動力は、前後の2つのモータによって一緒に提供され、したがって、自動車の優れた加速性能および操縦性が達成され得る。

（3）エクステンデッドレンジ直列駆動モード
エクステンデッドレンジ直列駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が不十分であり（例えば、電池のSOC＜20％）、自動車が低速にあることである。エクステンデッドレンジ直列駆動モードでは、第1の駆動システムのエンジンEが第1のモータM1を駆動して発電し、第2の駆動システムが自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は発電状態にあり、エンジンEは駆動状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は切断状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図8は、エクステンデッドレンジ直列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図8に示されているように、駆動システムがエクステンデッドレンジ直列駆動モードにあるとき、第1の駆動システムは第1のモータM1を駆動して発電し、第2の駆動システムは自動車を駆動して走行させる。

この場合、第1のクラッチ7は接合状態にあり、第2のクラッチ11は分離状態にある。エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、エンジン入力軸ギヤ8、中間軸ピニオン9、中間軸2、中間軸ギヤホイール6、モータ入力軸ギヤ5、およびモータ入力軸1aを順次経た後、第1のモータM1に伝達されて、第1のモータM1を駆動して発電する。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、自動車の後方の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

第1のモータM1によって生成された電気エネルギーは、自動車の電源電池を充電するために使用されるか、または自動車を駆動して走行させるために第2のモータM2に直接供給され、第2のモータM2によって、自動車の走行に必要な駆動力が提供される。このモードでは、エンジンEは、良好な燃料経済性の回転速度およびトルクで安定して動作し得、したがって、自動車の良好な燃料経済性は、レンジエクステンデッドフェーズにおいて低速渋滞条件で達成され得る。

（4）エクステンデッドレンジ並列駆動モード
エクステンデッドレンジ並列駆動モードの典型的な適用シナリオは、自動車の電源電池の電力が不十分であり（例えば、電池のSOC＜20％）、自動車が中速または高速にあることである。エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、自動車の状態および走行に関する駆動力要求に基づいて、第1の駆動システムの第1のモータM1に対して駆動制御または発電制御が行われ得る。

エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、第1の駆動システムの第1のモータM1およびエンジンEは同時に自動車を駆動して走行させ得るか、またはエンジンEは、自動車を駆動して走行させながら第1のモータM1を駆動して発電し得、第2の駆動システムは自動車を駆動して走行させる。

具体的には、この場合、第1のモータM1は駆動状態または発電状態にあり、エンジンEは駆動状態にあり、中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達は接続状態にあり、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達は接続状態にあり、第2のモータM2は駆動状態にある。

以下では、添付の図面を参照して、エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路についてさらに説明する。

図9は、エクステンデッドレンジ並列駆動モードにおける駆動システムの動力伝達経路の概略図である。

図9に示されているように、駆動システムがエクステンデッドレンジ並列駆動モードにあるとき、第1のクラッチ7は連結状態にあり、第2のクラッチ11も連結状態にある。第1のモータM1の異なる動作状態に基づいて動力伝達経路には、2つのケースがあり得る。

第1のモータM1が駆動状態にあるとき、エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、およびエンジン入力軸ギヤ8を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。第1のモータM1によって出力された動力も、モータ入力軸1a、中間軸ギヤホイール6、および中間軸2を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。2つの経路の動力は合流し、出力軸ギヤ10および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。

第1のモータM1が発電状態にあるとき、エンジンEによって出力された動力は、エンジン入力軸1b、第1のクラッチ7、およびエンジン入力軸ギヤ8を順次経た後、中間軸ピニオン9に伝達される。動力は2つの部分に分割される。動力の一方の部分は、出力軸ギヤ10および第2のクラッチ11を順次経た後、デファレンシャルギヤ4に伝達され、次に、第1の出力軸3aと第2の出力軸3bとの両方に伝達され、ハーフシャフトSを介して自動車の両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達されて、自動車を駆動して走行させる。動力の他方の部分は、中間軸2、中間軸ギヤホイール6、モータ入力軸ギヤ5、およびモータ入力軸1aを順次経た後、第1のモータM1に伝達され、第1のモータM1を駆動して発電する。

