[實用新型]一種獨立控制輸出轉(zhuǎn)矩的混合動力電動汽車動力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720198658.7
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN206589667U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李麟;席軍強;張風(fēng)奇
• 申請（專利權(quán)）人: 北理慧動（常熟）車輛科技有限公司
• 主分類號: B60K6/44
• 分類號: B60K6/44;B60K7/00
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11386
• 代理人: 王濤,王一

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種各輪獨立控制輸出轉(zhuǎn)矩的混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

汽車的電動化與智能化已經(jīng)成為了車輛領(lǐng)域變革的方向，在這個大趨勢下，“安全”與“高效率”是人們關(guān)注的焦點。

分布式驅(qū)動技術(shù)是“安全”這一主題下的一個研究熱點。第一，相比于傳統(tǒng)的動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESP),分布式驅(qū)動車輛，即轉(zhuǎn)矩矢量分配控制，可以使得車輛的可控范圍進一步擴展，它均衡了各個輪胎的路面附著利用率，增加了車輛的穩(wěn)定性裕度；第二，分布式驅(qū)動系統(tǒng)中，車輛的四個輪胎都可以獨立地控制并獨立地輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的大小可以任意控制，這使得直接橫擺力矩控制(DYC)能力增強；并且減小了制動橫擺力矩控制中對車輛的減速作用，提高了過彎車速；第三，對各個車輪驅(qū)動力和制動力的獨立控制，可以實現(xiàn)制動防抱死，驅(qū)動防滑，差動驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向，通過各個車輪的輸出轉(zhuǎn)矩的信息可以獲得路面附著系數(shù)等環(huán)境參數(shù)，改善車輛動力學(xué)性能；第四，獨立驅(qū)動/制動過程中產(chǎn)生的對懸架的垂向反作用力可以控制俯仰，側(cè)傾和垂向等車身姿態(tài)，改善車輛的平順性。

隨著人們對高效環(huán)保車輛的追求，純電動汽車將會在未來逐漸代替內(nèi)燃機車。“車輛完全電動化”這一過程將會持續(xù)比較長的一段時間(超過20年)，原因有以下幾點：第一，隨著能源勘探和開采技術(shù)的進步，可以被人類利用的能源在不斷增加；第二，純電動車輛技術(shù)還不成熟，其核心技術(shù)：燃料電池技術(shù)，相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車,存在成本高(大于30USD/KW)、燃料存儲困難等眾多沒有突破的問題，而儲能電池又有充電時間長、壽命短、存儲能量少等不足，這些缺點限制了純電動汽車的普及；第三，內(nèi)燃機技術(shù)也在持續(xù)地進步，效率更高更加環(huán)保的內(nèi)燃機讓人們擁有了更多的選擇；第四，城市內(nèi)部與城市之間公共交通設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，使得人們有了更多的出行選擇。

現(xiàn)有技術(shù)中車輛的標(biāo)準配置是將動力原件產(chǎn)生的動力匯入差速器，再通過差速器把動力分配到前后驅(qū)動橋和左右車輪，這種結(jié)構(gòu)無法對每個車輪的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進行獨立控制，因此也無法對其進行矢量分配控制；同時，安裝有差速器的車輛只能通過制動橫擺力矩控制提高車輛的穩(wěn)定性；制動橫擺力矩控制對車輛的減速作用明顯，且不利于車輛整體效率的提高。

為了解決上述問題，本實用新型提出一種各輪獨立控制輸出轉(zhuǎn)矩的混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)，通過將“混合動力技術(shù)”與“分布式驅(qū)動矢量分配控制”相結(jié)合，有效解決了現(xiàn)有車輛無法對四個車輪的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速都能獨立地進行控制的問題，提高了車輛駕駛過程中的高效性能與安全性能，同時彌補了電動汽車未成熟的市場空間。

實用新型內(nèi)容

鑒于上述的分析，本實用新型旨在提供一種各輪獨立控制輸出轉(zhuǎn)矩的混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)，通過使用電機單獨控制車輪，有效解決了現(xiàn)有車輛無法對四個車輪的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速都能獨立地進行控制的問題，提高了車輛駕駛過程中的高效性能與安全性能。

本實用新型的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

各輪獨立控制輸出轉(zhuǎn)矩的混合動力電動汽車動力傳動系統(tǒng)，主要包括發(fā)動機、左行星齒輪機構(gòu)、右行星齒輪機構(gòu)、左行星輪架、右行星輪架，前驅(qū)動橋上的發(fā)動機的兩個輸出軸分別與左行星齒輪機構(gòu)和右行星齒輪機構(gòu)的左、右行星輪架相連；所述發(fā)電機的輸出軸與行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連，所述行星齒輪機構(gòu)將發(fā)動機、發(fā)電機和車輪傳動軸輸出軸上的電動機耦合在一起；所述混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的軸距范圍是1867mm～3300mm。

本實用新型通過對行星齒輪機構(gòu)的布置，能使混合動力汽車前驅(qū)動橋上的發(fā)動機的動力傳遞到前輪，同時通過行星齒輪機構(gòu)中耦合的電動機，又可以控制前輪的輸出轉(zhuǎn)矩；此種布局既增加了車輛的可控性和穩(wěn)定性，又能提高車輛的能量利用效率。

進一步的，所述混合動力電動汽車動力系統(tǒng)還包括四個車輪，所述車輪包括兩個前輪和兩個后輪，所述兩個前輪各連接一個電動機，所述兩個后輪各連接一個電動發(fā)電一體機。

在四個車輪處都連接電動機或發(fā)電一體機有利于混合動力電動汽車動力系統(tǒng)對各個車輪進行單獨控制，提高車輛運行過程中的能量利用效率。

進一步的，所述前輪所連接的電動機是永磁直流電機。

進一步的，所述后輪所連接的電動發(fā)電一體機為永磁同步電機。

前輪使用永磁直流電機的優(yōu)勢是它可以進行正反轉(zhuǎn)控制，后輪使用永磁同步電機的優(yōu)勢是可以自由切換電動機和發(fā)電機，方便控制車輪和能量回收。

進一步的，所述前輪與電動機之間連接有齒輪減速機構(gòu)，所述后輪與電動發(fā)電一體機之間連接有齒輪減速機構(gòu)。