第2のモータM2によって出力された動力は、変速伝動装置200およびハーフシャフトSを経た後、両側、すなわち左側および右側の車輪Tに伝達される。

自動車の状態および走行に関する駆動力要求に基づいて、第1のモータM1に対して駆動制御または発電制御が行われ得る。このモードでは、エンジンEの動力は、発電、充電、および放電などのエネルギー変換を何度も行うことなく、自動車を駆動して走行させるために直接出力され得、したがって、レンジエクステンデッドフェーズにおいて自動車の中速または高速で自動車の燃料経済性が改善される。

図10は、本出願の一実施形態による電気自動車駆動システムの制御原理図である。図10に示されているように、第1の駆動システムおよび第2の駆動システムに加えて、駆動システムは、自動車コントローラ300（例えば、電子制御ユニット（electronic control unit、ECU）であり得る）と、第1のモータコントローラ400と、第2のモータコントローラ500と、エンジンコントローラ600と、電源電池700と、減速ギヤボックスコントローラ800と、変速伝動装置コントローラ900とをさらに含む。

第1のモータコントローラ400は、第1のモータM1と自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、第2のモータコントローラ500は、第2のモータM2と自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、エンジンコントローラ600は、エンジンEと自動車コントローラ300との両方に電気的に接続され、減速ギヤボックスコントローラ800および変速伝動装置コントローラ900は、自動車コントローラ300に電気的に接続されている。電源電池700は、第1のモータM1、第2のモータM2、および自動車コントローラ300のすべてと電気的に接続されている。

第1のモータコントローラ400および第2のモータコントローラ500は、それぞれ第1のモータM1および第2のモータM2を制御するように構成されている。一態様では、第1のモータM1および第2のモータM2が駆動状態にあるか、それとも停止状態にあるかが制御される（第1のモータコントローラ400は、あるいは、第1のモータM1を発電状態になるように制御してもよい）。別の態様では、第1のモータM1および第2のモータM2が駆動状態にあるとき、第1のモータM1および第2のモータM2によって出力されるトルクが制御される。電源電池700は直流電流を出力し、第1のモータコントローラ400および第2のモータコントローラ500は、電力によって出力された直流電流を、第1のモータM1および第2のモータM2によって確認され得る交流電流に変換するようにさらに構成されている。加えて、第1のモータM1が発電状態にあるとき、第1のモータコントローラ400はさらに、第1のモータM1によって生成された交流電流を直流電流に変換し、次に、直流電流を電源電池700に蓄え得る。

エンジンコントローラ600は、エンジンEを制御するように構成されている。例えば、エンジンコントローラ600は、エンジンEを駆動状態または停止状態になるように制御し得、エンジンEによって出力されるトルクも制御し得る。

電源電池700は、第1のモータM1および第2のモータM2に電気エネルギーを供給するように構成されている。さらに、電源電池700は、第1のモータM1によって生成された電気エネルギーをさらに蓄え得る。

減速ギヤボックスコントローラ800は、減速ギヤボックス100を制御するように構成されている。具体的には、減速ギヤボックスコントローラ800は、エンジン入力軸1bと中間軸2との間の動力伝達の接続または切断、および中間軸2とデファレンシャルギヤ4との間の動力伝達の接続または切断を制御するように構成されている。例えば、前述の目的は、第1のクラッチ7と第2のクラッチ11との接合または分離を制御することによって達成され得る。

変速伝動装置コントローラ900は、変速伝動装置200を制御するように構成されている。

自動車コントローラ300は、自動車の調整制御センタであり、自動車の動作条件に基づいて、第1のモータコントローラ400、第2のモータコントローラ500、エンジンコントローラ600、電源電池700、減速ギヤボックスコントローラ800、および変速伝動装置コントローラ900に制御命令を送信するように構成されている。

表1は、各駆動モードにおける駆動システムのエンジンE、第1のモータM1、第1のクラッチ7、第2のクラッチ11、および第2のモータM2の状態の一覧を記載したものである。

要約すれば、本出願のこの実施形態で提供される駆動システムは、様々な作動条件で自動車の性能要求を満たし得、その結果、自動車の経済性、加速性能、および操縦性が改善される。

さらに別の態様によれば、本出願の一実施形態は、前述の実施形態のいずれか1つで提供された駆動システムを含む電気自動車をさらに提供する。さらに、電気自動車は、車輪およびハーフシャフトをさらに含む。駆動システムは、電気自動車を駆動して走行させるために、ハーフシャフトを介して車輪と伝動連結される。

前述の説明は、本出願の特定の実施態様にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図されていない。本出願に開示された技術的範囲内で当業者によって容易に考え出されるいかなる変形または置換も、本出願の保護範囲内にあるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

1a モータ入力軸
1b エンジン入力軸
2 中間軸
3a 第1の出力軸
3b 第2の出力軸
4 デファレンシャルギヤ
5 モータ入力軸ギヤ
6 中間軸ギヤホイール
7 第1のクラッチ
8 エンジン入力軸ギヤ
9 中間軸ピニオン
10 出力軸ギヤ
11 第2のクラッチ
12 ハウジング
100 減速ギヤボックス
200 変速伝動装置
300 自動車コントローラ
400 第1のモータコントローラ
500 第2のモータコントローラ
600 エンジンコントローラ
700 電源電池
800 減速ギヤボックスコントローラ
900 変速伝動装置コントローラ
E エンジン
M1 第1のモータ
M2 第2のモータ
S ハーフシャフト
T 車輪
X1 第1の伝動アセンブリ
X2 第2の伝動アセンブリ
X3 第3の伝動アセンブリ

Claims (12)

1. モータ入力軸とエンジン入力軸と中間軸と第1の出力軸と第2の出力軸とデファレンシャルギヤとを備えている減速ギヤボックスであって、前記第1の出力軸および前記第2の出力軸は、前記デファレンシャルギヤと伝動連結されている、前記減速ギヤボックスにおいて、
   前記減速ギヤボックスが、
   前記モータ入力軸と前記中間軸との間の動力伝達を接続するように構成された第1の伝動アセンブリと、
   前記エンジン入力軸と前記中間軸との間の動力伝達を接続または切断するように構成された第2の伝動アセンブリと、
   前記中間軸と前記デファレンシャルギヤとの間の動力伝達を接続または切断するように構成された第3の伝動アセンブリと、
   をさらに備えている減速ギヤボックス。
2. 前記第1の伝動アセンブリは、
   前記モータ入力軸にスリーブ付けされ、前記モータ入力軸と伝動連結されたモータ入力軸ギヤと、
   前記中間軸にスリーブ付けされ、前記中間軸と伝動連結され、且つ、前記モータ入力軸ギヤと噛み合う中間軸ギヤホイールと、
   を備える、請求項1に記載の減速ギヤボックス。
3. 前記第2の伝動アセンブリは、
   互いに嵌合する第1の能動部および第1の受動部を備える第1のクラッチであって、前記第1の能動部は、前記エンジン入力軸と伝動連結されている、前記第1のクラッチと、
   前記第1の受動部と伝動連結されたエンジン入力軸ギヤと、
   前記中間軸にスリーブ付けされ、前記中間軸と伝動連結され、且つ、前記エンジン入力軸ギヤと噛み合う中間軸ピニオンと、
   を備える、請求項1または2に記載の減速ギヤボックス。
4. 前記第3の伝動アセンブリは、
   前記中間軸ピニオンと、
   前記デファレンシャルギヤに単にスリーブ付けされ、前記中間軸ピニオンと噛み合う出力軸ギヤと、
   互いに嵌合する第2の能動部および第2の受動部を備える第2のクラッチであって、前記第2の能動部は、前記出力軸ギヤと伝動連結されており、前記第2の受動部は、前記デファレンシャルギヤと伝動連結されている、前記第2のクラッチと、
   を備える、請求項3に記載の減速ギヤボックス。
5. 第1の駆動システムを備える電気自動車駆動システムであって、前記第1の駆動システムは、第1のモータと、エンジンと、請求項1から4のいずれか一項に記載の減速ギヤボックスとを備える、前記電気自動車駆動システムにおいて、
   前記モータ入力軸は、前記第1のモータと伝動連結されており、前記エンジン入力軸は、前記エンジンと伝動連結されており、前記第1のモータは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換することができ、且つ、電気エネルギーを機械エネルギーに変換することができる二重目的モータである、電気自動車駆動システム。
6. 前記電気自動車駆動システムは、第2の駆動システムをさらに備え、前記第2の駆動システムは、第2のモータおよび変速伝動装置を備え、前記第2のモータは、前記変速伝動装置と伝動連結されている、請求項5に記載の電気自動車駆動システム。
7. 前記電気自動車駆動システムの駆動モードは、純電気二輪駆動モードを含み、前記純電気二輪駆動モードでは、前記第1のモータおよび前記エンジンは停止状態にあり、前記中間軸と前記デファレンシャルギヤとの間の前記動力伝達は切断状態にあり、前記エンジン入力軸と前記中間軸との間の前記動力伝達は接続状態または切断状態にあり、前記第2のモータは駆動状態にある、請求項6に記載の駆動システム。
8. 前記電気自動車駆動システムの駆動モードは、純電気四輪駆動モードを含み、前記純電気四輪駆動モードでは、前記第1のモータは駆動状態にあり、前記エンジンは停止状態にあり、前記中間軸と前記デファレンシャルギヤとの間の前記動力伝達は接続状態にあり、前記エンジン入力軸と前記中間軸との間の前記動力伝達は切断状態にあり、前記第2のモータは駆動状態にある、請求項6に記載の電気自動車駆動システム。
9. 前記電気自動車駆動システムの駆動モードは、エクステンデッドレンジ直列駆動モードを含み、前記エクステンデッドレンジ直列駆動モードでは、前記第1のモータは発電状態にあり、前記エンジンは駆動状態にあり、前記中間軸と前記デファレンシャルギヤとの間の前記動力伝達は切断状態にあり、前記エンジン入力軸と前記中間軸との間の前記動力伝達は接続状態にあり、前記第2のモータは駆動状態にある、請求項6に記載の電気自動車駆動システム。
10. 前記電気自動車駆動システムの駆動モードは、エクステンデッドレンジ並列駆動モードを含み、前記エクステンデッドレンジ並列駆動モードでは、前記第1のモータは駆動状態または発電状態にあり、前記エンジンは駆動状態にあり、前記中間軸と前記デファレンシャルギヤとの間の前記動力伝達は接続状態にあり、前記エンジン入力軸と前記中間軸との間の前記動力伝達は接続状態にあり、前記第2のモータは駆動状態にある、請求項6に記載の電気自動車駆動システム。
11. 前記第1の駆動システムは前輪駆動システムであり、且つ、前記第2の駆動システムは後輪駆動システムであるか、または
    前記第1の駆動システムは後輪駆動システムであり、且つ、前記第2の駆動システムは前輪駆動システムである、請求項6から10のいずれか一項に記載の電気自動車駆動システム。
12. 車輪と、ハーフシャフトと、請求項5から11のいずれか一項に記載の電気自動車駆動システムとを備える電気自動車であって、前記電気自動車駆動システムは、前記電気自動車を駆動して走行させるために、前記ハーフシャフトを介して前記車輪と伝動連結されている、電気自動車。

Images